Name: Molibden Disilisitte Elektromigrasyonu Belirlemek için Lazer Tarama Mikroskobu Kullanma (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-05-23T14:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 41 s
Description: Öğrenin, lazer tarama mikroskobu kullanarak molibden disilisitte elektromigrasyonu nasıl belirleyeceğinizi. Bu yöntem, yüksek sıcaklıklarda etkin iyon yükü ve aktivasyon enerjisi parametrelerini ölçmek için hızlı ve hazırlıksız bir alternatif sunar.

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>

Elektromigrasyon, akımın neden olduğu metal iyonlarının göçüdür. Elektromigrasyon sırasında, metal iyonuna bir kuvvet <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq01.jpg" style="margin: auto;"> etki eder.
Kapsülleyici bir tabaka olmadan test edilen iletken bir çizgi içindeki bir iyon üzerindeki kuvvet <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq01.jpg" style="margin: auto;"> şu şekilde hesaplanabilir:
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq02.jpg" style="margin: auto;"> 
Z* hareket eden iyon için etkin iyon yükü, bir elektronun yükü ve elektrik alanı1 olmak üzere.<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq03.jpg" style="margin: auto;"> Özgül direnci ρ ve akım yoğunluğu <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq19.jpg" style="margin: auto;">olan bir metal iletken <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq04.jpg" style="margin: auto;"> için .
Z*, iyon türüne ve test edilen hattın malzemesine bağlıdır. Değeri, elektromigrasyonun gücünü gösterir ve işareti, söz konusu iyonun hareketinin yönünü gösterir.
Bu kuvvet atomların hareket etmesine ve metal hat içinde taşınmasına neden olur. İyon hızı <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq05.jpg" style="margin: auto;"> ile itici kuvvet <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq06.jpg" style="margin: auto;"> arasındaki ilişkiyi ve iyonların <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq07.jpg" style="margin: auto;"> hareketliliği için Nernst-Einstein bağıntısını kullanarak, atomik akı (elektromigrasyon ile taşınan birim alan başına birim zamandaki atom sayısı) <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq08.jpg" style="margin: auto;"> şu şekilde hesaplanabilir:
<img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq09.jpg" style="margin: auto;"> 
N kafes atomlarının yoğunluğu, difüzyon katsayısı D, k Boltzmann sabiti ve T mutlak sıcaklık2 olmak üzere.
Elektromigasyon hacmi 2,3,4 olarak tanımlanabilir:
V = ΩJEMŞurada
A iletkenin kesit alanı, Ω atom hacmi ve t elektromigrasyon zamanıdır.
Test edilen kapsüllenmiş hatlar için, mekanik gerilime bağlı olarak ek bir bileşen dikkate alınmalıdır:
<img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq10.jpg" style="margin: auto;"> 
σxx , numunenin uzunluğu boyunca normal gerilim ve x, test1 altındaki çizginin uzunluğu boyunca koordinattır. Diğer yayınlarda gösterildiği gibi, bu5 ile sonuçlanır:
<img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq11.jpg" style="margin: auto;"> 
Stres oluşturan elektromigrasyon, test edilen katı hal hatlarında iyi bilinen bir olgudur.
Eğer <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq01.jpg" style="margin: auto;"> = 0 ise, kütle taşınımı <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq08.jpg" style="margin: auto;"> = 0 (ve V = 0), elektromigrasyonun başlangıcı için uzunluk l ve akım yoğunluğunun kritik ürünü aşağıdaki gibi malzeme parametreleriyle ilişkilendirilebilir:1:
<img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq12.jpg" style="margin: auto;"> 
Bu kritik ürün, elektrik bileşenlerinin veya devrelerinin tasarımında büyük önem taşır, çünkü Blech uzunluğu olarak da adlandırılan kritik uzunluktan daha kısa uzunluklara sahip hatlar ölümsüzdür. Aşağıdaki protokolde (Ij)c'nin tayini gösterilmiştir. Diğer parametreler biliniyorsa, önemli bir malzeme miktarı olarak Z* hesaplanabilir.
