Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

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Schichten in Hinblick auf Dicke, mittlere Deformation und chemische Komposition. Mit Hilfe der
linearen Elastizitätstheorie läßt sich für planare Strukturen vergleichsweise einfach die Deformation
angeben. Bei der Bestimmung des Deformationszustandes in dreidimensionalen Strukturen
dagegen erweist sich ein analytisches Vorgehen als ausgesprochen schwierig, insbesondere dann,
wenn komplizierte Konzentrationsprofile zugrunde gelegt werden. Mit der numerisch arbeitenden
Methode der Finiten Elemente (FEM) bietet sich für dieses Problem ein praktikabler Ausweg an.
Eine direkte Rückrechnung der Streuintensitäten auf Größe, Form und Zusammensetzung der
Streuer ist nicht möglich, vielmehr geht die vorgestellte Methode von Modellannahmen zu diesen
Parametern aus. Unter Berücksichtigung des numerisch mittels FEM bestimmten Deformationsfeldes
wird zunächst die diffus gestreute Intensität simuliert. Diese läßt sich dann mit den
experimentellen Daten vergleichen. In einem iterativen Verfahren wird durch Modifikation des
Ausgangsmodells die Übereinstimmung verbessert, um so auf das tatsächlich in den Inseln
vorliegende Profil rückschließen zu können.
Die Arbeit ist wie folgt gegliedert:
In Kap. 2 werden zunächst die Grundlagen beim epitaktischen Schichtwachstum referiert, wobei
insbesondere auf das Wachstum aus der Flüssigphase eingegangen wird. Am Beispiel von SiGe
Inseln auf Si(001) wird detailliert der Prozeß der Entstehung von Einzelinseln und Insel-Insel-
Korrelation mittels Atomkraftmikroskopie (AFM) untersucht. Da bei höheren Ge-Gehalten das
Wachstum zunehmend schneller stattfindet, lassen sich Wachstumsstadien von Einzelinseln mit
direkten Verfahren nur bei vergleichsweise niedrigen Konzentrationen kleiner etwa 10% auflösen.
Dagegen läuft bei Gehalten größer 30% die Entstehung von Insel-Insel-Korrelation auf Zeitskalen
- respektive unterschiedlichen Bedeckungsgraden - ab, welche einen direkten Einblick in diesen
Sekundärprozeß mit AFM gestatten. Kap. 3 gibt einen Überblick über die sich aus unterschiedlichen
Näherungen zur Lösung der Wellengleichung ergebenden Sichtweisen der Beugung von
Röntgenstrahlung. Kap. 4 stellt die experimentell verwendeten Streugeometrien zur Erfassung von
Intensitätsverteilungen im reziproken Raum vor. Die Vorgehensweise bei der Simulation diffuser
Intensität in kinematischer Näherung unter Benutzung numerisch bestimmter Deformationsfelder
mittels FEM wird in Kap. 5 näher erläutert. Dieser Apparat wird in Kap. 6 auf das System
SiGe/Si(001) angewendet, um Aussagen über Größe, Form, chemische Zusammensetzung,
Deformationsfeld und Korrelation in den vorliegenden Inseln machen zu können. Anhand diffuser
Röntgenstreuung begleitet von kinematischen Simulationen wird in Kap. 7 an Quantenpunkten des
Systems InP/InGaP/GaAs(001) gezeigt, inwiefern eine Formasymmetrie der Inseln sich auf die
Asymmetrie des Relaxationsverhaltens überträgt. Kap. 8 ist eine Zusammenfassung der Arbeit.