Betrachtet man einen Durchlauf als ein implantiertes Ion, so ergibt das nach \eqref{eq:dose_steps} eine Dosis von $0,89$ beziehungsweise $0,81 \times 10^{17} cm^{-2}$.
\subsection{Vergleich von Simulationsergebnis und TEM-Aufnahme}
+ \label{subsection:tem_sim_cmp}
\begin{figure}[h]
\includegraphics[width=12cm]{if_cmp3.eps}
Weiterhin erkennt man einen Zusammenhang zwischen der Diffusionsrate $d_r$ und dem Tiefenintervall in dem sich lamellare Strukturen gebildet haben.
Die Erh"ohung der Diffusionsrate von $d_r=0,2$ auf $d_r=0,5$ hat eine Vergr"osserung des Tiefenintervalls von ungef"ahr $60$ auf $150 nm$ zur Folge.
- EDIT: Erkl"arung
-
- EDIT: Linescans, \ldots
+ Bei hoher Diffusionsrate diffundiert der Kohlenstoff schneller in amorphe Volumina.
+ Dies stabilisiert die amorphe Ausscheidung.
+ Geringen Diffusionsraten verhindern ein schnelles Anh"aufen von Kohlenstoff in den amorphen Volumina.
+ Die amorphen Ausscheidungen sind nicht sehr stabil und werden sehr viel wahrscheinlicher rekristallisieren.
+ Dies "aussert sich in einer kleineren Anzahl an amorphen Gebieten.
+ Stabile amorphe Ausscheidungen treten erst ab einer Tiefe von ungef"ahr $240 nm$ auf, hier ist die Kohlenstoffkonzentration hoch genug.
+
+ Abbildung \ref{img:diff_influence_ls} zeigt die Linescans der fouriertransformierten Cross-Sections aus Abbildung \ref{img:diff_influence}.
+ Der gr"une Verlauf geh"ort zur Simulation ohne Diffusion in $z$-Richtung.
+ Der Linescan zeigt kein Maximum ausser bei der Ortsfrequenz Null.
+ Dies steht im Einklang mit der Cross-Section.
+ Es haben sich keine lamellare Ausscheidungen gebildet.
+ Beim roten Verlauf war die Diffusion in $z$-Richtung eingeschaltet.
+ Man erkennt deutlich lamellare Ausscheidungen.
+ Dies "aussert sich auch am Linescan.
+ Ein deutliches Maximum ist zum Beispiel f"ur die Ortsfrequenz $f_y=0,11 nm^{-1}$ zu erkennen.
+ Diese Frequenz entspricht einer Peridizit"at der Lamellen von $f_y^{-1} = 9,1 nm$.
+ Dies entspricht einer Anzahl von ungef"ahr $17$ Lamellen in einem Tiefenbereich von $150 nm$.
+ Eine "ahnlich grosse Zahl erh"alt man tats"achlich ducrch Abz"ahlen der Lamellen am linken Rand der Cross-Section.
+ Die Fouriertransformierte stellt also ein geeignetes Mittel zur objektiven Messung der \dq Lamellarigkeit\dq{} dar.
\subsection{Einfluss der Druckspannungen}
Im Folgenden soll der Einfluss der Druckspannungen auf den Selbstorganisationsprozess diskutiert werden.
- \ldots
+ \begin{figure}[h]
+ \includegraphics[width=12cm]{high_to_low_a.eps}
+ \caption{Simulationsergebnisse f"ur verschiedene $p_s$. Simulationsparameter: $p_b=0$, $p_c=0,0001$, $d_r=0,5$, $d_v=10$, $s=3 \times 10^{7}$}
+ \label{img:p_s_influence}
+ \end{figure}
+ In Abbildung \ref{img:p_s_influence} sind Simulationergebnisse mit variierten Druckspannungsparametern zu sehen.
+ Mit Verkleinerung des Wertes $p_s$ wird auch der Tiefenbereich in dem sich lamellare Ausscheidungen gebildet haben kleiner.
+ Gleichzeitig wird auch der Durchmesser der amorphen Lamellen kleiner.
+ Diese Beobachtungen best"atigen die Annahme, dass Druckspannungen ein Mechanismus, der zur Amorphisierung beitr"agt darstellen, und nicht allein die kohlenstoff-induzierte Amorphisierung f"ur Amorphisierung verantwortlich sind.
+ Da kleinere $p_s$ eine kleinere Amorphisierungswahrscheinlichkeit der kristallinen Nachbarschaft zur Folge haben, werden weniger amorphe Gebiete enstehen.
+ Die Druckspannungen fallen quadratisch mit der Entfernung ab.
+ Ein zuf"alliges amorphes Gebiet, das nicht direkt an eienr Ausscheidung anliegt wird daher viel wahrscheinlicher rekristallisieren.
+ Selbst ein neu entstandenes amorphes Gebiet direkt neben einer Ausscheidung kann nichtmehr durch die Druckspannungen allein stabilisiert werden.
