From: hackbard Date: Tue, 13 Sep 2005 15:24:22 +0000 (+0000) Subject: hmm, nochmal ueberdenken X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?a=commitdiff_plain;h=7cdee9a3d53b96aad3b1d610cbfb5bd410800eff;p=lectures%2Flatex.git hmm, nochmal ueberdenken --- diff --git a/nlsop/diplom/exp_befunde.tex b/nlsop/diplom/exp_befunde.tex index fbd8944..0536b57 100644 --- a/nlsop/diplom/exp_befunde.tex +++ b/nlsop/diplom/exp_befunde.tex @@ -1,2 +1,37 @@ \chapter{Experimentelle Befunde} \label{chapter:exp_befunde} + +Im Folgenden + +Gegenstand dieser Arbeit ist die Umsetzung eines Modells, welches den Selbstorganisationsvorgang von lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen an der vorderen Grenzfl"ache zur durchgehenden amorphen $SiC_x$-Schicht bei Hochdosis-Kohlenstoff-Implantation in Silizium erkl"aren soll. +Die Entstehung solcher Ausscheidungen beobachtet man nur unter bestimmten Implantationsbedingungen. +Im Folgenden sollen einige der experimentellen Ergebnisse bez"uglich der Bildung der geordneten Ausscheidungen aus \cite{maik_da} zusammengefasst werden. + + \subsection{Temperaturabh"angigkeit} + + Die Implantationstemperatur muss hoch genug sein, um eine komplette Amorphisierung des Targets, und gleichzeitig niedrig genug, um die Kristallisation amorpher Ausscheidungen zu kubischen $3C-SiC$ zu verhindern. + F"ur Kohlenstoff in Silizium sind Temperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} C$ geeignet. + Da bei diesen Temperaturen kaum Amorphisierung zu erwarten ist, muss sehr viel Kohlenstoff implantiert werden, was letztendlich zur Nukleation kohlenstoffreicher amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt. + + + Neben Kohlenstoffimplantation in Silizium wurden solche Ausscheidungen auch in Hochdosis-Sauerstoffimplantation in Silizium, $Ar^+$ in Saphir und $Si^+$ in $SiC$ \cite{van_ommen,specht,ishimaru} gefunden. + Entscheidend ist eine Dichtereduktion des Materialsystems bei der Amorphisierung, worauf im n"achsten Abschnitt eingegangen wird. + + \subsection{Lage und Asubreitung der durchgehenden amorphen Schicht} + + \begin{figure}[h] + \includegraphics[width=12cm]{k393abild1_.eps} + \caption{Hellfeld-TEM-Abbildung einer bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ mit $180 keV \quad C^+$ implantierten $Si$-Probe mit einer Dosis von $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$. (L: amorphe Lamellen, S: sph"arische amorphe Ausscheidungen)} + \label{img:xtem_img} + \end{figure} + + Abbildung \ref{img:xtem_img} zeigt eine TEM-Aufnahme einer mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ inplantierten Probe. + Die hellen Gebiete sind amorph, dunkle Gebiete kristallin. + In einer Tiefe von ungef"ahr $300 nm$ beginnt die amorphe durchgehende Schicht. + An der vorderen Grenzfl"ache sind die lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen zu erkennen. + Diese erstrecken sich "uber einen Tiefenbereich von ca. $100 nm$. + Im rechten Teil von Abbildung \ref{img:xtem_img} sieht man einen vergr"o"serten Ausschnitt der vorderen Grenzfl"ache. + Man erkennt die regelm"a"sige Anordnung der lamellaren Ausscheidungen ($L$) in Abst"anden, die ungef"ahr der H"ohe der Ausscheidungen selbst entspricht. + Die Lamellen sind parallel zur Targetoberfl"ache ausgerichtet. + + \subsection{Kohlenstoffverteilung} diff --git a/nlsop/diplom/grundlagen.tex b/nlsop/diplom/grundlagen.tex index 2ed4389..7a2ee42 100644 --- a/nlsop/diplom/grundlagen.tex +++ b/nlsop/diplom/grundlagen.tex @@ -470,7 +470,7 @@ \end{equation} Dennis und Hale \cite{dennis_hale} erreichten nach diesem Modell f"ur Argon- und Krypton-Ionen in Silizium die beste "Ubereinstimmung mit experimentell bestimmten Sch"adigungsdaten f"ur $m=2$ und $m=3$. - Dies deutet darauf hin, dass selbst bei schweren Ionen ausschliesslich direkte Amorphisierung ($m=1$) uunwahrscheinlich ist. + Dies deutet darauf hin, dass selbst bei schweren Ionen ausschliesslich direkte Amorphisierung ($m=1$) unwahrscheinlich ist. Bei niedrigen Dosen zeigt sich auf Grund der direkten Amorphisierung ein linearer Zusammenhang zwischen dem amorphen Fl"achenanteil und der Dosis. Der lineare Verlauf geht mit steigender Dosis mit der Bildung amorpher Gebiete durch "Uberlappung in einen maximal quadratischen Anstieg "uber. Der Verlauf s"attigt schliesslich auf Grund der Abnahme ungesch"adigter und kristallin-gesch"adigter Fl"achenanteile. @@ -481,8 +481,8 @@ Dieses r"aumlich begrenzte Gebiet sehr hoher Energiedichte, in dem die kollektiv angeregten Atome einen quasi-fl"ussigen Zustand bilden, nennt man einen Energie-Spike. Die thermische Relaxation dieses Spikes kann als W"armediffusionsprozess beschrieben werden. Erreicht die Kristallisationsfront den Kaskadenkern bevor die Kristallisationstemperatur unterschritten wird, kann der Spike vollst"andig rekristallisieren. - Dies ist bei hohen Targettemperaturen der Fall, wenn den Leerstellen und Zwischengitteratomen auf Grund der langsamen Abku"hlung genug Zeit zur Rekombination bleibt. - Bei kleinen Temperaturen und einer darausfolgenden schnellen W"armediffusion kann wegen Unvollst"andiger Rekristallisation ein amorpher Kaskadenkern zur"uckbleiben. + Dies ist bei hohen Targettemperaturen der Fall, wenn den Leerstellen und Zwischengitteratomen auf Grund der langsamen Abk"uhlung genug Zeit zur Rekombination bleibt. + Bei kleinen Temperaturen und einer darausfolgenden schnellen W"armediffusion kann wegen unvollst"andiger Rekristallisation ein amorpher Kaskadenkern zur"uckbleiben. Die Wahrscheinlichkeit f"ur die Bildung amorpher Volumina steigt mit fallender Temepratur. Neben der Implantationstemperatur h"angt der Defektzustand entscheidend von der Kaskadengeometrie und dem Sch"adigungszustand der Kaskadenumgebung ab. Ein hoher Sch"adigungsgrad einer Kaskadenumgebung erschwert die epitaktische Rekristallisation.