Weber, Rainer: Entwicklung einer kontaktlosen Magnetkraftmikroskopie-Messtechnik für Gleich- und Wechselströme in integrierten mikroelektronischen Schaltungen

Inhalt

Titel
Danksagung
Inhaltsverzeichnis

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen VII

Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen und Abkürzungen VIII

1 Einleitung und Problemstellung 1

2 Grundlagen und Stand der Technik der Stromkontrastmessung 8

2.1 Betriebsarten des Rasterkraftmikroskops 13

2.2 Einführung in die Magnetkraftmikroskopie 17

2.3 Strommessung mit dem Magnetkraftmikroskop (MKM) 20

2.4 Apparative Grundlagen eines Magnetkraftmikroskops 27

2.5 Stand der Technik bei der Strommesstechnik mit dem MKM 40

3 Realisierung einer Strommesstechnik 42

3.1 Aufbau des Testsystems 42

3.2 Verwendete Teststrukturen 50

4 Evaluation geeigneter Messsonden 54

4.1 Messsonden 54

4.2 Versuchsdurchführung und Ergebnisse 58

4.3 Zusammenfassung 62

5 Realisierung einer neuen Gleichstrommesstechnik 64

5.1 Grundlagen und Messaufbau 64

5.2 Zusammenfassung 67

6 Realisierung einer hochfrequenten Strommesstechnik 68

6.1 Grundlagen und Messaufbau 70

6.2 Zusammenfassung 73

7 Untersuchung von Einflüssen auf die Strommessung 74

7.1 Einfluss der Hebelarmlänge 74

7.2 Einfluss der Rasterhöhe 76

7.3 Abhängigkeit der Messergebnisse von der Stromstärke 79

7.4 Einfluss der Spannung 80

7.5 Einfluss des Hebelarms 93

7.6 Anforderungen an eine optimale Strommesssonde 105

8 Demonstration der Leistungsfähigkeit der Messtechnik und des Testsystems 106

8.1 Stromnachweisgrenze und Messdauer 106

8.2 Ortsauflösung 109

8.3 Zeitauflösung und Bandbreite 112

8.4 Zusammenfassung 114

9 Praktischer Einsatz der neuentwickelten Testtechnik an einem IC der Firma Infineon 116

9.1 IC Präparation 117

9.2 Fehleranalyse 119

9.3 Weiterführende Messungen 123

9.4 Strommessungen an einem passivierten IC 125

9.5 Zusammenfassung 126

10 Ausblick 127

11 Zusammenfassung 131

12 Literaturverzeichnis 134

	Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen	VII
	Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen und Abkürzungen	VIII
1	Einleitung und Problemstellung	1
2	Grundlagen und Stand der Technik der Stromkontrastmessung	8
2.1	Betriebsarten des Rasterkraftmikroskops	13
2.2	Einführung in die Magnetkraftmikroskopie	17
2.3	Strommessung mit dem Magnetkraftmikroskop (MKM)	20
2.4	Apparative Grundlagen eines Magnetkraftmikroskops	27
2.5	Stand der Technik bei der Strommesstechnik mit dem MKM	40
3	Realisierung einer Strommesstechnik	42
3.1	Aufbau des Testsystems	42
3.2	Verwendete Teststrukturen	50
4	Evaluation geeigneter Messsonden	54
4.1	Messsonden	54
4.2	Versuchsdurchführung und Ergebnisse	58
4.3	Zusammenfassung	62
5	Realisierung einer neuen Gleichstrommesstechnik	64
5.1	Grundlagen und Messaufbau	64
5.2	Zusammenfassung	67
6	Realisierung einer hochfrequenten Strommesstechnik	68
6.1	Grundlagen und Messaufbau	70
6.2	Zusammenfassung	73
7	Untersuchung von Einflüssen auf die Strommessung	74
7.1	Einfluss der Hebelarmlänge	74
7.2	Einfluss der Rasterhöhe	76
7.3	Abhängigkeit der Messergebnisse von der Stromstärke	79
7.4	Einfluss der Spannung	80
7.5	Einfluss des Hebelarms	93
7.6	Anforderungen an eine optimale Strommesssonde	105
8	Demonstration der Leistungsfähigkeit der Messtechnik und des Testsystems	106
8.1	Stromnachweisgrenze und Messdauer	106
8.2	Ortsauflösung	109
8.3	Zeitauflösung und Bandbreite	112
8.4	Zusammenfassung	114
9	Praktischer Einsatz der neuentwickelten Testtechnik an einem IC der Firma Infineon	116
9.1	IC Präparation	117
9.2	Fehleranalyse	119
9.3	Weiterführende Messungen	123
9.4	Strommessungen an einem passivierten IC	125
9.5	Zusammenfassung	126
10	Ausblick	127
11	Zusammenfassung	131
12	Literaturverzeichnis	134