Name: Utilizzo della microscopia a scansione laser per determinare lelettromigrazione nel disiliciuro di molibdeno (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-23T14:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: Scopri la microscopia a scansione laser per studiare l'elettromigrazione nel disiliciuro di molibdeno. Questo metodo consente di misurare la carica ionica effettiva e l'energia di attivazione senza preparazione elaborata del campione.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<ol><li>Somaiah, N., Kumar, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse+blech+length+phenomenon+in+thin-film+stripes%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Appl%22%5BJournal%5D)">Inverse blech length phenomenon in thin-film stripes.</a> Phys Rev Appl. 10 (5), 054052(2018).</li>
<li>Huynh, Q. T., Liu, C. Y., Chen, C., Tu, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromigration+in+eutectic+SnPb+solder+lines%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Electromigration in eutectic SnPb solder lines.</a> J Appl Phys. 89 (8), 4332-4335 (2001).</li>
<li>Lee, T. Y., Tu, K. N., Kuo, S. M., Frear, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromigration+of+eutectic+SnPb+solder+interconnects+for+flip+chip+technology%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Electromigration of eutectic SnPb solder interconnects for flip chip technology.</a> J Appl Phys. 89 (6), 3189-3193 (2001).</li>
<li>Lee, T. Y., Tu, K. N., Frear, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromigration+of+eutectic+SnPb+and+SnAg3.8Cu0.7+flip+chip+solder+bumps+and+under-bump+metallization%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Electromigration of eutectic SnPb and SnAg3.8Cu0.7 flip chip solder bumps and under-bump metallization.</a> J Appl Phys. 90 (9), 4502-4508 (2001).</li>
<li>Ho, C. E., Hsieh, W. Z., Yang, C. H., Lee, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+study+of+electromigration+in+Sn+blech+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Surf+Sci%22%5BJournal%5D)">Real-time study of electromigration in Sn blech structure.</a> Appl Surf Sci. 388, 339-344 (2016).</li>
<li>Chang, Y. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+electromigration-induced+formation+of+discrete+voids+in+flipchip+solder+joints+by+in-situ+3D+laminography+observation+and+finite+element+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Mater%22%5BJournal%5D)">Study of electromigration-induced formation of discrete voids in flipchip solder joints by in-situ 3D laminography observation and finite element modeling.</a> Acta Mater. 117, 100-110 (2016).</li>
<li>Besser, P. R., Madden, M. C., Flinn, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+scanning+electron+microscopy+observation+of+the+dynamic+behavior+of+electromigration+voids+in+passivated+aluminum+lines%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">In situ scanning electron microscopy observation of the dynamic behavior of electromigration voids in passivated aluminum lines.</a> J Appl Phys. 72 (8), 3792-3797 (1992).</li>
<li>Doan, J. C., Lee, S. -H., Bravman, J. C., Flinn, P. A., Marieb, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Void+nucleation+on+intentionally+added+defects+in+Al+interconnects%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Phys+Lett%22%5BJournal%5D)">Void nucleation on intentionally added defects in Al interconnects.</a> Appl Phys Lett. 75 (5), 633-635 (1999).</li>
<li>Kelly, M. B., Niverty, S., Chawla, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromigration+in+bi-crystal+pure+Sn+solder+joints%3A+elucidating+the+role+of+grain+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Alloys+Compd%22%5BJournal%5D)">Electromigration in bi-crystal pure Sn solder joints: elucidating the role of grain orientation.</a> J Alloys Compd. 818, 152918(2020).</li>
<li>Influences of the microstructure on the drift velocity of electromigrating aluminum through molybdenum disilicide thin films. Schädel, M., Baldauf, J. SMSI 2021 Conference - Sensor and Measurement Science International, , (2021).</li>
<li>Straub, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aStraub%2C+A+%22Factors+Influencing+the+Critical+Product+in+Electromigration%22">Factors Influencing the Critical Product in Electromigration</a>. , University of Stuttgart, Stuttgart. (2000).</li>
<li>Scorzoni, A., Neri, B., Caprile, C., Fantini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromigration+in+thin-film+interconnection+lines%3A+models%2C+methods+and+results%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Electromigration in thin-film interconnection lines: models, methods and results.</a> Mater Sci Rep. 7 (4-5), 143-220 (1991).</li>
<li>Verma, S. K., Raynaud, G. M., Rapp, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hot-stage+scanning+electron+microscope+for+high-temperature+in-situ+oxidation+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Oxid+Met%22%5BJournal%5D)">Hot-stage scanning electron microscope for high-temperature in-situ oxidation studies.</a> Oxid Met. 15 (5/6), 471-483 (1981).</li>
<li>Heard, R., Huber, J. E., Siviour, C., Edwards, G., WilliamsonBrown, E., Dragnevski, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+into+experimental+in+situ+scanning+electron+microscope+%28SEM%29+imaging+at+high+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">An investigation into experimental in situ scanning electron microscope (SEM) imaging at high temperature.</a> Rev Sci Instrum. 91 (6), 063702-063814 (2020).</li>
</ol>

