X-Git-Url: https://hackdaworld.org/gitweb/?p=lectures%2Flatex.git;a=blobdiff_plain;f=nlsop%2Fnlsop_dpg_2005.tex;h=027996703eff50b89857ec5077536a22931de8d2;hp=62a6d3b6492b9dedd947195460ade5f5aef26a08;hb=19dc122e15804decf4f8c943a6c9adf9a92415f7;hpb=d1f5f717bc5f7c4f7f6dfa082f4c8b7974581639 diff --git a/nlsop/nlsop_dpg_2005.tex b/nlsop/nlsop_dpg_2005.tex index 62a6d3b..0279967 100644 --- a/nlsop/nlsop_dpg_2005.tex +++ b/nlsop/nlsop_dpg_2005.tex @@ -59,6 +59,21 @@ % start of content \ptsize{8} +\begin{slide} +{\large\bf + "Uberblick +} +\begin{picture}(300,30) +\end{picture} +\begin{itemize} + \item selbstorganisierte $SiC_x$-Ausscheidungen + \item Modell zur Beschreibung des Selbstorganisationsprozesses + \item Umsetzung des Modells in eine Monte-Carlo-Simulation + \item Vergleich von Simulationsergebnissen mit experimentellen Befunden + \item Zusammenfassung +\end{itemize} +\end{slide} + \begin{slide} {\large\bf Cross-Section TEM-Aufnahme selbstorganisierter amorpher Lamellen @@ -77,179 +92,168 @@ } \begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[width=8cm]{model1_s_german.eps} + \includegraphics[width=10cm]{model1_s_german.eps} \end{center} \end{figure} + \scriptsize \begin{itemize} - \small - \item L"oslichkeit von Kohlenstoff in $c$-Silizium "uberschritten \\ $\rightarrow$ Nukleation sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen - \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ \\ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind amorph - \item $20-30\%$ geringere Dichte von amorphen zu kristallinen $SiC$ \\ $\rightarrow$ Druckspannungen auf Umgebung - \item nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ Relaxation der Druckspannung in $z$-Richtung - \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung in kristallinen Gebieten \\ $\rightarrow$ Diffusion von Kohlenstoff in amorphe Gebiete - \item Druckspannungen \\ $\rightarrow$ bevorzugte Amorphisierung zwischen zwei amorphen Ausscheidungen + \item L"oslichkeit von Kohlenstoff in $c$-Silizium "uberschritten \\ $\rightarrow$ {\bf Nukleation} sph"arischer $SiC_x$-Ausscheidungen + \item hohe Grenzfl"achenenergie zwischen $c-Si$ und $3C-SiC$ \\ $\rightarrow$ Ausscheidungen sind {\bf amorph} + \item $20-30\%$ geringere Dichte von amorphen zu kristallinen $SiC$ \\ $\rightarrow$ {\bf Druckspannungen} auf Umgebung + \item nahe der Oberfl"ache \\ $\rightarrow$ {\bf Relaxation} der Druckspannung in $ {\bf z}$-{\bf Richtung} + \item Abbau der Kohlenstoff"ubers"attigung in kristallinen Gebieten \\ $\rightarrow$ {\bf Diffusion} von Kohlenstoff in amorphe Gebiete + \item Druckspannungen \\ $\rightarrow$ {\bf bevorzugte Amorphisierung} zwischen zwei amorphen Ausscheidungen \end{itemize} \end{slide} -\begin{slide} -{\large\bf - Amorphisierungs und Rekristallisationswahrscheinlichkeit -} -Beitr"age zur Amorphisierung -\begin{itemize} - \item \textcolor[rgb]{0,1,1}{ballistisch} - \item \textcolor{red}{kohlenstoffinduziert} - \item \textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{spannungsinduziert} -\end{itemize} -Berechnung der Wahrscheinlichkeiten -\[ - \begin{array}{ll} - \displaystyle p_{c \rightarrow a}(\vec