Elektrische, optische und magnetische Messungen an Gold-Lithium-Komplexen in Silizium:
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1996
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| adam_text | Titel: Elektrische, optische und magnetische Messungen an Gold-Lithium-Komplexen in Silizium
Autor: Padberg, Rainer
Jahr: 1996
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis 1
1. Einleitung : 5
2. Experimentelle Grundlagen und Meßapparaturen 9
2.1 Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS) 9
2.1.1 Grundlagen tiefer Störstellen (Shockley-Read-Hall-Statistik) 9
2.1.2 Schottky-Kontakte 11
2.1.2.1 Bänderschema und Kapazität des Schottky-Kontakts 12
2.1.2.2 Bänderschema und Kapazität des Schottky-Kontakts
mit tiefen Störstellen 17
2.1.3 Experimentelles Meßverfahren der DLTS 20
2.1.3.1 Umladeprozesse während einer DLTS-Messung 21
2.1.3.2 Korrelationsverfahren der DLTS 26
2.1.3.3 Bestimmung von Störstellenparametern 29
2.1.3.4 DLTS-Spektrometer 33
2.1.4C-V-Messung 41
2.2 Electron Paramagnetic Resonance (EPR) 43
2.2.1 Grundlagen der konventionellen EPR-Spektroskopie 43
2.2.2 EPR/ENDOR-Spektrometer 48
2.3 Lumineszenz 50
2.3.1 Grundlagen der Lumineszenz 50
2.3.1.1 Rekombination in Halbleitern 50
2.3.1.2 Donator-Akzeptor-Lumineszenz 51
2.3.2 Lumineszenzmeßapparatur 54
2.4 Hall-Effekt und Vier-Spitzen-Methode 56
2.4.1 Bestimmung der Ladungsträgerkonzentration mit Hall-Effekt 56
2.4.2 Messung der elektrischen Leitfähigkeit mit der Vier-Spitzen-
Methode und dem van der Pauw-Verfahren 58
3. Experimenteller und theoretischer Kenntnisstand 60
3.1 Bekannte Untersuchungen an Au- bzw. Li-Zentren in Silizium 61
3.2 Kenntnisstand über Au-Li-Komplexe in Silizium 62
3.3 Zielsetzung 65
4. Probenpräparationen und Probenkontaktierungen 67
4.1 Probenpräparation 67
4.1.1 Diffusionsgleichungen 67
4.1.1.1 DiSusionstheorie 67
4.1.1.2 Arrheniusbeziehungen, Diffusionskoeffizienten,
Löslichkeit 70
4.1.2 Kristallpräpartionen 72
4.2 Probenkontaktierung 77
4.2.1 Einführung 77
4.2.2 Herstellung der Schottky-Kontakte 79
4.2.3 Herstellung von Ohmschen Kontakten 81
5. Experimentelle Ergebnisse 84
5.1 Elektrische Charakterisierung der hergestellten Kontakte 84
5.1.1 I-U-Charakteristiken der Schottky-Kontakte 85
5.1.2C-V-Messungen 87
5.1.3 DLTS-Messungen am Grundmaterial 89
5.1.4 Elektrische Messungen an Ohmschen Kontakten 90
5.1.5 Zusammenfassung 91
5.2 DLTS-, Hall-, C-V-Messungen an Au oder Li dotiertem n-Si 93
5.2.1 Einführung 93
5.2.2 Einfluß der Wahl der Abkühlflüssigkeit auf Präparationen 94
5.2.3 Einstellung der Li-Konzentration 95
5.2.4 Einstellung der Au-Konzentration 97
5.2.4.1 DLTS an Au dotiertem Si 98
5.2.4.2 Konzentrationsbestimmungen an Au dotiertem n-Si 101
5.2.5 Zusammenfassung der Ergebnisse an mit Li oder Au dotiertem
Phosphor-Grundmaterial 104
5.3 Korrelationsmessungen A: DLTS- und Photolumineszenzmessungen an
Au-Li-Komplexen 106
5.3.1 DLTS-Messungen 106
5.3.1.1 DLTS an Au-Li-Komplexen 106
5.3.1.2 Konzentrationen von Au-Li-Komplexen 112
5.3.2 Korrelation von Photolumineszenz- und DLTS-Messungen
an eigenen Präparationen 115
5.3.3 EPR-Experimente an eigenen Präpartionen 122
5.3.4 Ergänzende Messungen 124
5.4 Korrelationsmessungen B: EPR- und Photolumineszenzmessungen 133
5.4.1 Einführung 133
5.4.2 DLTS-Messungen an Präparationen von Höhne bzw. Alteheld 135
5.4.2.1 Meßergebnisse 135
2
5.4.2.2 Zusammenfassung der Ergebnisse: 137
5.4.3 Photolumineszenzmessungen an Au-Li-Komplexen zur
Korrelation mit EPR-Meßdaten 138
5.4.4 EPR- Messungen zur Korrelation mit
Photolumineszenzmeßdaten 142
5.4.5 Gegenüberstellung der Meßdaten aus Photolumineszenz- und
EPR-Messungen 150
5.5 Ergänzende Messungen 154
6. Diskussion 155
6.1 Zusammenfassung der Ergebnisse aus Korrelationsmessungen 155
6.2 Interpretation der nachgewiesenen Korrelationen 159
6.3 Diskussion weiterer Au-Li-Komplexe 161
7. Zusammenfassung 164
Literaturverzeichnis 167
3
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