L'elettromigrazione è la migrazione di ioni metallici causata dalla corrente. Durante l'elettromigrazione, una forza <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq01.jpg" style="margin: auto;"> agisce sullo ione metallico.
La forza <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq01.jpg" style="margin: auto;"> su uno ione all'interno di una linea conduttiva in prova senza uno strato incapsulante può essere calcolata come:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq02.jpg" style="margin: auto;"> 
Dove Z* è la carica ionica effettiva per lo ione in movimento, è la carica di un elettrone ed <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq03.jpg" style="margin: auto;"> è il campo elettrico1. Per un conduttore <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq04.jpg" style="margin: auto;"> metallico con la resistività specifica ρ e la densità <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq19.jpg" style="margin: auto;">di corrente .
Z* dipende dalla specie ionica e dal materiale della linea in esame. Il suo valore indica la forza dell'elettromigrazione e il suo segno indica la direzione del movimento dello ione in questione.
Questa forza fa sì che gli atomi si muovano e vengano trasportati nella linea metallica. Utilizzando la relazione tra la velocità <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq05.jpg" style="margin: auto;"> degli ioni e la forza <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq06.jpg" style="margin: auto;"> motrice e la relazione di Nernst-Einstein per la mobilità degli ioni <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq07.jpg" style="margin: auto;">, il flusso atomico (numero di atomi per unità di tempo, per unità di area trasportata dall'elettromigrazione) <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq08.jpg" style="margin: auto;"> può essere calcolato come:
<img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq09.jpg" style="margin: auto;"> 
Dove N è la densità degli atomi del reticolo, il coefficiente di diffusione D, k è la costante di Boltzmann e T la temperatura assoluta2.
Il volume elettromigrato può essere descritto come 2,3,4:
V = ΩJEMa
Dove A è l'area della sezione trasversale del conduttore, Ω è il volume atomico e t è il tempo di elettromigrazione.
Per le linee incapsulate in prova, è necessario prendere in considerazione un componente aggiuntivo a seconda della sollecitazione meccanica:
<img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq10.jpg" style="margin: auto;"> 
Con σxx è la sollecitazione normale lungo la lunghezza del campione e x è la coordinata lungo la lunghezza della linea sottoposta al test1. Come è stato dimostrato in altre pubblicazioni, ciò si traduce in5:
<img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq11.jpg" style="margin: auto;"> 
L'elettromigrazione che genera stress è un fenomeno ben noto nelle linee allo stato solido in prova.
Se <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq01.jpg" style="margin: auto;"> = 0 allora il trasporto <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq08.jpg" style="margin: auto;"> di massa = 0 (e V = 0), il prodotto critico della lunghezza l e della densità di corrente per l'inizio dell'elettromigrazione può essere correlato ai parametri dei materiali come segue1:
<img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq12.jpg" style="margin: auto;"> 
Questo prodotto critico è di grande importanza nella progettazione di componenti o circuiti elettrici poiché le linee con lunghezze inferiori alla lunghezza critica, chiamata anche lunghezza di Blich, sono immortali. Nel protocollo sottostante, viene mostrata la determinazione di (Ij)c . Se gli altri parametri sono noti, è possibile calcolare Z* come quantità importante di materiale.
I metodi precedentemente pubblicati per la misurazione del volume elettromigrato utilizzano il SEM, la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) o la microtomografia a raggi X (X)3,4,6,7,8,9.
L'utilizzo di questi strumenti comporta una delicata preparazione dei campioni, come l'applicazione di un ulteriore film metallico sottile su superfici ad alta resistività al fine di ridurre l'accumulo di cariche sulla superficie durante la scansione a fascio di elettroni.
Lo strato aggiuntivo sulla superficie può causare problemi, come la modifica del comportamento di elettromigrazione modificando la sollecitazione meccanica all'interfaccia. L'accumulo di carica, d'altra parte, può causare una deriva virtuale del campione durante una scansione, rendendo i dati inutili.
Il funzionamento di SEM, TEM è anche più dispendioso in termini di tempo e più costoso rispetto all'uso di un microscopio a scansione laser. L'utilizzo del microscopio a scansione laser facilita l'indagine delle linee in prova a temperature più elevate. Per i SEM, esistono anche alcuni stadi di riscaldamento che non sono prontamente disponibili per tutti i SEM, sono costosi e spesso sono realizzati su misura.
Con un microscopio a scansione laser, l'incertezza di misura dei volumi può essere nello stesso intervallo dei SEM, a condizione che vengano utilizzate attrezzature adeguate e che si presti meticolosa attenzione alle condizioni di misurazione.
Durante la scansione della superficie, vengono misurati più valori per ogni punto, ottenendo un'alta risoluzione. A causa del principio di scansione del microscopio a scansione laser, il limite del metodo non è uguale al limite di diffrazione. Ciò consente la misurazione di strutture con dimensioni laterali di circa 120 nm.
Rispetto alle misurazioni SEM, l'altezza delle strutture può essere misurata in modo più semplice e preciso con molto meno sforzo. La determinazione dell'altezza con un SEM potrebbe utilizzare la misurazione dell'altezza di diverse intersezioni dopo averle preparate con un fascio di ioni focalizzato (FIB). La FIB può causare abrasione nelle vicinanze. A causa di queste preparazioni, il volume di un vuoto o di una collinetta potrebbe non essere adeguatamente rappresentato dalle misurazioni SEM, con il risultato che le misurazioni del volume di entrambi i metodi hanno un'accuratezza simile.
Poiché si opera in condizioni di aria ambiente, è possibile operare in modo più rapido, economico e versatile rispetto all'utilizzo di SEM o TEM.
Il metodo qui descritto può essere utilizzato se è possibile evitare l'ossidazione del materiale durante la misurazione. L'ossidazione può verificarsi a temperature elevate a causa dell'autoriscaldamento delle linee in prova. In caso contrario, utilizzando un SEM o scansionando la linea sottoposta ai test, si consiglia di eseguire prima la geometria della regione di interesse, quindi di applicare lo stress di elettromigrazione in una camera evacuata e infine di scansionare per la seconda volta la geometria della linea sottoposta a test della regione di interesse.
Se il campione viene spostato per sollecitazione in un ambiente diverso, è necessario prestare attenzione ad allineare il campione prima e dopo la sollecitazione nella stessa direzione. L'allineamento elimina la necessità di correggere le immagini scansionate per la rotazione. Questo in genere fornisce risultati più accurati rispetto alla correzione della virata tramite software.
Questo metodo utilizza campioni preparati e include le scansioni laser iniziali, stressando i campioni in condizioni predeterminate ed effettuando seconde scansioni laser delle stesse regioni. Da queste scansioni, i volumi elettromigrati di diversi campioni vengono determinati sottraendo le due scansioni laser. Utilizzando i dati di volume di diversi campioni, viene determinata l'intercettazione della linea di migliore adattamento per diverse lunghezze. Questa intercettazione è la lunghezza di Blech nelle condizioni utilizzate nell'esperimento. Il metodo presenta vantaggi quando si studia un materiale elettricamente conduttivo con un'elevata resistività o un materiale influenzato negativamente dalla preparazione del campione necessaria per gli altri metodi.
Le geometrie delle linee in prova per i test di elettromigrazione variano notevolmente a seconda della tecnica di misura utilizzata. L'uso di un microscopio laser a scansione non si limita alle singole linee in prova con larghezze di diversi μm10 ma può essere utilizzato per tutte le strutture in cui si indagano le variazioni di volume causate dall'elettromigrazione, come le strutture di Blech.

