Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005

LösungenAbbildung 1:L5: Bestimmung der Ge-Konzentration von SiGe-LegierungenL5: Bestimmung der Ge-Konzentrationvon SiGe-Legierungenmittels EllipsometrieSilizium-Germanium-Legierungen (SiGe) findenin der Halbleiterindustrie vor allem im Hoch- undHöchstfrequenzbereich zunehmenden Einsatz.Zur Optimierung der Bauteil-Performance ist diemöglichst genaue Kenntnis der Germanium-Konzentrationvon großer Bedeutung. Der Einbau vonGermanium in das Silizium-Gitter verändert dieEigenschaften des Materials vor allem im Hinblickauf die elektronische Bandstruktur (Valenz- undLeitungsband, Bandabstand). Da die dielektrischeFunktion (letztlich die Reaktion des Materials aufeine Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld)durch die Bandstruktur (Zustandsdichte der elektronischenNiveaus im Festkörperkristall) bestimmtwird und die dielektrische Funktion den wellenlängenabhängigenkomplexen Brechungsindex desMaterials bestimmt, kann bei hinreichend genauerMessung des letzteren der Germanium-Gehalt derLegierung bestimmt werden.Komplexer Brechungsindex einerepitaktisch gewachsenen SiGe-Schichtauf Si-Einkristall, Energiebereich von2,48 bis 5,17 eV.Im Auftrag von und in Zusammenarbeit mit derFirma austriamicrosystems wurde ellipsometrischder Germanium-Gehalt dünner SiGe-Schichten bestimmt,wobei als zusätzliche Schwierigkeit mechanischeSpannungen innerhalb der Schicht als Folgedes epitaktischen Aufwachsens auf einem Silizium-Einkristallauftraten. Abb. 1 zeigt die optischenKonstanten Brechungsindex und Absorptionskoeffizientals Funktion der Wellenlänge im Bereichdes Interbandüberganges und für verschiedeneGe-Konzentrationen (0 bis 20 Atomprozent), Abb. 2zeigt deren Verhalten im bereits vergleichsweisetransparenten Spektralbereich.Abbildung 2:Komplexer Brechungsindex einerepitaktisch gewachsenen SiGe-Schichtauf Si-Einkristall, Energiebereich von1,13 bis 2,48 eV.Index Kontakte Institute Lösungen MethodenHandbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005135