Elektromigasyonlu hacmin ölçümü için daha önce yayınlanmış yöntemler SEM, transmisyon elektron mikroskobu (TEM) veya x-ışını mikrotomografisi (X)3,4,6,7,8,9 kullanır.
Bu aletlerin kullanılması, elektron ışını taraması sırasında yüzeyde yük birikimini azaltmak için yüksek dirence sahip yüzeylere ek bir ince metal film uygulanması gibi numunelerin hassas bir şekilde hazırlanmasını içerir.
Yüzeydeki ek katman, arayüzdeki mekanik gerilimi değiştirerek elektromigrasyon davranışını değiştirmek gibi sorunlara neden olabilir. Öte yandan yük birikimi, bir tarama sırasında numunenin sanal olarak kaymasına neden olarak verileri işe yaramaz hale getirebilir.
SEM, TEM'in çalışması da lazer tarama mikroskobu kullanımından daha zaman alıcı ve daha pahalıdır. Lazer tarama mikroskobunun kullanılması, test edilen çizgilerin daha yüksek sıcaklıklarda incelenmesini kolaylaştırır. SEM'ler için, tüm SEM'ler için hazır olmayan, pahalı olan ve çoğu zaman ısmarlama olan bazı ısıtma aşamaları da vardır.
Lazer tarama mikroskobu ile hacimlerin ölçüm belirsizliği, uygun ekipmanın kullanılması ve ölçüm koşulları üzerinde titiz bir özen gösterilmesi koşuluyla SEM'lerle aynı aralıkta olabilir.
Yüzeyin taranması sırasında, her nokta için birden fazla değer ölçülür ve bu da yüksek bir çözünürlük elde edilmesini sağlar. Lazer tarama mikroskobunun tarama prensibi nedeniyle, yöntemin limiti kırınım limitine eşit değildir. Bu, yaklaşık 120 nm'lik yanal boyuttaki yapıların ölçülmesini sağlar.
SEM ölçümleri ile karşılaştırıldığında, yapıların yüksekliği çok daha az çaba ile daha kolay ve hassas bir şekilde ölçülebilir. Bir SEM ile yüksekliğin belirlenmesi, bunları odaklanmış bir iyon demeti (FIB) ile hazırladıktan sonra birkaç kesişme noktasının yüksekliğinin ölçülmesini kullanabilir. FIB çevrede aşınmaya neden olabilir. Bu hazırlıklar nedeniyle, bir boşluk veya tepeciğin hacmi SEM ölçümleri ile yeterince temsil edilemeyebilir, bu da her iki yöntemin hacim ölçümlerinin benzer bir doğruluğa sahip olmasına neden olur.
Ortam havası koşullarında çalıştığı için SEM veya TEM kullanmaktan daha hızlı, daha ucuz ve daha çok yönlü çalışmak mümkündür.
Burada açıklanan yöntem, ölçüm sırasında malzemenin oksidasyonu önlenebiliyorsa kullanılabilir. Test edilen hatların kendi kendine ısınması nedeniyle yüksek sıcaklıklarda oksidasyon meydana gelebilir. Aksi takdirde, bir SEM kullanılması veya testler altındaki hattın taranması, önce ilgilenilen bölgenin geometrisi, daha sonra boşaltılmış bir odada elektromigrasyon stresi uygulanması ve son olarak ilgilenilen bölgenin test geometrisi altındaki hattın ikinci kez taranması önerilir.
Numune farklı bir ortamda gerilmek için hareket ettirilirse, numuneyi gerilmeden önce ve sonra aynı yönde hizalamaya özen gösterilmelidir. Hizalama, taranan görüntülerin döndürülmesi için düzeltilmesi ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu genellikle dönüşü yazılımla düzeltmekten daha doğru sonuçlar verir.
Bu yöntem, hazırlanmış numuneleri kullanır ve ilk lazer taramalarını, numuneleri önceden belirlenmiş koşullar altında strese sokarken ve aynı bölgelerde ikinci lazer taramaları yapar. Bu taramalardan, birkaç numunenin elektromigasyonlu hacimleri, iki lazer taramasının çıkarılmasıyla belirlenir. Birkaç numunenin hacim verileri kullanılarak, farklı uzunluklar için en uygun hattın kesişmesi belirlenir. Bu kesişme, deneyde kullanılan koşullar altında Blech uzunluğudur. Yöntemin, yüksek özdirenç gösteren elektriksel olarak iletken bir malzemeyi veya diğer yöntemler için gerekli olan numune hazırlığından olumsuz etkilenen bir malzemeyi araştırırken avantajları vardır.
Elektromigrasyon testleri için test edilen çizgilerin geometrileri, kullanılan ölçüm tekniğine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Bir lazer tarama mikroskobunun kullanımı, test edilen birkaç μm10 genişliğindeki tek çizgilerle sınırlı değildir, ancak Blech yapıları gibi elektromigrasyonun neden olduğu hacim değişikliklerinin araştırıldığı tüm yapılar için kullanılabilir.