<table><tbody><tr><td>Sorgente di corrente/2602B Misuratore di sorgente di sistema</td><td>Keithley</td><td>2602B</td><td>È possibile utilizzare qualsiasi tipo di sorgente di corrente.</td></tr><tr><td>JKI VI Gestore pacchetti</td><td>NI</td><td>781838-35</td><td>https://www.ni.com/de-de/shop/product/jki-vi-package-manager.html? srsltid=AfmBOorzYPY4B8 hlGIUIYl3PJoBwb8o8PeV MsBfM9YcFasnBIhEWwBpd</td></tr><tr><td>Labview 2024 Q1 Full</td><td>NI</td><td>784522-35</td><td>Opzione software di valutazione (https://www.ni.com/de-de/shop/product/labview.html?partNumber=784522-35)</td></tr><tr><td>Labview 2024 Q1 Pro</td><td>NI</td><td>784584-35</td><td>Opzione software di valutazione (https://www.ni.com/de-de/shop/product/labview.html?partNumber=784522-35)</td></tr><tr><td>Microscopio a scansione laser serie VK-X200</td><td>Keyence</td><td></td><td>VK-X200 non più disponibile per l'acquisto. Opzione disponibile VK-X3100. Microscopio a scansione laser con lunghezza d'onda di 408 nm.</td></tr><tr><td>NI Vision Development Module</td><td>NI</td><td>788427-35</td><td>https://www.ni.com/de-de/shop/product/vision-development-module.html?srsltid=AfmBOoq2S8kYVmV1CK6 xSovMHTELtQHE2neD oM2RrEnibd2AuyzkWvuS</td></tr> Obiettivo CF, <tr><td>CF Plan Apo 150x/ 0.95; &infin;/0 EPI; OFN25 WD 0.2</td><td>Nikon</td><td>BZ10123016</td><td>https://spwindustrial.com/nikon-cf-plan-apo-150x-0-95-0-wd-0-2mm-epi-objective/</td></tr> <tr><td>VK Analyse-Modul Versione 3.3.0.0</td><td>Keyence</td><td></td><td>Software di analisi supportato dal microscopio a scansione laser. Non più disponibile per l'acquisto. Il nuovo microscopio a scansione laser utilizza un software più recente.</td></tr><tr><td>VK Viewer Versione 2.2.0.0</td> Software di misurazione della <td>Keyence</td><td></td><td>supportato dal microscopio a scansione laser. Non più disponibile per l'acquisto. Il nuovo microscopio a scansione laser utilizza un software più recente.</td></tr></tbody></table>

