\chapter{Zusammenfassung und Ausblick}
\label{chapter:z_und_a}

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Bildung selbstorganisierter nanometrischer $SiC_x$-Ausscheidungen in $C^+$-implantierten Silizium untersucht.
Diese Ausscheidungen wurden bei Targettemperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ beobachtet.
Unter diesen Bedingungen ist auf Grund der niedrigen nuklearen Bremskraft der leichten Kohlenstoffionen im Silizium keine Amorphisierung zu erwarten.
Tats"achlich ist bekannt, dass reines kristallines Silizium unter diesen Gegebenheiten ionenstrahl-induziert epitaktisch rekristallisiert.
Die Amorphisierung wird dem Kohlenstoff zugeschrieben.
Da bei diesen Temepraturen kaum Amorphisierung erwartet wird, m"ussen hohe Dosen implantiert werden.
Der Kohlenstoff beg"unstigt die Amorphisierung.
Man spricht von kohlenstoff-induzierter Amorphisierung.
Aus diesem Grund sind hohe Dosen von einigen $10^{17} cm^{-2}$ notwendig.

Ein Modell zur Entstehung der selbstorganisierten amorphen Phasen wurde vorgestellt.
Bei "Uberschreitung einer S"attigungsgrenze von Kohlenstoff in kristallinen Silizium entstehen sph"arische amorphe Ausscheidungen.
Auf Grund der Dichtereduktion "ubt dieses amorphe Gebiet Druckspannungen auf die laterale kristalline Umgebung aus.
Dies beg"unstigt die Amorphisierung in den verspannten Gebieten.
Man spricht von spannungs-induzierter Amorphisierung.
Kohlenstoff diffundiert vom Kristallinen in die amorphen Auscheidungen um die Kohlenstoff"ubers"attigung zu reduzieren.
Die Amorphisierungswahrscheinlichkeit steigt in den amorphen Volumen und deren lateralen Umgebungen.
Gleichzeitig sinkt diese Wahrscheinlichkeit in den kristallinen Gebieten.
Es entstehen kohlenstoffreiche lamellare amorphe $SiC_x$-Ausscheidungen.

Die Implementierung einer Monte-Carlo-Simulation entsprechend des vorgestellten Modells wurde diskutiert.
In einer ersten Version wurde bis zu Beginn der durchgehenden amorphen Schicht simuliert.
Nukleare Bremskraft und Implantationsprofil wurden linear gen"ahert.
Die zweite Version umfasst den kompletten Implantationsbereich einschlie"slich der amorphen durchgehenden Schicht.
Hier wurde ein exaktes Bremskraft- und Implantationsprofil verwendet.
Implantationsparameter erm"oglchen die Steuerung des Amorphisierungsprozesses.
Die drei zur Amorphisierung beitragenden Mechanismen ballistische Amorphisierung, kohlenstoff-induzierte Amorphisierung und spannungs-induzierte Amorphisierung k"onnen durch Simulationsparameter gewichtet werden.
Die Diffusion kann durch zwei weitere Parameter beschrieben werden.
Bei der Implementierung wurde darauf geachtet, dass ein Durchlauf exakt einem implantierten Ion entspricht.
Somit kann versucht werden, eine experimentell bestimmte Dosisenticklung zu reproduzieren.
Nach Beenden einer Simulation k"onnen die Kohlenstoffkonzentration, die Spannungsfelder und der genaue amorph/kristalline Zustand leicht untersucht werden.

In Ergebnissen der ersten Version konnte gezeigt werden, dass eine selbstorganisierte Bildung lamellarer amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen mit Hilfe dieses Modells reproduziert werden kann.
Dabei fiel auf, dass die kohlenstoff-induzierte Amorphisierung eine weitaus gr"o"sere Rolle als die rein ballistische Amorphisierung einnimmt.
Energiegefilterte TEM-Aufnahmen, die besagen, dass die amorphen Gebiete eine sehr hohe Kohlenstoffkonzentration haben werden durch die Simulation best"atigt.
Mit Hilfe der Simulation k"onnen noch weitere Aussagen "uber die Verteilung des Kohlenstoffs angestellt werden.
Eine genaue Lage des Kohlenstoffs in den amorphen und kristallinen Gebieten kann angegeben werden.
Dadurch wird der Selbstorganisationsprozess nachvollziehbar.
Amorphe und kristalline Gebiete sind in aufeinander folgenden Ebenen komplement"ar angeordnet.
Da sich grosse und kleine amorphe Gebiete abwechseln und die amorphen Gebiete auf Grund der Diffusion sehr kohlenstoffreich sind, schwankt die Kohlenstoffkonzentration im Bereich der lamellaren Ausscheidungen.

Mit der zweiten Version wird der gesamte Implantationsbereich abgedeckt.
Man findet ein Satz von Simulationsparametern, der die experimentell beobachtete Dosisentwicklung ziemlich gut reproduziert.
Man erkennt die Bildung einer amorphen durchgehenden Schicht aus einzelnen amorphen Ausscheidungen.
Mit Erh"ohung der Dosis w"achst die Dicke dieser Schicht an.
Gleichzeitig entstehen selbstorganisierte lamellare Ausscheidungen an der vorderen Grenzfl"ache der Schicht.
Die Grenzfl"achen und die Lamellen werden bei fortgesetzter Implantation sch"arfer und strukturierter.
Auch hier ist die kohlenstoff-induzierte Amorphisierung der wichtigste Mechanismus der zur Amorphisierung beitr"agt.
Auf Ver"anderung, der die Diffusion und die spannungs-induzierte Amorphisierung beschreibenden Parameter, reagiert das System sensibel.
Diffusion ist einerseits notwendig f"ur die lamellare Ordnung der amorphen Ausscheidungen, zu hohe Werte f"uhren andererseits jedoch zu einer kompletten lamellaren Amorphisierung des Targets, so dass sich keine durchgehende Schicht bildet.
Zu hohe Werte f"ur den Parameter der Druckspannungen verursachen eine nahezu komplette Amorphisierung des kohlenstoffhaltigen Bereichs.
Wie in der ersen Version des Programms f"allt auf, dass die amorphen und kristallinen Volumen in aufeinanderfolgenden Ebenen im Tiefenbereich der lamellaren Ausscheidungen komplement"ar angeordnet sind.
Dies "aussert sich in Schwankungen der Kohlenstoffkonzentration im lamellaren Tiefenbereich.
Weiterhin ist es durch die Simulation m"oglich eine Vorhersage zu machen, wie sich durch einen zweiten Implantationsschritt breite selbstorganisierte Bereiche herstellen lassen.

Das Modell kann demnach die Bildung der selbstorganisierten lamellaren Ausscheidungen erkl"aren.
Die Einf"uhrung lateraller Spannungen als Amorphisierungsmechanismus steht nicht im Widerspruch zur Bildung der durchgehenden Schicht, da deren Entstehung gemeinsam mit den lamellaren Ausscheidungen von der Simulation reproduziert wird.

Mit Hilfe weiterer Implantationen anderer Ion-Target-Kombinationen k"onnte man die Abh"angigkeit der Simulationsparameter vom verwendeten Materialsystem untersuchen.
Dadurch k"onnte die Simulation zu einem universellen Programm zur Amorphisierung jedes Materialsystems erweitert werden.
Ein Zusammenhang zwischen den, die Amorphisierung beschreibenden Parameter, und den Materialkonstanten k"onnte ausserdem Aufschluss "uber die Amorphisierungsmechanismen liefern.