<table><tbody><tr><td>Akım kaynağı/2602B Sistem Kaynak Ölçer</td><td>Keithley</td><td>2602B</td><td>Her türlü akım kaynağı kullanılabilir.</td></tr><tr><td>JKI VI Paket Yöneticisi</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 Tam</td><td>NI</td><td>784522-35</td><td>Değerlendirme yazılımı seçeneği (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>Değerlendirme yazılımı seçeneği (https://www.ni.com/de-de/shop/product/labview.html?partNumber=784522-35)</td></tr><tr><td>Lazer taramalı mikroskop VK-X200 serisi</td><td>Keyence</td><td></td><td>VK-X200 artık satın alınamıyor. Mevcut seçenek VK-X3100. 408 nm dalga boyuna sahip lazer tarama mikroskobu.</td></tr><tr><td>NI Vizyon Geliştirme Modülü</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><tr><td>Objektif lens, CF Plan Apo 150x/ 0.95; &infin;/0 EPI; OFN25 WD 0.2</td><td>Nikon</td><td></td><td>BZ10123016 https://spwindustrial.com/nikon-cf-plan-apo-150x-0-95-0-wd-0-2mm-epi-objective/</td></tr> <tr><td>VK Analyse-Modul Sürüm 3.3.0.0</td> Lazer tarama mikroskobu tarafından desteklenen <td>Keyence</td><td></td><td>Analytics yazılımı. Artık satın alınamıyor. Yeni lazer tarama mikroskobu daha yeni yazılım kullanır.</td></tr><tr><td>VK Viewer Version 2.2.0.0</td> Lazer tarama mikroskobu tarafından desteklenen <td>Keyence</td><td></td><td>Ölçüm yazılımı. Artık satın alınamıyor. Yeni lazer tarama mikroskobu daha yeni yazılım kullanır.</td></tr></tbody></table>

molibden disilisitte elektromigrasyonu belirlemek için lazer tarama mikroskobu kullanma

Using Laser Scanning Microscopy to Determine Electromigration in Molybdenum Disilicide

