Transmission Electron Microscopy and Image Calculation to Investigate the Lattice Site Occupancy and Cluster Formation in p- and n- doped SiC

• Antragstellerin: Professorin Dr. Ute Kaiser
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5377491

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Im zweiten Projektzeitraum wurden die Erkenntnisse über die Aufenthaltsorte von Dotierstoffen in 4H-SiC mit den Untersuchungen zu Phosphor- und Germaniumdotierungen komplettiert. Sie zeigen nun erstmalig ein weitgehend vollständiges Bild der Gitterplatzbesetzung von p,- n- und isovalenten Dotanden in Abhängigkeit von der Dotiermethode. Bei der Dotierung während des SiC-Wachstums werden die Dotieratome überwiegend auf Gitterplätzen (Si) eingebaut währen bei einer nachträglichen Dotierung durch Ionenimplantation zumeist die Zwischengitterplätze besetzt werden. Allerdings zeigte sich ebenfalls am Beispiel der Phosphor Dotierung dass diese überwiegende Zwischenplatzbesetzung durch eine Erhöhung Implantationsdosis sich zugunsten der Gitterplatzbesetzung verschieben kann. Durch Vergleiche mit erstellten Simulationsmodellen für die einzelnen Dotiermethoden konnten die in den konvergenten Beugungsmustern auftretenden Effekte, wie Aufspaltung bzw. Verschiebung von HOLZ-Linien reproduziert und verifiziert werden. Es zeigte sich, das die auftretenden Linienaufspaltungen bereits durch geringe Verspannungen und Verbiegungen des Kristallgitters hervorgerufen werden können.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• „On the site occupancy of dopants in 4H-SiC" Microscopy & Microanalysis 10 (2004) Supplement 2 (Proceedings of Microscopy Conference MC 2004)
  Th. Kups und U. Kaiser
  
• „The effect of the signal-to-noise ratio in CBED patterns on the accuracy of lattice parameter determination" J. Electron Microscopy 53(3): 237 (2004)
  A. Chuvilin, Th. Kups und U. Kaiser
  
• "On the peculiarities of CBED pattern formation revealed by multislice simulation" Ultramicroscopy 104 (2005) 73-82
  A. Chuvilin and U. Kaiser
  
• „TEM Investigations of Lattice Site Occupancy of Phosphorous doped 4H-SiC" PSI proceedings MC2005, ISSN 1019-6445
  Th. Kups, A. Chuvilin und U. Kaiser
  
• "High Dose High Temperature Ion Implantation of Ge into 4H-SiC", Mater. Sci. Forum, Silicon Carbide and Related Materials 2005 (ICSCRM 2005), 851 - 854 (2006)
  Th. Kups, P. Weih, M. Voelskow, W. Skorupa und J. Pezoldt
  
• Dissertation „Transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen zur Gitterplatzbesetzung von Dotanden in Siliziumkarbid" Friedrich-Schiller Universität Jena 2006
  Th. Kups
  
• "Lattice location determination of Ge in SiC by ALCHEMI" Microscopy of Semiconducting Materials 2007 (MSM XV), Springer Proceedings in Physics 120, 353-358 (2007)
  Th. Kups, M. Voelskow, W. Skorupa, M. Soueidan, G. Ferro und J. Pezoldt