Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

M19: Leitfähigkeits-Rasterkraftmikroskopie (C-AFM)(a)Abbildung 2:(a) I-V Kurve einer 2,5 nm SiO 2 -Schicht mit zugehörigem Fowler-Nordheim-Fit. (b) 2D-Strombild.Bei der Aufnahme von lokalen Strom-Spannungs-Charakteristikenwird die Spannung zwischenProbe und Spitze schrittweise bis zu Erreicheneines vorher festgelegten Maximalstromeserhöht. Abb. 2a) zeigt eine resultierende I-V-Kurveauf einer 4,5 nm dicken SiO 2 -Schicht. Diese Messungenwerden an einer Vielzahl von Probenortenwiederholt. Man kann nun eine so genannte Pseudo-Durchbruchsspannungals jene Spannung definieren,bei der ein bestimmter Stromwert (z.B. 1 pA)erreicht wird. Aus der Häufigkeitsverteilung derPseudo-Durchbruchsspannungen können Rückschlüsseüber das Auftreten eventueller elektrischerDefekte gezogen werden.Im zweiten Messmodus wird wiederum lokaleine feste Spannung über einen langen Zeitraumangelegt und ein eventueller Anstieg des Stromesals Anzeichen für elektrischen Stress im Dielektrikumdetektiert.Bei der dritten Methode werden zwei-dimensionaleStrombilder bei konstanter Spannung Usimultan zur Oberflächentopographie aufgenommen(Abb. 2b). Diese Strombilder zeigen die lateraleAusdehnung und Verteilung von elektrischenSchwachstellen im Film mit deutlich erhöhtem(b)Strom. Aus dem Vergleich mit der entsprechendenOberflächentopographie lassen sich die Ursachensolcher Defekte ermitteln.Bei Anlegen erhöhter Probenspannungen unterUmgebungsbedingungen, bei denen ein Wasserfilmauf der Probenoberfläche vorhanden ist,werden morphologische Veränderungen auf derNanometerskala induziert. Auf thermisch gewach-Abbildung 3:Nanostrukturierung des Symbols derMontanuniversität Leoben auf einerFläche von 2,5 µm x 2,5 µm einer thermischenSiliziumschicht mittels C-AFM.Index Kontakte Institute Lösungen MethodenHandbuch der Nanoanalytik Steiermark 200551