utilizzo della microscopia a scansione laser per determinare l'elettromigrazione nel disiliciuro di molibdeno

Using Laser Scanning Microscopy to Determine Electromigration in Molybdenum Disilicide

La Figura 1 mostra lo schema della geometria di una struttura di test e la Figura 2 mostra lo schema del flusso di lavoro delle misurazioni necessarie per ottenere un punto dati. Per indagare l'influenza della lunghezza e l'esistenza e il valore numerico della lunghezza della linea in prova necessaria per l'inizio dell'elettromigrazione, il suddetto protocollo è stato utilizzato per ottenere dati per più linee in prova con lunghezze diverse (ad esempio, 120 μm, 540 μm e 680 μm) realizzate in disiliciuro di molibdeno e incapsulate da uno strato di ossido di silicio ad alta temperatura. Tutte le linee in prova sono state costruite allo stesso modo e sollecitate per lo stesso tempo di 7 minuti in condizioni di aria ambiente a temperatura ambiente (23 °C) con una corrente costante senza restringimento della linea in prova durante la sollecitazione, con conseguente densità di corrente costante di 2,26 × 1010 A/m2, 3,25 × 1010 A /m2 o 3,44 × 1010 A /m2.
Nelle strutture di prova utilizzate (linee di MoSi2 incapsulate) solo la regione di contatto di MoSi2 con l'alluminio ha mostrato variazioni di volume. Esperimenti precedenti non hanno mostrato sporgenze di alcun tipo attraverso l'incapsulamento.
Le dimensioni laterali di tutte le collinette valutate con questo metodo erano superiori alla dimensione di 200 nm, ben al di sopra della risoluzione laterale del microscopio a scansione laser.
V = const.lwh
L'incertezza massima del volume misurato può essere stimata tramite la legge di propagazione della covarianza.
<img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq13.jpg" style="margin: auto;">
Dove l è la lunghezza, w la larghezza e h l'altezza. Con le incertezze di misura delle singole dimensioni Δl = 50 nm, Δw = 50 nm e Δh = 12 nm. Le incertezze della lunghezza e della larghezza sono prese come le dimensioni di un pixel. L'incertezza dell'altezza di Δh = 12 nm è stata misurata tramite SEM sulla collinetta più piccola rilevabile al microscopio a scansione laser ed è conforme all'incertezza dichiarata dal produttore.
L'altezza delle collinette (come mostrato nella Figura 3) è solitamente nell'intervallo di 190 nm. Le collinette più piccole correttamente rilevabili hanno altezze nell'intervallo di 34 nm. Le lunghezze e le larghezze sono solitamente nell'ordine di 1 μm per la maggior parte delle collinette, come mostrato nella Figura 3.
Ciò fa sì che l'incertezza per una singola collinetta con una dimensione tipica della collinetta sia
<img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq14.jpg" style="margin: auto;">= 16%
e per una piccola collinetta da
<img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq15.jpg" style="margin: auto;">= 45%.
Con il metodo mostrato in questo protocollo, il volume viene sommato per diverse collinette. I valori tipici per la quantità di collinette sommate in un campione sono circa 9, come mostrato nella Figura 3.
Ciò fa sì che l'incertezza sia:
<img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq16.jpg" style="margin: auto;">
Se nel campione sono presenti solo collinette di medie dimensioni
e
<img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq17.jpg" style="margin: auto;">
se tutte le collinette presenti nel campione sono estremamente piccole.
In realtà, nei campioni sono presenti collinette piccole e di dimensioni tipiche e la quantità di collinette varia leggermente tra i campioni, causando un'incertezza compresa tra il 5% e il 15% a seconda delle dimensioni e del numero esatti delle collinette.
Come si può vedere dai risultati rappresentativi mostrati in questo lavoro, il valore del volume elettromigrato aumenta con l'aumentare della lunghezza della linea in prova. Il volume elettromigrato aumenta anche se si utilizzano condizioni di sollecitazione più forti, ad esempio valori più elevati di densità di corrente.
Se tutti i dati di volume indipendenti dalla lunghezza della linea in prova sono pari a zero, sono necessarie condizioni di sollecitazione più forti (ad esempio, temperature più elevate, tempo di sollecitazione più lungo, densità di corrente più elevate o una combinazione di questi) per l'inizio dell'elettromigrazione. Condizioni di stress più forti saranno utilizzate in ulteriori esperimenti.