Şekil 1, bir test yapısı geometrisinin şemasını gösterir ve Şekil 2 , bir veri noktası elde etmek için gereken ölçümlerin iş akışının şemasını gösterir. Elektromigrasyonun başlangıcı için gerekli olan test edilen hattın uzunluğunun ve varlığının ve sayısal değerinin etkisini araştırmak için, yukarıda belirtilen protokol, molibden disilisitten yapılmış ve yüksek sıcaklıkta silikon oksit tabakası ile kapsüllenmiş farklı uzunluklarda (örneğin, 120 μm, 540 μm ve 680 μm) test edilen birden fazla hat için veri elde etmek için kullanılmıştır. Test edilen tüm hatlar aynı şekilde üretilmiş ve oda sıcaklığında (23 °C) ortam havası koşulları altında 7 dakikalık aynı süre boyunca sabit bir akımla, gerilim sırasında test edilen hattın daralması olmadan gerilmeye tabi tutulmuştur, bu da 2,26 × 1010 A/m2, 3,25 × 1010 A/m2 veya 3,44 × 1010 A/m2 sabit akım yoğunluğu ile sonuçlanmıştır.
Kullanılan test yapılarında (kapsüllenmiş MoSi2 hatları) sadece MoSi2'nin alüminyuma temas bölgesi hacimde değişiklikler gösterdi. Önceki deneyler, kapsülleme yoluyla herhangi bir çıkıntı göstermedi.
Bu yöntemle değerlendirilen tüm tepeciklerin yanal boyutları, lazer tarama mikroskobunun yanal çözünürlüğünün çok üzerinde, 200 nm boyutunun üzerindeydi.
V = const.lwh
Ölçülen hacmin maksimum belirsizliği, kovaryans yayılma yasası ile tahmin edilebilir.
<img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq13.jpg" style="margin: auto;">
l uzunluk, w genişlik ve h yükseklik olmak üzere. Bireysel boyutların ölçüm belirsizlikleri ile Δl = 50 nm, Δw = 50 nm ve Δh = 12 nm. Uzunluk ve genişlik belirsizlikleri bir pikselin boyutları olarak alınır. Δh = 12 nm yüksekliğinin belirsizliği, lazer tarama mikroskobu ile tespit edilebilen en küçük tepecik üzerinde SEM ile ölçülmüştür ve üretici tarafından belirtilen belirsizliğe uygundur.
Tepeciklerin yüksekliği ( Şekil 3'te gösterildiği gibi) genellikle 190 nm aralığındadır. Düzgün bir şekilde tespit edilebilen en küçük tepeciklerin yükseklikleri 34 nm aralığındadır. Uzunluklar ve genişlikler, Şekil 3'te gösterildiği gibi, tepeciklerin çoğu için genellikle 1 μm aralığındadır.
Bu, tipik bir tepecik boyutuna sahip tek bir tepecik için belirsizliğe neden olur.
<img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq14.jpg" style="margin: auto;">= 
ve küçük bir tepecik olması için
<img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq15.jpg" style="margin: auto;">= E.
Bu protokolde gösterilen yöntemle, hacim birkaç tepecik için toplanır. Bir numunede toplanan tepecik miktarı için tipik değerler, Şekil 3'te gösterildiği gibi yaklaşık 9'dur.
Bu, belirsizliğin şu şekilde olmasına neden olur:
<img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq16.jpg" style="margin: auto;">
Numunede yalnızca ortalama büyüklükte tepecikler varsa
ve
<img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/68158/68158eq17.jpg" style="margin: auto;">
Numunede bulunan tüm tepecikler son derece küçükse.
Gerçekte, numunelerde küçük ve tipik boyutlu tepecikler bulunur ve tepeciklerin miktarı, talaşların tam boyutlarına ve sayılarına bağlı olarak belirsizliğin %5 ile arasında olmasına neden olan numuneler arasında biraz değişir.
Bu çalışmada gösterilen temsili sonuçlardan görülebileceği gibi, elektromigasyon hacminin değeri, test edilen hattın uzunluğu arttıkça artar. Elektromigasyon hacmi, daha güçlü gerilme koşulları, örneğin daha yüksek akım yoğunluğu değerleri kullanıldığında da artar.
Test edilen hattın uzunluğundan bağımsız tüm hacim verileri sıfırsa, elektromigrasyonun başlaması için daha güçlü gerilme koşulları (örneğin, daha yüksek sıcaklıklar, daha uzun gerilme süresi, daha yüksek akım yoğunlukları veya bunların bir kombinasyonu) gereklidir. Daha sonraki deneylerde daha güçlü gerilme koşulları kullanılacaktır.
