\item gro"se Bandl"ucke (3C: 2.39 eV, 4H: 3.28 eV, 6H: 3.03 eV)
\item hohe mechanische Stabilit"at
\item gute Ladungstr"agermobilit"at
- \item sp"ate S"attigung der Elektronen-Driftgeschwindigkeit
+ \item hohe S"attigungselektronendriftgeschwindigkeit
\item hohe Durchbruchfeldst"arke
\item chemisch inerte Substanz
\item hohe thermische Leitf"ahigkeit und Stabilit"at
\item Optoelektronik (blaue LEDs), Sensoren
\item Kandidat f"ur Tr"ager und W"ande in Fusionsreaktoren
\item Luft- und Raumfahrtindustrie, Milit"ar
- \item kohlenfaserverst"arkte SiC-Verbundkeramik
+ \item Micro-Electro-Mechanical System (MEMS)
\end{itemize}
}
- \begin{picture}(0,0)(-280,-150)
- %\includegraphics[width=4cm]{sic_inverter_ise.eps}
+ \begin{picture}(0,0)(-255,-125)
+ \includegraphics[width=4cm]{sic_wechselrichter_ise.eps}
\end{picture}
-
- \begin{picture}(0,0)(-280,-20)
- %\includegraphics[width=4cm]{cc_sic_brake_dlr.eps}
+ \begin{picture}(0,0)(-251,-115)
+ \begin{minipage}{4cm}
+ {\tiny DLR ISE: Inverter, $E=98.5\%$}
+ \end{minipage}
\end{picture}
\end{slide}
{\color{blue}
\begin{center}
- Genaues Verst"andnis des 3C-SiC-Ausscheidungsvorganges\\
+ Genaues Verst"andnis des 3C-SiC-Ausscheidungsvorgangs\\
$\Downarrow$\\
Grundlage f"ur technologischen Fortschritt in 3C-SiC-D"unnschichtherstellung
\end{center}
\includegraphics[width=3.3cm]{tem_3c-sic.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}{9cm}
- Bereich ums Implantationsmaximum\\
+ Bereich um das Implantationsmaximum\\
Moir\'e-Kontrast-Muster\\
$\rightarrow$ inkoh"arente 3C-SiC-Ausscheidungen in c-Si-Matrix
\end{minipage}
\small
- \begin{minipage}{4cm}
+ \begin{minipage}{5.5cm}
\begin{itemize}
\item $E_f=0.47$ eV
\item sehr h"aufig beobachtet
- \item energetisch g"unstigste Konfiguration
- \item experimentelle und theoretische Best"atigungen
+ \item energetisch g"unstigste\\ Konfiguration
+ \item experimentelle und theoretische Hinweise
f"ur die Existenz dieser Konfiguration
\end{itemize}
+ \includegraphics[width=5.6cm]{c_in_si_100.ps}
\end{minipage}
- \begin{minipage}{8cm}
- \includegraphics[width=9cm]{100-c-si-db_s.eps}
+ \begin{minipage}{7cm}
+ \includegraphics[width=8cm]{100-c-si-db_s.eps}
\end{minipage}
\end{slide}
bei konstanter Temperatur
\begin{itemize}
\item gesamte Simulationsvolumen {\pnode{in1}}
- \item Volumen einer minimal SiC-Ausscheidung {\pnode{in2}}
+ \item Volumen einer minimalen SiC-Ausscheidung {\pnode{in2}}
\item Bereich der ben"otigten Si-Atome {\pnode{in3}}
\end{itemize}
}}}}
\ncline[]{->}{init}{insert}
\ncline[]{->}{insert}{cool}
\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=white](7.5,1.8)(13.5,7.8)
+ \rput(7.8,7.6){\footnotesize $V_1$}
\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=lightgray](9,3.3)(12,6.3)
+ \rput(9.2,6.15){\tiny $V_2$}
\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=gray](9.25,3.55)(11.75,6.05)
+ \rput(9.55,5.85){\footnotesize $V_3$}
\rput(7.9,4.2){\pnode{ins1}}
\rput(9.22,3.5){\pnode{ins2}}
\rput(11.0,3.8){\pnode{ins3}}
\includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-c_c-c.eps}
\includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-si.eps}
- \begin{minipage}[t]{6.3cm}
+ \vspace{-0.1cm}
+
+ \footnotesize
+ \underline{C-C, 0.15 nm}:\\
+ NN-Abstand in Graphit/Diamant\\
+ $\Rightarrow$ starke C-C Bindungen bei hohen Konz.\\