+ Es wird nur amorph bleiben, wenn vor dem n"achsten Sto"s genug Kohlenstoff durch den Diffusionsprozess gewonnen wird und eine Stabilisierung auf Grund der kohelnstoff-induzierten Amorphisierungswahrscheinlichkeit ausreicht.
+
+ EDIT: Linescan f"r $p_s=0,002$ und $p_s=0,004$. Ver"anderte Periodizit"at der Lamellen. Sch"arferes Maxima bei Ortsfrequenz Null.
\subsection{Verteilung des Kohlenstoffs im Target}
\begin{figure}[h]
- \includegraphics[width=5cm]{really_all_z-z_plus1.eps}
- \includegraphics[width=7cm]{ac_cconc_d.eps}
- \caption{Amorph/Kristalline Struktur, Kohlenstoffverteilung und Druckspannungen in zwei aufeinander folgenden Ebenen $z$ und $z=1$ (links). Tiefenprofil des Kohlenstoffs in einem Target mit lamellaren Strukturen (rechts).}
+ \includegraphics[width=9cm]{really_all_z-z_plus1.eps}
+ \caption{Amorph/Kristalline Struktur, Kohlenstoffverteilung und Druckspannungen in zwei aufeinander folgenden Ebenen $z$ und $z=1$.}
+ \label{img:s_c_s_distrib}
+ \end{figure}
+ In Abbildung \ref{img:s_c_s_distrib} ist ein Querschnitt der Ebene $z$ und $z+1$ des Targets abgebildet.
+ Neben der amorph/kristallin Ansicht ist die Kohlenstoffverteilung und das Spannungsfeld der amorphen Ausscheidungen auf die kristalline $Si$-Matrix visualisiert.
+ Man erkennt, dass die amorphen und kristallinen Gebiete in aufeinanderfolgenden Ebenen komplement"ar angeordent sind.
+ Dies ist eine Folge der weiter oben erw"ahnten Kohlenstoffdiffusion.
+ Die amorphen Gebiete entziehen den anliegenden Ebenen den Kohlenstoff womit dort die Amophisierungswahrscheinlichkeit sinkt.
+ Die Tatsache dass sich der Kohlenstoff in den amorphen Gebieten befindet kann man durch Vergleich mit der Kohlenstoffverteilung erkennen.
+ Auch das Gebiet hoher Druckspannungen stimmt mit den amorphen Gebiet "uberein.
+ Dabei existieren die Druckspannungen noch bis in den Anfang des kristallinen Volumens.
+ Es f"allt auf, dass die Ausdehnung der amorphen Gebiete etwas gr"osser als das Gebiet mit hoher Kohlenstoffkonzentration ist.
+ Dieses amorphe Randgebiet ist auf Grund der Druckspannungen trotz des niedrigen Kohlenstoffgehalts amorph.
+ In den kristallinen Gebieten der amorph/kristallinen Grenzfl"ache reicht auch das Spannungsfeld nichtmehr aus um den amorphen Zustand zu stabilisieren.
+
+ \begin{figure}[h]
+ \includegraphics[width=9cm]{ac_cconc_d.eps}
+ \caption{Cross-Section und Tiefenprofil des Kohlenstoffs in einem Target mit lamellaren Strukturen. Abgebildet ist der Kohlenstoff in amorphen und kristallinen Gebieten (schwarz), in kristallinen Gebieten (rot) und in amorphen Gebieten (gr"un).}
\label{img:c_distrib}
\end{figure}
- In Abbildung \ref{img:c_distrib} \ldots
+ Die komplement"are Anordnung der amorph/kristallinen Gebiete in aufeinanderfolgenden Ebene wird nochmals in Abbildung \ref{img:c_distrib} deutlich.
+ Abgebildet ist die Cross-Section und ein zugeh"origes tiefenabh"angiges Kohlenstoffprofil der Simulation aus Abschnitt \ref{subsection:tem_sim_cmp}.
+ Bis zu einer Tiefe von $160 nm$ ist der komplette Kohlenstoff in kristallinen Volumina, da in diesem Tifenbereich noch garnichts Amorphes existiert.
+ Der lineare Anstieg der Kohlenstoffkonzentration ist eine Folge des linear gen"aherten Implantationsprofils. Mit Beginn der amorphen Lamellen sinkt der Kohlenstoffgehalt in den kristallinen Gebieten und steigt im Amoprhen.
+ Die Schwankungen der Kohlenstoffkonzentration in den amorphen Gebieten h"angt mit der komplement"aren Anordnung der amorphen Gebiete in aufeinanderfolgenden Ebenen zusammen.
+ Diese Schwankungen sind auch in der Kohlenstoffkonzentration in amorphen und kristallinen Gebieten zu erkennen.
+ Man erkennt dass abwechselnd Ebene mit grossem und kleinen amorphen Anteil vorliegen.
\section{Simulation "uber den gesamten Implantationsbereich}
projects / lectures / latex.git / commitdiff