Diffusion and solubility of metal impurities in germanium
Final Report Abstract
• Der Diffusionskoeffizient und die Löslichkeit von Co, Fe und Cr in Germanium wurden in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt. Durch Vergleiche mit ähnlichen Daten aus der Literatur für andere Übergangselemente der 4. Periode konnten chemischen Trends festgestellt werden. • Als Diffusionsmechanismus für Co in Ge wurde der dissoziative Mechanismus identifiziert. Dies beinhaltet die Wanderung des Fremdelements als Zwischengitteratom und dessen Umwandlung auf Gitterplätze unter Beteiligung von Ge-Leerstellen. Entsprechende-Hinweise wurden für Fe und Cr in Ge gefunden. • Im Rahmen des dissoziativen Modells wurden aus der Analyse der Co-Diffusionsprofile Daten für die Gleichgewichtskonzentration und den Diffusionskoeffizienten der Ge-Leerstelle als Funktion der Temperatur gewonnen. Die interstitiellen und substitutionellen Anteile an der Gesamtlöslichkeit von Co in Ge wurden ebenfalls ermittelt. • Es wurden Hinweise gefunden, dass einkristalline Ge-Scheiben für mikro-elektronische Anwendungen im Lieferzustand eine sehr geringe Leerstellenkonzentration aufweisen, die gegenüber den Gleichgewichtskonzentrationen bei üblichen Diffusions- und Prozesstemperaturen zu vernachlässigen ist. Die Diskrepanzen zwischen den experimentell bestimmten Leerstellenkonzentrationen in diesem Projekt und den theoretisch berechneten Werten in der Literatur sollen aufgeklärt werden. Hierzu könnten Diffusionsuntersuchungen an Ge-Kristallen mit einer bekannten Defektstruktur oder Vordotierung beitragen. Zudem soll geklärt werden, inwieweit die Leerstellenkonzentration im Kristallinneren von der Belegung der Ge-Oberfläche mit anderen Phasen beeinflusst wird.
Publications
- Radiotracer Study of Cobalt Diffusion and Solubility in Electronic-Grade Germanium Wafers. Physica B 401-402 (2007) 214-217
L. Lerner and N.A. Stolwijk
- Fast Diffusion in Germanium and Silicon Investigated by Lamp-Based Rapid Thermal Annealing. Materials Science Forum Vols. 573-574 (2008) 35-43
N.A. Stolwijk, L. Lerner, A. Giese, W. Lerch
- Radiotracer Diffusion of Cobalt, Iron, and Chromium in Dislocation-Free Germanium. Appl. Phys. Lett. 93 (2008) 032107
L. Lerner and N.A. Stolwijk
