X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?a=blobdiff_plain;f=posic%2Ftalks%2Fseminar_2008.tex;h=226bd5aed0d6db9c9c0c4c5ae36a6f2fb4061de0;hb=68163c42a1a0efaecfdabc56feecae1d2bc4b3ce;hp=b684a8c5929d1b88e82c38bdc4d778f1f5268544;hpb=ca05781c3ca368642e67ba9138b6111d095ddad0;p=lectures%2Flatex.git diff --git a/posic/talks/seminar_2008.tex b/posic/talks/seminar_2008.tex index b684a8c..226bd5a 100644 --- a/posic/talks/seminar_2008.tex +++ b/posic/talks/seminar_2008.tex @@ -97,7 +97,7 @@ \vspace{08pt} - 13. November 2008 + 20. November 2008 \end{center} \end{slide} @@ -142,6 +142,7 @@ \item hohe mechanische Stabilit"at \item gute Ladungstr"agermobilit"at \item sp"ate S"attigung der Elektronen-Driftgeschwindigkeit + \item hohe Durchbruchfeldst"arke \item chemisch inerte Substanz \item hohe thermische Leitf"ahigkeit und Stabilit"at \item geringer Neutroneneinfangquerschnitt @@ -170,6 +171,56 @@ \end{slide} +\begin{slide} + + {\large\bf + Motivation + } + + \vspace{4pt} + + SiC - \emph{Born from the stars, perfected on earth.} + + \vspace{4pt} + + Herstellung d"unner SiC-Filme: + \begin{itemize} + \item modifizierter Lely-Prozess + \begin{itemize} + \item Impfkristall mit $T=2200 \, ^{\circ} \text{C}$ + \item umgeben von polykristallinen SiC mit + $T=2400 \, ^{\circ} \text{C}$ + \end{itemize} + \item CVD Homoepitaxie + \begin{itemize} + \item 'step controlled epitaxy' auf 6H-SiC-Substrat + \item C$_3$H$_8$/SiH$_4$/H$_2$ bei $1500 \, ^{\circ} \text{C}$ + \item Winkel $\rightarrow$ 3C/6H/4H-SiC + \item hohe Qualit"at aber limitiert durch\\ + Substratgr"o"se + \end{itemize} + \item CVD/MBE Heteroepitaxie von 3C-SiC auf Si + \begin{itemize} + \item 2 Schritte: Karbonisierung und Wachstum + \item $T=650-1050 \, ^{\circ} \text{C}$ + \item Qualit"at/Gr"o"se noch nicht ausreichend + \end{itemize} + \end{itemize} + + \begin{picture}(0,0)(-245,-50) + \includegraphics[width=5cm]{6h-sic_3c-sic.eps} + \end{picture} + \begin{picture}(0,0)(-240,-35) + \begin{minipage}{5cm} + {\scriptsize + NASA: 6H-SiC LED und 3C-SiC LED\\[-6pt] + nebeneinander auf 6H-SiC-Substrat + } + \end{minipage} + \end{picture} + +\end{slide} + \begin{slide} {\large\bf @@ -182,25 +233,27 @@ 6H-SiC (\foreignlanguage{greek}{a}-SiC) \begin{itemize} \item h"ohere Ladungstr"agerbeweglichkeit in \foreignlanguage{greek}{b}-SiC - \item Micropipes (Offene Kerne von Schraubenversetzungen) in c-Richtung + \item h"ohere Durchbruchfeldst"arke in \foreignlanguage{greek}{b}-SiC + \item Micropipes (makroskopischer Bereich an Fehlstellen bis hin zur + Oberfl"ache) entlang c-Richtung bei \foreignlanguage{greek}{a}-SiC - \item Herstellung gro"sfl"achiger einkristalliner 3C-SiC Filme - im Anfangsstudium + \item gro"sfl"achige epitaktische \foreignlanguage{greek}{a}-SiC-Herstellung + sehr viel weiter fortgeschritten verglichen mit der von 3C-SiC \end{itemize} \vspace{16pt} + {\color{blue} \begin{center} - {\color{red} Genaues Verst"andnis des 3C-SiC-Ausscheidungsvorganges\\ - } $\Downarrow$\\ - signifikanter technologischen Fortschritt in 3C-SiC D"unnschichtherstellung + Grundlage f"ur technologischen Fortschritt in 3C-SiC-D"unnschichtherstellung \end{center} + } \vspace{16pt} - Vermeidung von SiC-Ausscheidungen in + Grundlage zur Vermeidung von SiC-Ausscheidungen in $\text{Si}_{\text{1-y}}\text{C}_{\text{y}}$ Legierungen \begin{itemize} @@ -213,12 +266,52 @@ \begin{slide} {\large\bf - Motivation bzw. SiC-Ausscheidungsvorgang + Motivation } - \vspace{64pt} + Die Alternative: Ionenstrahlsynthese + + {\small - Noch was zur Herstellung rein ... + \begin{itemize} + \item Implantation 1: + 180 keV C$^+\rightarrow$ FZ-Si(100), + $D=7.9 \times 10^{17}$ cm$^{-2}$, + $T_{\text{i}}=500 \, ^{\circ} \text{C}$\\ + epitaktisch orientierte 3C-SiC Ausscheidungen + in kastenf"ormigen Bereich,\\ + eingeschlossen in a-Si:C + \item Implantation 2: + 180 keV C$^+\rightarrow$ FZ-Si(100), + $D=0.6 \times 10^{17}$ cm$^{-2}$, + $T_{\text{i}}=250 \, ^{\circ} \text{C}$\\ + Zerst"orung einzelner SiC Ausscheidungen + in gr"o"ser werdenden amorphen Grenzschichten + \item Tempern: + $T=1250 \, ^{\circ} \text{C}$, $t=10\text{ h}$\\ + Homogene st"ochiometrische 3C-SiC Schicht mit + scharfen Grenzfl"achen + \end{itemize} + + \begin{minipage}{6.3cm} + \includegraphics[width=6.3cm]{ibs_3c-sic.eps} + \end{minipage} + \hspace*{0.2cm} + \begin{minipage}{6.5cm} + \vspace*{2.3cm} + {\scriptsize + Querschnitts-TEM-Aufnahme einer einkristallinen vergrabenen + 3C-SiC-Schicht.\\ + (a) Hellfeldaufnahme\\ + (b) 3C-SiC(111) Dunkelfeldaufnahme\\ + } + \end{minipage} + + \vspace{0.2cm} + + Entscheidende Parameter: Dosis und Implantationstemperatur + +} \end{slide} @@ -233,7 +326,7 @@ {\bf Kristallstruktur und Einheitszelle:} \begin{itemize} \item kristallines Silizium (c-Si): Diamantstruktur\\ - ${\color{si-yellow}\bullet}$, ${\color{gray}\bullet}$ + ${\color{si-yellow}\bullet}$ und ${\color{gray}\bullet}$ $\leftarrow$ Si-Atome \item kubisches SiC (3C-SiC): Zinkblende-Struktur\\ ${\color{si-yellow}\bullet} \leftarrow$ Si-Atome\\ @@ -262,10 +355,24 @@ SiC-Ausscheidungsvorgang } - \vspace{64pt} + Hochaufl"osungs-TEM:\\[-0.5cm] - Hier die aus experimentellen Untersuchungen heraus vermuteten - Ausscheidungsvorgaenge rein. + \begin{minipage}{3.3cm} + \includegraphics[width=3.3cm]{tem_c-si-db.eps} + \end{minipage} + \begin{minipage}{9cm} + Bereich oberhalb des Implantationsmaximums\\ + Wolkenstruktur "uberlagert auf ungest"orten Si-Muster\\ + $\rightarrow$ C-Si Dumbbells + \end{minipage} + \begin{minipage}{3.3cm} + \includegraphics[width=3.3cm]{tem_3c-sic.eps} + \end{minipage} + \begin{minipage}{9cm} + Bereich ums Implantationsmaximum\\ + Moir\'e-Kontrast-Muster\\ + $\rightarrow$ inkoh"arente 3C-SiC-Ausscheidungen in c-Si-Matrix + \end{minipage} \end{slide} @@ -519,17 +626,11 @@ \begin{minipage}{4cm} \begin{itemize} \item $E_f=0.47$ eV - \item Very often observed - \item Most energetically\\ - favorable configuration - \item Experimental\\ - evidence [6] + \item sehr h"aufig beobachtet + \item energetisch g"unstigste Konfiguration + \item experimentelle und theoretische Best"atigungen + f"ur die Existenz dieser Konfiguration \end{itemize} - \vspace{24pt} - {\tiny - [6] G. D. Watkins and K. L. Brower,\\ - Phys. Rev. Lett. 36 (1976) 1329. - } \end{minipage} \begin{minipage}{8cm} \includegraphics[width=9cm]{100-c-si-db_s.eps} @@ -553,7 +654,7 @@ \begin{pspicture}(0,0)(12,8) % nodes - \rput(3.5,6.5){\rnode{init}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=hb]{ + \rput(3.5,7.0){\rnode{init}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=hb]{ \parbox{7cm}{ \begin{itemize} \item initiale Konfiguration:\\ @@ -565,7 +666,8 @@ }}}} \rput(3.5,3.2){\rnode{insert}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=lachs]{ \parbox{7cm}{ - Einf"ugen von 6000 C-Atomen bei konstanter Temperatur\\ + Einf"ugen von 6000 C-Atomen\\ + bei konstanter Temperatur \begin{itemize} \item gesamte Simulationsvolumen {\pnode{in1}} \item Volumen einer minimal SiC-Ausscheidung {\pnode{in2}} @@ -573,17 +675,17 @@ \end{itemize} }}}} \rput(3.5,1){\rnode{cool}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=lbb]{ - \parbox{3.5cm}{ - Abk"uhlen auf $20\, ^{\circ}\textrm{C}$ + \parbox{5.0cm}{ + Nach 100 ps abk"uhlen auf $20\, ^{\circ}\textrm{C}$ }}}} \ncline[]{->}{init}{insert} \ncline[]{->}{insert}{cool} \psframe[fillstyle=solid,fillcolor=white](7.5,1.8)(13.5,7.8) \psframe[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray](9,3.3)(12,6.3) \psframe[fillstyle=solid,fillcolor=gray](9.25,3.55)(11.75,6.05) - \rput(7.9,4.8){\pnode{ins1}} - \rput(9.22,4.4){\pnode{ins2}} - \rput(10.5,4.8){\pnode{ins3}} + \rput(7.9,4.2){\pnode{ins1}} + \rput(9.22,3.5){\pnode{ins2}} + \rput(11.0,3.8){\pnode{ins3}} \ncline[]{->}{in1}{ins1} \ncline[]{->}{in2}{ins2} \ncline[]{->}{in3}{ins3} @@ -591,29 +693,24 @@ \end{slide} -\end{document} - \begin{slide} {\large\bf - Results - } - SiC precipitation runs - + Simulationen zum Ausscheidungsvorgang + } \includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-c_c-c.eps} \includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-si.eps} \begin{minipage}[t]{6.3cm} - \tiny + \scriptsize \begin{itemize} - \item C-C peak at 0.15 nm similar to next neighbour distance of graphite - or diamond\\ + \item C-C, 0.15 nm: NN-Abstand in Graphit bzw. Diamant\\ $\Rightarrow$ Formation of strong C-C bonds (almost only for high C concentrations) - \item Si-C peak at 0.19 nm similar to next neighbour distance in 3C-SiC - \item C-C peak at 0.31 nm equals C-C distance in 3C-SiC\\ - (due to concatenated, differently oriented - <100> dumbbell interstitials) + \item Si-C, 0.19 nm: NN-Abstand in 3C-SiC + \item C-C, 0.31 nm: C-C Abstand in 3C-SiC\\ + (vekettetrkettete, verschieden orientierte 100 C-Si Dumbbells) \item Si-Si shows non-zero g(r) values around 0.31 nm like in 3C-SiC\\ and a decrease at regular distances\\ (no clear peak,