Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

6.2 Deformationsfelder und Konzentrationsverlauf in SiGe Inseln 87
formationstensor ε xx und ε zz. Während ε zz einen Sprung an der Grenzfläche Substrat-Benetzungs-
schicht erfährt, verläuft ε xx stetig. Dieses Verhalten würde man für das pseudomorphe Aufwachsen
auch erwarten: der größere Gitterparameter in Insel und Benetzungsschicht führt in der näheren
Umgebung der Grenzschicht zu einer starken tetragonalen Deformation, mithin zu einem Sprung
in ε zz, während der laterale Gitterparameter exakt dem des Substrates folgt und erst mit zunehmender
Inselhöhe sich dem für die konkrete Zusammensetzung maximalen Gitterparameterunterschied
annähert. 41 Man erkennt, dass bei der niedrigeren Insel (rote Kurven) das Gitter in Apexnähe
noch nicht vollständig relaxiert ist, während bei der höheren Insel beide Komponenten den
gleichen Wert 0.0125 annehmen, welcher sich aus dem vollständig relaxierten System Si 0.7Ge 0.3/Si
ergibt. Mit zunehmender Tiefe muß der Einfluß der Insel auf das Substrat immer geringer werden
und beide Komponenten sich dem Wert Null annähern. Andeutungsweise wird dieses Verhalten im
linken Teil der Graphen widergespiegelt. Nimmt man für eine grobe Abschätzung laterale
Homogenität für die zz-Komponente des Deformationstensors an, so ergibt sich ein über die Höhe
gemitteltes ε zz von 0.016. In Realität fällt dieser Wert etwas geringer aus, da ε zz außerhalb der
Symmetrieachse für die gleiche Höhe kleiner ist.
Für die Diskussion der einzelnen Konzentrationsprofile wird zunächst nur auf den 004-Reflex
innerhalb der [100]-Zone Bezug genommen. Das ist insofern günstig, als dass in diesem Schnitt
keine Facettenrods das Streubild überlagern und eine systematische Untersuchung des Deformationskontrastes
erschwerten. Die kinematischen Streurechnungen wurden wie oben erläutert für
eine Einzelinsel ohne Substrat ausgeführt.
B 110
h
A
q [A ]
-1
001
4.60
4.58
4.56
4.54
4.52
4.50
-0.05 0.00 0.05
-1
q 100 [A ]
Abb. 6-14: (A) Modell einer homogenen Si 0.7Ge 0.3 Insel von 30% mit B=130nm
und h=65nm auf einem Si(001) Substrat mit einer 2 nm dicken Benetzungsschicht.
(B) simulierte diffuse gestreute Intensität in der Nähe des 004 Inselreflexes (I). Das
Subnetz nach der Verfeinerung besitzt den vierfachen Gitterparameter von Silizium.
41 „Pseudomorph“ bezieht sich also streng genommen nur auf den Grenzbereich Benetzungsschicht/Insel.
B
I
8
7
6
5
log (I)