Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 17: Ionenimplantation III

DS 17.1: Vortrag

Donnerstag, 29. März 2001, 11:15–11:30, S 5.1

Untersuchung ionenstrahlinduzierter Festkörperreaktionen in Si/C Schichtpaketen mittels EXAFS und FTIR — •F. Harbsmeier¹, A.-M. Flank², F. Roccaforte³ und W. Bolse⁴ — ¹II. Physikalisches Institut und SFB 345, Universität Göttingen — ²L.U.R.E, Orsay, France — ³Istituto Nazionale per la Fisica della Materia, Catania, Italia — ⁴Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart

Im Rahmen der hier vorgestellten Experimente wurde die Veränderung der chemischen Nahordnung in Si/C-Schichtpaketen durch ionenstrahlinduzierte Festkörperreaktion untersucht. Die Proben aus je vier abwechselnd aufeinanderfolgenden Si- und C-Schichten auf einem Si-Substrat wurden bei Temperaturen zwischen 300 K und 1023 K mit 350 keV Xe-Ionen bestrahlt, was zur vollständigen atomaren Durchmischung führt. Mit Hilfe von Röntgenabsorptionsspektroskopie (EXAFS) wurde die Nahordnung um die Si-Atome analysiert und Fouriertransformierte Infrarotspektroskopie (FTIR) wurde dazu benutzt, Bindungstypen zu identifizieren. Bei Bestrahlungen unterhalb von 873 K entsteht eine atomar ungeordnete Struktur, die erst nach thermischer Auslagerung bei 1273 K zu kristallisieren beginnt. Bei Bestrahlungen oberhalb von 873 K bildet sich jedoch eine Nahordnung aus, die der von kristallinem SiC entspricht. Mit FTIR können hier Si-C-Bindungen nachgewiesen werden, während dies unterhalb von 873 K nicht der Fall ist. Ionenbestrahlung bei hohen Temperaturen führt also nicht nur zur chemischen Reaktion von Si und C, sondern auch zu einer um 400 K reduzierten Kristallisationstemperatur gegenüber rein thermischer Auslagerung durchmischter, amorpher Schichtpakete.