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index 1b09e3d..d625900 100644 (file)
@@ -68,7 +68,7 @@ Different polytypes of SiC exhibit different properties.
 Some of the key properties are listed in Table~\ref{table:sic:properties} and compared to other technologically relevant semiconductor materials.
 Despite the lower charge carrier mobilities for low electric fields SiC outperforms Si concerning all other properties.
 The wide band gap, large breakdown field and high saturation drift velocity make SiC an ideal candidate for high-temperature, high-power and high-frequency electronic devices exhibiting high efficiency~\cite{wesch96,morkoc94,casady96,capano97,pensl93,park98,edgar92}.
-In addition the high thermal conductivity enables the implementation of small-sized electronic devices enduring increased power densites.
+In addition the high thermal conductivity enables the implementation of small-sized electronic devices enduring increased power densities.
 Its formidable mechanical stability, heat resistant, radiation hardness and low neutron capture cross section allow operation in harsh and radiation-hard environments~\cite{capano97}.
 
 Despite high-temperature operations the wide band gap also allows the use of SiC in optoelectronic devices.
@@ -83,7 +83,7 @@ Especially substrates of the 3C polytype promise good quality, single crystallin
 
 The focus of SiC based applications, however, is in the area of solid state electronics experiencing revolutionary performance improvements enabled by its capabilities.
 These devices include ultraviolet (UV) detectors, high power radio frequency (RF) amplifiers, rectifiers and switching transistors as well as microelectromechanical system (MEMS) applications.
-For UV dtectors the wide band gap is useful for realizing low photodiode dark currents as well as sensors that are blind to undesired near-infrared wavelenghts produced by heat and solar radiation.
+For UV detectors the wide band gap is useful for realizing low photodiode dark currents as well as sensors that are blind to undesired near-infrared wavelengths produced by heat and solar radiation.
 These photodiodes serve as excellent sensors applicable in the monitoring and control of turbine engine combustion.
 The low dark currents enable the use in X-ray, heavy ion and neutron detection in nuclear reactor monitoring and enhanced scientific studies of high-energy particle collisions as well as cosmic radiation.
 The low neutron capture cross section and radiation hardness favors its use in detector applications.
@@ -92,7 +92,7 @@ Smaller transistor sizes and less cooling requirements lead to a reduced overall
 For instance, SiC based solid state transmitters hold great promise for High Definition Television (HDTV) broadcast stations abandoning the reliance on tube-based technology for high-power transmitters significantly reducing the size of such transmitters and long-term maintenance costs.
 The high breakdown field of SiC compared to Si allows the blocking voltage region of a device to be designed roughly 10 times thinner and 10 times heavier doped, resulting in a decrease of the blocking region resistance by a factor of 100 and a much faster switching behavior.
 Thus, rectifier diodes and switching transistors with higher switching frequencies and much greater efficiencies can be realized and exploited in highly efficient power converters.
-Therefor, SiC constitutes a promising candidate to become the key technology towards an extensive development and use of regenerative energies and elctromobility.
+Therefor, SiC constitutes a promising candidate to become the key technology towards an extensive development and use of regenerative energies and electromobility.
 Beside the mentioned electrical capabilities the mechanical stability, which is almost as hard as diamond, and chemical inertness almost suggest SiC to be used in MEMS designs.
 
 Among the different polytypes of SiC, the cubic phase shows a high electron mobility and the highest break down field as well as saturation drift velocity.
@@ -103,7 +103,7 @@ Thus the cubic phase is most effective for highly efficient high-performance ele
 \begin{center}
 \includegraphics[width=0.35\columnwidth]{sic_unit_cell.eps}
 \end{center}
-\caption[3C-SiC unit cell.]{3C-SiC unit cell. Yellow and grey spheres correpsond to Si and C atoms respectively. Covalent bonds are illustrated by blue lines.}
+\caption[3C-SiC unit cell.]{3C-SiC unit cell. Yellow and gray spheres correspond to Si and C atoms respectively. Covalent bonds are illustrated by blue lines.}
 \label{fig:sic:unit_cell}
 \end{figure}
 Its unit cell is shown in Fig.~\ref{fig:sic:unit_cell}.
@@ -137,11 +137,11 @@ However, it is often used as an abrasive material and as seed crystals for subse
 
