\vspace{08pt}
- 13. November 2008
+ 20. November 2008
\end{center}
\end{slide}
\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 geringer Neutroneneinfangquerschnitt
Anwendungen:
\begin{itemize}
- \item Hochfrequenz-, Hochtemperatur und Hochleistungsbauelemente
+ \item Hochfrequenz-, Hochtemperatur- und Hochleistungsbauelemente
\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)(-278,-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)(-278,-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}
{\large\bf
Motivation
}
+
+ \vspace{4pt}
+
+ SiC - \emph{Born from the stars, perfected on earth.}
+
+ \vspace{4pt}
+
+ Herstellung d"unner SiC-Filme:
+ \begin{itemize}
+ \item modifizierter Lely-Prozess
+ \begin{itemize}
+ \item Impfkristall mit $T=2200 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item umgeben von polykristallinen SiC mit
+ $T=2400 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \end{itemize}
+ \item CVD Homoepitaxie
+ \begin{itemize}
+ \item 'step controlled epitaxy' auf 6H-SiC-Substrat
+ \item C$_3$H$_8$/SiH$_4$/H$_2$ bei $1500 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item Winkel $\rightarrow$ 3C/6H/4H-SiC
+ \item hohe Qualit"at aber limitiert durch\\
+ Substratgr"o"se
+ \end{itemize}
+ \item CVD/MBE Heteroepitaxie von 3C-SiC auf Si
+ \begin{itemize}
+ \item 2 Schritte: Karbonisierung und Wachstum
+ \item $T=650-1050 \, ^{\circ} \text{C}$
+ \item Qualit"at/Gr"o"se noch nicht ausreichend
+ \end{itemize}
+ \end{itemize}
+
+ \begin{picture}(0,0)(-245,-50)
+ \includegraphics[width=5cm]{6h-sic_3c-sic.eps}
+ \end{picture}
+ \begin{picture}(0,0)(-240,-35)
+ \begin{minipage}{5cm}
+ {\scriptsize
+ NASA: 6H-SiC LED und 3C-SiC LED\\[-6pt]
+ nebeneinander auf 6H-SiC-Substrat
+ }
+ \end{minipage}
+ \end{picture}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ Motivation
+ }
+
+ \vspace{8pt}
3C-SiC (\foreignlanguage{greek}{b}-SiC) /
6H-SiC (\foreignlanguage{greek}{a}-SiC)
\begin{itemize}
\item h"ohere Ladungstr"agerbeweglichkeit in \foreignlanguage{greek}{b}-SiC
- \item Micropipes (Offene Kerne von Schraubenversetzungen) in c-Richtung
+ \item h"ohere Durchbruchfeldst"arke in \foreignlanguage{greek}{b}-SiC
+ \item Micropipes (makroskopischer Bereich an Fehlstellen bis hin zur
+ Oberfl"ache) entlang c-Richtung
bei \foreignlanguage{greek}{a}-SiC
- \item Herstellung gro"sfl"achiger einkristalliner 3C-SiC Filme
- im Anfangsstudium
+ \item gro"sfl"achige epitaktische \foreignlanguage{greek}{a}-SiC-Herstellung
+ sehr viel weiter fortgeschritten verglichen mit der von 3C-SiC
\end{itemize}
+ \vspace{16pt}
+
+ {\color{blue}
\begin{center}
- {\color{red}
- Einsicht in den Mechanismus des 3C-SiC-Ausscheidungsvorganges\\
- }
- $\Rightarrow$\\
- signifikanter technologischen Fortschritt in 3C-SiC D"unnschichtherstellung
+ Genaues Verst"andnis des 3C-SiC-Ausscheidungsvorgangs\\
+ $\Downarrow$\\
+ Grundlage f"ur technologischen Fortschritt in 3C-SiC-D"unnschichtherstellung
\end{center}
+ }
- \vspace{12pt}
+ \vspace{16pt}
- Vermeidung von SiC-Ausscheidungen
+ Grundlage zur Vermeidung von SiC-Ausscheidungen in
+ $\text{Si}_{\text{1-y}}\text{C}_{\text{y}}$ Legierungen
\begin{itemize}
- \item Ma"sschneidern der Bandl"ucke
+ \item Ma"sschneidern der elektronischen Eigenschaften von Si
\item gestreckte Heterostrukturen
\end{itemize}
\begin{slide}
{\large\bf
