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index d2bd276..5124ed3 100644 (file)
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 \chapter{Experimentelle Befunde}
 \label{chapter:exp_befunde}
 
 \chapter{Experimentelle Befunde}
 \label{chapter:exp_befunde}
 

-Gegenstand dieser Arbeit ist die Umsetzung eines Modells, welches den Selbstorganisationsvorgang von lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen an der vorderen Grenzfl"ache zur durchgehenden amorphen $SiC_x$-Schicht bei Hochdosis-Kohlenstoff-Implantation in Silizium erkl"aren soll.
+Gegenstand dieser Arbeit ist die Umsetzung eines Modells, welches den Selbstorganisationsvorgang von lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen an der vorderen Grenzfl"ache zur durchgehenden amorphen $SiC_x$-Schicht bei Hoch-dosis-Kohlenstoff-Implantation in Silizium erkl"aren soll.

 Die Entstehung solcher Ausscheidungen beobachtet man nur unter bestimmten Implantationsbedingungen.
 Im Folgenden sollen einige der experimentellen Ergebnisse bez"uglich der Bildung der geordneten Ausscheidungen aus \cite{maik_da} zusammengefasst werden.
 
 Die Entstehung solcher Ausscheidungen beobachtet man nur unter bestimmten Implantationsbedingungen.
 Im Folgenden sollen einige der experimentellen Ergebnisse bez"uglich der Bildung der geordneten Ausscheidungen aus \cite{maik_da} zusammengefasst werden.
 

-  \subsection{Temperaturabh"angigkeit}
-
-  Die Implantationstemperatur muss hoch genug sein, um eine komplette Amorphisierung des Targets, und gleichzeitig niedrig genug, um die Kristallisation amorpher Ausscheidungen zu kubischen $3C-SiC$ zu verhindern.
-  F"ur Kohlenstoff in Silizium sind Temperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} C$ geeignet.
-  Da bei diesen Temperaturen kaum Amorphisierung zu erwarten ist, muss sehr viel Kohlenstoff implantiert werden, was letztendlich zur Nukleation kohlenstoffreicher amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt.
-
-
-  Neben Kohlenstoffimplantation in Silizium wurden solche Ausscheidungen auch in Hochdosis-Sauerstoffimplantation in Silizium, $Ar^+$ in Saphir und $Si^+$ in $SiC$ \cite{van_ommen,specht,ishimaru} gefunden.
-  Entscheidend ist eine Dichtereduktion des Materialsystems bei der Amorphisierung, worauf im n"achsten Abschnitt eingegangen wird.
-
-  \subsection{Lage und Asubreitung der durchgehenden amorphen Schicht}
+  \section{Lage und Ausdehnung der amorphen Phasen}

 
   \begin{figure}[h]
   \includegraphics[width=12cm]{k393abild1_.eps}
 
   \begin{figure}[h]
   \includegraphics[width=12cm]{k393abild1_.eps}

-  \caption{Hellfeld-TEM-Abbildung einer bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ mit $180 keV \quad C^+$ implantierten $Si$-Probe mit einer Dosis von $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$. (L: amorphe Lamellen,  S: sph"arische amorphe Ausscheidungen)}
+  \caption{Hellfeld-TEM-Abbildung einer bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ mit $180 keV \quad C^+$ implantierten $Si$-Probe mit einer Dosis von $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$. (L: amorphe Lamellen,  S: sph"arische amorphe Ausscheidungen) \cite{maik_da}}

   \label{img:xtem_img}
   \end{figure}
 
   \label{img:xtem_img}
   \end{figure}
 

-  Abbildung \ref{img:xtem_img} zeigt eine TEM-Aufnahme einer mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ inplantierten Probe.
+  Abbildung \ref{img:xtem_img} zeigt eine Cross-Section TEM-Aufnahme einer mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ $180 keV \, C^{+}$-inplantierten Probe.

   Die hellen Gebiete sind amorph, dunkle Gebiete kristallin.
   Die hellen Gebiete sind amorph, dunkle Gebiete kristallin.

-  In einer Tiefe von ungef"ahr $300 nm$ beginnt die amorphe durchgehende Schicht.
+  In einer Tiefe von ungef"ahr $300 nm$ beginnt die durchgehende amorphe Schicht.

   An der vorderen Grenzfl"ache sind die lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen zu erkennen.
   Diese erstrecken sich "uber einen Tiefenbereich von ca. $100 nm$.
   An der vorderen Grenzfl"ache sind die lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen zu erkennen.
   Diese erstrecken sich "uber einen Tiefenbereich von ca. $100 nm$.

