Interrelationship of interdiffusion and microstructure in thin film systems

Abstract

This thesis addresses the interrelationship of microstructure and interdiffusion in thin film systems. To this end, completely miscible thin film (model) systems have been prepared, by thermal evaporation and magnetron sputtering, with carefully tailored microstructures, which have been characterised by atomic force microscopy, X-ray diffraction and (high resolution) transmission electron microscopy. Interdiffusion in the thin films has been investigated by Auger electron spectroscopy and X-ray photo electron spectroscopy sputter-depth profiling and the following topics are dealt with: interdiffusion in amorphous Si-Ge alloys, the role of vacancy sources and sinks in single crystalline Ag-Au bilayers and the interrelation of interdiffusion and stress in single crystalline Ag-Pd bilayers.

Diese Arbeit befasst sich mit ded Wechselwirkung zwischen Mikrostruktur und Interdiffusion in Dünnschichtsystemen. Dazu wurden vollständig mischbare (Model)systeme mit Hilfe von thermischem Verdampfen und Magnetronsputtern hergestellt, die eine sorgfältig eingestellte Mikrostruktur aufweisen. Diese wurde mit Rasterkraftmikroskopie, Röntgendiffraktion und (hochauflösender) Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Die Interdiffusion in den dünnen Schichten wurde mit Hilfe der Augerelektronenspektroskopie und der Röntgenphotoelektronenspektroskopie Sputter-Tiefenprofilierung untersucht und dabei die folgenden Themen behandelt: Interdiffusion in amorphen Si-Ge Festkörperlösungen, die Rolle von Leerstellenquellen und -senken in einkristallinen Ag-Au Doppelschichten und die Wechselwirkung zwischen Interdiffusion und Spannung in einkristallinen Ag-Pd Doppelschichten.