Ortsaufgelöste Bestimmung von Gitterverzerrungen in Silizium-Nanostrukturen mittels Elektronenrückstreubeugung

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Hohe Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, Integrationsdichte und Zuverlässigkeit halbleitertechnologischer Komponenten erfordern eine Beherrschung lokaler mechanischer Beanspruchungszustände. Besonders wichtig ist die quantitative Bestimmung von Eigenspannungen, die in Materialien ohne äußere Krafteinwirkungen wirken. Diese Arbeit präsentiert neuartige Ansätze zur kombinierten Ionenstrahlpräparation (FIB) und Verzerrungsanalyse mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD), um Eigenspannungen in Halbleiterstrukturen mit hoher Sensitivität und einer Ortsauflösung im Bereich von einigen zehn Nanometern zu detektieren. Im ersten Teil wird ein leistungsfähiger Kreuzkorrelationsalgorithmus zur Detektion von Verschiebungen in Beugungsbildern vorgestellt, der die Grundlage für die Verzerrungsmessung bildet. Die Nachweisempfindlichkeit wird anhand dynamisch simulierter Beugungsbilder demonstriert. Zudem werden Verfahren zur automatischen Optimierung digitaler Bildfilter, zur Detektion von Verschmutzungen des Detektorschirms und zur Quantifizierung der Bildqualität erörtert. Der zweite Teil untersucht den Einfluss von Ionenspezies, Primärenergie und Dosisdichte auf die Oberflächengüte ionenstrahlerodierter Silizium-Oberflächen, bewertet durch hochaufgelöste Strukturaufklärung und molekulardynamische Simulation. Im dritten Teil wird das Anwendungspotential der Methoden anhand einer 60 nm dünnen Strained Silicon on Insulator-Probe demons