Şekil 3 , sol tarafta akım gerilmesinden önce ve ortada akım gerilmesinden sonra bir ilgi alanını göstermektedir. Şekil 3'ün sağ tarafı, akım gerilmesinden sonra tepecikleri vurgulamaktadır. Şekil 3 , yeni tepeciklerin oluştuğunu ve mevcut gerilmeden önce mevcut olan çıkıntıların büyümesini göstermektedir.
Şekil 4 , tüm veri noktaları da dahil olmak üzere en iyi uyuma sahip üstel bir çizgi de dahil olmak üzere, artan uzunlukla elektromigasyon hacminin artışının başarılı sonuçlarını göstermektedir. Şekil 4 ayrıca, x ekseni ile en iyi uyan doğrusal çizginin kesişmesini belirlemek için kullanılan daha kısa uzunlukların sonuçlarını da göstermektedir.
Şekil 5 , akım yoğunluğunun artmasıyla artan elektromigrasyon hacminin başarılı verilerini göstermektedir, uzunluk 120 μm'de sabit tutulmuştur ve akım yoğunluğu, önceki deneylerde elektromigrasyonun başlangıcı gözlemlenmiştir. Şekil 5 ayrıca kapsülleyici yüksek sıcaklık silikon oksidin etkisini de göstermektedir. İki farklı kalınlıktaki yüksek sıcaklık silikon oksit (dolu daireler: 60 nm, dolgusuz daireler: 20 nm), akım yoğunluğuna göre elektromigrasyonun başlangıcı için iki farklı değerle sonuçlanır. Bu, kapsülleme katmanlarının mekanik stresinden kaynaklanır.
Şekil 6 , malzemedeki elektromigrasyon parametrelerinin ilk tahminini elde etmek için kullanılmasının uygun olabileceği verileri göstermektedir. Daha iyi sonuçlar elde etmek için, 150 μm ila 500 μm aralığında uzunluklarda daha fazla veri elde edilmelidir.
Şekil 7 , 120 μm'nin üzerindeki uzunluklar ve ayrıca 0'lık bir elektromigrasyon hacmine sahip olabileceğinden, uzunlukları 120 μm ile 260 μm arasında olan test edilen hatların test edilmesini gerektirecek optimal olmayan verileri göstermektedir. Test yapısının uzunluğunun artmasıyla hacimde bir azalma varsa, verilerin bir kısmı yanlıştır. Büyük olasılıkla, yükseklik ölçeğinin belirlenmesindeki hatalar veya tepeciklerin kenarını bulmadaki hatalar gibi hacmin değerlendirilmesindeki hatalar nedeniyle. Bu durumda, ilgili görüntünün değerlendirmesine bir kez daha bakmak ve yeniden değerlendirmek, sorunun temeline inmek için kullanılabilir.
Yanlış veriler, ikinci tarama için test yapısının oda sıcaklığına soğumasına izin verilmemesinden de kaynaklanabilir. Aynı alanı tekrar taramak ve değerlendirme için yeni taramayı kullanmak, sorunu çözmek için tek seçenektir. Taramayı yeniden değerlendirdikten ve yeniden yaptıktan sonra bu sorun devam ederse, büyük olasılıkla değerlendirmedeki bir hatadan kaynaklanmamaktadır ve kullanılan malzemenin gerçek bir etkisi olabilir.
Kritik uzunluğun biraz üzerindeki uzunluklar için, en uygun çizgi düz bir çizgi ile yaklaştırılabilir. Test edilen çizgilerin uzunluğu uzarsa, en uygun çizginin üstel doğası görünür hale gelir.
X ekseni ile kesişme, 3.25 × 1010 A/m2'lik bir akım yoğunluğu ile gerilme için 33.33 μm olarak belirlendi ve bu da (Ij)c =1.08 × 106 A/m ile sonuçlandı.
Şekil 5'teki verilerden, durdurma 3.49 × 1010 A/m2 ve 3.6 × 1010 A/m2 olarak belirlendi. Test edilen hattın uzunluğu 120 μm iken, bunlar 4.19 × 106 A/m ve 4.2 × 1010 A/m değerlerini verir.
Ölçülen kritik ürünün tutarsızlığı, akım yoğunluğundaki bir artışla birlikte test edilen hatların kendi kendine ısınmasının artmasından kaynaklanır. Test edilen hatların sıcaklığı tipik olarak artan akım yoğunluğu ile artar. 120 μm uzunluğundaki test edilen ve 7 dakika boyunca gerilen hatların sıcaklıkları, 2.65 × 1010 A/m2, 3.24 × 1010 A/m2, 3.53 × 1010 A/m2 ve 3.85 × 1010 A/m2 akım yoğunlukları için 158 °C olacak şekilde elektriksel direncin ölçülmesiyle belirlenmiştir, Sırasıyla 202 °C, 257 °C ve 320 °C. Kritik ürünün sıcaklığa ve diğer faktörlere bağımlılığı11'den önce gösterilmiştir.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig01.jpg"> 
