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DS: Fachverband Dünne Schichten

DS 24: Ion Beam Techniques

DS 24.4: Talk

Thursday, March 29, 2007, 12:00–12:15, H34

Selektive Diffusion durch Ionenbestrahlung: Gold in amorphem Silizium — Peter Kächler¹, Andreas Klimmer¹, Hans-Gerd Boyen¹, Christian Pfahler¹, Moritz Trautvetter¹, •Paul Ziemann¹, Johannes Biskupek², Ute Kaiser² und Paul Walther² — ¹Institut für Festkörperphysik, Universität Ulm, 89069 Ulm, Germany — ²Zentrale Einrichtung Elektronenmikroskopie, Universität Ulm, 89069 Ulm, Germany

Bestrahlt man 60 nm dicke Goldfilme auf Si(100)-Substraten mit 230 keV Ar⁺ Ionen, so reicht diese Energie aus, dass die Projektile in einer mittleren projizierten Tiefe von 80 nm im Silizium zur Ruhe kommen. Simulationen (SRIM) wie auch TEM-Messungen zeigen, dass eine Gesamtfluenz von 4·10¹⁵ Ionen/cm² genügt, um eine Si-Schicht mit scharf definierter Dicke (230 nm) direkt an der Grenzfläche Au-Si vollständig zu amorphisieren. Erfolgt eine solche Bestrahlung durch geeignete Masken, kann man bei anschließendem Tempern ein Temperaturfenster mit selektiver Au-Diffusion finden. So diffundiert Gold, wie Rutherford-Rückstreuexperimente (RBS) zeigen, zwischen 290^∘ - 350^∘C in das amorphisierte Si-Substrat ein, während in den kristallinen Teilen noch keine merkliche Diffusion stattfindet [1]. Es wird über kombinierte RBS-, TEM- und SEM-Experimente berichtet, welche Aufschluss über die sich einstellenden Au/Si-Tiefenprofile liefern und die durch Nutzung geeigneter Bestrahlungsmasken eine Bestimmung der so erreichten elektrischen Leitfähigkeitskontraste zwischen bestrahlten und unbestrahlten Bereichen erlauben.

[1] J. Ehrhardt et al, J. Appl. Phys. 100, 063534 (2006).