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3.2.2 Transientes Verhalten der {311}-Defekte

Das transiente Verhalten der Bildung und Auflösung von {311}-Defekten bestimmt die Dauer und das Ausmaß der Interstitial-Übersättigung. Zur Studie des qualitativen Verhaltens wurde die Ratengleichung Gl. 2.16 für einen einzelnen Punkt in der Tiefe Rp, der Eindringtiefe der Implantation, gelöst (siehe Abb. 3.2). Um dem Abtransport von Interstitials zur Oberfläche gerecht zu werden, wurde der Abfluß an freien Interstitials mit $D_I(C_1 - C_{\mathrm eq})/R_p$ approximiert. Die Breite der Interstitial-Verteilung wurde dabei ebenfalls mit Rp angenommen.


  
Abbildung 3.2: Qualitativer ortsabhängiger Verlauf der totalen Interstitial-Konzentration $C_{\mathrm {tot}}$ und der freien Interstitial-Konzentration CI. Das Maximum liegt bei der Eindringtiefe Rp der Implantation, der Fluß zur Oberfläche entsteht durch die Oberflächenrekombination, welche die Gleichgewichtskonzentration $C_{\mathrm eq}$ erzwingt. C* entspricht der Gleichgewichtskonzentration der Reaktion zwischen Interstitials und Präzipitaten.
\begin{figure}
 \centerline{\resizebox {0.5\textwidth}{!}{\includegraphics{modelcase.eps}}
}\end{figure}

Mit diesem einfachen Modell kann der qualitative zeitliche Verlauf der Interstitial-Übersättigung gut wiedergegeben werden (Abb. 3.3). Er gliedert sich in zwei Abschnitte:


  
Abbildung 3.3: Zeitlicher Ablauf der Präzipitatbildung und Auflösung. Der Aufbau von Präzipitaten ist nach etwa 0.5ms abgeschlossen, die darauffolgende Auflösungsphase dauert rund 100s.
\begin{figure}
 \centerline{\resizebox {0.7\textwidth}{!}{ 
 \psfrag{Konz. [1/cm...
 ...
 \includegraphics{uebersaettigung.eps}}
}
 \vspace{-0.5cm}\par \par\end{figure}

Für die transiente Diffusionserhöhung ist einerseits das Ausmaß der Überhöhung der Interstitial-Konzentration $C_I/C_{\mathrm eq}$ selbst und andererseits die Dauer dieser Überhöhung maßgeblich. Während bei niedriger Interstitial-Dosis die Wachstumsphase sehr kurz ist und daher im Vergleich zur Bildungsphase nur einen vernachlässigbaren Beitrag zur gesamten Diffusionserhöhung liefert, überwiegt im Fall höherer Defektdosis der Einfluß der Auflösungsphase.

Weiters ist die räumliche Ausdehnung der Zone erhöhter Diffusion von großem Interesse. Da der Abbau der Interstitials hauptsächlich an der Oberfläche erfolgt, werden die Präzipitate von der Oberfläche her aufgelöst. Die Auflösung ist anfangs relativ schnell und wird zunehmend langsamer. Dieses Verhalten ergibt sich aus der wachsenden Distanz der verbleibenden Präzipitate zur Oberfläche, sodaß der Abtransport langsamer wird, und wird noch durch die Ostwald-Reifung verstärkt, welche eine Absenkung der lokalen Übersättigung bewirkt und somit die treibende Kraft für den Interstitial-Abbau reduziert [Gen97].


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Ernst Leitner
1997-12-30