La Figura 3 mostra una regione di interesse prima della sollecitazione di corrente sul lato sinistro e dopo la sollecitazione di corrente al centro. Il lato destro della Figura 3 evidenzia le collinette dopo lo stress di corrente. La Figura 3 mostra la formazione di nuove collinette e la crescita delle sporgenze prima dell'attuale sollecitazione.
La Figura 4 mostra i risultati positivi dell'aumento del volume elettromigrato con l'aumentare della lunghezza, inclusa una linea esponenziale di best fit, che include tutti i punti dati. La Figura 4 mostra anche i risultati per lunghezze più corte utilizzati per determinare l'intercettazione della linea lineare di miglior adattamento con l'asse x.
La Figura 5 mostra i dati positivi del volume elettromigrato che aumenta con un aumento della densità di corrente con la lunghezza mantenuta costante a 120 μm e la densità di corrente variata nell'intervallo in cui l'inizio dell'elettromigrazione è stato osservato in precedenti esperimenti. La Figura 5 mostra anche l'influenza dell'ossido di silicio incapsulante ad alta temperatura. Due diversi spessori di ossido di silicio ad alta temperatura (cerchi pieni: 60 nm, cerchi non riempiti: 20 nm) determinano due valori diversi per l'inizio dell'elettromigrazione per quanto riguarda la densità di corrente. Ciò è causato dallo stress meccanico degli strati di incapsulamento.
La Figura 6 mostra i dati che potrebbero essere utili per ottenere una prima stima dei parametri di elettromigrazione nel materiale. Per ottenere risultati migliori, è necessario acquisire più dati con lunghezze comprese tra 150 μm e 500 μm.
La Figura 7 mostra dati non ottimali, che richiederebbero il test di linee in prova con lunghezze comprese tra 120 μm e 260 μm, poiché potrebbero esserci lunghezze superiori a 120 μm con un volume elettromigrato pari a 0. Se c'è una diminuzione del volume con un aumento della lunghezza della struttura di prova, alcuni dei dati non sono corretti. Molto probabilmente a causa di errori nella valutazione del volume, come errori nella determinazione della scala di altezza o errori nel trovare il bordo delle collinette. In questo caso, dare un'altra occhiata alla valutazione della rispettiva immagine e rivalutare può essere utilizzato per andare a fondo del problema.
I dati errati possono anche essere dovuti al fatto che la struttura di test non si raffredda a temperatura ambiente per la seconda scansione. La scansione della stessa area e l'utilizzo della nuova scansione per la valutazione è l'unica opzione per risolvere il problema. Se questo problema persiste dopo la rivalutazione e la ripetizione della scansione, è probabile che non sia causato da un errore nella valutazione e potrebbe essere un effetto reale del materiale utilizzato.
Per lunghezze leggermente superiori alla lunghezza critica, la linea di adattamento migliore può essere approssimata da una linea retta. Se la lunghezza delle linee in prova si allunga, diventa visibile la natura esponenziale della linea di miglior adattamento.
L'intercettazione con l'asse x è stata determinata a 33,33 μm per sollecitazioni con una densità di corrente di 3,25 × 1010 A/m2 con conseguente (Ij)c = 1,08 × 106 A/m.
Dai dati della Figura 5 l'intercettazione è stata determinata a 3,49 × 1010 A/m2 e 3,6 × 1010 A/m2. Con una lunghezza della linea in prova di 120 μm, si ottengono valori di 4,19 × 106 A/m e 4,2 × 1010 A /m.
La discrepanza del prodotto critico misurato deriva da un aumento dell'autoriscaldamento delle linee in prova con un aumento della densità di corrente. La temperatura delle linee in prova aumenta tipicamente con l'aumentare della densità di corrente. Le temperature delle linee in prova di una lunghezza di 120 μm sollecitata per 7 minuti sono state determinate mediante misurazione della resistività elettrica per densità di corrente di 2,65 × 1010 A/m2, 3,24 × 1010 A/m2, 3,53 × 1010 A /m2 e 3,85 × 1010 A /m2 a 158 °C, 202 °C, 257 °C e 320 °C, rispettivamente. Primadell'11 è stato dimostrato che la dipendenza del prodotto critico dalla temperatura e da altri fattori.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig01.jpg"> 