- Crystalline silicon and cubic silicon carbide
+ Motivation
+ }
+
+ Die Alternative: Ionenstrahlsynthese
+
+ {\small
+
+ \begin{itemize}
+ \item Implantation 1:
+ 180 keV C$^+\rightarrow$ FZ-Si(100),
+ $D=7.9 \times 10^{17}$ cm$^{-2}$,
+ $T_{\text{i}}=500 \, ^{\circ} \text{C}$\\
+ epitaktisch orientierte 3C-SiC Ausscheidungen
+ in kastenf"ormigen Bereich,\\
+ eingeschlossen in a-Si:C
+ \item Implantation 2:
+ 180 keV C$^+\rightarrow$ FZ-Si(100),
+ $D=0.6 \times 10^{17}$ cm$^{-2}$,
+ $T_{\text{i}}=250 \, ^{\circ} \text{C}$\\
+ Zerst"orung einzelner SiC Ausscheidungen
+ in gr"o"ser werdenden amorphen Grenzschichten
+ \item Tempern:
+ $T=1250 \, ^{\circ} \text{C}$, $t=10\text{ h}$\\
+ Homogene st"ochiometrische 3C-SiC Schicht mit
+ scharfen Grenzfl"achen
+ \end{itemize}
+
+ \begin{minipage}{6.3cm}
+ \includegraphics[width=6.3cm]{ibs_3c-sic.eps}
+ \end{minipage}
+ \hspace*{0.2cm}
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \vspace*{2.3cm}
+ {\scriptsize
+ Querschnitts-TEM-Aufnahme einer einkristallinen vergrabenen
+ 3C-SiC-Schicht.\\
+ (a) Hellfeldaufnahme\\
+ (b) 3C-SiC(111) Dunkelfeldaufnahme\\
+ }
+ \end{minipage}
+
+ \vspace{0.2cm}
+
+ Entscheidende Parameter: Dosis und Implantationstemperatur
+
+}
+
+\end{slide}
+
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ SiC-Ausscheidungsvorgang
}
\vspace{8pt}
- {\bf Lattice types and unit cells:}
+ {\bf Kristallstruktur und Einheitszelle:}
\begin{itemize}
- \item Crystalline silicon (c-Si) has diamond structure\\
- $\Rightarrow {\color{si-yellow}\bullet}$ and
- ${\color{gray}\bullet}$ are Si atoms
- \item Cubic silicon carbide (3C-SiC) has zincblende structure\\
- $\Rightarrow {\color{si-yellow}\bullet}$ are Si atoms,
- ${\color{gray}\bullet}$ are C atoms
+ \item kristallines Silizium (c-Si): Diamantstruktur\\
+ ${\color{si-yellow}\bullet}$ und ${\color{gray}\bullet}$
+ $\leftarrow$ Si-Atome
+ \item kubisches SiC (3C-SiC): Zinkblende-Struktur\\
+ ${\color{si-yellow}\bullet} \leftarrow$ Si-Atome\\
+ ${\color{gray}\bullet} \leftarrow$ C-Atome
\end{itemize}
\vspace{8pt}
\begin{minipage}{8cm}
- {\bf Lattice constants:}
+ {\bf Gitterkonstanten:}
\[
4a_{\text{c-Si}}\approx5a_{\text{3C-SiC}}
\]
- {\bf Silicon density:}
+ {\bf Siliziumdichten:}
\[
\frac{n_{\text{3C-SiC}}}{n_{\text{c-Si}}}=97,66\,\%
\]
\end{slide}
-\end{document}
+\begin{slide}
+
+ {\large\bf
+ SiC-Ausscheidungsvorgang
+ }
+
+ Hochaufl"osungs-TEM:\\[-0.5cm]
+
+ \begin{minipage}{3.3cm}
+ \includegraphics[width=3.3cm]{tem_c-si-db.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{9cm}
+ Bereich oberhalb des Implantationsmaximums\\
+ Wolkenstruktur "uberlagert auf ungest"orten Si-Muster\\
+ $\rightarrow$ C-Si Dumbbells
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{3.3cm}
+ \includegraphics[width=3.3cm]{tem_3c-sic.eps}
+ \end{minipage}
+ \begin{minipage}{9cm}
+ Bereich um das Implantationsmaximum\\
+ Moir\'e-Kontrast-Muster\\
+ $\rightarrow$ inkoh"arente 3C-SiC-Ausscheidungen in c-Si-Matrix
+ \end{minipage}
+
+\end{slide}
- \small
\begin{slide}
{\large\bf
- Supposed Si to 3C-SiC conversion
+ SiC-Ausscheidungsvorgang
}
\small
+
\vspace{6pt}
- Supposed conversion mechanism of heavily carbon doped Si into SiC:
+ Vermuteter 3C-SiC-Ausscheidungsvorgang in c-Si:
\vspace{8pt}
\vspace{8pt}
\begin{minipage}{3.8cm}
- Formation of C-Si dumbbells on regular c-Si lattice sites
