Münster 1999 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 35: Ionenimplantation

HL 35.1: Talk

Thursday, March 25, 1999, 17:45–18:00, H2

Bildung kristalliner Nanostrukturen auf Si(001) nach Ionenimplantation und thermischem Ausheilen — •U. Beck¹, T.H. Metzger¹, J. Peisl¹, P. Griffin² und J.R. Patel² — ¹Center for NanoScience (CeNS) und Sektion Physik der Ludwig-Maximilians-Universität München — ²Stanford University (SSRL/SLAC), Stanford, USA

Ionenimplantation mit thermischem Ausheilen ist die Standardmethode zur Herstellung von Transistor-Strukturen auf Si(001) Wafern, wobei durch immer kleinere räumliche Dimensionen die Bedeutung der oberflächennahen Realstruktur stark zunimmt. Ein Modellsystem aus Bor-implantiertem und ausgeheiltem Si(001) wurde mit Rasterkraftmikroskopie und Röntgenbeugung bei streifendem Einfall untersucht. Rasterkraftmikroskopische Aufnahmen der implantierten Oberflächen zeigen eine zufällige Verteilung von Oberflächenclustern mit Nanometer-Dimensionen, die bei einer nichtimplantierten Referenzprobe nicht beobachtet wurden. Durch Messungen der spekulären Röntgenreflektivität wurde das mittlere Dichteprofil der Oberflächenregion ermittelt. Röntgenbeugung unter streifendem Einfall ist auf die kristalline Struktur der oberflächennahen Bereiche empfindlich. In der Umgebung der Silizium-Oberflächenreflexe wurden zusätzliche crystal truncation rods (CTR) von kristallinen <111>-Facetten beobachtet. Die Strukturen, die von diesen <111>-Facetten begrenzt werden besitzen den Gitterparameter von Silizium und eine 4-fache Symmetrie in Bezug auf die azimuthale Rotation der Probe. Die genaue Analyse zeigt, daß neben den Oberflächenclustern, die eine pyramidale Struktur besitzen, zusätzliche <111>-orientierte Zwischengitterebenen unterhalb der Oberfläche vorliegen. Beide Phänomene werden auf den Abbau des Überschusses an Silizium-Zwischengitteratomen während des Ausheilvorgangs zurückgeführt.