+ \underline{Si-C, 0.19 nm}:\\
+ NN-Abstand in 3C-SiC\\
+ \underline{C-C, 0.31 nm}:\\
+ C-C Abstand in 3C-SiC\\
+ verkettete, verschieden orientierte 100 C-Si DBs\\
+ \underline{Si-Si, $\sim$ 0.31 nm}:\\
+ g(r) erh"oht, Si-Si in 3C-SiC\\
+ Intervall entspricht C-C Peakbreite\\
+ Abfall bei regul"aren Abst"anden
+
+ \begin{picture}(0,0)(-175,-40)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{conc_100_c-si-db_02.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-278,-10)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{conc_100_c-si-db_01.eps}
+ \end{picture}
+
+ \end{slide}
+
+ \begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ \includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-c_c-c.eps}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{c_in_si_100.ps}
+
+ \footnotesize
+
+ \underline{Niedrige C-Konzentration ($V_1$)}:
+ 100 Dumbbell-Konfiguration\\
+ dehnt Si-Si NN-Abstand auf 0.3 nm\\
+ Beitrag zum Si-C Peak bei 0.19 nm\\
+ erkl"art weitere Si-C Peaks (gestrichelte Linien)\\
+ $\Rightarrow$ C-Atome als erstes im erwarteten 3C-SiC-Abstand\\
+ \underline{Hohe C-Konzentration ($V_2$ und $V_3$)}:\\
+ Gro"se Anzahl an Defekten/Sch"adigung erzeugt\\
+ Fast nur kurzreichweitige Ordnung erkennbar\\
+ $\Rightarrow$ Bildung einer amorphen SiC-"ahnlichen Phase\\
+ $\Rightarrow$ T$\uparrow$ oder t$\uparrow$ f"ur Bildung von 3C-SiC
+
+ \begin{picture}(0,0)(-230,-15)
+ \includegraphics[width=5cm]{a-sic_pc.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-240,-5)
+ \begin{minipage}{5cm}
+ {\scriptsize
+ PRB 66, 024106 (2002)\\[-4pt]
+ F. Gao und W. J. Weber
+ }
+ \end{minipage}
+ \end{picture}
+
+\end{slide}
+
+ \begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ \footnotesize
+
+ Zusammenfassung und Problemstellung:
+ \begin{itemize}
+ \item keine 3C-SiC-Ausscheidungen
+ \item C-Konzentration niedrig:
+ \begin{itemize}
+ \item 100 Dumbbell gepr"agte Struktur\\
+ (entspricht Vermutungen aus IBS Untersuchungen)
+ \item keine Anh"aufung zu Embryos
+ \end{itemize}
+ \item C-Konzentration hoch:
+ \begin{itemize}
+ \item Ausbildung von C-C Bindungen
+ (IBS: C-"Uberdosis behindert C-Umverteilung)
+ \item amorphes SiC
+ (C-induzierte Amorphisierung ab einem T-abh"angigen
+ Wert der Dosis)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \vspace{0.2cm}
+ {\color{blue} Ziel:}
+ \underline{
+ Bedingungen finden unter denen 3C-SiC-Ausscheidung stattfindet}\\[0.3cm]
+ Ans"atze:\\[0.2cm]
+ \begin{minipage}{7.5cm}
+ \begin{itemize}
+ \item H"ohere Temperaturen
+ \begin{itemize}
+ \item Temperaturen im Implantationsbereich h"oher
+ \item H"ohere T statt l"angerer Simulationszeit\\
+ Arrhenius-Gesetz $\rightarrow$ "Ubergangszeiten
+ \end{itemize}
+ \item Variation des Einf"ugevorgangs des Kohlenstoffs
+ \begin{itemize}
+ \item minimaler Abstand
+ \item Zeitpunkt, Geschwindigkeit (Dosisrate)
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{5.1cm}
+ \begin{itemize}
+ \item Modifikation der\\
+ Kraft/Potentialberechnung
+ \begin{itemize}
+ \item C-C cut-off erh"ohen
+ \item Beitrag aus Ableitung von $f_{\text{C}}$ zur Kraft
+ weglassen
+ \\\\
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ H"ohere Temperaturen - $V_1$-Simulationen\\
+ \includegraphics[width=6.3cm]{tot_ba.ps}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{tot_pc.ps}
