Diffusion von Gold in Germanium

Abstract

Die Diffusion von Gold in Germanium in nahezu versetzungsfreiem Germanium wurde zwischen 500°C und 920°C untersucht. Die Diffusionsprofile wurden durch Messungen des Ausbreitungswiderstands oder mit Hilfe des Radiotracer-Verfahrens bestimmt. Die aus Langzeit-Temper-Versuchen (0,5 h bis 237 h) bestimmten Diffusionskoeffizienten hängen nach einem Arrhenius-Gesetz von der Temperatur ab (Aktivierungsenthalpie 1,45 eV; präexponentieller Faktor 5,1E-7 m2/s). Ein Vergleich mit Literaturdaten zeigt, daß der Diffusionskoeffizient von Au in Ge von der Versetzungsdichte unabhängig ist und - im Gegensatz zum Ge-Selbstdiffusionskoeffizienten - nicht durch Leerstellen im thermodynamischen Gleichgewicht kontrolliert ist. Dies legt die Vermutung nahe, daß Au in Ge über einen Au-Zwischengitteratome kontrollierten dissoziativen Mechanismus diffundiert. Kurzzeit-Temper-Versuche (10 s - 626 s) zur Diffusion von Au in Ge sind damit im Einklang.

The diffusion of Au in Ge was studied by means of the spreading-resistance method and, to a lesser extent, the radiotracer technique. It is shown to take place via the dissociative mechanism, which, even in the virtually dislocation-free Ge used in the present investigations, is Au-interstitial-controlled. Au is the only element yet found that undergoes interstitial-substitutional diffusion in Si, Ge, and their alloys.