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Schichten haben dagegen einkristallinen Charakter und besitzen die gleiche Gitterorientierung wie
das Grundmaterial. Die TEM-Aufnahmen zeigen außerdem im laserbeeinflußten Lochrandbereich die
Existenz von Gitterstörungen in Form von Versetzungslinien. Die Versetzungsdichte nimmt vom
Bohrlochrand zum Grundmaterial, das praktisch frei von Versetzungen ist, ab. Diese Beobachtungen
legen nahe, daß das abgelagerte Material während des Bohrprozesses eine Umwandlung vom
polykristallinen in den einkristallinen Zustand durchläuft und dabei epitaktisch an das Grundmaterial
anwächst. Offensichtlich kommt es durch die wiederholte Wärmebeeinflussung zum teilweisen
Ausheilen der Versetzungsanordnungen, die einerseits infolge plastischer Relaxation thermischer
Spannungen und andererseits im Ergebnis der Umwandlung der Kristallstruktur (misfit dislocations)
entstanden sind.
Die Abb. 4 zeigt TEM-Aufnahmen des Lochrandbereiches aus den mittleren und unteren
Lochabschnitten. Sie belegen im Einklang mit den Ergebnissen der REM-Untersuchungen der Loch-
querschnitte, daß mit zunehmender Annäherung an den Lochgrund die Dicke der Materialab-
lagerungen abnimmt. Besonders hervorzuheben ist jedoch der Befund, daß dabei auch die nachweis-
baren Werkstoffschädigungen abnehmen. So findet man 40 um oberhalb des Lochgrundes bei einem
lichten Lochdurchmesser von 15 um eine laserbeeinflußte Randzone von maximal 3 um Breite (Abb.
4a). Risse treten nur vereinzelt innerhalb dieser schmalen Randzone auf. An manchen Löchern
konnten keinerlei Hinweise auf eine Werkstoffbeeinflussung festgestellt werden. An Querschnitten,
die etwa 10 um oberhalb des Bohrlochgrundes lagen, waren auch bei hohen Vergrößerungen im
TEM keine Kristallschädigungen nachweisbar (Abb. 4b). Diese Beobachtungen führen zu der
Schlußfolgerung, daß einzelne Laserpulse geringer Pulsenergie beim Bohren im Silizium noch keine
Störungen hervorrufen. Zur Entstehung von Kristalldefekten und Rissen kommt es offenbar erst
durch die Wiederanlagerung von abgetragenem Material beim Bohren mit vielen Pulsen
1 um.
um Bild 4a: TEM-Aufnahmen des Lochrandbereiches einer
120 um tiefen Bohrung; Querschnittsebene 40 um
über dem Lochgrund; I beim Ionendünnen abgelagerte
Schicht; II polykristalline Ablagerungen; III gestörte
Randzone mit Versetzungen; IV ungestörter Einkristall