+ \small
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \[
+ \text{\scriptsize Quality}
+ = \frac{\textrm{\scriptsize Anzahl C mit 4 Bindungen zu Si}}
+ {\textrm{\scriptsize Gesamtanzahl C}}
+ \]
+ \\
+ \underline{Si-C PCF}:\\
+ cut-off Artefakt nimmt ab mit T $\uparrow$\\
+ $2050 \, ^{\circ}\text{C}$ Si-C Peaks
+ $\rightarrow \text{C}_{\text{S}}$-Si Bindungen\\[0.2cm]
+ {\color{red} Problem: L"oslichkeit durch hohe T erh"oht}
+ \end{minipage}
+
+ \begin{picture}(0,0)(-175,-2)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{cs-si_01.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-278,16)
+ \includegraphics[width=4.0cm]{cs-si_02.eps}
+ \end{picture}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ H"ohere Temperaturen - $V_2$-Simulationen\\
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_pc.ps}
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_ba.ps}
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_pc_c-c.ps}
+ \includegraphics[width=6.2cm]{12_ba_noa.ps}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ H"ohere Temperaturen - Neuer Temperaturfahrplan\\[0.3cm]
+ \begin{itemize}
+ \item Einf"ugen der C-Atome bei $1650 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item Aufw"armen auf $2650 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item Temperatur f"ur 100 ps halten
+ \item Abk"uhlen auf $20 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \end{itemize}
+ \vspace{0.2cm}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{12_anneal_amod.ps}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{12_amod_anneal.ps}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ Variation des Einf"ugevorgangs des Kohlenstoffs
+
\scriptsize
- \begin{itemize}
- \item C-C, 0.15 nm: NN-Abstand in Graphit bzw. Diamant\\
- $\Rightarrow$ Formation of strong C-C bonds
- (almost only for high C concentrations)
- \item Si-C, 0.19 nm: NN-Abstand in 3C-SiC
- \item C-C, 0.31 nm: C-C Abstand in 3C-SiC\\
- (vekettetrkettete, verschieden orientierte 100 C-Si Dumbbells)
- \item Si-Si shows non-zero g(r) values around 0.31 nm like in 3C-SiC\\
- and a decrease at regular distances\\
- (no clear peak,
- interval of enhanced g(r) corresponds to C-C peak width)
- \end{itemize}
- \end{minipage}
- \begin{minipage}[t]{6.3cm}
- \tiny
- \begin{itemize}
- \item Low C concentration (i.e. $V_1$):
- The <100> dumbbell configuration
- \begin{itemize}
- \item is identified to stretch the Si-Si next neighbour distance
- to 0.3 nm
- \item is identified to contribute to the Si-C peak at 0.19 nm
- \item explains further C-Si peaks (dashed vertical lines)
- \end{itemize}
- $\Rightarrow$ C atoms are first elements arranged at distances
- expected for 3C-SiC\\
- $\Rightarrow$ C atoms pull the Si atoms into the right
- configuration at a later stage
- \item High C concentration (i.e. $V_2$ and $V_3$):
- \begin{itemize}
- \item High amount of damage introduced into the system
- \item Short range order observed but almost no long range order
- \end{itemize}
- $\Rightarrow$ Start of amorphous SiC-like phase formation\\
- $\Rightarrow$ Higher temperatures required for proper SiC formation
- \end{itemize}
+
+ \begin{minipage}{6.3cm}
+ \begin{center}
+ Kritischer Abstand 0.15 nm $\rightarrow$ 0.05 nm\\
