nlsop/nlsop_dpg_2004.tex

   1 \documentclass{seminar}
   2
   3 \usepackage{verbatim}
   4 \usepackage[german]{babel}
   5 \usepackage[latin1]{inputenc}
   6 \usepackage[T1]{fontenc}
   7 \usepackage{amsmath}
   8 \usepackage{ae}
   9
  10 \usepackage{calc}               % Simple computations with LaTeX variables
  11 \usepackage[hang]{caption2}     % Improved captions
  12 \usepackage{fancybox}           % To have several backgrounds
  13
  14 \usepackage{fancyhdr}           % Headers and footers definitions
  15 \usepackage{fancyvrb}           % Fancy verbatim environments
  16 \usepackage{pstcol}             % PSTricks with the standard color package
  17
  18 \usepackage{graphicx}
  19 \graphicspath{{./img/}}
  20
  21 \usepackage{semcolor}
  22 \usepackage{semlayer}           % Seminar overlays
  23 \usepackage{slidesec}           % Seminar sections and list of slides
  24
  25 \input{seminar.bug}             % Official bugs corrections
  26 \input{seminar.bg2}             % Unofficial bugs corrections
  27
  28 \articlemag{1}
  29
  30 \begin{document}
  31
  32 \extraslideheight{10in}
  33 \slideframe{none}
  34
  35 \def\slideleftmargin{.0in}
  36 \def\sliderightmargin{0in}
  37 \def\slidetopmargin{0in}
  38 \def\slidebottommargin{.2in} % fucking slide number gone now :)
  39
  40 % topic
  41
  42 \begin{slide}
  43 \begin{figure}[t]
  44  \begin{center}
  45   \includegraphics[height=1cm]{ifp.eps}
  46   \\
  47   \includegraphics[height=2cm]{Lehrstuhl-Logo.eps}
  48  \end{center}
  49 \end{figure}
  50 \begin{center}
  51  \large\bf
  52  Monte-Carlo-Simulation der Selbstorganisation amorpher nanometrischer $SiC_x$-Ausscheidungen in Silizium w"ahrend  $C^+$-Ionen-Implantation
  53 \end{center}
  54 \begin{center}
  55  F. Zirkelbach, M. H"aberlen, J. K. N. Lindner und B. Stritzker
  56 \end{center}
  57 \end{slide}
  58
  59 % start of content
  60 \ptsize{8}
  61
  62 \begin{slide}
  63 {\large\bf
  64  Cross-Section TEM-Aufnahme selbstorganisierter amorpher Lamellen
  65 }
  66 \begin{figure}
  67  \begin{center}
  68   \includegraphics[width=10cm]{k393abild1.eps}
  69   Hellfeld-TEM-Abbildung, $180 keV \textrm{ } C^+ \rightarrow Si(100)$, $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$, $4.3 \times 10^{17} cm^{-2}$
  70  \end{center}
  71 \end{figure}
  72 \end{slide}
  73
  74 \begin{slide}
  75 {\large\bf
  76  Modell
  77 }
  78 \begin{figure}
  79  \begin{center}
  80   \includegraphics[width=8cm]{model1_.eps}
  81  \end{center}
  82 \end{figure}
  83 \begin{itemize}
  84  \item L"oslichkeit von Kohlenstoff in $c$-Silizium "uberschritten \\ $\rightarrow$ Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen
  85  \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ \\ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind amorph
  86  \item $20-30\%$ geringere Dichte von amorphen zu kristallinen $SiC$ \\ $\rightarrow$ Druckspannungen auf Umgebung
  87  \item nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung
  88  \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung in kristallinen Gebieten \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff in amorphe Gebiete
  89  \item Druckspannungen \\ $\rightarrow$ bevorzugte Amorphisierung zwischen zwei amorphen Ausscheidungen
  90 \end{itemize}
  91 \end{slide}
  92
  93 \begin{slide}
  94 {\large\bf
  95  Annahmen/N"aherungen
  96 }
  97 \begin{figure}
  98  \begin{picture}(200,0)(-140,80)
  99   \includegraphics[width=7cm]{2pTRIM180C.eps}
 100   %\includegraphics[width=6cm]{implsim_new.eps}
 101  \end{picture}
 102 \end{figure}
 103 \begin{itemize}
 104  \item nukleare Bremskraft und \\ Konzentrationsprofil linear gen"ahert
 105  \item Wahrscheinlichkeit der \\ Amorphisierung $\propto$ nukleare Bremskraft
 106  \item lokale Amorphisierungswahrscheinlichkeit $\propto$
 107   \[
 108   \left\{
 109    \begin{array}{ll}
 110     \textrm{mittlerer nuklearer Bremskraft} & \equiv \textrm{ballistische Amorphisierung, } b_{ap} \\
 111     \textrm{lokale Kohlenstoffkonzentration} & \equiv \textrm{kohlenstoffinduzierte Amorphisierung, } a_{cp} \\
 112     \textrm{Druckspannungen} & \equiv \textrm{spannungsinduzierte Amorphisierung, } a_{ap}
 113    \end{array} \right .
