Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

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46 3. Experimentelles Draht individuell mittels REM- und AFM-Aufnahmen bestimmt werden. Mit Hilfe der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Methode ist es somit möglich, beliebig geformte Drähte elektrisch zu kontaktieren. Dies ermöglicht auch für andere selbstorganisierte Systeme - wie z. B. Ketten aus Eisen-Nanopartikeln 11 - neue Unter- suchungsmöglichkeiten. 11 Diese werden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 491 - Nanopartikel aus der Gasphase untersucht; siehe auch [167]
4. Ergebnisse und Diskussion: Vorbetrachtungen zu den in-situ Messungen Bevor die Messungen zur Elektromigration hinsichtlich der morphologischen Änderun- gen behandelt werden, wird in diesem Kapitel ein Überblick über verschiedene Einfluss- größen auf die Elektromigration gegeben, die sowohl für die polykristallinen Gold-, als auch für die einkristallinen Silberdrähte relevant sind. Zunächst wird in Kap. 4.1 der Einfluss der Temperatur sowie die Temperaturbestimmung innerhalb der Leiterbahnen betrachtet. In Kap. 4.2 wird der Einfluss des Rasterelektronenmikroskops auf die Mes- sungen untersucht. Hierzu zählt die Erwärmung, welche über den Energieeintrag des Elektronenstrahls erfolgt. Weiterhin wird der Einfluss von Kohlenstoffverunreinigun- gen, welche zwangsläufig bei den in-situ REM-Messungen entstehen, behandelt. Diese Verunreinigungen besitzen einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer der polykristallinen Goldleiterbahnen. Abschließend wird in Kap. 4.3 der Unterschied zwischen strom- und spannungseingeprägten Messungen beschrieben. 4.1 Einfluss und Bestimmung der Temperatur Die Temperatur besitzt einen wesentlichen Einfluss auf das Elektromigrationsverhalten der Leiterbahnen (siehe Kap. 2.1). Sie geht direkt in die Diffusionskonstante und damit in die Stärke und Geschwindigkeit der Bewegung der Atome ein. Bis auf die Tieftem- peraturmessungen (siehe Kap. 5.1.7) wurden sämtliche Elektromigrationsmessungen im Rahmen dieser Arbeit im vollklimatisierten Reinraum bei einer Temperatur von 21 ◦ C (und einer relativen Luftfeuchte von 50 %) durchgeführt. Aufgrund der hohen Stromdichten innerhalb der Leiterbahnen kommt es zu einer Joul’schen Erwärmung, die bei der Auswertung berücksichtigt werden muss. Da es nicht möglich war, die Temperaturerhöhung der Strukturen direkt zu messen, wurde sie aus der Temperaturabhängigkeit des Widerstandes der Goldleiterbahnen bestimmt. Für die Temperaturerhöhung einer Leiterbahn gilt dabei folgender Zusammenhang (siehe z. B. [24]): dT = R(T) − R(0) α · R(0) Hierin entspricht R(T) dem gemessenen Widerstand und R(0) bezeichnet den Wi- derstand der Leiterbahn bei Zimmertemperatur. Die Größe α bezeichnet den linearen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes. 47 (7)
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Seite 14 und 15: 4 1. Einleitung Abb. 1.3: Kupfermet
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Seite 20 und 21: 10 1. Einleitung zwischen dem Wider
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Seite 28 und 29: 18 2. Grundlagen a b + + Hügel Hü
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