Mechanismen der Diffusion von Gold in Silicium: Einfluss von Versetzungen, hohen Bordotierungen und Sauerstoffübersättigungen
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 5
2 DIFFUSION VON GOLD IN SILICIUM 9
2.1 ALLGEMEINE THEORETISCHE GRUNDLAGEN . 7. 9
2.2 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER DIFFUSION. 10
2.3 INTERSTITIELL-SUBSTITUTIONELLE AUSTAUSCHMECHANISMEN. 11
2.3.1 KICK-OUT MECHANISMUS. 12
2.3.2 DISSOZIATIVER MECHANISMUS. 12
2.4 EINFL ISS VON VERSETZUNGEN. 14
2.5 E.IFLUSS EINER BORDOTIERUNG. 14
2.5.1 FERMINIVEAU-EFFEKT. 14
2.5.2* PAARBILDUNG ZWISCHEN GOLD UND BOR. 20
2.6 EINFLUSS EINER SAUERSTOFFUEBERSAETTIGUNG. 21
2.6.1 AUSDIFFUSION VON SAUERSTOFF . 22
2.6.2 KOMPLEXBILDUNG VON SAUERSTOFF MIT BOR . 24
2.6.3 BILDUNG VON SI02-AUSSCHEIDUNGEN. 24
2.6.4 SENKENWIRKUNG AUSSCHEIDUNGSBEDINGTER DEFEKTE. 25
3 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DER MECHANISMEN 27
3.1 VERSETZUNGSFREIES UNDOTIERTES FZ-SILICIUM. 28
3.2 VERSETZUNGSREICHES SILICIUM. 31
3.3 VERSETZUNGSFREIES BORDOTIERTES CZ-SILICIUM.
36
1
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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2
I\'HALTS\ ERZEICHMS
3.3.1 AUB-PAARBILDUNG. 37
3.3.2 BILDUNG VON SIO^-AUSSCHEIDUNGEN. 38
3.3.3 B-O-KOMPLEXBILDUNG. 39
3.3.4 ALLGEMEINES GLEICHUNGSSYSTEM. 39
3.3.5 REDUZIERTES GLEIEHUNGSSYSTEM. 41
4 SIMULATION DER MECHANISMEN 43
4.1 VERSETZUNGSFREIES UNDOTIERTES FZ-SILICIUM. 44
4.1.1 RANDBEDINGUNGEN UND ANFANGSBEDINGUNGEN. 45
4.1.2 SIMULATIONSRECHNUNGEN. 46
4.2 VERSETZUNGSREICHES SILICIUM. 57
4.2.1 RANDBEDINGUNGEN UND ANFANGSBEDINGUNGEN. 58
4.2.2 SIMULATIONSRECHNUNGEN. 58
4.3 VERSETZUNGSFREIES BORDOTIERTES CZ-SILICIUM. 63
4.3.1 RANDBEDINGUNGEN UND ANFANGSBEDINGUNGEN. 64
4.3.2 SIMULATIONSRECHNUNGEN. 65
5 EXPERIMENT 73
5.1 SILICIUM-AUSGANGSMATERIAL. 73
5.2 DIFFUSIONSEXPERIMENTE . 74
5.2.1 PROBENPRAEPARATION. 74
5.2.2 DIFFUSIONSGLUEHUNGEN . 75
5.3 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN. 76
5.3.1 STRUKTURAETZUNG. 76
5.3.2 TRANSMISSIONSELEKTRONENMIKROSKOPIE. 76
5.4 VORUNTERSUCHUNGEN. 77
5.4.1 MIKROSTRUKTUR DES AUSGANGSMATERIALS. 77
5.4.2 EINFLUSS DER DIFFUSIONSGLUEHUNG AUF DIE BORDOTIERUNG. 77
5.5 AU-SI-LEGIERUNG. 79
IKHALTS\ 'ERZEICHNIS
3
5.6 NEUTRONEN- AKT IVIERUNGS- ANALYSE. 80
5.6.1 MESSMETHODE. 80
5.6.2 PROBENPRAEPARATION. 82
5.6.3 NEUTRONENAKTIVIERUNG. 83
5.7 SCHICHTENTEILUNG. 85
5.8 BESTIMMUNG DER GOLDKONZENTRATIONSPROFILE. 86
6 VERSETZUNGSREICHES SILICIUM 89
6.1 KONZENTRATIONSPROFILE. 89
6.2 UNTERSUCHUNG DER MIKROSTRUKTUR. 96
6.3 ANALYSE DER KONZENTRATIONSPROFILE. 98
6.4 AUSWERTUNG UND DISKUSSION DER ERGEBNISSE. 99
6.4.1 DIE GOLD-RANDKONZENTRATION. 99
6.4.2 GOLDEINFANG AN VERSETZUNGEN . 100
6.4.3 DOTIERUNGSABHAENGIGKEIT DER GOLDLOESLICHKEIT. 102
6.4.4 DER EFFEKTIVE GOLD-DIFFUSIONSKOEFFIZIENT. 105
6.4.5 DIE GOLD-TRANSPORTKAPAZITAET. 107
6.4.6 DOTIERUNGSABHAENGIGKEIT DER GOLD-TRANSPORTKAPAZITAET. 109
7 VERSETZUNGSFREIES UNDOTIERTES FZ-SILICIUM 111
7.1 KONZENTRATIONSPROFILE. 111
7.2 ANALYSE DER KONZENTRATIONSPROFILE. 113
7.3 AUSWERTUNG UND DISKUSSION DER ERGEBNISSE.117
7.3.1 TRANSPORTKAPAZITAET
CFPDJ DER EIGENZWISCHENGITTERATOME . 117
7.3.2 GLEICHGEWICHTSKONZENTRATION DER LEERSTELLEN.119
7.3.3 GLEICHGEWICHTSKONZENTRATION DES INTERSTITIELLEN GOLDES.120
4
INHALTS} 'ERZEICHNIS
8 VERSETZUNGSFREIES BORDOTIERTES CZ-SILICIUM 123
8.1 YYKICK-OUT''-PROFILE. 124
8.1.1 DOTIERUNGSABHAENGIGKEIT DER TRANSPORTKAPAZITAET
CTXDJ
. 128
8.2 AUB-PROFILE. ^1
8.3 DURELI DEFEKTBILDUNG BEEINFLUSSTE PROFILE. 13"
8.3.1 UNTERSUCHUNG DER MIKROSTRUKTUR. 112
8.3.2 ANALYSE DER KONZENTRATIONSPROFILE. 130
8.3.3 AUSWERTUNG UND DISKUSSION DER ERGEBNISSE. 154
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 161
A FERMINIVEAU
B AETZLOESUNGEN
C OBERFLAECHENNAHE ERHOEHTE GOLDKONZENTRATION 173
D YYFERMINIVEAU-FAKTOREN" 175
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