Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Dünne Schichten Dienstag
DS 22.9 Di 14:30 Poster B
Wachstum von HfO2-Schichten auf Si(100) mittels Pulsed Laser
Deposition — •Mathias Kappa, Dirk Wolfframm, Markus
Ratzke, Simona Kouteva-Arguirova und Jürgen Reif — LS
Experimentalphysik II, BTU Cottbus und JointLab IHP/BTU, Universitätsplatz
3-4, 03044 Cottbus
Dünne HfO2-Schichten wurden bei Raumtemperatur auf Silizium (100)
Substraten mittels Pulsed Laser Deposition hergestellt. Als Targets sind
gesinterte HfO2 Tabletten eingesetzt worden.
Oberflächenmorphologie-Untersuchungen zeigen, dass die Struktur der
HfO2-Schichten von der Laserwellenlänge abhängt. Aufgrund der Wechselwirkung
zwischen Laserpuls und Target-Material kommt es neben dem
üblichen Verdampfungsprozess auch zur Ablation geschmolzener Hafniumoxidpartikel
(Splashes). Mit zunehmender Laserwellenlänge erhöht sich
die mittlere Größe der HfO2-Splashes (355 nm: 0.6 µm; 1064 nm: 1.0 µm).
Die maximale Größe der Partikel steigt rapide an (355 nm: 2.6 µm; 1064
nm: 6.5 µm).
Mikro-Raman-Spektroskopie Untersuchungen haben ergeben, dass die
30 nm dünnen HfO2-Schichten eine Verspannung der obersten Lagen des
Si(100) Substrates hervorrufen. Eine negative Verschiebung des stärksten
Si-Peaks bei 520 cm −1 nach dem Schichtwachstum deutet auf eine Dehnung
des Siliziums hin. Ein Vergleich der Gitterkonstanten unterstützt
dieses Ergebnis.
DS 22.10 Di 14:30 Poster B
Phasenbildung in dünnen Ni/C- und Ni/Ti-Doppelschichten
auf Si(001) — •Lutz Budzinski, A. Mogilatenko, O. Filonenko,
G. Beddies und H.-J. Hinneberg — Technische Universität Chemnitz,
Institut für Physik, 09107 Chemnitz
Mit der weiteren Verringerung der Dimensionen mikroelektronischer
Bauelemente ist für die Realisierung extrem flacher Kontakte auch eine
Verringerung des Siliciumverbrauchs bei der Bildung der Siliciumkontaktschichten
erforderlich. Nickelmonosilicid stellt daher zu den bisher eingesetzten
Disiliciden eine echte Alternative da. Limitiert wird der Einsatz
des Nickelmonosilicides noch durch dessen begrenzte thermische Stabilität.
Durch Magnetronsputtern wurden Ni/C- und Ni/Ti-Doppelschichten
auf Si(001)-Substraten abgeschieden und mittels Kurzzeittemperung (N2,
30 s, 450 ◦ C bis 1000 ◦ C) thermisch nachbehandelt. Zur Charakterisierung
der so gebildeten Silicidschicht wurden RBS-, XRD-Messungen, REMund
TEM-Untersuchungen, sowie Messungen des spezifischen elektrischen
Widerstandes durchgeführt. Es wurde der Einfluss von Kohlenstoff
und Titan auf die thermische Stabilität des Nickelmonosilicides auf
Si(001) untersucht.
DS 22.11 Di 14:30 Poster B
Einfluss vo C und Ti auf die Silicidbildung dünner Co-Schichten
auf Si(001) — •P. Simon, F. Allenstein, H. Hortenbach, A. Mogilatenko,
O. Filonenko, G. Beddies und H.-J. Hinneberg —
Technische Universität Chemnitz, Institut für Physik, 09107 Chemnitz
Für die Realisierung des Leitbahn- und Kontaktsystems hochintegrierter
mikroelektronischer Bauelemente werden gegenwärtig polykristalline
Silicidschichten eingesetzt. Mit der weiteren Zunahme der Integrationdichte
und der damit verbundenen Verringerung der Bauelementedimensionen
werden auch extreme Anforderungen an die Grenzflächenrauhigkeit
der Kontakte gestellt. Epitaktisch auf Si(001) gewachsene
CoSi2-Schichten haben den Vorteil der Bildung atomar glatter
Grenzflächen. In [1] wurde gezeigt, dass ein geringer C-Gehalt in Si-
Substraten die Co-Silicidreaktion stark beeinflusst und zu einem teilweise
epitaktischen Wachtum führt.
Es wurde der Einfluss dünner (0 bis 4 nm) C-Barrieren sowie Ti-
Deckschichten (0 bis 20 nm) auf die Co-Si(001)-Reaktion untersucht. Die
erforderlichen Schichtabscheidungen erfolgten durch Elektronenstrahlverdapfung
(Ti, Co, Si) und Sublimation (C) im UHV auf Si(001).