 In the van Arkel apparatus \cite{arkel25}, Si and C containing gases like methylchlorosilanes \cite{moers31} and silicon tetrachloride \cite{kendall53} are pyrolitically decomposed and SiC is deposited on heated carbon rods in a vapor growth process.
 Typical deposition temperatures are in the range between \unit[1400]{$^{\circ}$C} and \unit[1600]{$^{\circ}$C} while studies up to \unit[2500]{$^{\circ}$C} have been performed.
-The obtained polycrystalline material consists of small crystal grains with a size of several hunderd microns stated to be mainly of the cubic polytype.
+The obtained polycrystalline material consists of small crystal grains with a size of several hundred microns stated to be mainly of the cubic polytype.
 
 A significant breakthrough was made in 1955 by Lely, who proposed a sublimation process for growing higher purity bulk SiC single crystals \cite{lely55}.
 In the so called Lely process, a tube of porous graphite is surrounded by polycrystalline SiC as gained by previously described processes.
-Heating the hollow carbon cylinder to \unit[2500]{$^{\circ}$C} leads to sublimation of the material at the hot outer wall and diffusion through the porous graphite tube followed by an uncontrolled crystallization on the slightly cooler parts of the inner graphite cavity resulting in the formation of randomly sized, hexagonally shaped platelets, which exibit a layered structure of various alpha polytypes with equal \hkl{0001} orientation.
+Heating the hollow carbon cylinder to \unit[2500]{$^{\circ}$C} leads to sublimation of the material at the hot outer wall and diffusion through the porous graphite tube followed by an uncontrolled crystallization on the slightly cooler parts of the inner graphite cavity resulting in the formation of randomly sized, hexagonally shaped platelets, which exhibit a layered structure of various alpha polytypes with equal \hkl{0001} orientation.
 
 Subsequent research \cite{tairov78,tairov81} resulted in the implementation of a seeded growth sublimation process wherein only one large crystal of a single polytype is grown.
 In the so called modified Lely or modified sublimation process nucleation occurs on a SiC seed crystal located at the top or bottom of a cylindrical growth cavity.
@@ -156,7 +156,7 @@ The high temperatures required in PVT growth processes limit the range of materi
 The porous material constitutes a severe source of contamination, e.g. with the dopants N, B and Al, which is particularly effective at low temperatures due to the low growth rate.
 Since the vapor pressure of Si is much higher than that of C, a careful manipulation of the Si vapor content above the seed crystal is required.
 Additionally, to preserve epitaxial growth conditions, graphitization of the seed crystal has to be avoided.
-Avoiding defects constitutes a mojor difficulty.
+Avoiding defects constitutes a major difficulty.
 These defects include growth spirals (stepped screw dislocations), subgrain boundaries and twins as well as micropipes (micron sized voids extending along the c axis of the crystal) and 3C inclusions at the seed crystal in hexagonal growth systems.
 Micropipe-free growth of 6H-SiC has been realized by a reduction of the temperature gradient in the sublimation furnace resulting in near-equilibrium growth conditions in order to avoid stresses, which is, however, accompanied by a reduction of the growth rate \cite{schulze98}.
 Further efforts have to be expended to find relations between the growth parameters, the kind of polytype and the occurrence and concentration of defects, which are of fundamental interest and might help to improve the purity of the bulk materials.
@@ -184,20 +184,20 @@ However, the number of such defects can be reduced by off-axis growth on a Si \h
 This results in the thermodynamically favored growth of a single phase due to the uni-directional contraction of Si-C-Si bond chains perpendicular to the terrace steps edges during carbonization and the fast growth parallel to the terrace edges during growth under Si rich conditions \cite{kitabatake97}.
 By MBE, lower process temperatures than these typically employed in CVD have been realized \cite{hatayama95,henke95,fuyuki97,takaoka98}, which is essential for limiting thermal stresses and to avoid resulting substrate bending, a key issue in obtaining large area 3C-SiC surfaces.
 In summary, the almost universal use of Si has allowed significant progress in the understanding of heteroepitaxial growth of SiC on Si.
-However, mismatches in the thermal expansion coefficient and the lattice parameter cause a considerably high concentration of various defects, which is responsible for structural and electrical qualities that are not yet statisfactory.
+However, mismatches in the thermal expansion coefficient and the lattice parameter cause a considerably high concentration of various defects, which is responsible for structural and electrical qualities that are not yet satisfactory.
 