Şekil 1: Lazer tarama mikroskobu ile elektromigrasyon parametrelerinin araştırılması için uygun olan bir test yapısı geometrisinin şeması. Altın kutu, test edilen hattır (MoSi2'den yapılan bu çalışmada), gümüş kutular elektrik malzemeleridir (bu çalışmada alüminyumdan yapılmıştır) ve temas pedleri, bağ tellerinin bulunduğu bölgedeki gümüş kutuların yığınları olarak gösterilmiştir (koyu gri). Yığınlar, temas pedlerinin elektrik kaynaklarından daha yüksek bir katman kalınlığına sahip olduğunu gösterir. Test edilen hattın her iki tarafındaki küçük gümüş kutular, elektrik beslemesinin ve test edilen hattın elektrik teması bölgeleridir. Koyu renkli kenarın, elektrik temasını sağlamak için bu kısımda kapsülleme tabakasının açılması nedeniyle daha düşük bir kota sahip olan bu bölgeyi sembolize etmesi gerekiyordu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig02.jpg"> 
Şekil 2: Bir veri noktası elde etmek için gereken ölçümlerin iş akışının şeması. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig03.jpg"> 
Şekil 3: Mevcut stresten önce ve sonra ilgilenilen bölgenin karşılaştırılması. İlgilenilen bölgenin (bu çalışmada, alüminyumun test edilen hat ile elektrik teması) akım gerilmesinden önce (sol taraf) ve akım gerilmesinden sonra (ortada) sağ tarafta vurgulanan elektromigrasyonun neden olduğu tepeciklerle karşılaştırılması. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig04.jpg"> 
Şekil 4: MoSi2 hatları için test edilen hattın uzunluğuna bağlı olarak katot tarafının temas bölgelerinin elektromigasyonlu hacminin başarılı sonuçları. 60 nm yüksek sıcaklıkta silikon oksit ile kapsüllenmiş MoSi2 hatları için test edilen hattın uzunluğuna bağlı olarak katot tarafının elektromik temas bölgelerinin elektromik hacminin temsili verileri (başarılı sonuçlar), 3,25 × 1010 A/m2 akım yoğunluğu ile 7 dakika boyunca ortam havası koşullarında stres. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig05.jpg"> 
Şekil 5: MoSi2'den yapılan test altındaki kapsüllenmiş hatlar için akım yoğunluğuna bağlı olarak katot tarafının temas bölgelerinin elektromigasyonlu hacminin başarılı sonuçları. 7 dakika boyunca ortam havası koşullarında gerilirken MoSi2'den yapılan test altındaki kapsüllenmiş hatlar için akım yoğunluğuna bağlı olarak katot tarafının elektromik temas bölgelerinin elektromigasyonlu hacminin temsili verileri (başarılı sonuçlar). Doldurulmuş daireler, 60 nm yüksek sıcaklıkta silikon oksit ile kapsüllenmiş test altındaki MoSi2 hatlarının verilerini gösterir. Doldurulmamış daireler, 20 nm yüksek sıcaklıkta silikon oksit ile kapsüllenmiş test altındaki MoSi2 hatlarının verilerini gösterir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig05large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig06.jpg"> 
Şekil 6: Geçerli veri. 60 nm yüksek sıcaklıkta silikon oksit ile kapsüllenmiş MoSi2 hatları için test edilen hattın uzunluğuna bağlı olarak katot tarafının elektromigasyonlu temas bölgelerinin elektromigasyonlu hacminin temsili verileri (veriler kullanılabilir), ortam havası koşullarında 7 dakika boyunca stres 2.56 ×10 10 A/m2 akım yoğunluğu ile. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig06large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68158/68158fig07.jpg"> 
Şekil 7: Optimal olmayan veriler. 3,44 × 1010 A/m2 akım yoğunluğu ile 7 dakika boyunca ortam havası koşullarında gerilen 20 nm yüksek sıcaklıkta silikon oksit ile kapsüllenmiş MoSi2 hatları için test edilen hattın uzunluğuna bağlı olarak katot tarafının elektromigasyonlu temas bölgelerinin elektromigasyonlu hacminin temsili verileri (optimal olmayan veriler). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/68158fig07large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Kodlama Dosyası 1: Laserscan_1.vi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68158/Laserscan_1.vi" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

