Einfluss der Probentemperatur auf die Anreicherung von Cäsium in Silizium
- Die Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS) ist ein etabliertes Materialanalyseverfahren, vor allem in der Halbleiterindustrie. Sie nutzt beschleunigte Cäsiumionen, um in einer Probe Sekundärionen zur Analyse zu erzeugen. Die Bildungswahrscheinlichkeiten von Sekundärionen hängen signifikant vom Cäsiumgehalt in der Probe ab. Dabei ist das Gleichgewicht zwischen Implantation und Abtrag und damit die Anreicherung von hyperthermischen Cäsiumionen in Silizium bisher nur bedingt quantifiziert. Diese Arbeit befasst sich daher mit dem Entwurf eines Messsystems zur simultanen Analyse von Cäsium und Sauerstoff, da letzterer Hinweise auf evtl. überlagernde chemischeWechselwirkungen an der Oberfläche erlaubt. Es werden alle methodischen und instrumentellen Grundlagen eines solchen Ionenstrahlanalyse-System erläutert. Basierend auf einem bereits vorhandenen Versuchsaufbau mit einem Detektor zur Messung von Cäsium mittels Rutherfordrückstreuspektrometrie (RBS), wurde ein weiterer Detektor zur Messung von Sauerstoff mit Elastischer Rückstreudetektion (ERD) entworfen, implementiert und quantifiziert. Die Gleichgewichtsflächendichten wurden mit Hilfe des aufgebauten Messsystems mit einer Cäsium-Ionenenergie von 2 keV unter normalem Einfall für verschiedene Temperaturen bestimmt. Es wird gezeigt, dass sowohl die dynamische Anreicherung, als auch die statischen Flächendichten, sowie die Tiefenverteilung von Cäsium und Sauerstoff korrelieren. Dies deutet an, dass die Anreicherung des Cäsiums nicht nur von rein physikalischen Prozessen bestimmt wird, sondern auch Wechselwirkungen mit Sauerstoff aus Restgasbestandteilen ein Rolle spielen. Es wird diskutiert, dass dieser Zusammenhang seine Ursache in der Bildung eines Oxides haben kann, welches das Implantations-Sputter-Gleichgewicht auf Grund unterschiedlichen Bremsvermögens, Sputterraten und Desorptionsverhaltens komplexer gestaltet. Weitere Informationen diesbezüglich sollte eine gezielte Variation des Restgaspartialdruck liefern.
Author: | Christian Wilde |
---|---|
Advisor: | Ullrich Reinhold, Wolfhard Möller |
Document Type: | Diploma Thesis |
Language: | German |
Name: | Forschungszentrum Dresden-Rossendorf, Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden |
Date of Publication (online): | 2010/01/15 |
Year of first Publication: | 2009 |
Date of final exam: | 2010/01/04 |
GND Keyword: | Ionenstrahl Rutherford Back Scattering Elastische Rückstreuanalyse Cäsium Cäsiumion Anreicherung Sputtern Temperaturabhängigkeit |
Page Number: | 68 Seiten, 29 Abb., 3 Tab., 40 Lit. |
Faculty: | Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik |
Release Date: | 2010/01/15 |