Hamburg 2001 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 31: Postersitzung

DS 31.6: Poster

Tuesday, March 27, 2001, 16:30–17:30, Foyer Saal 4

Tiefenselektive Phasenanalyse der α-FeSi₂-Bildung nach Ar⁺-Beschuß von β-FeSi₂ mittels DCEMS, XPS und AES — •M. Walterfang¹, W. Keune¹, R. Reiche², S. Oswald², M. Dobler³ und H. Reuther³ — ¹Lab. für Angew. Physik, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, 47048 Duisburg — ²IFW, 01069 Dresden — ³FZ Rossendorf e.V., Inst. für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, 01314 Dresden

Tiefenselektive Mössbauerspektroskopie (DCEMS) liefert die Möglichkeit der tiefenselektiven und zerstörungsfreien Phasenanalyse. Mittels DCEMS wurde die Phasentransformation einer reinen β-FeSi₂-Phase nach Ar⁺-Beschuß untersucht. Zur Herstellung der β-FeSi₂-Phase wurden 195-keV Fe⁺ Ionen (nominell 3 x 10¹⁷ cm⁻²) bei 350 ^∘C in einen Si(111)-Wafer implantiert. Nach Temperung bei 900^∘C für eine Stunde lag das implantierte Fe einphasig in β-FeSi₂ gebunden vor. Nach Ar⁺-Beschuß (3.5 keV) dieser Proben wurden die Tiefenverteilungen der Phasen mit augerspektroskopisch bestimmten Fe-Konzentrationsprofilen korreliert. Die DCEMS-Auswertung ergab, daß sich unter der Oberfläche eine 190 Å dicke α-FeSi₂-Schicht (max. rel. Phasenanteil: 33.6 %, Rest: Si-Matrix) gebildet hat. Die Umwandlung der β-FeSi₂-Phase läßt sich anhand einer TRIDYN-Simulation erklären. Unter Ar⁺-Beschuß stellt sich allmählich ein Gleichgewichtszustand (steady-state) ein, der in der Oberflächenschicht zu einer Fe-Anreicherung führt (gemessen mit XPS). Unterhalb dieser Schicht wird jedoch eine Fe-verarmte Zone hervorgerufen, die mit der Bildung des Si-reichen α-FeSi₂ einhergeht.
(R. Reiche et al., Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B, 160 (2000) 397)