Molibden Disilisitte Elektromigrasyonu Belirlemek için Lazer Tarama Mikroskobu Kullanma

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

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Farklı kalınlıklara sahip molibden diselenid (MoSe2) katmanlı yarı iletken nanoyapıların cihaz üretimi ve elektriksel karakterizasyonu için yaklaşımları açıklıyoruz. Ek olarak, bir temas metali olarak platin (Pt) kullanılarak odaklanmış iyon ışını biriktirme yöntemi ile MoSe2 katmanlı nanokristaller için omik kontakların imalatı açıklanmaktadır.

Ohmik İletişim Fabrikasyon bir Odaklı iyon Işın Tekniği ve Elektriksel Karakterizasyonu Katmanı Yarıiletken Nanoyapıların için kullanma

Bu çalışma, senkrotron radyasyonu mikro tomografi, yıkıcı olmayan, üç boyutlu görüntüleme tekniği için, 16 X 16 mm'lik bir enine kesit alanına sahip bütün bir mikroelektronik paketi araştırmak için kullanılır. Sinkrotron yüksek akı ve parlaklık örnek bir 8.7 mikron mekansal çözünürlükte sadece 3 dakika içinde görüntülendi.

Çok ölçekli Üç boyutlu Mikroelektronik paketleri Soruşturma Sinkrotron Radyasyon Microtomography kullanma

Yarı iletken malzemelerdeki çıkıkların ve tane sınırlarının optik, elektriksel ve yapısal özellikleri, taramalı elektron mikroskobunda yapılan deneylerle belirlenebilir. Elektron mikroskobu, katodolüminesans, elektron ışını kaynaklı akım ve geri saçılan elektronların kırınımını araştırmak için kullanılmıştır.

Bir Tarama Elektron Mikroskobu tarafından Yarıiletken Malzemelerin Genişletilmiş Kusur Kapsamlı Karakterizasyonu

Bu makale, nanoölçümler ve moleküler dinamik simülasyon ile incelenen ve doğrulanan bir fulleren Si substratının nanomalzeme üretimini bildirmektedir.

C problama<sub&gt; 84</sub&gt; Taramalı Uç Mikroskobu ve Molecular Dynamics Kullanarak Si Maddesini Gömülü

Makroskopik numuneler kullanılarak elektriksel ve termal etkilerin elektrikle desteklenen deformasyon (EAD) üzerinde izole edilmesi çok zordur. Uygulanan akımın joule ısınması olmayan oluşum üzerindeki etkisini ve bu numuneler üzerindeki çıkıntının evrimini değerlendirmek için metalik örnek mikro ve nanoyapılar ile özel bir test prosedürü geliştirildi.