+ Bildung von C-Si Dumbbells auf regul"aren c-Si Gitterpl"atzen
\end{minipage}
\hspace{0.6cm}
\begin{minipage}{3.8cm}
- Agglomeration into large clusters (embryos)\\
+ Anh"aufung hin zu gro"sen Clustern (Embryos)\\
\end{minipage}
\hspace{0.6cm}
\begin{minipage}{3.8cm}
- Precipitation of 3C-SiC + Creation of interstitials\\
+ Ausscheidung von 3C-SiC + Erzeugung von Si-Zwischengitteratomen
\end{minipage}
\vspace{12pt}
- \begin{minipage}{7cm}
- Experimentally observed [3]:
+ Aus experimentellen Untersuchungen:
\begin{itemize}
- \item Minimal diameter of precipitation: 4 - 5 nm
- \item Equal orientation of Si and SiC (hkl)-planes
+ \item kritischer Durchmesser einer Ausscheidung: 4 - 5 nm
+ \item gleiche Orientierung der c-Si and 3C-SiC (hkl)-Ebenen
\end{itemize}
- \end{minipage}
- \begin{minipage}{6cm}
- \vspace{32pt}
- \hspace{16pt}
- {\tiny [3] J. K. N. Lindner, Appl. Phys. A 77 (2003) 27.}
- \end{minipage}
\end{slide}
\begin{slide}
{\large\bf
- Simulation details
+ Details der MD-Simulation
}
+ \vspace{12pt}
\small
- {\bf MD basics:}
+ {\bf MD-Grundlagen:}
\begin{itemize}
- \item Microscopic description of N particle system
- \item Analytical interaction potential
- \item Hamilton's equations of motion as propagation rule\\
- in 6N-dimensional phase space
- \item Observables obtained by time or ensemble averages
+ \item Mikroskopische Beschreibung eines N-Teilchensystems
+ \item Analytisches Wechselwirkungspotential
+ \item Numerische Integration der Newtonschen Bewegungsgleichung\\
+ als Propagationsvorschrift im 6N-dimensionalen Phasenraum
+ \item Observablen sind die Zeit- und/oder Ensemblemittelwerte
\end{itemize}
- {\bf Application details:}
+ {\bf Details der Simulation:}
\begin{itemize}
- \item Integrator: Velocity Verlet, timestep: $1\text{ fs}$
- \item Ensemble: isothermal-isobaric NPT [4]
+ \item Integration: Velocity Verlet, Zeitschritt: $1\text{ fs}$
+ \item Ensemble: NpT, isothermal-isobares Ensemble
\begin{itemize}
- \item Berendsen thermostat:
+ \item Berendsen Thermostat:
$\tau_{\text{T}}=100\text{ fs}$
- \item Brendsen barostat:\\
+ \item Berendsen Barostat:\\
$\tau_{\text{P}}=100\text{ fs}$,
$\beta^{-1}=100\text{ GPa}$
\end{itemize}
- \item Potential: Tersoff-like bond order potential [5]
+ \item Potential: Tersoff-"ahnliches 'bond order' Potential
+ \vspace*{12pt}
\[
E = \frac{1}{2} \sum_{i \neq j} \pot_{ij}, \quad
\pot_{ij} = f_C(r_{ij}) \left[ f_R(r_{ij}) + b_{ij} f_A(r_{ij}) \right]
\]
\end{itemize}
- {\tiny
- [4] L. Verlet, Phys. Rev. 159 (1967) 98.}\\
- {\tiny
- [5] P. Erhart and K. Albe, Phys. Rev. B 71 (2005) 35211.}
- \begin{picture}(0,0)(-240,-70)
+ \begin{picture}(0,0)(-230,-30)
\includegraphics[width=5cm]{tersoff_angle.eps}
\end{picture}
\begin{slide}
{\large\bf
- Simulation sequence
+ Zwischengitter-Konfigurationen
}
\vspace{8pt}
- Interstitial configurations:
+ Simulationssequenz:\\
\vspace{8pt}
\rput(3.5,7){\rnode{init}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=hb]{
\parbox{7cm}{
\begin{itemize}
- \item Initial configuration: $9\times9\times9$ unit cells Si
- \item Periodic boundary conditions
+ \item initiale Konfiguration:\\
+ $9\times9\times9$ Einheitszellen c-Si
+ \item periodische Randbedingungen
\item $T=0\text{ K}$, $p=0\text{ bar}$
\end{itemize}
}}}}
\rput(3.5,3.5){\rnode{insert}{\psframebox{
\parbox{7cm}{
- Insertion of C / Si atom:
