Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

72 6 SiGe/Si Inselstrukturen
die ein Artefakt der Simulation ist. Die Begrenzung der perfekten Insel ist in dieser Ebene vor-
gegeben durch die 〈101〉 Kanten, die einen Winkel von 45° mit der Oberfläche einnehmen. In dem
verwendeten Finite Elemente Modell besteht die Insel aus einzelnen kleinen Kuboiden, so dass die
Inselkanten eine modellbedingte künstliche Verbreiterung aufweisen, die zu diffuser Intensität
infolge des Abbrucheffektes unter 45° führt. Aus SEM Untersuchungen konnte nicht zweifelsfrei
geklärt werden, ob bei diesen vergleichsweise kleinen Inseln eine Verbreiterung der Kanten wie sie
in Kap. 2.4.1 an Inseln mit Basisbreiten um 1 µm beobachtet wurden, vorliegt.
Da die diffuse Streuung an mesoskopischen Strukturen schwach ist, wurden die hochaufgelösten
Beugungsmessungen sowie Kleinwinkelstreuung an verschiedenen hochbrillanten Synchrotronquellen
durchgeführt. Dabei lag die Energie der verwendeten Strahlung bei 8 keV, bei einer
spektralen Breite von etwa 31 ∆λ/λ=6×10 -5 . Für die meisten Messungen kam ein positionsempfindlicher
Detektor zum Einsatz, der, wie in Kap. 4.1 beschrieben, die Intensitätsverteilung
entlang eines Schnittes im reziproken Raum registriert. Zur Erhöhung des Dynamikbereiches der
Messungen wurden Aluminiumabsorber verschiedener Dicke eingesetzt.
In Abb. 6-3 ist die diffuse Streuung in der Nähe des reziproken Ursprungs für die Probe 1082
dargestellt. Der einfallende Strahl trifft die Oberfläche unter einem Winkel von 0.3°. Um den nutzbaren
Dynamikbereich des PSD an die diffus gestreuten Intensitäten anzupassen, wurde die
Intensität entlang des (00l) CTR durch einen Absorberdraht (Ab) ausgeblendet. Die beste
Übereinstimmung konnte für eine Insel der Basisbreite 130 nm bei einer Höhe von 65 nm erreicht
werden. Im Vergleich mit den kinematisch simulierten Intensitäten aus Abb. 6-2 existieren folgende
Unterschiede:
(1) Die Facettenrods (F) der Inselformfunktion haben in der Messung ihren Ursprung nicht
bei Null sondern bei einem q 001=0.027 Å -1 . Infolge der Brechung kommt es zu einer Intensitätsüberhöhung
genau für den Fall, dass Ein- und/oder Austrittswinkel gleich dem kri-
tischen Winkel der Totalreflexion α krit ist (Yoneda-Peak [Yon63]). Für Silizium beträgt
Yoneda
bei der verwendeten Wellenlänge αkrit=0.22°, so dass sich genau als Ausgangspunkt
für die Facettenrods ergibt.
(2) Da in der Simulation der Effekt der Reflexion nicht berücksichtigt ist, fehlt der spekular
reflektierte Strahl und somit auch die durch ihn verursachte diffuse Streuung.
(3) In der Messung überlagert die Korrelationsfunktion G(q) die Formfunktion der Einzelinsel.
Da jedoch der Abstand der Inseln größer als die doppelte Inseldiagonale ist, lassen sich
Form- und Korrelationspeaks (K) deutlich voneinander trennen. Entlang 〈100〉 erkennt
man im Ansatz diffuse Intensität unter einem Winkel von 45°, die darauf schließen läßt,
dass die Kanten der Insel nicht perfekt 1-dimensional sind, sondern eine endliche Ausdehnung
besitzen. Für Inseln mit Basislängen von etwa 1 µm, konnte eine solche Zersplitterung
mittels SEM nachgewiesen werden, siehe Kap. 2.4.
31 Wert bei einer Energie von 8 keV an der Strahlquelle ID10B der ESRF
q 001