 The alternative attempt to grow SiC on SiC substrates has shown to drastically reduce the concentration of defects in deposited layers.
 By CVD, both, the 3C \cite{kong88,powell90} as well as the 6H \cite{kong88_2,powell90_2} polytype could be successfully grown.
 In order to obtain the homoepitaxially grown 6H polytype, off-axis 6H-SiC wafers are required as a substrate \cite{kimoto93}.
 %In the so called step-controlled epitaxy, lateral growth proceeds from atomic steps without the necessity of preceding nucleation events.
-Investigations indicate that in the so-called step-controlled epitaxy, crystal growth proceeds through the adsorbtion of Si species at atomic steps and their carbonization by hydrocarbon molecules.
+Investigations indicate that in the so-called step-controlled epitaxy, crystal growth proceeds through the adsorption of Si species at atomic steps and their carbonization by hydrocarbon molecules.
 This growth mechanism does not require two-dimensional nucleation.
 Instead, crystal growth is governed by mass transport, i.e. the diffusion of reactants in a stagnant layer.
 In contrast, layers of the 3C polytype are formed on exactly oriented \hkl(0 0 0 1) 6H-SiC substrates by two-dimensional nucleation on terraces.
 These films show a high density of double positioning boundary (DPB) defects, which is a special type of twin boundary arising at the interface of regions that occupy one of the two possible orientations of the hexagonal stacking sequence, which are rotated by \unit[60]{$^{\circ}$} relative to each other, respectively.
 However, lateral 3C-SiC growth was also observed on low tilt angle off-axis substrates originating from intentionally induced dislocations \cite{powell91}.
 Additionally, 6H-SiC was observed on clean substrates even for a tilt angle as low as \unit[0.1]{$^{\circ}$} due to low surface mobilities that facilitate arriving molecules to reach surface steps.
-Thus, 3C nucleation is assumed as a result of migrating Si and C cointaining molecules interacting with surface disturbances by a yet unknown mechanism, in contrast to a model \cite{ueda90}, in which the competing 6H versus 3C growth depends on the density of surface steps.
+Thus, 3C nucleation is assumed as a result of migrating Si and C containing molecules interacting with surface disturbances by a yet unknown mechanism, in contrast to a model \cite{ueda90}, in which the competing 6H versus 3C growth depends on the density of surface steps.
 Combining the fact of a well defined 3C lateral growth direction, i.e. the tilt direction, and an intentionally induced dislocation enables the controlled growth of a 3C-SiC film mostly free of DPBs \cite{powell91}.
 