+ Einf"ugen der C/Si Atome:
\begin{itemize}
- \item $(0,0,0)$ $\rightarrow$ {\color{red}tetrahedral}
+ \item $(0,0,0)$ $\rightarrow$ {\color{red}tetraedrisch}
(${\color{red}\triangleleft}$)
\item $(-1/8,-1/8,1/8)$ $\rightarrow$ {\color{green}hexagonal}
(${\color{green}\triangleright}$)
\item $(-1/8,-1/8,-1/4)$, $(-1/4,-1/4,-1/4)$\\
- $\rightarrow$ {\color{magenta}110 dumbbell}
+ $\rightarrow$ {\color{magenta}110 Dumbbell}
(${\color{magenta}\Box}$,$\circ$)
- \item random positions (critical distance check)
+ \item zuf"allige Position (Minimalabstand)
\end{itemize}
}}}}
\rput(3.5,1){\rnode{cool}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=lbb]{
\parbox{3.5cm}{
- Relaxation time: $2\, ps$
+ Relaxation ($>2$ ps)
}}}}
\ncline[]{->}{init}{insert}
\ncline[]{->}{insert}{cool}
\begin{slide}
{\large\bf
- Results
- } - Si self-interstitial runs
+ Zwischengitter-Konfigurationen
+ }
\small
\begin{minipage}[t]{4.3cm}
- \underline{Tetrahedral}\\
+ \underline{Tetraedrisch}\\
$E_f=3.41$ eV\\
\includegraphics[width=3.8cm]{si_self_int_tetra_0.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{4.3cm}
- \underline{110 dumbbell}\\
+ \underline{110 Dumbbell}\\
$E_f=4.39$ eV\\
\includegraphics[width=3.8cm]{si_self_int_dumbbell_0.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{4.3cm}
\underline{Hexagonal} \hspace{4pt}
\href{../video/si_self_int_hexa.avi}{$\rhd$}\\
- $E_f^{\star}\approx4.48$ eV (unstable!)\\
+ $E_f^{\star}\approx4.48$ eV (nicht stabil!)\\
\includegraphics[width=3.8cm]{si_self_int_hexa_0.eps}
\end{minipage}
- \underline{Random insertion}
+ \underline{zuf"allige Positionen}
\begin{minipage}{4.3cm}
$E_f=3.97$ eV\\
\begin{slide}
{\large\bf
- Results
- } - Carbon interstitial runs
+ Zwischengitter-Konfigurationen
+ }
\small
\begin{minipage}[t]{4.3cm}
- \underline{Tetrahedral}\\
+ \underline{Tetraedrisch}\\
$E_f=2.67$ eV\\
\includegraphics[width=3.8cm]{c_in_si_int_tetra_0.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{4.3cm}
- \underline{110 dumbbell}\\
+ \underline{110 Dumbbell}\\
$E_f=1.76$ eV\\
\includegraphics[width=3.8cm]{c_in_si_int_dumbbell_0.eps}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{4.3cm}
\underline{Hexagonal} \hspace{4pt}
\href{../video/c_in_si_int_hexa.avi}{$\rhd$}\\
- $E_f^{\star}\approx5.6$ eV (unstable!)\\
+ $E_f^{\star}\approx5.6$ eV (nicht stabil!)\\
\includegraphics[width=3.8cm]{c_in_si_int_hexa_0.eps}
\end{minipage}
- \underline{Random insertion}
+ \underline{zuf"allige Positionen}
\footnotesize
$E_f=0.47$ eV\\
\includegraphics[width=3.3cm]{c_in_si_int_001db_0.eps}
\begin{picture}(0,0)(-15,-3)
- 100 dumbbell
+ 100 Dumbbell
\end{picture}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{3.3cm}
\begin{slide}
{\large\bf
- Results
- } - <100> dumbbell configuration
+ Zwischengitter-Konfigurationen
+ }
+
+ Das 100 Dumbbell
\vspace{8pt}
\small
- \begin{minipage}{4cm}
+ \begin{minipage}{5.5cm}
\begin{itemize}
\item $E_f=0.47$ eV
- \item Very often observed
- \item Most energetically\\
- favorable configuration
- \item Experimental\\
- evidence [6]
+ \item sehr h"aufig beobachtet
+ \item energetisch g"unstigste\\ Konfiguration
+ \item experimentelle und theoretische Hinweise
+ f"ur die Existenz dieser Konfiguration
\end{itemize}
- \vspace{24pt}
- {\tiny
- [6] G. D. Watkins and K. L. Brower,\\
- Phys. Rev. Lett. 36 (1976) 1329.