Die thermische Behandlung (450 ◦ C bis 1050 ◦ C, 30 s, N2) der Proben
erfolgte in einer RTA-Anlage. Zur Charakterisierung der so gebildeten
Silicidschichten wurden RBS-, XRD-Messungen, REM- und TEM-
Untersuchungen, sowie Messungen des spezifischen Widerstandes durchgeführt.
[1] S. Teichert et. all, Micro. Eng. 50 2000 193
DS 22.12 Di 14:30 Poster B
Neon ion sputtering of Si(111) — •Stefan Krischok, Vasil
Yanev, Annette Läffert, Henry Romanus, Ronny Wagner,
Rastislav Kosiba, Gernot Ecke, Oliver Ambacher, and Juergen
A. Schaefer — Zentrum für Mikro- und Nanotechnologien, TU
Ilmenau, 98693 Ilmenau
The bombardment of surfaces with ions of high kinetic energy is often
used for surface cleaning under ultra high vacuum (UHV) conditions.
However, many effects like changes in the chemical surface composition,
amorphization or the incorporation of incoming ions may occur. We have
studied the incorporation of neon into Si(111) using neon ions with a kinetic
energy of 500 and 5000eV and an incident angle of 45 ◦ with respect
to the surface normal. The ion bombarded surfaces were investigated
by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, Mg Kα), thermal desorption
spectroscopy (TDS) and transmission electron microscopy (TEM).
In both cases Ne is incorporated into the silicon as shown by XPS. The
observed Ne(1s) line is splitted into two peaks. They show a strong dependence
on the kinetic energy of the Ne ions. The two observed Ne
states are discussed on the basis of our XPS, TDS and TEM data.
DS 22.13 Di 14:30 Poster B
Hochdosis-Magnesium-Implantation in Silizium — •M.
Häberlen 1 , W. Y. Cheung 2 , J. K. N. Lindner 1 , S.P. Wong 2
und B. Stritzker 1 — 1 Institut für Physik, Universität Augsburg,
Universitätsstrasse 1, D-86135 Augsburg — 2 Department for Electronic
Engineering and Materials Science and Technology Research Center,
The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, China
Die Bildung binärer Siliziumverbindungen durch Hochdosis-
Implantation wurde in den vergangenen Jahren intensiv untersucht.
Insbesondere die Bildung von Ausscheidungen mit kubischer Kristallstruktur,
die entweder sehr gut (z.B. NiSi2 und CoSi2), oder nur
bei großem negativem Misfit (3C-SiC) in das Wirtsgitter passen,
wurde dabei intensiv studiert. Wenig bekannt ist über die Bildung
und Eigenschaften von Alkali-Metallsiliziden. Magnesium bildet als
einzige stabile Phase das kubische Mg2Si, mit einem Misfit von +17 %
gegenüber c-Si.
Die Bildung Magnesium-reicher Phasen noch Hochdosis-Mg-MEVVA-
Implantation bei Temperaturen zwischen 200 ◦ C und 350 ◦ C wurde systematisch
mittels RBS, XRD, XTEM und EDX untersucht.
DS 22.14 Di 14:30 Poster B
Einfluss von Ionenbestrahlung auf innere und äußere Grenzflächen
von nicht mischbaren, metallischen Systemen — •Jan
Petersen und Stefan Mayr — I. Physikalisches Institut, Universität
Göttingen, Tammannstr. 1, D-37077 Göttingen
Ionenbestrahlung bietet die Möglichkeit, innere und äußere Grenzflächen
zu modifizieren und optimieren. Die wesentlichen morphologischen
Änderungen in metallischen Systemen umfassen Glättung bzw.
Aufrauung von Grenzflächen, sowie strahlungsinduziertes Kornwachstum.
Wir untersuchen mittels Rastersondenmikroskopie und Weitwinkelröntgenbeugung
die Kinetik derartiger Prozesse mit dem Ziel, die zugrundeliegenden
atomaren Mechanismen zu identifizieren. Eine wesentliche
Rolle kommt hierbei dem thermal Spike zu, der einerseits eine Strukturglättung
durch viskoses Fließen hervorrufen kann, andererseits auch
Rauigkeit und Ionenmischen induziert.
Dieses Projekt wird im Rahmen des SFB 602, Teilprojekt B3, von der
DFG gefördert.
DS 22.15 Di 14:30 Poster B
Smoothing of Si surface by low-energy ion beam erosion —
•Frank Frost, Bashkim Ziberi, and Bernd Rauschenbach —
Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e. V., Permoserstraße 15,
D-04318 Leipzig, Germany
Low-energy ion beam erosion is a versatile tool for surface polishing
down to 0.1 nm root mean square (rms) roughness level showing a great
promise for large-area surface processing, which is essential for many advanced
optical applications.
Exemplarily, the surface smoothing of Si surfaces by Ar + ion beams
(ion energy ≤ 2000 eV) was analyzed. Atomic force microscopy has been
used to systematically investigate the topography evolution of the surfaces
with respect to different process parameters (ion energy, ion incidence
angle, erosion time, sample rotation). From the AFM measurements
the surface roughness was quantitatively characterized by the first
order (rms roughness) and second order (power spectral density - PSD)
statistical quantities. Based on the time evolution of these roughness