-  Im rechten Teil von Abbildung \ref{img:xtem_img} sieht man einen vergr"o"serten Ausschnitt der vorderen Grenzfl"ache.
-  Man erkennt die regelm"a"sige Anordnung der lamellaren Ausscheidungen ($L$) in Abst"anden, die ungef"ahr der H"ohe der Ausscheidungen selbst entspricht.

   Die Lamellen sind parallel zur Targetoberfl"ache ausgerichtet.
   Die Lamellen sind parallel zur Targetoberfl"ache ausgerichtet.

-  
-  \subsection{Kohlenstoffverteilung}
+  Die H"ohe der Ausscheidungen betr"agt ungef"ahr $3 nm$.
+  Im rechten Teil von Abbildung \ref{img:xtem_img} sieht man einen vergr"o"serten Ausschnitt der vorderen Grenzfl"ache.
+  Man erkennt die regelm"a"sige Anordnung der lamellaren Ausscheidungen ($L$) in Abst"anden, die ungef"ahr der H"ohe der Ausscheidungen selbst entsprechen.
+ 
+  \begin{figure}[!h]
+  \begin{center}
+  \includegraphics[width=6cm]{uni-logo.eps}
+  \end{center}
+  \caption{Mittels TEM bestimmte Position und Ausdehnung amorpher Phasen in bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ implantierten Proben in Abh"angigkeit von der implantierten Dosis. \cite{maik_da}}
+  \label{img:lua_vs_d}
+  \end{figure}
+  \begin{figure}[h]
+  \includegraphics[width=12cm]{temdosisai1.eps}
+  \caption{Hellfeld-TEM-Abbildung der Schichtstruktur der bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ implantierter Proben mit Dosen von: $a)$ $1,0$, $b)$ $2,1$, $c)$ $3,3$ und $d)$ $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$. \cite{maik_da}}
+  \label{img:temdosis}
+  \end{figure}
+  Die Lage und Ausdehnung der Lamellen sowie der durchgehenden amorphen Schicht ist abh"angig von der implantierten Dosis.
+  Abbildung \ref{img:lua_vs_d} zeigt die in \cite{maik_da} mittels TEM bestimmte Position und Ausdehnung amorpher Phasen unter denselben Implantationsbedingungen abh"angig von der Dosis.
+  In Abbildung \ref{img:temdosis} sind die dazugeh"origen Hellfeld-TEM-Abbildungen zu den ersten vier Dosen abgebildet.
+  Die mit $R_{max}$ gekennzeichnete Linie in Abbildung \ref{img:lua_vs_d} gibt die Position des Kohlenstoffkonzentrationsmaximums an, welches f"ur kleine Dosen mittels {\em TRIM} und f"ur hohe Dosen durch RBS- und TEM-Messungen bestimmt wurde.
+  F"ur die kleinste Dosis von $1,0 \times 10^{17} cm^{-2}$ wird keine durchgehende amorphe Schicht beobachtet.
+  Stattdessen kann man zahlreiche $3 nm$ gro"se, teilweise zusammenwachsende amorphe Einschl"usse erkennen.
+  F"ur Dosen oberhalb $1,0 \times 10^{17} cm^{-2}$ entstehen durchgehende amorphe Schichten.
+  Gut zu erkennen ist, dass sich die, mit steigender Dosis anwachsende durchgehende Schicht um das Kohlenstoffverteilungsmaximum erstreckt.
+  Wie man in Abbildung \ref{img:temdosis} gut erkennen kann, bilden sich die lamellaren Ausscheidungen an der vorderen Grenzfl"ache zur durchgehenden amorphen Schicht erst ab einer Dosis von $3,3 \times 10^{17} cm^{-2}$.
+
+  \section{Temperaturabh"angigkeit}
+
+  Die Ausdehnung 
+  Die Implantationstemperatur muss hoch genug sein, um eine komplette Amorphisierung der Targetoberfl"ache, und gleichzeitig niedrig genug, um die Kristallisation amorpher Ausscheidungen zu kubischen $3C-SiC$-Pr"azipitaten zu verhindern.
+  F"ur Kohlenstoff in Silizium sind Temperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} C$ geeignet.
+
+
+  Neben Kohlenstoffimplantation in Silizium wurden solche Ausscheidungen auch in Hochdosis-Sauerstoffimplantation in Silizium, $Ar^+$ in Saphir und $Si^+$ in $SiC$ \cite{van_ommen,specht,ishimaru} gefunden.
+  Entscheidend ist eine Dichtereduktion des Materialsystems bei der Amorphisierung, worauf im n"achsten Abschnitt eingegangen wird.
+
+  \section{Kohlenstoffverteilung}
+
+  Da bei diesen Temperaturen kaum Amorphisierung zu erwarten ist \cite{kaum_amorph_bei_high_t}, muss sehr viel Kohlenstoff implantiert werden, was letztendlich zur Nukleation kohlenstoffreicher amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt \cite{c_beguenstigt_amorph}.
+  Diese 

