finished ibs part, go on with c in c-si + precipitation model controversy
authorhackbard <hackbard@sage.physik.uni-augsburg.de>
Wed, 20 Apr 2011 15:04:55 +0000 (17:04 +0200)
committerhackbard <hackbard@sage.physik.uni-augsburg.de>
Wed, 20 Apr 2011 15:04:55 +0000 (17:04 +0200)
posic/thesis/sic.tex

index 256e7db..9926ccd 100644 (file)
@@ -262,24 +262,43 @@ Therefore, the dose must not exceed the stoichiometry dose, i.e. the dose corres
 Otherwise clusters of C are formed, which cannot be dissolved during post-implantation annealing at moderate temperatures below the Si melting point \cite{lindner96,calcagno96}.
 Annealing should be performed for \unit[5-10]{h} at \unit[1250]{$^{\circ}$C} to enable the redistribution from the as-implanted Gaussian into a box-like C depth profile \cite{lindner95}.
 The implantation temperature constitutes the most critical parameter, which is responsible for the structure after implantation and, thus, the starting point for subsequent annealing steps.
 Otherwise clusters of C are formed, which cannot be dissolved during post-implantation annealing at moderate temperatures below the Si melting point \cite{lindner96,calcagno96}.
 Annealing should be performed for \unit[5-10]{h} at \unit[1250]{$^{\circ}$C} to enable the redistribution from the as-implanted Gaussian into a box-like C depth profile \cite{lindner95}.
 The implantation temperature constitutes the most critical parameter, which is responsible for the structure after implantation and, thus, the starting point for subsequent annealing steps.
-
-
-\cite{lindner98} sharp interface and good crystallinity
-
-improved two-temperature implantation \cite{lindner99}.
-
-By understanding these basic processes
-... lindner limit in dose -> 1250
-... two temp implantation ... sharp interface
-By understanding some basic processes (32-36), \ac{IBS} nowadays has become a promising method to form thin SiC layers of high quality exclusively of the 3C polytype embedded in and epitactically aligned to the Si host featuring a sharp interface \cite{lindner99,lindner01,lindner02}.
+Implantations at \unit[400]{$^{\circ}$C} resulted in buried layers of SiC subdivided into a polycrystalline upper and an epitaxial lower part.
+This corresponds to the region of randomly oriented SiC crystallites and epitaxially aligned precipitates surrounded by thin amorphous layers without crystalline SiC inclusions in the as-implanted state.
+However, an abrupt interface to the Si host is observed after annealing.
+As expected, single-crystalline layers were achieved for an increased temperature of \unit[600]{$^{\circ}$C}.
+However, these layers show an extremely poor interface to the Si top layer governed by a high density of SiC precipitates, which are not affected in the C redistribution during annealing and, thus, responsible for the rough interface.
+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.
+After annealing for \unit[10]{h} at \unit[1250]{$^{\circ}$C} a homogeneous, stoichiometric SiC layer with sharp interfaces is formed.
+
+To summarize, by understanding some basic processes, \ac{IBS} nowadays has become a promising method to form thin SiC layers of high quality exclusively of the 3C polytype embedded in and epitaxially aligned to the Si host featuring a sharp interface.
+Due to the high areal homogeneity achieved in \ac{IBS}, the size of the layers is only limited by the width of the beam-scanning equipment used in the implantation system as opposed to deposition techniques, which have to deal with severe wafer bending.
+This enables the synthesis of large area SiC films.
 
 \section{Substoichiometric concentrations of carbon in crystalline silicon}
 
 
 \section{Substoichiometric concentrations of carbon in crystalline silicon}
 
-diffusion mechanism, lattice distortion, hmm ... extra section needed?
+The C solid solubility in bulk Si is quite low
+% carbon as an impurity / solubility / lattice distortion / diffusion
+% agglomeration phenomena
+% suppression of transient enhanced diffusion of dopant species
+% strained silicon / heterostructures
+%   -> skorupa 3.2: c sub vs sic prec  
+%   -> my own links: strane etc ...
+%   -> skorupa 3.5: heterostructures
+
+% hmm ... extra section needed?
 
 \section{Assumed cubic silicon carbide conversion mechanisms}
 \label{section:assumed_prec}
 
 
 \section{Assumed cubic silicon carbide conversion mechanisms}
 \label{section:assumed_prec}
 
+Although much progress has been made in 3C-SiC thin film growth in the above-mentioned growth methods during the last decades, there is still potential
+.. compatible to the established and highly developed technology based on silicon.
+
+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.
+
 ... \cite{lindner99_2} ...
 
 on surface ... md contraction along 110 ... kitabatake ... and ref in lindner ... rheed from si to sic ...
 ... \cite{lindner99_2} ...
 
 on surface ... md contraction along 110 ... kitabatake ... and ref in lindner ... rheed from si to sic ...
@@ -292,3 +311,4 @@ nejim however ...
   also indictaed by other direct synthesis experiments like martin90 and conclusions of reeson8X ...
 
 eichhornXX, koegler, lindner ...
   also indictaed by other direct synthesis experiments like martin90 and conclusions of reeson8X ...
 
 eichhornXX, koegler, lindner ...
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