 114   \]
 115 \end{itemize}
 116 \[
 117  \begin{array}{ll}
 118   p_{c \rightarrow a} & \displaystyle =b_{ap} + a_{cp} \times c^{\textrm{lokal}}_{\textrm{Kohlenstoff}} + \sum_{amorphe Nachbarn} \frac{a_{ap} \times c_{\textrm{Kohlenstoff}}}{\textrm{Abstand}^2}\\
 119   p_{a \rightarrow c} & =1-p_{c \rightarrow a}
 120  \end{array}
 121 \]
 122 \end{slide}
 123
 124 \begin{slide}
 125 \section*{Simulation}
 126 \begin{figure}
 127  \begin{center}
 128   \includegraphics[width=7cm]{gitter.eps}
 129  \end{center}
 130 \end{figure}
 131 Dreiteilung des Simulationsalgorithmus:
 132 \begin{enumerate}
 133  \item Amorphisierung/Rekristallisation
 134  \item Einbau des implantierten Kohlenstoffions ins Silizium-Target
 135  \item Diffusionsprozess
 136 \end{enumerate}
 137 \end{slide}
 138
 139 \begin{slide}
 140 \section*{1) Amorphisierung/Rekristallisation}
 141 \begin{itemize}
 142  \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess entsprechend nuklearer Bremskraft
 143  \item Berechnung der lokalen Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit $p_{ca}$ und $p_{ac}$
 144  \item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl
 145 \end{itemize}
 146 \section*{2) Einbau des implantierten Kohlenstoffions}
 147 \begin{figure}
 148  \begin{center}
 149   \includegraphics[width=4cm]{sim_window.eps}
 150  \end{center}
 151 \end{figure}
 152 \begin{itemize}
 153  \item $\textrm{gesamter Kohlenstoff} < \textrm{steps} \times c_{ratio}$
 154  \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Kohlenstofferh"ohung
 155 \end{itemize}
 156 \end{slide}
 157
 158 \begin{slide}
 159 \section*{3) Diffusion}
 160 Diffusion findet alle $d_v$ Schritte statt.
 161 \begin{itemize}
 162  \item Diffusion im Kristallinen:
 163   \[
 164    \Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{cc}
 165   \]
 166  \item Diffusion von kristallinen in amorphe Gebiete:
 167   \[
 168    \Delta c =  c_C(Nachbar) \times dr_{ac}
 169   \]
 170 \end{itemize}
 171 \section*{Variierte Parameter}
 172 \begin{itemize}
 173  \item Schrittzahl
 174  \item Amorphisierung beschreibende Parameter
 175  \item Diffusionsgeschwindigkeit und Diffusionsrate
 176  \item Diffusion in $z$-Richtung
 177  \item rein kristalline Diffusion
 178 \end{itemize}
 179 \end{slide}
 180
 181 \begin{slide}
 182 \section*{Ergebnisse}
 183 \begin{itemize}
 184  \item Lamellare Strukturen!
 185  \item Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen:
 186   \begin{itemize}
 187    \item hohe Schrittzahl und niedrige Amorphisierungswahrscheinlichkeiten
 188    \item Diffusion von Kohlenstoff von kristallinen in amorphe Gebiete, insbesondere in $z$-Richtung
 189    \begin{figure}
 190     \begin{center}
 191      \includegraphics[height=5cm]{mit_ohne_diff.eps}
 192     \end{center}
 193    \end{figure}
 194   \end{itemize}
 195  \end{itemize}
 196 \end{slide}
 197
 198 \begin{slide}
 199 \section*{Ergebnisse}
 200 Amorph/Kristalline Diffusionsrate beeinflusst die Tiefe, in der erstmals lamellare Ordnung auftritt.
 201 \begin{figure}
 202  \begin{center}
 203   \includegraphics[height=6cm]{high_low_ac-diff.eps}
 204  \end{center}
 205 \end{figure}
 206 \end{slide}
 207
 208 \begin{slide}
 209 \section*{Ergebnisse}
 210 Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen.
 211 \begin{figure}
 212  \begin{center}
 213   \includegraphics[width=6cm]{z_z_plus_1.eps}
 214   \includegraphics[width=5cm]{c_conc_z_z_plus_1.eps}
 215  \end{center}
 216 \end{figure}
 217 \end{slide}
 218
 219 \begin{slide}
 220 \section*{Vergleich mit TEM-Aufnahme}
 221 \begin{figure}
 222  \begin{center}
 223   \includegraphics[height=6cm]{if_cmp.eps}
 224  \end{center}
 225 \end{figure}
 226 \end{slide}
 227
 228 \begin{slide}
 229 \section*{Zusammenfassung}
 230 \begin{itemize}
 231  \item Einfaches Modell zur Erzeugung selbstorganisierter amorpher Ausscheidungen
 232  \item lamellare Strukturen durch Simulation nachvollziehbar
 233 \end{itemize}
 234 \section*{Ausblick}
 235 \begin{itemize}
 236  \item Zusammenhang zwischen Simulations- und Implantationsparametern
 237  \item objektivere Methode zur Messung der lamellaren Struktur (Fouriertransformierte des Realbildes)
 238  \item Vergleiche mit TEM-Aufnahmen, insbesondere der Dosisentwicklung
 239 \end{itemize}
 240 \end{slide}
 241
 242 \end{document}