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20011

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Publication Type: search.filters.UBSTyp.Abschlussarbeit (Diplom)Subject: search.filters.subject.540

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    Legierungseinflüsse auf die Elektromigration in Submikrometer Aluminium-Leiterbahnen
    (2001) Böhm, Jochen
    In dieser Arbeit wurde der Einfluss von ionenimplantiertem Kupfer und Sauerstoff auf das Elektromigrationsverhalten von 0,5 µm breiten Aluminium-Leiterbahnen mit Bambusstruktur untersucht. Der Einfluss der Schädigung durch die Implantation wurde an Aluminiumproben untersucht, die mit Aluminium implantiert wurden. Die Messungen an diesen Proben zeigten keinen Unterschied im Vergleich zu Proben aus unimplantiertem Aluminium. Untersuchungen im Transmissionselektronenmikroskop von ausgelagerten Proben ergaben ebenfalls keinerlei Hinweis auf Schädigung durch die Implantation von Kupfer oder Sauerstoff. Die Ionenimplantation hatte somit auch keinen Einfluss auf die Kornstruktur. Dieser Sachverhalt erlaubte die Untersuchung von Proben mit unterschiedlichen Legierungszusätzen bei gleichzeitig unveränderter Mikrostruktur. Es wurde der elektrische Widerstand im Rasterelektronenmikroskop in-situ gemessen. Während der Elektromigration war in allen untersuchten Proben ein Materialabtrag beobachtbar, der nicht gleichmäßig erfolgte. Am Kathodenende der untersuchten Leiterbahnen waren Poren sowie Reste des Leiterbahnmaterials sichtbar, am Anodenende wurden Hügel und Whisker beobachtet. Das kritische Produkt von kurzen Leiterbahnen aus reinem Aluminium war kleiner als das bei den legierten Proben. Dies stimmt mit der Vorstellung überein, dass das kritische Produkt durch die mechanische Festigkeit des Leiterbahnmaterials bestimmt wird. Bei langen Leiterbahnen mit Reservoir-Ende war die Driftgeschwindigkeit der mit Kupfer und Sauerstoff implantierten Bahnen dagegen größer als bei unimplantierten Proben aus reinem Aluminium. In welchem Material die Driftgeschwindigkeit größer ist hängt daher von der Länge der Leiterbahn und von der angelegten Stromdichte ab. Der zeitabhängige Verlauf des Materialabtrags in kurzen Bahnen wurde mit einem neuen Modell beschrieben, das den Effekt des nicht gleichmäßigen Abtrags berücksichtigt.