Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 16: Ionenimplantation II

DS 16.2: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 10:30–10:45, S 5.1

Ionenstrahlinduzierter Atomtransport in Ni₃N/Si₃N₄ und Ni₃N/SiO₂ aufgrund elektronischer Energiedeposition — •Beate Schattat¹, Wolfgang Bolse¹, Siegfried Klaumünzer², Sankar Dhar³, Felix Harbsmeier³, Klaus Peter Lieb³ und Axel Jasenek⁴ — ¹Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart — ²Ionenstrahllabor, Hahn-Meitner-Institut Berlin — ³II. Physikalisches Institut, Universität Göttingen — ⁴Institut für physikalische Elektronik, Universität Stuttgart

Wie wir an oxidischen Keramiken festgestellt haben, führt der große lokale Energieeintrag sehr schneller Ionen in das Elektronensystem eines Isolator-Schichtpakets zu einer starken atomaren Durchmischung der Grenzflächen, die sich auf Interdiffusion in der aufgeschmolzenen Ionenspur zurück führen lässt. Um zu testen, ob diese Aussage auch für nitridische Systeme gilt und inwieweit der Mischeffekt von der Zusammensetzung der Schicht und des Substrats abhängt, haben wir im Vergleich zu unseren Experimenten an NiO/SiO₂ (starke Durchmischung) und Ni/SiO₂ (kein Effekt) Hochenergie-Ionenbestrahlungen mit 90 – 260 MeV Ar, Kr und Xe-Ionen an Ni₃N/Si₃N₄- und Ni₃N/SiO₂-Doppelschichten bei 77 K durchgeführt. Die Konzentrationsverteilung vor und nach Bestrahlung wurde mit Rutherford Rückstreu Spektroskopie bestimmt. Wie bei den rein oxidischen Schichtpaketen setzt die Durchmischung auch hier erst oberhalb eines Schwellwerts der elektronisch deponierten Energiedichte ein. Während Ni₃N auf SiO₂ eine ebenso starke Durchmischung mit dem Substrat zeigt wie NiO, führt die Xe-Bestrahlung des rein nitridischen Systems zu einer deutlich geringeren Mischrate.