 Lower growth temperatures, a clean growth ambient, in situ control of the growth process, layer-by-layer deposition and the possibility to achieve dopant profiles within atomic dimensions due to the reduced diffusion at low growth temperatures reveal MBE as a promising technique to produce SiC epitaxial layers.
@@ -207,35 +207,35 @@ On \hkl(0-11-4) substrates, however, single crystalline \hkl(001) oriented 3C-Si
 The beneficial epitaxial relation of substrate and film limits the structural difference between the two polytypes in two out of six layers with respect to the stacking sequence along the c axis.
 Homoepitaxial growth of 3C-SiC by GSMBE was realized for the first time by atomic layer epitaxy (ALE) utilizing the periodical change in the surface superstructure by the alternating supply of the source gases, which determines the growth rate giving atomic level control in the growth process \cite{fuyuki89}.
 The cleaned substrate surface shows a C terminated $(2\times 2)$ pattern at \unit[1000]{$^{\circ}$C}, which turns into a $(3\times 2)$ pattern when Si$_2$H$_6$ is introduced and it is maintained after the supply is stopped.
-A more detailed investigation showed the formation of a preceeding $(2\times 1)$ and $(5\times 2)$ pattern within the exposure to the Si containing gas \cite{yoshinobu90,fuyuki93}.
+A more detailed investigation showed the formation of a preceding $(2\times 1)$ and $(5\times 2)$ pattern within the exposure to the Si containing gas \cite{yoshinobu90,fuyuki93}.
 The $(3\times 2)$ superstructure contains approximately 1.7 monolayers of Si atoms, crystallizing into 3C-SiC with a smooth and mirror-like surface after C$_2$H$_6$ is inserted accompanied by a reconstruction of the surface into the initial C terminated $(2\times 2)$ pattern.
 A minimal growth rate of 2.3 monolayers per cycle exceeding the value of 1.7 is due to physically adsorbed Si atoms not contributing to the superstructure.
 To realize single monolayer growth precise control of the gas supply to form the $(2\times 1)$ structure is required.
 However, accurate layer-by-layer growth is achieved under certain conditions, which facilitate the spontaneous desorption of an additional layer of one atom species by supply of the other species \cite{hara93}.
 Homoepitaxial growth of the 6H polytype has been realized on off-oriented substrates utilizing simultaneous supply of the source gases \cite{tanaka94}.
 Depending on the gas flow ratio either 3C island formation or step flow growth of the 6H polytype occurs, which is explained by a model including aspects of enhanced surface mobilities of adatoms on a $(3\times 3)$ reconstructed surface.
-Due to the strong adsorption of atomic hydrogen \cite{allendorf91} decomposited of the gas phase reactants at low temperatures, however, there seems to be no benefit of GSMBE compared to CVD.
+Due to the strong adsorption of atomic hydrogen \cite{allendorf91} decomposed of the gas phase reactants at low temperatures, however, there seems to be no benefit of GSMBE compared to CVD.
 Next to lattice imperfections, incorporated hydrogen effects the surface mobility of the adsorbed species \cite{eaglesham93} setting a minimum limit for the growth temperature, which would preferably be further decreased in order to obtain sharp doping profiles.
 Thus, growth rates must be adjusted to be lower than the desorption rate of hydrogen, which leads to very low deposition rates at low temperatures.
-SSMBE, by supplying the atomic species to be deposited by evaporation of a solid, presumably constitutes the preffered method in order to avoid the problems mentioned above.
+SSMBE, by supplying the atomic species to be deposited by evaporation of a solid, presumably constitutes the preferred method in order to avoid the problems mentioned above.
 Although, in the first experiments, temperatures still above \unit[1100]{$^{\circ}$C} were necessary to epitaxially grow 3C-SiC films on 6H-SiC substrates \cite{kaneda87}, subsequent attempts succeeded in growing mixtures of twinned 3C-SiC and 6H-SiC films on off-axis \hkl(0001) 6H-SiC wafers at temperatures between \unit[800]{$^{\circ}$C} and \unit[1000]{$^{\circ}$C} \cite{fissel95,fissel95_apl}.
 In the latter approach, as in GSMBE, excess Si atoms, which are controlled by the Si/C flux ratio, result in the formation of a Si adlayer and the formation of a non-stoichiometric, reconstructed surface superstructure, which influences the mobility of adatoms and, thus, has a decisive influence on the growth mode, polytype and crystallinity \cite{fissel95,fissel96,righi03}.
 Therefore, carefully controlling the Si/C ratio could be exploited to obtain definite heterostructures of different SiC polytypes providing the possibility for band gap engineering in SiC materials.
 