Figura 1: Schema di una geometria della struttura di prova adatta per indagini sui parametri di elettromigrazione tramite microscopio a scansione laser. La scatola d'oro è la linea in prova (in questo lavoro realizzato in MoSi2), le scatole d'argento sono le alimentazioni elettriche (in questo lavoro in alluminio) e le piazzole di contatto sono mostrate come pile di scatole d'argento nella regione dei fili di collegamento (grigio scuro). Le pile indicano che le pile di contatto hanno uno spessore dello strato più elevato rispetto alle alimentazioni elettriche. Le piccole scatole d'argento su entrambi i lati della linea in prova sono le regioni di contatto elettrico dell'alimentazione elettrica e della linea in prova. Si suppone che il bordo scuro simboleggi questa regione con un'elevazione inferiore a causa dello strato incapsulante che viene aperto in questa parte per consentire il contatto elettrico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig02.jpg"> 
Figura 2: Schema del flusso di lavoro delle misurazioni necessarie per ottenere un punto dati. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig02large.jpg" target="_blank">Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig03.jpg"> 
Figura 3: Confronto della regione di interesse prima e dopo lo stress di corrente. Confronto della regione di interesse (in questo lavoro, il contatto elettrico dell'alluminio con la linea in prova) prima dello stress di corrente (lato sinistro) e dopo lo stress di corrente (al centro) con le collinette causate dall'elettromigrazione evidenziate sul lato destro. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig04.jpg"> 
Figura 4: Risultati positivi del volume elettromigrato delle regioni di contatto del lato del catodo a seconda della lunghezza della linea in prova per le linee MoSi2 . Dati rappresentativi (risultati positivi) del volume elettromigrato delle regioni di contatto del lato del catodo a seconda della lunghezza della linea in prova per MoSi2 linee incapsulate con ossido di silicio ad alta temperatura da 60 nm, stress in condizioni di aria ambiente per 7 minuti con una densità di corrente di 3,25 × 1010 A/m2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig05.jpg"> 
Figura 5: Risultati positivi del volume elettromigrato delle regioni di contatto del lato del catodo a seconda della densità di corrente per le linee incapsulate in prova realizzate in MoSi2. Dati rappresentativi (risultati positivi) del volume elettromigrato delle regioni di contatto del lato del catodo a seconda della densità di corrente per le linee incapsulate in prova realizzate in MoSi2 mentre sollecitate in condizioni di aria ambiente per 7 minuti. I cerchi pieni mostrano i dati delle2 linee MoSi in prova incapsulate con ossido di silicio ad alta temperatura da 60 nm. I cerchi vuoti mostrano i dati delle linee MoSi2 in prova incapsulate con ossido di silicio ad alta temperatura da 20 nm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig06.jpg"> 
Figura 6: Dati validi. Dati rappresentativi (i dati sono accettabili da usare) del volume elettromigrato delle regioni di contatto del lato del catodo a seconda della lunghezza della linea in prova per MoSi2 linee incapsulate con ossido di silicio ad alta temperatura da 60 nm, stress in condizioni di aria ambiente per 7 minuti con una densità di corrente di 2,56 × 1010 A /m2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig06large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig07.jpg"> 
Figura 7: Dati non ottimali. Dati rappresentativi (dati subottimali) del volume elettromigrato delle regioni di contatto del lato del catodo in funzione della lunghezza della linea in prova per linee MoSi2 incapsulate con ossido di silicio ad alta temperatura da 20 nm, sollecitato in condizioni di aria ambiente per 7 minuti con una densità di corrente di 3,44 × 1010 A/m2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig07large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
File di codifica supplementare 1: Laserscan_1.vi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/Laserscan_1.vi" target="_blank">Clicca qui per scaricare questo file.</a>