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index d16fb32..78563c2 100644 (file)
--- a/nlsop/diplom/modell.tex
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@@ -1,32 +1,7 @@
 \chapter{Modell}
 \label{chapter:modell}
 
 \chapter{Modell}
 \label{chapter:modell}
 

-  \section{Implantationsbedingungen f"ur nanometrische Ausscheidungen}
-
-  Gegenstand dieser Arbeit ist die Umsetzung eines Modells, welches den Selbstorganisationsvorgang von lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen an der vorderen Grenzfl"ache zur durchgehenden amorphen $SiC_x$-Schicht erkl"aren soll.
-  Die Entstehung solcher Ausscheidungen beobachtet man nur unter bestimmten Implantationsbedingungen.
-  Die Implantationstemperatur muss hoch genug sein, um eine komplette Amorphisierung des Targets, und gleichzeitig niedrig genug, um die Kristallisation amorpher Ausscheidungen zu kubischen $3C-SiC$ zu verhindern.
-  F"ur Kohlenstoff in Silizium sind Temperaturen zwischen $150$ und $400 \, ^{\circ} C$ geeignet.
-  Da bei diesen Temperaturen kaum Amorphisierung zu erwarten ist, muss sehr viel Kohlenstoff implantiert werden, was letztendlich zur Nukleation kohlenstoffreicher amorpher $SiC_x$-Ausscheidungen f"uhrt.
-  \begin{figure}[h]
-  \includegraphics[width=12cm]{k393abild1_.eps}
-  \caption{Hellfeld-TEM-Abbildung einer bei $150 \, ^{\circ} \mathrm{C}$ mit $180 keV \quad C^+$ implantierten $Si$-Probe mit einer Dosis von $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$. (L: amorphe Lamellen,  S: sph"arische amorphe Ausscheidungen)}
-  \label{img:xtem_img}
-  \end{figure}
-
-  Abbildung \ref{img:xtem_img} zeigt eine TEM-Aufnahme einer mit $4,3 \times 10^{17} cm^{-2}$ inplantierten Probe.
-  Die hellen Gebiete sind amorph, dunkle Gebiete kristallin.
-  In einer Tiefe von ungef"ahr $300 nm$ beginnt die amorphe durchgehende Schicht.
-  An der vorderen Grenzfl"ache sind die lamellaren und sph"arischen $SiC_x$-Ausscheidungen zu erkennen.
-  Diese erstrecken sich "uber einen Tiefenbereich von ca. $100 nm$.
-  Im rechten Teil von Abbildung \ref{img:xtem_img} sieht man einen vergr"o"serten Ausschnitt der vorderen Grenzfl"ache.
-  Man erkennt die regelm"a"sige Anordnung der lamellaren Ausscheidungen ($L$) in Abst"anden, die ungef"ahr der H"ohe der Ausscheidungen selbst entspricht.
-  Die Lamellen sind parallel zur Targetoberfl"ache ausgerichtet.
-  
-  Neben Kohlenstoffimplantation in Silizium wurden solche Ausscheidungen auch in Hochdosis-Sauerstoffimplantation in Silizium, $Ar^+$ in Saphir und $Si^+$ in $SiC$ \cite{van_ommen,specht,ishimaru} gefunden.
-  Entscheidend ist eine Dichtereduktion des Materialsystems bei der Amorphisierung, worauf im n"achsten Abschnitt eingegangen wird.
-
-  \section{Formulierung des Modells}
+  %\section{Formulierung des Modells}

 
   Im Folgenden soll auf das Modell zur Bildung dieser geordneten amorphen Ausscheidungen eingegangen werden.
   Es wurde erstmals in \cite{vorstellung_modell} vorgestellt.
 
   Im Folgenden soll auf das Modell zur Bildung dieser geordneten amorphen Ausscheidungen eingegangen werden.
   Es wurde erstmals in \cite{vorstellung_modell} vorgestellt.