+ \end{center}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_cr.ps}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_cr_ba.ps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{6.3cm}
+ \begin{center}
+ Dosisrate: C auf einmal hinzugef"ugt\\
+ \end{center}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_notrelax_pc.ps}
+ \includegraphics[width=5.9cm]{1250_12_notrelax_ba.ps}
\end{minipage}
\end{slide}
\begin{slide}
{\large\bf
- Very first results of the SiC precipitation runs
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ Modifikation der Kraft/Potentialberechnung
+
+ \underline{Erh"ohter C-C cut-off}
+ \begin{center}
+ \includegraphics[width=6.5cm]{12_pc_c-c_amod.ps}
+ \end{center}
+
+ \underline{Beitrag zur Kraft aus Ableitung von $f_{\text{C}}$ weglassen}
+ \begin{itemize}
+ \item System nicht mehr konservativ
+ \item Energie steigt trotz 'starker' T-Kontrolle
+ \end{itemize}
+ $\Rightarrow$ nicht geeignet f"ur Simulationen mit endlicher/hoher Temperatur
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ SiC-Ausscheidungen in Si
}
- \begin{minipage}[t]{6.9cm}
- \includegraphics[width=6.3cm]{../plot/sic_pc.ps}
- \includegraphics[width=6.3cm]{../plot/foo_end.ps}
- \hspace{12pt}
+ \begin{itemize}
+ \item $10\times10\times10$ Einheitszellen 3C-SiC
+ \item Zwei $8\times8\times8$ Einheitszellen Si unter- und oberhalb
+ \item "Aquilibrierung f"ur 2 ps
+ \item Einschalten der $T$- und $p$-Kontrolle
+ ($T=0\text{ K}$, $p=0\text{ bar}$)
+ \end{itemize}
+
+ \vspace*{0.1cm}
+
+ Relaxation: \href{../video/sd_sic_in_si_01.avi}{$\rhd$}\\
+ Spannungen: \href{../video/sd_sic_in_si_01_strain.avi}{$\rhd$}
+
+ \vspace*{0.2cm}
+
+ \begin{minipage}{5cm}
+ Initial Konfiguration\\
+ \includegraphics[width=6cm]{sd_sic_in_si_strain_01.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{1cm}
+ $\rightarrow$\\
\end{minipage}
- \begin{minipage}[c]{5.5cm}
- \includegraphics[width=6.0cm]{sic_si-c-n.eps}
+ \begin{minipage}{6cm}
+ Relaxierte Konfiguration\\
+ \includegraphics[width=6.4cm]{sd_sic_in_si_strain_02.eps}
\end{minipage}
+
\end{slide}
\begin{slide}
{\large\bf
- Summary / Outlook
+ Zusammenfassung und Ausblick
}
-\vspace{24pt}
+\vspace{8pt}
+
+\begin{itemize}
+ \item SiC als HL-Bauelemente f"ur Anwendungen unter extremen Bedingungen
+ \item Schwierigkeiten in der Herstellung d"unner SiC-Schichten
+ \item Notwendigkeit den 3C-SiC-Ausscheidungsvorgang zu verstehen
+\end{itemize}
+
+\vspace{8pt}
\begin{itemize}
- \item Importance of understanding the SiC precipitation mechanism
- \item Interstitial configurations in silicon using the Albe potential
- \item Indication of SiC precipitation
+ \item Zwischengitterkonfigurationen
+ \item Suche nach SiC-Ausscheidungsbedingungen
+ \item Untersuchungen an selbst konstruierten 3C-SiC in c-Si
\end{itemize}
\vspace{24pt}
\begin{itemize}
- \item Displacement and stress calculations
- \item Refinement of simulation sequence to create 3C-SiC
- \item Analyzing self-designed Si/SiC interface
+ \item Neue Versuche, neue Kombinationen
+ \item W"armebad koppelt nur an Randatome der Simulationszelle
+ \item TAD
+ \item Alternative Potentiale (SW, mod. Tersoff)
+ \item Weitere Untersuchungen an selbst konstruierten Ausscheidungen
\end{itemize}
\end{slide}
projects / lectures / latex.git / blobdiff