Utilizzo della microscopia a scansione laser per determinare l'elettromigrazione nel disiliciuro di molibdeno

With increasing the current density and decreasing the size of chips electromigration becomes more and more important. Electromigration is the movement of ...

using-laser-scanning-microscopy-to-determine-electromigration

Research

Ricerca

JoVE Journal

Engineering

Ingegneria

Descriviamo gli approcci per la fabbricazione di dispositivi e la caratterizzazione elettrica di nanostrutture di semiconduttori a strato di diseleniuro di molibdeno (MoSe2) con diversi spessori. Inoltre, viene descritta la fabbricazione di contatti ohmici per nanocristalli MoSe a2 strati mediante il metodo di deposizione a fascio di ioni focalizzati utilizzando il platino (Pt) come metallo di contatto.

Ohmico Fabrication contatto con una tecnica Focused Ion Beam-e caratterizzazione elettrica per strato semiconduttore Nanostrutture

Per questo studio radiazione di sincrotrone micro-tomografia, una tecnica di imaging non distruttiva tridimensionale, è impiegato per esaminare un intero pacchetto microelettronica con una sezione trasversale di 16 x 16 mm. A causa della forte flusso e la luminosità del sincrotrone il campione è stato ripreso in soli 3 minuti con una risoluzione spaziale 8.7 micron.

L&#39;utilizzo delle radiazioni al sincrotrone microtomografia a indagare multi-scala Pacchetti microelettronici tridimensionali

Le proprietà ottiche, elettriche e strutturali delle dislocazioni e dei bordi dei grani nei materiali semiconduttori possono essere determinate da esperimenti eseguiti in un microscopio elettronico a scansione. La microscopia elettronica è stata utilizzata per studiare la catodoluminescenza, la corrente indotta da fascio di elettroni e la diffrazione di elettroni retrodiffusi.

