Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

6.2 Deformationsfelder und Konzentrationsverlauf in SiGe Inseln 89
Substrat
Benetzungs-
Insel
schicht
Silizium
25% Ge
1 2
30% Ge
Abb. 6-15: Totale Deformationen ε xx (□) und ε zz (■) entlang der [001] Richtung
im Inneren einer SiGe Insel auf einem Silizium Substrat. Der Ge-Gehalt ändert sich
bei der Hälfte der Inselhöhe von 25% auf 30%. Bei z=0 (A) befindet sich die
Inselbasis bei (C) erreicht die Insel ihre maximale Höhe. Man erkennt, dass im
Bereich h/2 der Konzentrationssprung im FEM-Modell nicht zu einer abrupten
Veränderung von ε zz führt, sondern über einen Bereich von drei Knoten verschmiert
ist (B). Das entspricht einer Schichtdicke von etwa 8 nm.
Die in der Nähe des (004) Reflexes diffus gestreute Intensität in Abb. 6-16B weist entlang q 001 im
Gegensatz zu einer homogenen Insel Ge-Verteilung zwei Maxima auf: bei =4.565Å -1 ( I )
q
und bei
q
( II )
001
=4.551Å -1 . Maximum (I) entsteht durch Streuung an den relaxierten Bereichen der Insel.
Durch den im Vergleich zur Si 0.3Ge 0.7 Insel geringeren Ge-Gehalt in der unteren Inselhälfte etwas
kleineren vertikalen Gitterparameter wird die diffuse Intensität zu größeren q 001 verschoben ist.
Diese Verschiebung einerseits und ein Phasensprung am Interface andererseits führen zu
Maximum (II). Die durch die unterschiedlichen Bereiche hervorgerufenen vertikalen Schichtdickenoszillationen
(v) sind besonders im Bereich q 001>4.58Å -1 ausgeprägt, ihr mittlerer vertikaler Abstand
beträgt etwa 0.015Å -1 und korrespondiert zur halben Inselhöhe h/2 entsprechend der vertikalen
Ausdehnung der beiden Subbereiche. In der Messung sind diese Oszillationen ebenfalls vorhanden,
während sie in der Simulation für die homogene Insel nicht auftreten. Obwohl die beiden Muster
(M1) und (M2) ansatzweise ausgeprägt sind, ist die Übereinstimmung von Simulation und Messung
noch vergleichsweise schlecht, so dass eine gradierte Insel mit einem Konzentrationssprung bei h/2
ausgeschlossen wird.
001