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DS: Dünne Schichten
DS 16: Ionenimplantation II
DS 16.3: Talk
Thursday, March 29, 2001, 10:45–11:00, S 5.1
Ionenmischen an oxidischen Grenzflächen durch nukleare und durch elektronische Energiedeposition — •B. Schattat1, W. Bolse1, S. Klaumünzer2, F. Harbsmeier3 und A. Jasenek4 — 1Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart — 2Ionenstrahllabor, Hahn-Meitner-Institut Berlin — 3II. Physikalisches Institut, Universität Göttingen — 4Institut für physikalische Elektronik, Universität Stuttgart
Wir haben die atomare Durchmischung von NiOx/SiO2- (x=0,1,1.5)
und CuOy/SiO2-Schichtpaketen (y=0,0.5,1) aufgrund der Bestrahlung mit schweren Ionen im Bereich nuklearer (einige 100 keV Energie) sowie im Bereich elektronischer Abbremsung (einige 100 MeV) untersucht. Die Schichten wurden mittels reaktivem Magnetron-Sputtern präpariert und anschließend bei 77 K mit Ar-, Kr-, und Xe-Ionen bei Energien von 300 – 900 keV respektive 90 – 260 MeV im Fluenzbereich von 1014 – 1016/cm2 bestrahlt. Die Konzentrationsprofile an den Grenzflächen vor und nach der Bestrahlung wurden mittels Rutherford-Rückstreuung von 900 keV α-Teilchen ermittelt. Während die reinen Metallschichten nahezu gar nicht mit ihrer Unterlage reagieren, führt die Bestrahlung der Oxidschichten im Bereich nuklearer Energiedeposition zumindest zu einem schwachen, überwiegend mit einem ballistischen Transportmodell verträglichen Effekt. Bei der Hochenergiebestrahlung zeigen die Oxidschichten oberhalb einer Schwelle Sec in der deponierten Energiedichte jedoch eine sehr starke Durchmischung. Die Reaktion auf den elektronischen Energieeintrag scheint dabei stark mit dem Sauerstoffgehalt anzusteigen. Die beobachteten Effekte lassen sich am besten als transiente Interdiffusion in der aufgeschmolzenen Ionenspur verstehen.