Moderne Halbleiterbauteile sind generell aus einer Menge funktionaler Schichten aufgebaut, welche aus einer Vielzahl an Materialien mit unterschiedlichen elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften bestehen. Die hohen Leistungsansprüche in Kombination mit der immerwährend fortschreitenden Miniaturisierung führen zu immer extremeren Betriebsbedingungen, wobei Leistungsbauteile extreme Heizraten von 10^6 K/s erfahren. Es ist bekannt, dass wiederholte Belastung dieser Art zu thermo-mechanischer Ermüdung, im Besonderen von integrierten Metallisierungen, führen kann.
Da es nicht immer einfach möglich ist fertige Bauteile kontrolliert solchen thermischen Belastungen auszusetzen, wurde ein spezieller Testchip - der Polyheater - entwickelt um unterschiedliche Metallisierungen möglichst betriebsnah zu testen. Um die Chips mit integrierter Heizplatte und einer Struktur zur Widerstands-basierten Temperaturmessung kontrolliert und automatisiert zu testen, wird ein spezieller Testaufbau benötigt. Bisher wurden unterschiedliche in-situ Versuche mit Hilfe optischer Mikroskopie und Thermographie unternommen. Diese Arbeit setzt einen weiteren Schritt in Richtung live-Beobachtung von mikrostrukturellen Veränderungen in Materialien, indem ein Aufbau zum Testen thermo-mechanischer Ermüdung in einem Elektronenmikroskop umgesetzt wird. Um Versuche in solch einem empfindlichen Gerät sicher und zuverlässig durchzuführen mussten mehrere Herausforderungen überwunden, und ein spezieller Aufbau zum Einbringen der elektrischen Heizpulse in die Vakuumkammer entwickelt werden. Da Ermüdungsversuche in der Regel mehrere Stunden andauern, jedoch in regelmäßigen Abständen Bilder aufgenommen werden sollen, wurde eine hohe Automatisierung der Versuche angestrebt. Dies konnte mit Hilfe einer Softwareschnittstelle zum Elektronenmikroskop und einer speziell entwickelten Software, welche alle kommerziellen und eigens entwickelten Laborgeräte koordiniert, realisiert werden. Dadurch konnten die in-situ Stresstests hoch automatisiert, und zeitaufwändige Arbeiten auf die Vorbereitung und Anfangsphase der Versuche reduziert werden. Schließlich gab es noch einige Herausforderungen zur Bildauswertung zu Überwinden. Um die meiste Information aus den aufgezeichneten Daten zu extrahieren müssen Helligkeit und Kontrast der Bilder angepasst, deren räumliche Anordnung ausgerichtet, und Bildrauschen reduziert werden.