Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen

72 5. Ergebnisse und Diskussion: Goldleiterbahnen
Einfluss
Relaxation
Einfluss
Porenwachstum
Abb. 5.6: Weiteres Beispiel des Widerstandsverhaltens einer polykristallinen Goldleiterbahn.
Nach der charakteristischen Abnahme zu Beginn der Messung steigt der Widerstands durch
den zunehmenden Einfluss der Poren an.
5.1.6 Weitere Beispiele des Elektromigrationsverhaltens in polykristallinen
Leiterbahnen
Das vorstehende Beispiel behandelte den Spezialfall einer Leiterbahn, bei welcher die
kritische Pore von Beginn der Messung an vorhanden war und sich bis zum Durchbruch
entwickelt hat. Im folgenden werden die Aussagen der vorangegangenen Kapitel durch
weitere Beispiele verallgemeinert.
Abb. 5.6 zeigt das Widerstandsverhalten einer weiteren polykristallinen Goldleiter-
bahn. Ähnlich wie zuvor beschrieben steigt der Widerstand zunächst stark an (in Abb.
5.6 ist der Widerstand R(0) = 24, 36 Ω nicht eingezeichnet). Die Temperatur innerhalb
der Leiterbahn erhöht sich um ∆T ≃ 95 ◦ . Nach einer sehr kurzen Thermalisierung im
Bereich von 30 Sekunden dominieren die Relaxationsvorgänge innerhalb der Leiterbahn,
die zu einer Abnahme des Widerstandes um ca. 0, 5 Ω führen. Nach ca. der Hälfte der
Gesamtdauer des Experimentes kommt es zu einem Anstieg des Widerstandes aufgrund
des nun vorherrschenden Porenwachstums. Gegen Ende der Messung steigt der Wider-
stand dann rasant an, bis die Leiterbahn nach 26 Minuten zerstört ist. Das Verhalten
dieser Leiterbahn ist, obwohl die Messung mit 26 Minuten im Vergleich sehr kurz ist,
sehr ähnlich zu der in Kap. 5.1.2 beschriebenen Leiterbahn und kann damit als typisch
für die polykristallinen Goldleiterbahnen angesehen werden.
Erst bei sehr hohen Stromdichten (j ≥ 3 · 10 8 A/cm 2 ) kam es zu Abweichungen
von diesem Verhalten. In diesen Fällen wird keine Widerstandsabnahme und damit