Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

128 8 Zusammenfassung
partiellen Abtrag der Benetzungsschicht eine weitaus größere Bedeutung bei der Entstehung von
Insel-Insel-Korrelation zukommt als bisher angenommen wurde.
Zur Aufklärung der inneren Zusammensetzung in den SiGe Inseln wurden hochaufgelöst die
Intensitätsverteilungen in der Nähe des symmetrischen 004 und der beiden asymmetrischen -404
und -1-13 Gitterpunkte vermessen, wobei aufgrund der Geringfügigkeit des Inselsignals ausschließlich
Synchrotronstrahlung verwendet wurde. Die Verteilungen enthalten Informationen über
Größe und Form sowie chemische Zusammensetzung und die daran eng geknüpfte Verbiegung
der Netzebenen in den Inseln. Darüber hinaus führt die Anordnung der Inseln zu Intensitätsmaxima
in der Nähe des Truncation Rod, aus denen auf den mittleren Abstand der Objekte im
Ortsraum geschlossen werden kann.
Um den Deformationszustand in den SiGe Inseln zu bestimmen, wurden Finite Elemente
Berechnungen durchgeführt. Das in einem Zwischenschritt auf einem regulären dichteren Zielnetz
approximierte Deformationsfeld diente als Eingangsgröße für die sich anschließenden
kinematischen Streurechnungen. Bei konstant gehaltener äußerer Form wurden für verschiedene
Modelle mit homogenem Ge-Gehalt, linearem Profil, diskretem Verlauf und pyramidenförmiger
Inklusion die Streumuster simuliert, wobei ein abrupter Konzentrationssprung von 25% auf 30%,
bzw. 32% auf 38% Germanium in den Inseln einer zweiten Probe, bei einem Drittel der Höhe des
Pyramidenstumpfes die Messungen am besten reproduziert. Dieser Befund legt die Vermutung
nahe, dass auch für Ge-Konzentrationen, bei denen die Inselentstehung mittels AFM zeitlich nicht
mehr aufgelöst werden kann, das Inselwachstum anfangs über immer steilere Facetten bis {115}
stattfindet, gefolgt von einer raschen Morphologieänderung zu {111} facettierten Pyramidenstümpfen
mit (001) Deckfacette und anschließendem Wachstum entlang [001].
Aufgrund des nur geringfügig unterschiedlichen Streuvermögens der beiden beteiligten Atomspezies
Silizium und Germanium sind die Messungen nur mittelbar über die Deformation des
Gitters auf die chemische Zusammensetzung empfindlich, wie anhand vergleichender Simulationen
mit und ohne Kompositionseinfluß bei gleichem Einfluß des Deformationsfeldes nachgewiesen
werden konnte.
Neben Intensitätsbeiträgen komprimierter Inselbereiche in hochaufgelösten in-plane GID-Intensitätsverteilungen
ließ sich mittels kinematischer Simulationen ein starker Einfluß kompressiv
deformierter Bereiche des Substrates und der Benetzungsschicht auf die Intensitätsverteilung nachweisen.
Im Rahmen zukünftiger Simulationen, denen zunächst ein breiteres Spektrum von FEM
Modellen zugrunde liegen muß, und die darüber hinaus den Streuprozeß dynamisch behandeln,
hätte man mit dieser Methode einen erfolgversprechenden Zugang zu morphologischen Eigenschaften
der Benetzungsschicht sowie zum Deformationsfeld in der Inselumgebung.
Zur Beschreibung der beobachteten Korrelationseffekte in Weitwinkelbeugung wurde eine in-plane
Korrelationsfunktion konstruiert. Diese enthält mit Rücksicht auf die endliche experimentelle
Kohärenzlänge zunächst eine phasenrichtige Summation über die gestreuten Amplituden von
Einzelinseln innerhalb kohärent abgetasteter Gebiete und eine anschließende Summation über die
von diesen Ensembles gestreuten Intensitäten.