Berlin 2012 – wissenschaftliches Programm

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HL: Fachverband Halbleiterphysik

HL 5: Quantum Dots and Wires: Preparation and Characterization I

HL 5.4: Vortrag

Montag, 26. März 2012, 10:15–10:30, EW 202

Dotiereffizienz phosphordotierter Silizium-Nanokristalle in einer Siliziumdioxidmatrix — •Sebastian Gutsch, Andreas Hartel, Daniel Hiller und Margit Zacharias — Albert-Ludwigs-Universität (IMTEK/Nanotechnologie), Freiburg, Deutschland

Silizium Nanokristalle (SiNCs) eingebettet in einer Siliziumoxynitridmatrix wurden mittels PECVD und anschließender Temperung bei 1150°C in Inertgasatmosphäre hergestellt [1]. Die Kristallisation erfolgte größenkontrolliert über einen Superlattice-Ansatz [2], wobei ein alternierender Schichtstapel bestehend aus 3.5 nm dicken siliziumreichen Oxinitridschichten (SRON) und 4 nm dicken Siliziumdioxidschichten abgeschieden wurde. Aus TEM Messungen wurde eine durchschnittliche Größe von 3.5+/-0.5 nm ermittelt. Die Dotierung wurde durch Beimischung von geringen Mengen Phosphin im Prozessgas erreicht. Die Stöchiometriebestimmung der SRON Schichten und Phosphorquantifizierung erfolgte durch kombinierte XPS und dynamische SIMS Messungen. Ein Modell basierend auf einer Poissonverteilung von PL-nichtstrahlenden Defekten und P-Dotanden ermöglicht die Berechnung von Defekten und P-Dotanden pro SiNC als Funktion der Dotierkonzentration. Dazu werden werden zusätzlich Photolumineszenz-Spektren von mit Wasserstoff passivierten und unpassivierten Proben verglichen. Eine Abschätzung der Dotiereffizienz der Silizium Nanokristalle wird aus der Kombination von Modell und Messung vorgenommen und diskutiert.

[1] Hartel et al., TSF, 520, 121 (2011)

[2] Zacharias et al., APL, 80, 661 (2002)