Electromigration and diffusion in thin films: A new technique

Abstract

A new technique has been realized for studying metal migration induced by an electric field in thin metallic stripes. The same experiment allows one to determine the diffusion coefficient, the drift mobility, and the effective charge in the same conditions. A sectioning technique and radiotracers are used. Due to the high sensitivity, the data can be obtained down to the temperatures which are of practical interest for the electronic components. PACS numbers: 66.30.Jt, 82.4S.+z 2743

Self diffusion studies on cobalt thin films

“…Self diffusion in gold thin films in the normal direction has been studied by Gupta and Asai (1974) using tracers and r-f sputtering method. Beniere et al (1978) have used a sectioning technique to determine lateral diffusion of copper in aluminium thin films using tracers. The present authors have developed a non-destructive tracer scanning technique to study diffusion and electromigration in thin films and this has been used in indium thin films also (Prasad and Reddy 1983a).…”

Mesure directe de l'électromigration sur des couches métalliques à l'aide de traceurs radioactifs

“…Il faut en effet noter que depuis la découverte de D'Heurle [9] de la réduction du phénomène d'électromigration par incorporation d'une faible teneur d'atomes étrangers, les contacts sont le plus souvent des alliages, par exemple Al (99 %)-Cu (1 %). La microsonde électronique est remarquablement bien adaptée à l'étude du déplacement des atomes de soluté dans le solvant [10] mais devient inopérante dans le cas d'un métal pur où il faut étudier le transport des atomes de soluté. On peut alors faire appel au marquage par des isotopes radioactifs dont le transport est suivi par les techniques radioactives [6,11 ].…”

“…On peut alors faire appel au marquage par des isotopes radioactifs dont le transport est suivi par les techniques radioactives [6,11 ]. Citons parmi celles-ci le découpage mécanique avec comptage de la radioactivité de chaque section [10,12] ainsi que le balayage d'un compteur de radioactivité avec un diaphragme adéquat [13,14]. Cependant, ces travaux se rapportent à la mesure du déplacement par électromigration d'atomes de soluté dans des couches métalliques minces.…”