r) = \textcolor[rgb]{0,1,1}{p_{b}} + \textcolor{red}{p_{c} \, c_{Kohlenstoff}(\vec r)} + \textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{\sum_{amorphe \, Nachbarn} \frac{p_{s} \, c_{Kohlenstoff}(\vec{r'})}{(\vec r - \vec{r'})^2}} \\ - p_{a \rightarrow c}(\vec r) = (1 - p_{c \rightarrow a}(\vec r)) \displaystyle \Big( 1 - \frac{\sum_{direkte \, Nachbarn} \delta (\vec{r'})}{6} \Big) \, \textrm{, mit} \\ - \end{array} -\] -\begin{displaymath} - \delta (\vec r) = \left\{ \begin{array}{ll} - 1 & \textrm{wenn Gebiet bei $\vec r$ amorph} \\ - 0 & \textrm{sonst} \\ - \end{array} \right. -\end{displaymath} -\end{slide} - \begin{slide} {\large\bf Simulation } - +%\begin{picture}(50,50)(-50,0) + \begin{figure} \includegraphics[width=7cm]{gitter_oZ.eps} - %\includegraphics[width=7cm]{2pTRIM180C.eps} + \end{figure} +%\end{picture} +\begin{picture}(200,0)(-180,0) + \begin{figure} + \includegraphics[width=6cm]{2pTRIM180C.eps} %\includegraphics[width=6cm]{implsim_new.eps} -\begin{tabular}{cc} -Version 1 & Version 2 \\ -\hline{} -$64 \times 64 \times 100$ Zellen & $64 \times 64 \times 233$ Zellen \\ -foo & bar \\ + \end{figure} +\end{picture} +\begin{tabular}{l|c|c} + & Version 1 & Version 2 \\ + \hline{} + Anzahl Zellen $(x,y,z)$ & $64 \times 64 \times 100$ & $64 \times 64 \times 233$ \\ + \hline{} + nukleares Bremskraftprofil & linear gen"ahert & exakt (TRIM) \\ + \hline{} + Implantationsprofil & linear gen"ahert & exakt (TRIM) \\ + \hline{} + Treffer pro implantierten Teilchen & $1$ & exakt (TRIM) \\ + \hline{} + Anzahl der implantierten Teilchen & freier Parameter & $\equiv$ Dosis \\ \end{tabular} \end{slide} -\begin{slide} -Dreiteilung des Simulationsalgorithmus: -\begin{enumerate} - \item Amorphisierung/Rekristallisation - \item Einbau des implantierten Kohlenstoffions ins Silizium-Target - \item Diffusionsprozess -\end{enumerate} -\end{slide} - \begin{slide} {\large\bf - 1) Amorphisierung/Rekristallisation + Amorphisierungs und Rekristallisationswahrscheinlichkeit \\ } -\begin{itemize} - \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess entsprechend nuklearer Bremskraft - \item Berechnung der lokalen Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit $p_{c \rightarrow a}$ und $p_{a \rightarrow c}$ - \item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl -\end{itemize} -\vspace{24pt} -{\large\bf - 2) Einbau des implantierten Kohlenstoffions -} - \begin{picture}(200,0)(-180,100) - \includegraphics[width=6cm]{sim_window.eps} - \end{picture} -\begin{itemize} - \item $\textrm{gesamter Kohlenstoff} < \textrm{steps} \times c_{ratio}$ - \item gewichtete Wahl der Koordinaten \\ f"ur Kohlenstofferh"ohung -\end{itemize} -\vspace{24pt} +\vspace{12pt} +\[ + \displaystyle p_{c \rightarrow a}(\vec r) = \textcolor[rgb]{0,1,1}{p_{b}} \qquad + \qquad \textcolor{red}{p_{c} \, c_{Kohlenstoff}(\vec r)} \qquad + \textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{\sum_{amorphe \, Nachbarn} \frac{p_{s} \, c_{Kohlenstoff}(\vec{r'})}{(\vec r - \vec{r'})^2}} \\ +\] +\begin{picture}(70,15)(-28,0) + \bf \textcolor[rgb]{0,1,1}{ballistisch} +\end{picture} +\begin{picture}(100,15)(-15,0) + \bf \textcolor{red}{kohlenstoffinduziert} +\end{picture} +\begin{picture}(120,15)(-40,0) + \bf \textcolor[rgb]{0.5,0.25,0.12}{spannungsinduziert} +\end{picture} +\begin{picture}(300,40) +$ + p_{a \rightarrow c}(\vec r) = (1 - p_{c \rightarrow a}(\vec r)) \displaystyle \Big( 1 - \frac{\sum_{direkte \, Nachbarn} \delta (\vec{r'})}{6} \Big) \, \textrm{, mit} +$ +\end{picture} +\vspace{6pt} +\begin{displaymath} + \delta (\vec r) = \left\{ \begin{array}{ll} + 1 & \textrm{wenn Gebiet bei $\vec r$ amorph} \\ + 0 & \textrm{sonst} \\ + \end{array} \right. +\end{displaymath} \end{slide} \begin{slide} {\large\bf - 3) Diffusion \\ -} -Diffusion findet alle $d_v$ Schritte statt. -\begin{itemize} - \item Diffusion im Kristallinen: - \[ - \Delta c = \frac{\textrm{Differenz}}{2} \times dr_{cc} - \] - \item Diffusion von kristallinen in amorphe Gebiete: - \[ - \Delta c = c_C(Nachbar) \times dr_{ac} - \] -\end{itemize} -{\large\bf - Variierte Parameter + Simulationsalgorithmus } -\begin{itemize} - \item Schrittzahl - \item Amorphisierung beschreibende Parameter - \item Diffusionsgeschwindigkeit und Diffusionsrate - \item Diffusion in $z$-Richtung - \item rein kristalline Diffusion -\end{itemize} + \includegraphics[width=11cm]{flowchart2.eps} \end{slide} +%\begin{slide} +%{\large\bf +% Simulationsalgorithmus +%} +%\begin{enumerate} +% \item Amorphisierung/Rekristallisation +% \begin{itemize} +% \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Sto"sprozess entsprechend nuklearer Bremskraft +% \item Berechnung der lokalen Amorphisierungs- bzw. Rekristallisationswahrscheinlichkeit $p_{c \rightarrow a}$ und $p_{a \rightarrow c}$ +% \item Ausw"urfeln der entscheidenden Zufallszahl +% \end{itemize} +% \item Einbau des implantierten Kohlenstoffions ins Silizium-Target +% \begin{itemize} +% \item gewichtete Wahl der Koordinaten f"ur Kohlenstofferh"ohung entsprechend Implantationsprofil +% \item lokale Erh"ohung des Kohelnstoffgehalts +% \end{itemize} +% \item Diffusionsprozess und Sputtern +% \begin{itemize} +% \item Kohelnstoffdiffusion von kristallinen in amorphe Gebiete alle $d_v$ Schritte: +% \[ +% \Delta c = c_C(Nachbar) \times dr_{ac} +% \] +% \item Nachr"ucken einer kristallinen kohlenstofffreien Ebene von oben +% \end{itemize} +%\end{enumerate} +%\end{slide} + \begin{slide} {\large\bf - Ergebnisse + Ergebnisse - Programm, Version 1 \\ } -\begin{itemize} - \item \textcolor[rgb]{1,0,0}{Lamellare Strukturen} - \item Notwendig f"ur Bildung der lamellaren Ausscheidungen: - \begin{itemize} - \item hohe Schrittzahl und niedrige Amorphisierungswahrscheinlichkeiten - \item Diffusion von Kohlenstoff von kristallinen in amorphe Gebiete, insbesondere in $z$-Richtung - \begin{figure} - \begin{center} - \includegraphics[height=5cm]{mit_ohne_diff.eps} - \end{center} - \end{figure} - \end{itemize} - \end{itemize} +\begin{picture}(100,15)(0,0) + \textcolor[rgb]{1,0,0}{Lamellare Strukturen} +\end{picture} +\begin{center} + \includegraphics[height=7cm]{if_cmp3.eps} +\end{center} \end{slide} \begin{slide} {\large\bf - Ergebnisse \\ + Ergebnisse - Programm, Version 1 \\ } -H"ohere Diffusionsrate $\rightarrow$ gr"o"serer Tiefenbereich -\begin{figure} - \begin{center} - \includegraphics[height=6cm]{high_low_ac-diff.eps} - \end{center} -\end{figure} +\begin{picture}(100,25)(0,-10) + Einfluss der Diffusion +\end{picture} +\vspace{6pt} +\begin{tabular}{lr} + \includegraphics[height=5cm]{diff_einfluss.eps} & + \includegraphics[height=5cm]{sim2-a004-Z_and_noZ-TEMVIEW-ls2.eps} \\ +\end{tabular} \end{slide} \begin{slide} {\large\bf - Ergebnisse \\ + Ergebnisse - Programm, Version 1 \\ } -Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen in aufeinander folgenden Ebenen. -\begin{figure} - \begin{picture}(100,60)(-40,40) - \includegraphics[width=6cm]{z_z_plus_1.eps} - \end{picture} - \begin{picture}(200,20)(-200,5) - Amorph/Kristalline Darstellung - \end{picture} - \begin{picture}(100,60)(-45,40) - \includegraphics[width=5cm]{c_conc_z_z_plus_1.eps} - \end{picture} - \begin{picture}(200,20)(-200,12) - Kohlenstoffverteilung - \end{picture} -\end{figure} +\begin{picture}(300,15)(0,0) + Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen +\end{picture} +\begin{picture}(300,15)(0,-5) + in aufeinander folgenden Ebenen. +\end{picture} +\begin{tabular}{lr} + \includegraphics[height=7cm]{really_all_z-z_plus1.eps} & + \includegraphics[width=8cm]{ac_cconc_d.eps} \\ +\end{tabular} \end{slide} \begin{slide} {\large\bf - Vergleich mit TEM-Aufnahme \\ + Ergebnisse - Programm, Version 2 \\ } +\begin{itemize} + \item Verteilung amorpher Bereiche im gesamten Implantationsbereich reproduzierbar + \item Kinetik des Selbstorganisationsprozesses nachvollziehbar +\end{itemize} \begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[height=6cm]{if_cmp2.eps} + \includegraphics[width=12cm]{dosis_entwicklung2.eps} \end{center} \end{figure} \end{slide} @@ -259,23 +263,19 @@ Bildung komplement"ar angeordneter, amorpher kohlenstoffreicher Ausscheidungen i Zusammenfassung } \begin{itemize} - \item Einfaches Modell zur Erzeugung selbstorganisierter amorpher Ausscheidungen - \item lamellare Strukturen durch Simulation nachvollziehbar -\end{itemize} -\vspace{32pt} -{\large\bf - Ausblick -} -\begin{itemize} - \item Zusammenhang zwischen Simulations- und Implantationsparametern - \item objektivere Methode zur Messung der lamellaren Struktur (Fouriertransformierte des Realbildes) - \item Vergleiche mit TEM-Aufnahmen, insbesondere der Dosisentwicklung + \item selbstorganisierte Anordnung nanometrischer Ausscheidungen bei Ionenimplantation \\ + $C \rightarrow Si \qquad T_{i}: 150 - 350 \, ^{\circ} \mathrm{C} \qquad D \le 8 \times 10^{17} cm^{-2}$ + \item Amorphisierung $\rightarrow$ Dichteunterschied $\rightarrow$ Spannungen $\rightarrow$ Selbstorganisation + \item Modell: Wahrscheinlichkeiten f"ur Amorphisierung/Rekristallisation abh"angig von: + \begin{itemize} + \item nuklearer Bremskraft + \item Implantationsprofil + \item Spannungen + \end{itemize} + \item lamellare Anordnung nachvollziehbar durch Simulation + \item Entwicklung der Morphologie der a/c-Grenzfl"ache reproduzierbar \end{itemize} \vspace{32pt} -%\begin{flushleft} -% {\small Folien und Quellcode: http://www.physik.uni-augsburg.de/\~{}zirkelfr/} \\ -% {\small Email: frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de} -%\end{flushleft} \end{slide} \end{document}