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.
- \begin{figure}[!h]
+ \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}
Abbildung \ref{img:xtem_img} zeigt eine TEM-Aufnahme einer mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ inplantierten Probe.
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"osserten Ausschnitt der vorderen Grenzfl"ache.
+ Man erkennt die regelm"assige Anordnung der lamellaren Ausscheidungen in Abst"anden die ungef"ahr der H"ohe der Ausscheidungen selbst entspricht.
+ Die Lamellen sind parallel zur Targetoberfl"ache ausgerichtet.
+
Neben Kohlenstoffimplantation in Silizium wurden solche Ausscheidungen auch in Hochdosis-Sauerstoffimplantation in Silizium, $Ar^+$ in $Al_2O_3$ und $Si^+$ in $SiC$ \cite{snead,van_ommen,ishimaru} gefunden.
+ Entscheidend ist eine Dichtereduktion des Materialsystems bei Amorphisierung, worauf im n"achsten Abschnitt eingegangen wird.
\section{Formulierung des Modells}
+ Im Folgenden soll auf das Modell zur Bildung dieser geordneten amorphen Ausscheidungen eingegangen werden.
+ Es wurde erstmals in \cite{vorstellung_modell} vorgestellt.
+ Die Idee des Modells ist schematisch in Abbildung \ref{img:modell} gezeigt.
+ \begin{figure}[h]
+ \includegraphics[width=12cm]{model1_s_german.eps}
+ \caption{Schematische Abbildung des Modells zur Erkl"arung der Selbstorganisation amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen und ihre Entwicklung zu gerodneten Lamellen auf Grund vorhandener Druckspannungen mit zunehmender Dosis in $C^+$-implantierten Silizium}
+ \label{img:modell}
+ \end{figure}
+
+ Die Implantation unter den oben genannten Bedingungen f"uhrt bei sehr hohen Dosen zur Bildung einer amorphen Phase.
+ Auf Grund der niedrigen nuklearen Bremskraft der leichten Kohlenstoff Ionen im Silizium ist bei den gegebenen Temperaturen keine Amorphisierung zu erwarten \cite{lindner_appl_phys}.
+ Tats"achlich wurde in \cite{linnross} gezeigt, dass reines amorphes Silizium bei Temperaturen "uber $130 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ ionenstrahl-induziert epitaktisch rekristallisiert.
+ Die Amorphisierung bei den gegebenen Temperaturen muss also dem Vorhandensein von Kohlenstoff zuzgeschrieben werden, der die amorphe Phase stabilisiert.
+ Die Tatsache, dass die $SiC_x$ -Ausscheidungen in amorpher Form vorliegen, l"asst sich durch den Unterschied in der Gitterkonstante von kristallinen Silizium ($a=5,43 \textrm{\AA}$) und kubischen $3C-SiC$ ($a=4,36 \textrm{\AA}$) erkl"aren.
+ Auf Grund des Unterschiedes von fast $20\%$ in der Gitterkonstante, hat die Nukleation von kubischen Siliziumkarbid in kristallinen Silizium eine hohe Grenzfl"achenenrgie zur Folge, die in \cite{taylor} zu $2-8 \times 10^{-4} J cm^{-2}$ abgesch"atzt wird.
+ Es ist also energetisch g"unstiger, wenn eine der beiden Substanzen in amorpher Form vorliegt.
+ Mit zunehmender Dosis wird also eine S"attigungsgrenze von Kohlenstoff in kristallinen Silizium "uberschritten, was zur Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt.
+ Dieser, zur Amorphisierung beitragende Mechanismus, wird im Folgenden als kohlenstoffinduzierte Amorphisierung bezeichnet.
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