 To summarize, much progress has been achieved in SiC thin film growth during the last few years.
-However, the frequent occurence of defects such as dislocations, twins and double positioning boundaries limit the structural and electrical quality of large SiC films.
+However, the frequent occurrence of defects such as dislocations, twins and double positioning boundaries limit the structural and electrical quality of large SiC films.
 Solving this issue remains a challenging problem necessary to drive SiC for potential applications in high-performance electronic device production \cite{wesch96}.
 
 \subsection{Ion beam synthesis of cubic silicon carbide}
 \label{subsection:ibs}
 
-Although tremendous progress has been achieved in the above-mentioned growth methods during the last decades, available wafer dimensions and crystal qualities are not yet statisfactory.
+Although tremendous progress has been achieved in the above-mentioned growth methods during the last decades, available wafer dimensions and crystal qualities are not yet satisfactory.
 Thus, alternative approaches to fabricate SiC have been explored.
 The ion beam synthesis (IBS) technique, i.e. high-dose ion implantation followed by a high-temperature annealing step, turned out to constitute a promising method to directly form compound layers of high purity and accurately controllable depth and stoichiometry.
 A short chronological summary of the IBS of SiC and its origins is presented in the following.
 
 High-dose carbon implantation into crystalline silicon (c-Si) with subsequent or in situ annealing was found to result in SiC microcrystallites in Si \cite{borders71}.
-Rutherford backscattering spectrometry (RBS) and infrared (IR) spectroscopy investigations indicate a \unit[10]{at.\%} C concentration peak and the occurence of disordered C-Si bonds after implantation at room temperature (RT) followed by crystallization into SiC precipitates upon annealing demonstrated by a shift in the IR absorption band and the disappearance of the C profile peak in RBS.
+Rutherford backscattering spectrometry (RBS) and infrared (IR) spectroscopy investigations indicate a \unit[10]{at.\%} C concentration peak and the occurrence of disordered C-Si bonds after implantation at room temperature (RT) followed by crystallization into SiC precipitates upon annealing demonstrated by a shift in the IR absorption band and the disappearance of the C profile peak in RBS.
 Implantations at different temperatures revealed a strong influence of the implantation temperature on the compound structure \cite{edelman76}.
 Temperatures below \unit[500]{$^{\circ}$C} result in amorphous layers, which is transformed into polycrystalline 3C-SiC after \unit[850]{$^{\circ}$C} annealing.
 Otherwise single crystalline 3C-SiC is observed for temperatures above \unit[600]{$^{\circ}$C}.
@@ -243,8 +243,8 @@ Annealing temperatures necessary for the onset of the amorphous to crystalline t
 Overstoichiometric doses result in the formation of clusters of C, which do not contribute to SiC formation during annealing up to \unit[1200]{$^{\circ}$C} \cite{kimura82}.
 The amount of formed SiC, however, increases with increasing implantation temperature.
 The authors, thus, concluded that implantations at elevated temperatures lead to a reduction in the annealing temperatures required for the synthesis of homogeneous layers of SiC.
-In a comparative study of O, N and C implantation into Si, the absence of the formation of a stoichiometric SiC compound layer involving the transition of a Gaussian into a box-like C profile with respect to the implantation depth for the superstoichiometric C implantation and an annealing temeprature of \unit[1200]{$^{\circ}$C} in contrast to the O and N implantations, which successfully form homogeneous layers, has been observed \cite{reeson86}.
-This was attrubuted to the difference in the enthalpy of formation of the respective compound and the different mobility of the respective impurity in bulk Si.
+In a comparative study of O, N and C implantation into Si, the absence of the formation of a stoichiometric SiC compound layer involving the transition of a Gaussian into a box-like C profile with respect to the implantation depth for the superstoichiometric C implantation and an annealing temperature of \unit[1200]{$^{\circ}$C} in contrast to the O and N implantations, which successfully form homogeneous layers, has been observed \cite{reeson86}.
+This was attributed to the difference in the enthalpy of formation of the respective compound and the different mobility of the respective impurity in bulk Si.
 Thus, higher annealing temperatures and longer annealing times were considered necessary for the formation of homogeneous SiC layers.
 Indeed, for the first time, buried homogeneous and stoichiometric epitaxial 3C-SiC layers embedded in single crystalline Si were obtained by the same group consequently applying annealing temperatures of \unit[1405]{$^{\circ}$C} for \unit[90]{min} and implantation temperatures of approximately \unit[550]{$^{\circ}$C} \cite{reeson87}.