Caratterizzazione completa dei difetti estesi in materiali semiconduttori da un microscopio elettronico a scansione

Questo articolo riporta la fabbricazione di nanomateriali di un substrato di Si fullerene ispezionato e verificato mediante nanomisurazioni e simulazione dinamica molecolare.

probing C<sub&gt; 84</sub&gt; -Embedded Si sottofondo mediante scansione di sonda e microscopia dinamica molecolare

L'isolamento di effetti elettrici e termici sulla deformazione elettrica assistita (EAD) è molto difficile usando campioni macroscopici. Le micro- e nanostrutture del campione metallico insieme ad una procedura di prova personalizzata sono state sviluppate per valutare l'impatto della corrente applicata sulla formazione senza riscaldamento joule e l'evoluzione delle dislocazioni su questi campioni.

Un metodo novello per<em&gt; In Situ</em&gt; Caratterizzazione elettromeccanica dei campioni di nanoscala

Attraverso il sulfurization pre-depositati dei metalli di transizione, etero-strutture di grande superficie e verticale 2D cristallo possono essere fabbricate. La pellicola di trasferimento e procedure di fabbricazione del dispositivo sono anche dimostrate in questo rapporto.

Preparazione di grande superficie 2D cristallo etero-strutture verticali attraverso il Sulfurization di film di metalli di transizione per la fabbricazione di dispositivi

L'articolo mira a introdurre una procedura di fabbricazione standard e affidabile per lo sviluppo della futura basso nanoelettronica dimensionale.

Un metodo Standard e affidabile per fabbricare nanoelettronica bidimensionale

Presentato qui è un protocollo per l'analisi dei cambiamenti nanostrutturali durante la polarizzazione in situ con microscopia elettronica a trasmissione (TEM) per una struttura metallico-isolante-metallo impilata. Ha applicazioni significative nella commutazione resistiva delle traverse per la prossima generazione di circuiti logici programmabili e hardware di neuromimetica, per rivelare i loro meccanismi operativi sottostanti e l'applicabilità pratica.

Microscopia elettronica a trasmissione in situ con distorsione e fabbricazione di traverse asimmetriche basate su a -VO x afasemista

Il metodo presentato descrive come identificare e risolvere artefatti di misura relativi alla spettrometria di massa di ioni secondari e ottenere distribuzioni 3D realistiche di impurità/droganti nei materiali allo stato solido.

Ricostruzione del profilo di profondità 3D di impurità segregate utilizzando la spettrometria di massa a ioni secondari

Le tecniche FIB (Cryogenic Focused Ion Beam) e SEM (Scanning Electron Microscopy) possono fornire informazioni chiave sulla chimica e la morfologia delle interfacce solido-liquido intatte. I metodi per la preparazione di mappe spettroscopiche a raggi X a dispersione di energia (EDX) di alta qualità di tali interfacce sono dettagliati, con particolare attenzione ai dispositivi di accumulo di energia.

Caratterizzazione su scala nanometrica di interfacce liquido-solido mediante accoppiamento di fresatura a fascio ionico crio-focalizzato con microscopia elettronica a scansione e spettroscopia

Viene presentato un metodo per imporre la topografia superficiale di materiali polimerici compositi che assorbono la luce, in particolare elastomeri magnetoattivi (MAE), utilizzando la microlavorazione laser. Questo metodo consente una grande flessibilità nella progettazione topografica e nella prototipazione rapida. Viene dimostrato un esempio di strutturazione delle superfici MAE, della caratterizzazione e della loro risposta al campo magnetico esterno.

Microlavorazione laser per la progettazione di topografia di superfici polimeriche

Scopri la microscopia a scansione laser per studiare l'elettromigrazione nel disiliciuro di molibdeno. Questo metodo consente di misurare la carica ionica effettiva e l'energia di attivazione senza preparazione elaborata del campione.

Utilizzo della microscopia a scansione laser per determinare l'elettromigrazione nel disiliciuro di molibdeno

Esplora altri video