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DS: Dünne Schichten

DS 28: Ionenimplantation II

DS 28.3: Vortrag

Freitag, 21. März 1997, 10:45–11:00, PC 7

Amorphisierung von α-Quarz unter Ionenbestrahlung — •F. Harbsmeier und W. Bolse — II. Physikalisches Institut und SFB 345, Universität Göttingen, 37073 Göttingen

α-Quarz wurde mit He-, N-, N₂- und Na-Ionen bestrahlt, um den Prozeß der ionenstrahlinduzierten Amorphisierung mit leichten Ionen zu untersuchen. Die Schädigung der einkristallinen Proben wurde mit Hilfe von Rutherford-Rückstreu-Spektrometrie in Channeling-Geometrie (RBS-C) bestimmt. Die Reichweiteverteilung der implantierten Ionen wurde mit der Methode der resonanten Kernreaktionsanalyse (RNRA) ermittelt. Sowohl die Schädigungsprofile als auch die Reichweiteverteilungen sind mit TRIM95-Simulationen verglichen worden, wobei gute Übereinstimmung für Stickstoff und Natrium erzielt wurde. Für die Amorphisierung wird ein Zwei-Phasen-Modell vorgeschlagen. In der „Nukleationsphase“ bei niedrigen Ionenfluenzen werden zunächst Defektagglomerate in der noch kristallinen Matrix erzeugt. Das gaussförmige Schadensprofil ist durch eine Potenzfunktion χ(φ,z)= (φ · F_D(z)/E_C )ⁿ mit der deponierten Energiedichte F_D(z) und der Fluenz φ verknüpft (n=1.5 - 3.3). E_C=2.36 eV/at ist die von Ionenart und -energie unabhängige kritische Energiedichte, die zur Erzeugung einer zusammenhängenden amorphen Schicht deponiert werden muß. Nachdem eine solche Schicht in der Tiefe maximaler Energiedeposition gebildet worden ist, setzt die „Wachstumsphase“ ein. Hier tritt planares Wachstum der amorphen Schicht in Richtung der Oberfläche und hin zu größeren Tiefen auf.