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.
+Es wurden Implantationen von Ionen der Energie $180 keV$ in einem Winkel von $\alpha = 7^{\circ}$ und einer Dosisrate von $\dot{D} = 10 \mu A cm^{-2}$ in einem Temperaturbereich von $150$ bis $250 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ in $(100)$ $Si$ f"ur verschiedene Dosen oberhalb von $1,0 \times 10^{17} cm^{-2}$ durchgef"uhrt und untersucht.
+
\section{Lage und Ausdehnung amorpher Phasen}
\begin{figure}[h]
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 entsprechen.
- \begin{figure}[!h]
+ \begin{figure}[h]
\begin{center}
\includegraphics[width=8cm]{a-d.eps}
\end{center}
\section{Temperaturabh"angigkeit}
+ Die Position und Ausdehnung der amorphen Phasen ist ausserdem abh"angig von der Implantationstemeperatur.
+ F"ur die Bildung durchgehender amorpher Schichten und lamellarer Ausscheidungen an der Grenzfl"ache muss die Implantationstemperatur hoch genug sein, um eine komplette Amorphisierung der Targetoberfl"ache, und gleichzeitig niedrig genug, um die Kristallisation amorpher Ausscheidungen zu kubischen $3C-SiC$-Pr"azipitaten zu verhindern.
+ F"ur Kohlenstoff in Silizium sind Temperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ geeignet.
\begin{figure}[h]
\begin{center}
\includegraphics[width=8cm]{a-t.eps}
\caption{Schematischer Aufbau des implantierten Schichtsystems f"ur $180 keV \, C^+$-Implantationen in $(100)Si$ mit einer Dosis von $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ in Abh"angigkeit von der Temperatur. \cite{maik_da}}
\label{img:lua_vs_t}
\end{figure}
- Die Position und Ausdehnung der amorphen Phasen ist ausserdem abh"angig von der Implantationstemeperatur.
- F"ur die Bildung durchgehender amorpher Schichten und lamellarer Ausscheidungen an der Grenzfl"ache muss die Implantationstemperatur hoch genug sein, um eine komplette Amorphisierung der Targetoberfl"ache, und gleichzeitig niedrig genug, um die Kristallisation amorpher Ausscheidungen zu kubischen $3C-SiC$-Pr"azipitaten zu verhindern.
- F"ur Kohlenstoff in Silizium sind Temperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ geeignet.
Abbildung \ref{img:lua_vs_t} zeigt die Position und Ausdehnung der strukturell verschiedenen Bereiche f"ur $180 keV \, C^+$-implantierte Proben mit einer Dosis von $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ abh"angig von der Implantationstemperatur.
Die Dicke der durchgehenden Schicht nimmt mit steigender Temperatur ab.
- Dies deutet auf eine erleichterte Rekristallisation bereits amorphisierten Siliziums beziehungsweise erschwerte Amorphisierung kristallinen Siliziums bei ho"heren Temperaturen hin.
+ Dies deutet auf eine erleichterte Rekristallisation bereits amorphisierten Siliziums beziehungsweise erschwerte Amorphisierung kristallinen Siliziums bei h"oheren Temperaturen hin.
Auff"allig ist weiterhin die Ausdehnung der amorphen Schicht um das Kohlenstoffverteilungsmaximum.
Die Kohlenstoffkonzentrationen an der vorderen Grenzfl"ache f"ur $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ betr"agt $15 at.\%$, bei $200 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ $20 at.\%$ und bei $250 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ $25 at.\%$.
Dies weist auf einen Beitrag des Kohlenstoffs zur Amorphisierung hin, der f"ur h"ohere Temperaturen auf Grund der erschwerten Amorphisierung ansteigen muss um Amorphisierung zu beg"unstigen.
\section{Kohlenstoffverteilung}
+ Im letzten Abschnitt wurde deutlich, dass die Amorphisierung stark abh"angig von der Implantationstemperatur ist.
+ Da in den hier verwendeten Temperaturen zwischen $150$ bis $250 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ f"ur niedrige Dosen kaum Amorphisierung zu erwarten ist \cite{linnross}, muss sehr viel Kohlenstoff implantiert werden, was letztendlich zur Nukleation kohlenstoffreicher amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt \cite{kennedy}.
\begin{figure}[h]
\includegraphics[width=12cm]{eftem.eps}
\caption{$a)$ Hellfeld- und $b)$ Elementverteilungsaufnahme der vorderen Grenzschicht einer mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ bei $200 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ implantierten Probe. Amorphe Bereiche in der Hellfeldaufnahme erscheinen hell, hohe Kohlenstoffkonzentrationen in der Elementverteilungsaufnahme sind gelb, niedrige blau. \cite{maik_da}}
\label{img:eftem}
\end{figure}
- Im letzten Abschnitt wurde deutlich, dass die Amorphisierung stark abh"angig von der Implantationstemperatur ist.
- Da in dem hier verwendeten Temperaturen zwischen $150$ bis $250 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ f"ur geringere Dosen kaum Amorphisierung zu erwarten ist \cite{linnross}, muss sehr viel Kohlenstoff implantiert werden, was letztendlich zur Nukleation kohlenstoffreicher amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt \cite{kennedy}.
Dies wird durch die Gegen"uberstellung (Abbildung \ref{img:eftem}) einer Hellfeldaufnahme mit einer zugeh"origen, durch energiegefiltertes TEM gewonnene Elementverteilungsaufnahme einer bei $200 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ und sonst gleichen Bedingungen implantierten Probe best"atigt.
Die lamellaren amorphen Bereiche weisen eine erh"ohte Kohlenstoffkonzentration im Gegensatz zu den kristallinen Bereichen auf.
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