Elektromigration in Gold und Silber Nanostrukturen
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5.1 <strong>Elektromigration</strong> <strong>in</strong> polykristall<strong>in</strong>en <strong>Gold</strong>leiterbahnen 73<br />
Abb. 5.7: Weiteres Beispiel für die Entwicklung der Porenfläche <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er polykristall<strong>in</strong>en<br />
<strong>Gold</strong>leiterbahn. In diesem Fall f<strong>in</strong>det die Entwicklung von Poren erst nach e<strong>in</strong>er Inkubationszeit<br />
statt. Die Zunahme der Porenfläche erfolgt erneut l<strong>in</strong>ear mit der Zeit.<br />
verb<strong>und</strong>en ke<strong>in</strong>e Relaxation zu Beg<strong>in</strong>n des Experiments beobachtet. Dies wird <strong>in</strong> der<br />
abschließenden Diskussion dieses Kapitels (Kap. 5.5) vertiefend behandelt.<br />
Abb. 5.7 zeigt die zu Abb. 5.6 gehörende Entwicklung der Porenfläche. Im Vergleich<br />
zu der <strong>in</strong> Abb. 5.3 gezeigten Entwicklung mit e<strong>in</strong>er stetig ansteigenden Porenfläche<br />
kommt es hier zu e<strong>in</strong>em sichtbar verzögerten Beg<strong>in</strong>n des Porenwachstums. Dies deutet,<br />
auch <strong>in</strong> Verb<strong>in</strong>dung mit den Widerstandsdaten, auf e<strong>in</strong> Ausheilverhalten <strong>in</strong>nerhalb der<br />
Leiterbahn h<strong>in</strong>. Zu beachten ist, dass das verzögerte Auftreten der Porenbildung nicht<br />
gänzlich an die zeitliche Entwicklung des Widerstands gekoppelt ist. Vergleicht man Abb.<br />
5.7 <strong>und</strong> 5.6 erkennt man nach E<strong>in</strong>setzen des Porenwachstums nach ca. fünf M<strong>in</strong>uten e<strong>in</strong>e<br />
weitergehende Widerstandsabnahme. Dies zeigt, dass die Änderung des Widerstands<br />
e<strong>in</strong> schlechtes Maß für die <strong>Elektromigration</strong>sschädigungen e<strong>in</strong>er polykristall<strong>in</strong>en (nicht<br />
angelassenen) Leiterbahn ist. Trotz e<strong>in</strong>es Abs<strong>in</strong>ken des Widerstandes kommt es bereits<br />
zu Porenbildung <strong>und</strong> -wachstum <strong>in</strong>nerhalb der Leiterbahn.<br />
Dass die Bildung <strong>und</strong> das Wachstum der Poren nicht direkt mit dem E<strong>in</strong>schalten des<br />
Stromflusses beg<strong>in</strong>nt, ist typisch <strong>und</strong> wird vor allem für andere Arten von Leiterbahnen<br />
(Bambusstrukturen, e<strong>in</strong>kristall<strong>in</strong>e Leiterbahnen) beobachtet [132]. Neben dem Ausheil-<br />
verhalten der polykristall<strong>in</strong>en Leiterbahnen wird <strong>in</strong> der Literatur e<strong>in</strong>e so genannten In-<br />
kubationszeit angeführt, bis zu der ke<strong>in</strong>e makroskopischen (im S<strong>in</strong>ne von beobachtbaren)<br />
Poren gebildet werden. Der Gr<strong>und</strong> hierfür ist der Aufbau e<strong>in</strong>er kritischen Leerstellenkon-<br />
zentration, ab der sich die e<strong>in</strong>zelnen Fehlstellen im Atomgitter zusammenschließen <strong>und</strong>