Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

4.2 Einfluss des Elektronenstrahls auf die Elektromigrationsmessungen im REM 57
a
I +
b
1 µm
U +
U -
Abb. 4.4: Typische Messkonfiguration für die in-situ Widerstandsmessungen an den Goldleiterbahnen
(siehe auch Abb. 3.3). Teilbild a) zeigt die Leiterbahn inklusive der Stromzuführungen
und Spannungsabgriffe. Teilbild b) zeigt die Leiterbahn mit einem Messrahmen, wie er
üblicherweise für die Videoaufzeichnung verwendet wird (entnommen aus [171]).
Strahl nach links zurückgelenkt und beginnt mit der nächsten Zeile. Dieses Vorgehen ist
schematisch durch den schwarzen Pfeil angedeutet. In dieser Art erhält man innerhalb
von zum Beispiel fünf Sekunden eine komplette Aufnahme innerhalb des Messrahmens.
Wie aus Abb. 4.4 b) ersichtlich, befindet sich der Elektronenstrahl in diesem Beispiel
ca. die Hälfte der Zeit auf dem Substrat und die andere Hälfte auf der Leiterbahn.
Abb. 4.5 zeigt das Widerstandsverhalten einer Leiterbahn, die (wie in Abb. 4.4 ge-
zeigt) in-situ mit dem REM abgerastert wurde. Man erkennt eine Widerstandsoszillation
zu Beginn des Experiments im Zeitraum von 220 s bis 400 s. Der Widerstand steigt -
wie bereits in Kap. 4.1.2 erläutert wurde - im Verlauf dieser Zeitspanne an. Ab ca. 350 s
ist die Leiterbahn mit dem Substrat thermalisiert und der Widerstand erreicht einen
konstanten Wert. Weiterhin erkennt man Widerstandsoszillationen mit einer kleinen
Amplitude bis 250 s und einer größeren Amplitude ab 250 s. Die Ausschnittsvergröße-
rung in Abb. 4.5 zeigt die Oszillationen nach der Thermalisierung mit dem Substrat. Sie
besitzen eine Periode von fünf Sekunden und eine mittlere Amplitude δR = 4, 6 ·10 −4 Ω
mit einer Standardabweichung von 5 · 10 −5 Ω.
Das Zeitintervall der Oszillationen entspricht der Aufnahmezeit innerhalb eines Mess-
rahmens; d. h. die periodische Widerstandsänderung ist mit dem Elektronenstrahl direkt
korreliert. Der Pfeil in Abb. 4.5 kennzeichnet eine Änderung in der Periodizität. Die Auf-
nahmezeit pro Fenster wurde hier von 2,5 auf 5 Sekunden erhöht. Im Detail steigt der
Widerstand der Leiterbahn an, sobald diese vom Elektronenstrahl getroffen wird. Der
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