 The necessity of the applied extreme temperature and time scale is attributed to the stability of substitutional C within the Si matrix being responsible for high activation energies necessary to dissolve such precipitates and, thus, allow for redistribution of the implanted C atoms.
@@ -281,8 +281,8 @@ However, these layers show an extremely poor interface to the Si top layer gover
 Hence, to obtain sharp interfaces and single-crystalline SiC layers temperatures between \unit[400]{$^{\circ}$C} and \unit[600]{$^{\circ}$C} have to be used.
 Indeed, reasonable results were obtained at \unit[500]{$^{\circ}$C} \cite{lindner98} and even better interfaces were observed for \unit[450]{$^{\circ}$C} \cite{lindner99_2}.
 To further improve the interface quality and crystallinity a two-temperature implantation technique was developed \cite{lindner99}.
-To form a narrow, box-like density profile of oriented SiC nanocrystals \unit[93]{\%} of the total dose of \unit[$8.5\cdot 10^{17}$]{cm$^{-2}$} is implanted at \unit[500]{$^{\circ}$C}.
-The remaining dose is implanted at \unit[250]{$^{\circ}$C}, which leads to the formation of amorphous zones above and below the SiC precipitate layer and the desctruction of SiC nanocrystals within these zones.
+To form a narrow, box-like density profile of oriented SiC nanocrystals, \unit[93]{\%} of the total dose of \unit[$8.5\cdot 10^{17}$]{cm$^{-2}$} is implanted at \unit[500]{$^{\circ}$C}.
+The remaining dose is implanted at \unit[250]{$^{\circ}$C}, which leads to the formation of amorphous zones above and below the SiC precipitate layer and the destruction of SiC nanocrystals within these zones.
 After annealing for \unit[10]{h} at \unit[1250]{$^{\circ}$C} a homogeneous, stoichiometric SiC layer with sharp interfaces is formed.
 Fig. \ref{fig:sic:hrem_sharp} shows the respective high resolution transmission electron microscopy micrographs.
 \begin{figure}[t]
@@ -319,7 +319,7 @@ However, as suspected due to the substitutional position, the diffusion of C req
 Similar to phosphorous and boron, which exclusively use self-interstitials as a diffusion vehicle, the diffusion of C atoms is expected to obey the same mechanism.
 Indeed, enhanced C diffusion was observed in the presence of self-interstitial supersaturation \cite{kalejs84} indicating an appreciable diffusion component involving self-interstitials and only a negligible contribution by vacancies.
 Substitutional C and interstitial Si react into a C-Si complex forming a dumbbell structure oriented along a crystallographic \hkl<1 0 0> direction on a regular Si lattice site.
-This structure, the so called C-Si \hkl<1 0 0> dumbbell structure, was initially suspected by local vibrational mode absorption \cite{bean70} and finally verified by electron paramegnetic resonance \cite{watkins76} studies on irradiated Si substrates at low temperatures.
+This structure, the so called C-Si \hkl<1 0 0> dumbbell structure, was initially suspected by local vibrational mode absorption \cite{bean70} and finally verified by electron paramagnetic resonance \cite{watkins76} studies on irradiated Si substrates at low temperatures.
 Measuring the annealing rate of the defect as a function of temperature reveals barriers for migration ranging from \unit[0.73]{eV} \cite{song90} to \unit[0.87]{eV} \cite{tipping87}, which is highly mobile compared to substitutional C.
 % diffusion pathway?
 % expansion of the lattice (positive strain)
@@ -344,18 +344,18 @@ Therefore, incorporation of C provides a promising method for suppressing TED en
 % lattice location of implanted carbon
 Radiation damage introduced during implantation and a high concentration of the implanted species, which results in the reduction of the topological constraint of the host lattice imposed on the implanted species, can affect the manner of impurity incorporation.
 The probability of finding C, which will be most stable at sites for which the number of neighbors equals the natural valence, i.e. substitutionally on a regular Si site of a perfect lattice, is, thus, reduced at substitutional lattice sites and likewise increased at interstitial sites.
-Indeed, x-ray rocking curves reveal a positive lattice strain, which is decreased but still remains with increasing annealing temeprature, indicating the location of the majority of implanted C atoms at interstitial sites \cite{isomae93}.
+Indeed, x-ray rocking curves reveal a positive lattice strain, which is decreased but still remains with increasing annealing temperature, indicating the location of the majority of implanted C atoms at interstitial sites \cite{isomae93}.
 Due to the absence of dislocations in the implanted region interstitial C is assumed to prevent clustering of implantation-induced Si self-interstitials by agglomeration of C-Si interstitials or the formation of SiC precipitates accompanied by a relaxation of the lattice strain.
 