- }
+ \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}
\begin{slide}
{\large\bf
- Simulation sequence
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
}
\small
\vspace{8pt}
- SiC precipitation simulations:
+ Simulationssequenz:\\
\vspace{8pt}
\begin{pspicture}(0,0)(12,8)
% nodes
- \rput(3.5,6.5){\rnode{init}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=hb]{
+ \rput(3.5,7.0){\rnode{init}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=hb]{
\parbox{7cm}{
\begin{itemize}
- \item Initial configuration: $31\times31\times31$ unit cells Si
- \item Periodic boundary conditions
+ \item initiale Konfiguration:\\
+ $31\times31\times31$ c-Si Einheitszellen
+ \item periodsche Randbedingungen
\item $T=450\, ^{\circ}\text{C}$, $p=0\text{ bar}$
- \item Equilibration of $E_{kin}$ and $E_{pot}$
+ \item "Aquilibrierung von $E_{\text{kin}}$ and $E_{\text{pot}}$
\end{itemize}
}}}}
\rput(3.5,3.2){\rnode{insert}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=lachs]{
\parbox{7cm}{
- Insertion of 6000 carbon atoms at constant\\
- temperature into:
+ Einf"ugen von 6000 C-Atomen\\
+ bei konstanter Temperatur
\begin{itemize}
- \item Total simulation volume {\pnode{in1}}
- \item Volume of minimal SiC precipitation {\pnode{in2}}
- \item Volume of necessary amount of Si {\pnode{in3}}
+ \item gesamte Simulationsvolumen {\pnode{in1}}
+ \item Volumen einer minimalen SiC-Ausscheidung {\pnode{in2}}
+ \item Bereich der ben"otigten Si-Atome {\pnode{in3}}
\end{itemize}
}}}}
\rput(3.5,1){\rnode{cool}{\psframebox[fillstyle=solid,fillcolor=lbb]{
- \parbox{3.5cm}{
- Cooling down to $20\, ^{\circ}C$
+ \parbox{5.0cm}{
+ Nach 100 ps abk"uhlen auf $20\, ^{\circ}\textrm{C}$
}}}}
\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(7.9,4.8){\pnode{ins1}}
- \rput(9.22,4.4){\pnode{ins2}}
- \rput(10.5,4.8){\pnode{ins3}}
+ \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}}
\ncline[]{->}{in1}{ins1}
\ncline[]{->}{in2}{ins2}
\ncline[]{->}{in3}{ins3}
\begin{slide}
{\large\bf
- Results
- } - SiC precipitation runs
-
+ Simulationen zum Ausscheidungsvorgang
+ }
\includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-c_c-c.eps}
\includegraphics[width=6.3cm]{pc_si-si.eps}
- \begin{minipage}[t]{6.3cm}
- \tiny
- \begin{itemize}
- \item C-C peak at 0.15 nm similar to next neighbour distance of graphite
- or diamond\\
- $\Rightarrow$ Formation of strong C-C bonds
- (almost only for high C concentrations)
- \item Si-C peak at 0.19 nm similar to next neighbour distance in 3C-SiC
- \item C-C peak at 0.31 nm equals C-C distance in 3C-SiC\\
- (due to concatenated, differently oriented
- <100> dumbbell interstitials)
- \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}
+ \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{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
+ 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
- Very first results of the SiC precipitation runs
+ 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}
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