Umgebungseinflüsse auf ionenimplantiertes SiO2

Nach einer Einführung zur Ionenstrahlsynthese (IBS) von Nanoclustern am Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung des FZ Rossendorf werden kurz die Grundlagen der Phasenseparation in übersättigten Festkörperlösungen geschildert.
Wird die Ionenstrahlsynthese in sehr oberflächennahen Gebieten (Tiefen < 50 nm)
durchgeführt, spielen Umgebungseinflüsse auf die Pasenseparation, wie Absorption von Luftfeuchte in implantierten Isolatorschichten und Restfeuchte in der Inertgas- Temperatmosphäre (im ppm-Bereich) eine eine nicht zu vernachlässigende Rolle.
Mittels Nuklear Reaction Analysis (NRA) wurden Tiefenprofile von Wasserstoff an "as-implanted" und Luft gelagerten SiO2-Schichten gemessen, die die defektbeschleunigte Eindiffusion von Wasser bei Raumtemperatur representieren.
Somit ist bei der Ionenstrahlsynthese, besonders bei der thermische Behandlung nach der Ionenimplantation, mit chemischen Reaktionen der implantierten Spezies (Oxidbildung und Hydridbildung) zu rechnen, die signifikant die Prezipitation und das Ostwald-Reifen von Nanoclustern beinflussen.
Die Untersuchungen sind von besonderem Interesse für die IBS von Nanocluster in ultrasünnen Gateoxiden, die in neuartigen nichtflüchtigen Speicherschaltkreisen eingesetzt werden sollen.