 % link to strain engineering
 However, there is great interest to incorporate C onto substitutional lattice sites, which results in a contraction of the Si lattice due to the smaller covalent radius of C compared to Si \cite{baker68}, causing tensile strain, which is applied to the Si lattice.
 Thus, substitutional C enables strain engineering of Si and Si/Si$_{1-x}$Ge$_x$ heterostructures \cite{yagi02,chang05,kissinger94,osten97}, which is used to increase charge carrier mobilities in Si as well as to adjust its band structure \cite{soref91,kasper91}.
 % increase of C at substitutional sites
-Epitaxial layers with \unit[1.4]{at.\%} of substitutional C have been successfully synthesized in preamorphized Si$_{0.86}$Ge$_{0.14}$ layers, which were grown by CVD on Si substrates, using multiple-energy C implantation followed by solid-physe epitaxial regrowth at \unit[700]{$^{\circ}$C} \cite{strane93}.
+Epitaxial layers with \unit[1.4]{at.\%} of substitutional C have been successfully synthesized in preamorphized Si$_{0.86}$Ge$_{0.14}$ layers, which were grown by CVD on Si substrates, using multiple-energy C implantation followed by solid-phase epitaxial regrowth at \unit[700]{$^{\circ}$C} \cite{strane93}.
 The tensile strain induced by the C atoms is found to compensate the compressive strain present due to the Ge atoms.
 Studies on the thermal stability of Si$_{1-y}$C$_y$/Si heterostructures formed in the same way and equal C concentrations showed a loss of substitutional C accompanied by strain relaxation for temperatures ranging from \unit[810-925]{$^{\circ}$C} and the formation of spherical 3C-SiC precipitates with diameters of \unit[2-4]{nm}, which are incoherent but aligned to the Si host \cite{strane94}.
 During the initial stages of precipitation C-rich clusters are assumed, which maintain coherency with the Si matrix and the associated biaxial strain.
-Using this technique a metastable solubility limit was achieved, which corresponds to a C concentration exceeding the solid solubility limit at the Si melting point by nearly three orders of magnitude and, furthermore, a reduction of the defect denisty near the metastable solubility limit is assumed if the regrowth temperature is increased by rapid thermal annealing \cite{strane96}.
+Using this technique a metastable solubility limit was achieved, which corresponds to a C concentration exceeding the solid solubility limit at the Si melting point by nearly three orders of magnitude and, furthermore, a reduction of the defect density near the metastable solubility limit is assumed if the regrowth temperature is increased by rapid thermal annealing \cite{strane96}.
 Since high temperatures used in the solid-phase epitaxial regrowth method promotes SiC precipitation, other groups realized substitutional C incorporation for strained Si$_{1-y}$C$_y$/Si heterostructures \cite{iyer92,fischer95,powell93,osten96,osten99,laveant2002} or partially to fully strain-compensated (even inversely distorted \cite{osten94_2}) Si$_{1-x-y}$Ge$_x$C${_y}$ layers on Si \cite{eberl92,powell93_2,osten94,dietrich94} by MBE.
 Investigations reveal a strong dependence of the growth temperature on the amount of substitutionally incorporated C, which is increased for decreasing temperature accompanied by deterioration of the crystal quality \cite{osten96,osten99}.
 While not being compatible to very-large-scale integration technology, C concentrations of \unit[2]{\%} and more have been realized \cite{laveant2002}.
@@ -364,10 +364,10 @@ While not being compatible to very-large-scale integration technology, C concent
 \label{section:assumed_prec}
 
