Christoph Bergmann

Lehrstuhl für Kristallografie und Strukturphysik
Staudtstr. 3
D-91058 Erlangen


Doktorand Nov. 2011 - Juli 2015

Quantitative Analyse diffuser Röntgenstreuung an Sauerstoffnanopräzipitaten in Siliziumeinkristallen

Nach dem Czochralski-Verfahren gezüchtete Siliziumkristalle bilden das Ausgangsmaterial für integrierte Schaltkreise aller Art. Der perfekte Einkristall wird während Temperaturbehandlungen im Produktionsprozess gezielt mit Sauerstoffclustern versehen, die die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kristalls in gewünschter Art und Weise modifizieren und die langzeitige Funktion des Chips garantieren.

Aufgrund des Verspannungsfeldes, das von diesen Punktdefekten ausgeht und das die ansonsten perfekte Translationsymmetrie des Einkristalls bricht, stellen Sauerstoffnanopräzipitate ein ebenso interessantes wie industriell relevantes Probensystem für Röntgenbeugungsmethoden dar. In der vorliegenden Arbeit wurde diffuse Streuung in der Umgebung des Bragg-Reflexes analysiert und quantitativ hinsichtlich Präzipitatgrößen und –dichten ausgewertet. Die In-situ-Fähigkeit – also das Sichtbarmachen der Defektbildung bei Temperaturen von bis zu 1000 °C – wurde demonstriert. Darüber hinaus wurden in einem Experiment mit hochgradig Bor-dotiertem Material Spannungsabbaumechanismen durch die Ausdiffusion von interstitiellen Gitteratomen identifiziert. Link zur Dissertation

Publikationen

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, M. Weißer, A. Magerl, Radial oxygen precipitation of a 12” CZ silicon crystal studied in-situ with high energy X-ray diffraction, physica status solidi (c) 2014, 211, 2450-2454. doi:10.1002/pssa.201400062

C. Bergmann, A. Gröschel, J. Will, A. Magerl, Strain Relief via Silicon Self-Interstitial Emission in Highly Boron-doped Silicon: A Diffuse X-ray Scattering Study of Oxygen Precipitation, Journal of Applied Physics 2015 118, 015707. doi:10.1063/1.4926429

J. Will, A. Gröschel, C. Bergmann, A. Magerl, In-Situ Observation of the Oxygen Nucleation in Silicon with X-Ray Single Crystal Diffraction, Solid State Phenomena 2011, 178, 353-359.

A. Gröschel, J. Will, C. Bergmann, H. Grillenberger, S. Eichler, M. Scheffer Czygan, A. Magerl, Structural Defect Studies of Semiconductor Crystals with Laue Topography, Solid State Phenomena 2011, 178, 360-365.

J. Will, A. Gröschel, C. Bergmann, A. Magerl, In-situ measurement of thickness-dependent Pendellösung oscillations from a precipitation process in silicon at 650° C, physica status solidi (c) 2012, 9, 1920-1923.

J. Will, A. Gröschel, D. Kot, M. Schubert, C. Bergmann, H.-G. Steinrück, G. Kissinger, A. Magerl, Oxygen diffusivity in silicon derived from dynamical X-ray diffraction, Journal of Applied Physics 2013, 113, 073508.

J. Will, A. Gröschel, C. Bergmann, E. Spiecker, A. Magerl, Diffusion-driven precipitate growth and ripening of oxygen precipitates in boron doped silicon by dynamical x-ray diffraction, Journal of Applied Physics 2014, 115, 123505.

A. Gröschel, J. Will, C. Bergmann, A. Magerl, Misfit Strain of Oxygen Precipitates in Czochralski Silicon Studied by Energy Dispersive X-ray Diffraction, Journal of Applied Physics 2014, 115, 233507.

J.Will, A. Gröschel, C. Bergmann, M. Weißer, A. Magerl, Growth and nucleation regimes in boron doped silicon by dynamical x-ray diffraction, Applied Physics Letters 2014, 105, 111902.

Konferenzbeiträge

Vorträge:

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, M. Weißer, A. Magerl, Double-crystal-diffraction measurements of oxygen clusters in single-crystalline silicon, DPG-Jahrestagung 2012, Regensburg (Deutschland).

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, M. Weißer, A. Magerl, Double crystal diffraction measurements of oxygen clusters in single crystalline silicon, GADEST 2013, Oxford (Großbritannien).

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, M. Weißer, A. Magerl, Studying the growth of nanoparticles in a crystalline matrix with dynamical X-ray diffraction, MRS Spring Meeting 2014, San Francisco (Vereinigte Staaten), prämiert durch "best graduate students' presentation within the MRS symposium AAA award".

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, M. Weißer, A. Magerl, Precipitation dynamics of oxygen in boron-doped CZ-silicon measured with dynamical X-ray diffraction, EMRS Spring Meeting 2014, Lille (Frankreich).

J. Will, C. Bergmann, A. Magerl, Oxygen Precipitation Investigated by Dynamical X-ray Diffraction, EMRS 2014, Lille (Frankreich), Eingeladener Vortrag.

L. Stockmeier, C. Bergmann, M. Zschorsch, L. Lehmann, J. Friedrich, Point defects in heavily As-doped Czochralski Silicon, EMRS 2014, Lille (Frankreich).

Poster:

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, M. Weißer, A. Magerl, Double crystal diffraction measurements of oxygen clusters in single crystalline silicon, DGK-Jahresmeeting 2013, Freiberg (Deutschland).

C. Bergmann, J. Will, A. Gröschel, A. Magerl, Nanoprecipitates in single-crystalline silicon identified by diffuse dynamical diffraction, Fall Meeting MRS 2014, Boston (Vereinigte Staten).