X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?a=blobdiff_plain;f=nlsop%2Fnlsop_dpg_2004.tex;h=922341dda81da6d8ab6390af3d9328def9b550c3;hb=93e5044e60609e3606f41faf40c0ddddba3635b6;hp=9677df6fd5b3d85ec2b41f62770a2c4eee039530;hpb=0be91e5fe99bb5e79ae3149360fcbc996b7c0e39;p=lectures%2Flatex.git diff --git a/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex b/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex index 9677df6..922341d 100644 --- a/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex +++ b/nlsop/nlsop_dpg_2004.tex @@ -25,27 +25,206 @@ \input{seminar.bug} % Official bugs corrections \input{seminar.bg2} % Unofficial bugs corrections -\author{F. Zirkelbach, M. Haeberlen, J. K. N. Lindner \\ und B. Stritzker} -\title{Monte-Carlo-Simulation der Selbstorganisation amorpher nanometrischer $SiC_x$-Ausscheidungen in Silizium waehrend $C^+$-Ionen-Implantation} - \begin{document} -\extraslideheight{5in} +\extraslideheight{10in} +\slideframe{none} + +% topic + +\begin{slide} +\begin{figure}[t] + \begin{center} + \includegraphics[height=1cm]{ifp.eps} + \\ + \includegraphics[height=2cm]{Lehrstuhl-Logo.eps} + \end{center} +\end{figure} +\begin{center} + \large\bf + Monte-Carlo-Simulation der Selbstorganisation amorpher nanometrischer $SiC_x$-Ausscheidungen in Silizium w"ahrend $C^+$-Ionen-Implantation +\end{center} +\begin{center} + F. Zirkelbach, M. H"aberlen, J. K. N. Lindner und B. Stritzker +\end{center} +\end{slide} + +% start of content +\ptsize{8} + +\begin{slide} +\section*{Cross-Section TEM-Aufnahme selbstorganisierter amorpher Lamellen} +\begin{figure} + \begin{center} + \includegraphics[width=08cm,clip,draft=no]{k393abild1.eps} + Hellfeld-TEM-Abbildung, $180 keV \quad C^+ \rightarrow Si(100)$, $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$, $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$ + \end{center} +\end{figure} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Modell} +\begin{figure}[t] + \begin{center} + \includegraphics[width=6cm]{model1_german.eps} + \end{center} +\end{figure} +\begin{itemize} + \item L"oslichkeit von Kohlenstoff in $c$-Silizium "uberschritten \\ $\rightarrow$ Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen + \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ \\ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind amorph + \item $20-30\%$ geringere Dichte von amorphen zu kristallinen $SiC$ \\ $\rightarrow$ Druckspannungen auf Umgebung + \item nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung + \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff aus kristallinen in amorphe Gebiete + \item Druckspannungen \\ $\rightarrow$ bevorzugte Amorphisierung zwischen zwei amorphen Ausscheidungen +\end{itemize} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Annahmen/N"aherungen} +\begin{figure} + \begin{center} + \includegraphics[width=5cm]{implsim_new.eps} + \emph{TRIM}-Implantationsprofil und Energieversluste + \end{center} +\end{figure} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Simulation} +\begin{itemize} + \item Unterteilung des Silizium-Targets in Zellen ($x=50$, $y=50$, $z=100$) + \item Zelle enth"alt folgende Eigenschaften/Informationen: + \begin{itemize} + \item Kantenl"ange $3nm$ (Simulationsfenster ist $300nm$ tief bei $100$ Zellen) + \item Zustand: amorph/kristallin + \item Kohlenstoffkonzentration + \end{itemize} + \end{itemize} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Simulation} +Dreiteilung des Simulationsalgorithmus: +\begin{enumerate} + \item Amorphisierung/Rekristallisation + \item Einbau des implantierten Kohlenstoffions ins Silizium-Target + \item Diffusionsprozess +\end{enumerate} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Simulation(1/3) - Amorphisierung/Rekristallisation} +\begin{itemize} + \item zuf"allige Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess + \item Berechnung der Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit + \[ + \begin{array}{ll} + p_{c \rightarrow a} & \displaystyle =a_{cp} \times c^{\textrm{lokal}}_{\textrm{Kohlenstoff}} + b_{ap} + \sum_{amorphe Nachbarn} \frac{a_{ap} \times c_{\textrm{Kohlenstoff}}}{\textrm{Abstand}^2}\\ + p_{a \rightarrow c} & =1-p_{c \rightarrow a} + \end{array} + \] + $a_{cp}$ beschreibt kohlenstoffinduzierte Amorphisierung\\ + $b_{ap}$ beschreibt ballistische Amorphisierung\\ + $a_{ap}$ beschreibt spannungsinduzierte Amorphisierung + \item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl +\end{itemize} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Simulation(2/3) - \\ Einbau des implantierten Kohlenstoffions} +\begin{itemize} + \item $\textrm{gesamter Kohlenstoff} < \textrm{steps} \times c_{ratio}$ + \item zuf"allige Wahl der Koordinaten f"ur Kohlenstofferh"ohung +\end{itemize} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Simulation(3/3) - Diffusion} +Diffusion findet alle $d_v$ Schritte statt. +\begin{itemize} + \item rein kristalline Diffusion: + \[ + \Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{cc} + \] + \item Diffusion von kristalline in amorphe Gebiete: + \[ + \Delta c = c_C(Nachbar) \times dr_{ac} + \] +\end{itemize} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Ergebnisse} +variierte Parameter: +\begin{itemize} + \item Schrittzahl + \item Amorphisierung beschreibende Parameter + \item Diffusionsgeschwindigkeit und Diffusionsrate + \item Diffusion in $z$-Richtung + \item rein kristalline Diffusion +\end{itemize} +\end{slide} \begin{slide} -\maketitle +\section*{Ergebnisse} +Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen: +\begin{itemize} + \item hohe Schrittzahl und niedrige Amorphisierungsparameter + \item Diffusion von Kohlenstoff von kristallinen in amorphe Gebiete, insbesondere in $z$-Richtung + \begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_noZ.eps} + \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z.eps} + \caption{Messungen mit (rechts) und ohne (links) Diffusion von amorphen in kristalline Gebiete in $z$-Richtung} + \end{center} + \end{figure} +\end{itemize} \end{slide} \begin{slide} -\includegraphics[width=10cm,clip,draft=no]{k393abild1.eps} +\section*{Ergebnisse} +Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen +\begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_x-y_97.eps} + \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_x-y_98.eps} + \caption{Zwei aufeinander folgende Ebenen mit komplement"ar angeordneten amorphen und kristallinen Gebieten} + \end{center} +\end{figure} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Ergebnisse} +Die amorph/kristalline Diffusionsrate beeinflusst die Tiefe in der erstmals lamellare Ordnung auftritt +\begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_c-diff_x-z_21.eps} + \includegraphics[height=2cm]{sim2_a004_b0_Z_0.2-ac-diff_y-z_28.eps} + \caption{Messung mit verschiedenen amorph-kristallinen Diffusionsraten} + \end{center} +\end{figure} +\end{slide} + +\begin{slide} +\section*{Ergebnisse} +Beste "Ubereinstimmung mit TEM-Aufnahme: +\begin{figure}[t] + \begin{center} + \includegraphics[height=3.5cm]{sim2_64-64_a003_b0_no-c-diff_x-z_23-cmp-tem.eps} + \includegraphics[height=3.5cm]{tem-if.eps} + \caption{Vergleich von Simulationsergebnis und TEM-Aufnahme} + \end{center} +\end{figure} \end{slide} \begin{slide} -\part{Modell} +\section*{Ausblick} \begin{itemize} - \item geringe L"oslichkeit von Kohlenstoff in Silizium $rightarrow$ kohlenstoffinduzierte Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen - \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind amorph - \item $20-30%$ geringere Dichte von amorphen $SiC$ $\rightarrow$ + \item mehrere Sto"sprozesse pro Durchlauf $\rightarrow$ Durchlauf entspricht einem implantierten Ion + \item objektivere Methode zur Messung der lamellaren Struktur (Fouriertransformierte des Realbildes) + \item Intensivere Vergleiche mit TEM-Aufnahmen, insbesondere der Dosisentwicklung + \item Zusammenhang zwischen Simulations- und Implantationsparametern \end{itemize} +\end{slide} \end{document}