 Although high-quality films of single-crystalline 3C-SiC can be produced by means of IBS the precipitation mechanism in bulk Si is not yet fully understood.
-Indeed, closely investigating the large amount of literature pulled up in the last two sections and a cautios combination of some of the findings reveals controversial ideas of SiC formation, which are reviewed in more detail in the following.
+Indeed, closely investigating the large amount of literature pulled up in the last two sections and a cautious combination of some of the findings reveals controversial ideas of SiC formation, which are reviewed in more detail in the following.
 
 High resolution transmission electron microscopy (HREM) investigations of C-implanted Si at room temperature followed by rapid thermal annealing (RTA) show the formation of C-Si dumbbell agglomerates, which are stable up to annealing temperatures of about \unit[700-800]{$^{\circ}$C}, and a transformation into 3C-SiC precipitates at higher temperatures \cite{werner96,werner97}.
-The precipitates with diamateres between \unit[2]{nm} and \unit[5]{nm} are incorporated in the Si matrix without any remarkable strain fields, which is explained by the nearly equal atomic density of C-Si agglomerates and the SiC unit cell.
+The precipitates with diameters between \unit[2]{nm} and \unit[5]{nm} are incorporated in the Si matrix without any remarkable strain fields, which is explained by the nearly equal atomic density of C-Si agglomerates and the SiC unit cell.
 Implantations at \unit[500]{$^{\circ}$C} likewise suggest an initial formation of C-Si dumbbells on regular Si lattice sites, which agglomerate into large clusters \cite{lindner99_2}.
 The agglomerates of such dimers, which do not generate lattice strain but lead to a local increase of the lattice potential \cite{werner96,werner97}, are indicated by dark contrasts and otherwise undisturbed Si lattice fringes in HREM, as can be seen in Fig.~\ref{fig:sic:hrem:c-si}.
 \begin{figure}[t]
@@ -383,7 +383,7 @@ The precipitation is manifested by the disappearance of the dark contrasts in fa
 The insignificantly lower Si density of SiC of approximately \unit[3]{\%} compared to c-Si results in the emission of only a few excess Si atoms.
 The same mechanism was identified by high resolution x-ray diffraction \cite{eichhorn99}.
 For implantation temperatures of \unit[500]{$^{\circ}$C} C-Si dumbbells agglomerate in an initial stage followed by the additional appearance of aligned SiC precipitates in a slightly expanded Si region with increasing dose.
-The precipitation mechanism based on a preceeding dumbbell agglomeration as indicated by the above-mentioned experiemnts is schematically displayed in Fig.~\ref{fig:sic:db_agglom}.
+The precipitation mechanism based on a preceding dumbbell agglomeration as indicated by the above-mentioned experiments is schematically displayed in Fig.~\ref{fig:sic:db_agglom}.
 \begin{figure}[t]
 \begin{center}
 \subfigure[]{\label{fig:sic:db_agglom:seq01}\includegraphics[width=0.30\columnwidth]{sic_prec_seq_01.eps}}