Electrical characterization of transition metals in silicon: a study on titanium, cobalt, and nickel and their interaction with hydrogen

Silizium ist ein wichtiger Rohstoff unserer modernen Welt. Mikroelektronik, Sensorik und Photovoltaik sind drei wichtige Anwendungsgebiete, die aus unserem täglichen Leben heute nicht mehr wegzudenken sind. Entscheidend für all diese Anwendungen ist das Verständnis der elektrischen Eigenschaften des Materials, welche durch Defekte und Verunreinigungen beeinflusst werden. Die Übergangsmetalle sind eine wichtige Klasse von Verunreinigungen im Silizium, da sie die elektrischen Eigenschaften stark beeinflussen. Auch ist bekannt, dass Wasserstoff, welcher in vielen Prozessen in Silizium eindringen kann, mit vielen Defekten reagiert. In der vorliegenden Dissertation wird die Wechselwirkung von Wasserstoff mit den Metallen Titan, Kobalt und Nickel mit Hilfe der kapazitiven Messmethoden DLTS und MCTS untersucht. Verschiedene elektrisch aktive Metall-Wasserstoff-Komplexe können nachgewiesen werden. Auch eine Passivierung der Metalle durch Wasserstoff wird beobachtet. Neben den Reaktionen mit den Metallen wird auch eine Wechselwirkung des Wasserstoffs mit im Silizium vorhandenem Kohlenstoff untersucht. Für eine Einordnung der Ergebnisse werden diese mit dem aus der Literatur bekannten Verhalten benachbarter Elemente verglichen.