Nanostrukturierung von ionenstrahlsynthestisierten Si-C-N-Oberflächenschichten nach Elektronenstrahltemperung

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Im Rahmen dieses Forschungsstipendiums soll die Nanostrukturierung der Oberfläche von dünnen Si-C-N-Oberflächenschichten nach einer Hochtemperaturbehandlung untersucht werden. Die Si-C-N-Oberflächenschichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen sollen mittels Ionenimplantation von CIonen und N-Ionen in Silicium-Wafermaterial mit Ionenenergien bis 30keV hergestellt werden und anschließend einer Hochtemperaturbehandlung im Hochvakuum durch Elektronenstrahltemperung unterzogen werden. Die Elektronenstrahltemperung von unimplantiertem Si-Wafermaterial führt zu einer Strukturierung der Oberfläche in Form von dünnen Si-Nadeln (sog. Nanowhisker), die auf der Oberfläche stehen. Die Implantation des Siliciums mit N-Ionen vor der Elektronenstrahltemperung verhindert bei ausreichend hoher Anzahl implantierter Ionen pro Flächeneinheit das Wachstum der Si-Nanowhisker und kann dazu benutzt werden, um nur in bestimmten Bereichen der Probe Si-Nanowhisker zu erzeugen. Implantiert man das Si-Wafermaterial dagegen mit C-Ionen, so bilden sich kugelförmige Siliciumcarbid-Nanokristalle (Ø=100-300nm) auf der Oberfläche. In diesem Forschungsprojekt soll die Rolle, die die beiden Elemente Kohlenstoff, Stickstoff bei der Bildung bzw. Verhinderung der verschiedenen Si-Oberflächenstrukturierungen spielen, an Hand von Si-C-NOberflächenschichten untersucht werden. Es soll geklärt werden, ob und in welcher Art die Oberfläche des implantierten Siliciums durch den Temperprozess strukturiert wird.