Kormann, O: Hochfrequenz-Untersuchungen an paramagnetischen

Wasserstoff spielt bei der Herstellung von Halbleitern eine wichtige Rolle. In vielen Produktionsschritten von Halbleiterbauelementen, wie dem Ätzen von Strukturen und Schaltkreisen, ist Wasserstoff in Form von wässrigen Säuren und Lösungen vorhanden. Er diffundiert aufgrund seiner geringen Größe sehr leicht durch das Material und kann chemische Reaktionen mit dem Halbleiter, eingebrachten Fremdatomen (Dotierung) oder Verunreinigungen (Sauerstoff) eingehen. Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass Wasserstoff im Halbleiter Störstellen (Dotieratome) passivieren [Pankove 1991, Pearton 1992] oder in bestimmten Temperaturbereichen die Sauerstoffdiffusion stark beschleunigen kann [Murray 1991, Myers 1992]. Dabei sind die zugrunde liegenden Prozesse oft noch nicht ganz verstanden. Um weitere Erkenntnisse über die ablaufenden Prozesse zu erhalten, wird in dieser Arbeit der Einfluss von Bor-Dotierung, Phosphor-Dotierung und Sauerstoff auf die Bildung wasserstoffähnlicher Myonenspezies in Silizium untersucht.

Das positive Myon kann wie das Proton ein Elektron an sich binden und bildet somit wasserstoffähnliches Myonium. Da das Myon etwa 1/9 der Masse des Protons besitzt kann Myonium als leichtes Wasserstoff-Isotop angesehen werden, das sich chemisch nahezu identisch verhält. Die Myonenspektroskopie ist durch die Verwendung kernphysikalischer Methoden wesentlich empfindlicher bei der Vermessung geringster Wasserstoff-Konzentrationen, wie sie im Halbleiter vorkommen, als herkömmliche Methoden wie z.B. NMR, ESR oder IR-Spektroskopie. So wurde Myonium auf einem Bond-Center Platz (MuBC) schon 14 Jahre vor dem entsprechenden Wasserstoffzustand, in der NMR als AA9-Zentrum bekannt, entdeckt. Zusätzlich werden bei der Verwendung von Myonen Probleme wie Wasserstoff-Agglomeration oder Strahlenschädigungen, wie sie bei starker Protonenbestrahlung auftreten, elegant umgangen.

Die Stuttgarter Myonengruppe des Max-Planck-Institutes für Metallforschung untersucht schon seit längerem mit