Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

24 2 Epitaktisches Wachstum
(2) Sind {115} Seitenfacetten vorhanden, kommt es zu einer sehr schnellen Veränderung der
Inselmorphologie hin zu Pyramidenstümpfen mit {111} Seitenfacetten und einer (001)
Deckfacette.
(3) Sobald die Insel die Form eines Pyramidenstumpfes angenommen hat, erfolgt das
Wachstum hauptsächlich über die (001) Facette. Mit dem Vorhandensein von {111}
Seitenfacetten setzt auch eine Verbreiterung der Insel mit zunehmender Höhe ein.
An Ge-Inseln auf Si(001), die mittels Gasphasenepitaxie gezüchtet wurden, kommt es bei einer
Abscheidungsrate von 3 Monolagen je Minute aufgrund starker Interdiffusion zwischen Ge-Insel
und Si-Substrat zu einem inversen Effekt, bei dem der Facettenwinkel während des Wachstums
sinkt [HZL01].
[110] 500 nm 500 nm
F
K
K
A B
Abb. 2-11: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von Probe 98/1085 mit
nominellem Ge-Gehalt von 9 %. (A) ausgewachsene Insel mit einem Aspektverhältnis
Basisbreite/Höhe von etwa 2 und (B) eine Insel kurz nach dem Übergang
der Morphologie zu einem facettierten Pyramidenstumpf. Neben dem Wachstum über
die (001) Deckfacette gibt es einen zweiten Mechanismus über {111} Seitenfacetten
(F), die vom Fuß der Insel startend nach oben und zur Seite auswachsen. Zur
besseren Visualisierung wurde ein solcher Bereich umrandet, ähnliche Muster finden
sich an den anderen Seiten. Durch den Umstand, dass diese Flächen vor Erreichen
des Inselapex beziehungsweise in lateraler Richtung vor Erreichen der Kanten in
ihrem Wachstum stoppen, führt einerseits zu einer Verbreiterung der 〈101〉 Kanten
andererseits zu einer leichten Verrundung des oberen Abschlusses. Dieser Prozeß
setzt bereits kurz nach dem Morphologieumschlag hin zu facettierten
Pyramidenstümpfen ein, wie man an den einspringenden Kanten (K) im rechten Bild
erkennt.
In Abb. 2-11 sind zwei rasterelektronenmikroskopische 4 Aufnahmen unterschiedlicher Inselstadien
der schon mit AFM untersuchten Probe 98/1085 gezeigt, an denen man deutlich beginnend am
Inselfuß das sukzessive Aufwachsen von {111} Facetten (F) beobachten kann (Teilbild A), ohne
dass diese in jedem Fall völlig auswachsen. Offensichtlich funktioniert dieser Prozeß bereits kurz
nach dem Übergang zu Pyramidenstümpfen, wie man in Teilbild B an den verbreiterten 〈101〉
4 Im folgenden wird das kürzere sich aus dem Englischen von „Scanning Electron Microscopy“ ableitende Akronym SEM für diese
Methode benutzt. Daneben ist in der deutschsprachigen Literatur auch REM als Abkürzung gebräuchlich.