Için yeni bir yöntem<em&gt; Yerinde</emNanoscale Örneklerinin Elektromekanik Karakterizasyonu

Önceden yatırılan geçiş metaller sulfurization, geniş alanlara ve dikey 2D kristal hetero-yapıları sahte olduğu. Film aktarma ve cihaz imalat işlemleri de bu raporda gösterilen.

Geniş alan dikey 2D Crystal Hetero-yapıları aracılığıyla geçiş metalleri filmleri Sulfurization cihaz imalat için hazırlanması

Makaleyi gelecekteki düşük boyutlu nanoelektronik geliştirilmesi için bir standart ve güvenilir üretim yordamı tanıtmak amaçlanmaktadır.

İki boyutlu nanoelektronik imal etmek standart ve güvenilir bir yöntem

Burada, istiflenmiş metal-yalıtkan-metal yapısı için iletim elektron mikroskopisi (TEM) ile yerinde önyargı sırasındaki nanoyapısal değişikliklerin analiz edildiği bir protokol sunulmaktadır. Yeni nesil programlanabilir mantık devreleri ve nöromimicking donanımları için dirençli anahtarlama çapraz çubuklarında, temel çalışma mekanizmalarını ve pratik uygulanabilirliklerini ortaya çıkarmak için önemli uygulamalara sahiptir.

Karışık Fazlı a -VOx'e Dayalı Asimetrik Çapraz Çubukların Önyargılı ve İmalatlı Yerinde İletim Elektron Mikroskopisi

Sunulan yöntem, ikincil iyon kütle spektrometrisi ile ilgili ölçüm artefaktlarının nasıl tanımlanacağını ve çözüleceğini ve ayrıca katı hal malzemelerindeki safsızlıkların/katkı maddelerinin gerçekçi 3D dağılımlarının nasıl elde edileceğini açıklar.

İkincil İyon Kütle Spektrometrisi Kullanılarak Ayrılmış Safsızlıkların 3D Derinlik Profili Rekonstrüksiyonu

Kriyojenik Odaklı İyon Işını (FIB) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) teknikleri, bozulmamış katı-sıvı arayüzlerinin kimyası ve morfolojisi hakkında önemli bilgiler sağlayabilir. Bu tür arayüzlerin yüksek kaliteli Enerji Dağıtıcı X-ışını (EDX) spektroskopik haritalarını hazırlama yöntemleri, enerji depolama cihazlarına odaklanarak detaylandırılmıştır.

Kriyo-Odaklı İyon Işını Frezelemeyi Taramalı Elektron Mikroskobu ve Spektroskopi ile Birleştirerek Sıvı-Katı Arayüzlerinin Nano Ölçekli Karakterizasyonu

Lazer mikro işleme kullanılarak ışık emici kompozit polimer malzemelerin, özellikle manyetoaktif elastomerlerin (MAE'ler) yüzey topografyasını emmek için bir yöntem sunulmaktadır. Bu yöntem, topografik tasarımlarda ve hızlı prototiplemede büyük esneklik sağlar. MAE yüzeylerinin yapılandırılması, karakterizasyonu ve bunların dış manyetik alana tepkisi ile ilgili bir örnek gösterilmiştir.

Polimer Yüzey Topografyası Tasarımı için Lazer Mikro İşleme

Öğrenin, lazer tarama mikroskobu kullanarak molibden disilisitte elektromigrasyonu nasıl belirleyeceğinizi. Bu yöntem, yüksek sıcaklıklarda etkin iyon yükü ve aktivasyon enerjisi parametrelerini ölçmek için hızlı ve hazırlıksız bir alternatif sunar.

Molibden Disilisitte Elektromigrasyonu Belirlemek için Lazer Tarama Mikroskobu Kullanma

Daha fazla video keşfet