Augerelektronenspektroskopie und niederenergetischer Ionenbeschuss von Siliziumkarbid

Kosiba, Rastislav GND

The presented thesis deals with the application of Auger electron spectroscopy to investigate SiC layers and single crystals with emphasis on ion beam induced changes of the SiC surface during ion sputtering. Auger electron spectroscopy is well suited for determining many silicon carbide surface properties after exposure to noble gas ion beams. The theoretical part contains a contribution to the application of the factor analysis to the evaluation of Auger spectra as well as a contribution to the sputter theory. The latter presents corrections to Sigmund's formula for calculation of the sputtering yield. In the experimental part, evidence for composition changes at the SiC surface after sputtering is given. Data related to the incorporation of the sputtering ions into the SiC surface are also presented. The measured sputtering yields have been compared with simulation and theory resulting in an effective surface binding energy of 4 eV per atom for silicon carbide sputtered by noble gas ions. Detection of changes in the electronic structure of the single crystalline silicon carbide surface modified by ion beam sputtering or within the silicon carbide layer together with determination of the conduction type, both possible by Auger electron spectroscopy, open new application fields of this analytical technique in SiC technology.

Die vorliegende Arbeit behandelt den Einsatz der Augerelektronenspektroskopie bei der Untersuchung von SiC-Schichten und -Einkristallen mit besonderem Augenmerk auf die Wirkung des Ionenstrahls auf die SiC-Oberfläche beim Sputtern. Die Augerelektronenspektroskopie eignet sich zur Bestimmung vieler Eigenschaften einer SiC-Oberfläche nach dem Beschuss mit Edelgasionen. Der theoretische Teil beinhaltet einen Beitrag zur Anwendung der Faktorenanalyse bei der Auswertung von Auger-Spektren. Ein weiteres Thema des theoretischen Teils ist die Sputtertheorie. Hier wird eine Korrektur der Sigmundschen Formel zur Berechnung der Sputterausbeuten präsentiert. Im experimentellen Teil der Arbeit werden Aussagen über die Abweichungen der Oberflächenzusammensetzung nach dem Sputtern und über die Konzentration der eingebauten Edelgase getroffen. Aus dem Vergleich zwischen den experimentell gemessenen und theoretisch berechneten bzw. simulierten Werten der Sputterausbeuten wird die effektive Oberflächenbindungsenergie von 4 eV/Atom für das Sputtern von SiC mit Edelgasen bestimmt. Sowohl der Nachweis der Änderungen der elektronischen Struktur bei den durch Ionenbeschuss zerstörten einkristallinen SiC-Oberflächen bzw. -Schichten als auch die Bestimmung des Leitungstyps mittels Augerelektronenspektroskopie erweitern das Einsatzgebiet dieser analytischen Methode in der SiC-Technologie.

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Kosiba, Rastislav: Augerelektronenspektroskopie und niederenergetischer Ionenbeschuss von Siliziumkarbid. 2005.

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