Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

76 6 SiGe/Si Inselstrukturen
grund des komplexen Wechselspiels von lokaler Deformation und Größe nicht direkt
in eine Größe umgerechnet werden. Erst durch angepaßte Simulationen lassen sich
quantitative Aussagen machen.
In Abb. 6-4 ist für Probe 1082 die diffuse gestreute Intensität in der Nähe des 004 Reflexes
innerhalb der [110]-Zone gezeigt. Der Si-Substratreflex wurde nur hinsichtlich seiner Lage
bestimmt, nicht jedoch explizit vermessen, da aufgrund seiner sehr hohen Intensität die Empfindlichkeit
auf intensitätsschwache Details im diffusen Bereich stark herabgesetzt wäre. Experimentell
erreicht man das, indem die 2Θ-Position des PSD so verändert wird, dass der Substratpeak nicht in
den Detektor trifft. Dabei ist in exakter Braggposition nicht zu vermeiden, dass der angeregte
hochintensive Substratreflex in der aus einem evakuierten Rohr bestehenden Detektorhalterung
Streustrahlung verursacht, das als intensitätsstarkes Merkmal (P) in allen hochaufgelösten Weitwinkelmessungen
auftritt. Daneben verursachen die Ausläufer der vom Monochromator
angebotenen endlichen Primärsstrahldivergenz den sogenannten Monochromatorstreak (M), der
ebenfalls in allen hochaufgelösten Messungen vorhanden ist.
Die untersuchten Inseln weisen aufgrund des Germaniumanteils einen tendenziell größeren vertikalen
Gitterparameter auf, so dass die von der Insel gestreute Intensität bei kleineren q 001 als der
eigentliche 004 Si-Reflex erscheint. Da die Facettennormalen der die Insel begrenzenden {111}
Flächen in der Beugungsebene liegen, führt in dieser Zone der Gitterabbrucheffekt zu Intensitätsmerkmalen
(F) senkrecht zu diesen Flächen, der gleiche Effekt durch die (001) Flächen (sowohl die
unbedeckten Teile des Substrates als auch die Deckfacetten) bedingt, verursacht den sogenannten
Crystal Truncation Rod (CTR), der entlang [001] verläuft. Dieser ist überlagert von vertikalen
Schichtdickenoszillationen infolge der endlichen kaum variierenden Inselhöhe. Lateral führt der
gleiche Effekt zu Oszillationen ganz analog zu den GISAXS-Beobachtungen. Das Maximum des
Inselreflexes entlang des CTR befindet sich bei q 001= 4.565Å -1 , was auf eine mittlere relative
Gitterfehlpassung zum Substrat von 1.4% schließen läßt. Dieser Wert korrespondiert nicht direkt
mit einem bestimmten Ge-Gehalt, da einerseits die Relaxation des Gitters vom Inselfuß zum Apex
unterschiedlich stark erfolgt, andererseits der Ge-Gehalt lokal variieren kann. Neben dem CTR
erscheinen laterale Oszillationen (K), die durch die Korrelation der Inselpositionen hervorgerufen
werden, jedoch mit steigendem lateralen Impulsübertrag rasch abfallen. Der Abstand dieser Peaks
untereinander innerhalb der [110]-Zone beträgt ∆ =0.0014Å -1 HRXRD
q110 . In diesem Zusammenhang ist
es wichtig, auf das experimentelle Auflösungselement hinzuweisen. In dieser Messung wurde über
etwa ein Gebiet von 0.006Å -1 senkrecht zur Beugungsebene integriert, so dass nicht alle in diesem
Schnitt vorhandenen Korrelationspeaks (K), wie später anhand von GISAXS in-plane Messungen
gezeigt wird, durch Korrelation in der [110]-Zone sondern nur durch die Projektion auf diese
abgebildet werden. Für die Bestimmung der inneren Zusammensetzung, der genauen Form und
der Spannungsverteilung in den Inseln wird vorab dieses Detail außer acht gelassen und auf Kap.
6.3 verwiesen.
In Abb. 6-5 sind zwei Schnitte durch die vorangestellte Messung abgebildet: für q 001=4.561Å -1 ,
dieser verläuft exakt durch das Maximum der Korrelationspeaks, und bei einem kleineren
q 001=4.525Å -1 , um die Oszillationen (G) besser zu veranschaulichen. Aufgrund des äußerst
komplexen Wechselspieles von lokaler Deformation, Größe und Germaniumverteilung lassen sich