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DS: Dünne Schichten

DS 32: Ionenimplantation V

DS 32.7: Fachvortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 17:15–17:30, H31

Tiefenselektive Phasenanalyse der Fe-Disilizid-Bildung in Fe-ionenimplantiertem Si mittels DCEMS — •M. Walterfang¹, S. Kruijer¹, W. Keune¹, M. Dobler² und H. Reuter² — ¹Laboratorium für Angewandte Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, 47048 Duisburg — ²Forschungszentrum Rossendorf e.V., Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, 01314 Dresden

200-keV Fe⁺ Ionen wurden mit einer nominellen Dosis von 3 x 10¹⁷ cm⁻² bei 350^∘C in einen Si(111)-Wafer implantiert. Die Tiefenverteilung der Fe-Disilizid-Bildung (α-FeSi₂ and β-FeSi₂) und Umwandlung sowohl direkt nach der Implantation als auch nach einer Temperung bei 900^∘C für 30 s (RTA) wurde mittels tiefenselektiver Konversionselektronen-Mössbauerspektroskopie (DCEMS) untersucht. DCEMS liefert die einzigartige Möglichkeit der tiefenselektiven und gleichzeitig zerstörungsfreien Phasenanalyse. Die Tiefenverteilungen der beiden Phasen wurden mit den mit Augerelektronen-Spektroskopie bestimmten Fe-Konzentrationsprofilen korreliert.

Für den ungetemperten Zustand finden wir eine breite Verteilung eines Phasengemisches von α-FeSi₂ and β-FeSi₂, deren Maximum sich bei etwa 200 nm befindet. Anschließendes RTA bewirkt die Bildung einer Schichtstruktur: Während in Tiefen zwischen 20 und 130 nm beide Phasen (α-FeSi₂ and β-FeSi₂) mit einem niedrigen Phasenanteil (< 17%) in der Si-Matrix vorliegen, hat sich im Tiefenbereich zwischen 130 nm und 240 nm eine vergrabene β-FeSi₂-Schicht mit einem hohen Phasenanteil von 90% (und kein α-FeSi₂) gebildet.

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.