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Quantitative Analyse diffuser Röntgenstreuung an Sauerstoffnanopräzipitaten in Siliziumeinkristallen

Bergmann, Christoph - Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (2015)


Nach dem Czochralski-Verfahren gezüchtete Siliziumkristalle bilden das Ausgangsmaterial für integrierte Schaltkreise aller Art. Der perfekte Einkristall wird während Temperaturbehandlungen im Produktionsprozess gezielt mit Sauerstoffclustern versehen, die die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kristalls in gewünschter Art und Weise modifizieren und die langzeitige Funktion des Chips garantieren.

Aufgrund des Verspannungsfeldes, das von diesen Punktdefekten ausgeht und das die ansonsten perfekte Translationsymmetrie des Einkristalls bricht, stellen Sauerstoffnanopräzipitate ein ebenso interessantes wie industriell relevantes Probensystem für Röntgenbeugungsmethoden dar. In der vorliegenden Arbeit wurde diffuse Streuung in der Umgebung des Bragg-Reflexes analysiert und quantitativ hinsichtlich Präzipitatgrößen und -dichten ausgewertet. Die In-situ-Fähigkeit - also das Sichtbarmachen der Defektbildung bei Temperaturen von bis zu 1000 °C - wurde demonstriert. Darüber hinaus wurden in einem Experiment mit hochgradig Bor-dotiertem Material Spannungsabbaumechanismen durch die Ausdiffusion von interstitiellen Gitteratomen identifiziert.


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