Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 55: Hauptvortrag

O 55.1: Hauptvortrag

Mittwoch, 24. März 1999, 18:15–18:45, PC4

Oberflächenmorphologie und Spannungsabbau beim Surfactant modifizierten Wachstum von Ge auf Si — •Michael Horn-von Hoegen und Percy Zahl — Institut für Festkörperphysik, Universität Hannover, Appelstr. 2, 30167 Hannover

Der Einsatz von Surfactants (hier Sb, As, bzw. Bi) bei gitterfehlangepaßten heteroepitaktischen Materialsystemen wie Ge/Si erlaubt das Wachstum von glatten geschlossenen Ge Filmen, ohne daß Inselbildung beobachtet wird. Wesentlich für diesen Wachstumsprozeß ist der elastische und plastische Abbau der Misfit-induzierten in-plane Schichtverspannung. Die ersten 8 ML Ge wachsen dabei kohärent zum Si Substrat auf. Die starke Druckspannung in der Ge Schicht (2 × 4.2% Kompression) wird durch Aufrauhen auf nm Skala über elastische Verzerrung zur Ge Volumengitterkonstanten hin abgebaut. Die kontinuierliche Änderung der Gitterkonstanten konnte mit SPA-LEED verfolgt werden. Die damit verbundene Verringerung der Verspannung um bis zu 50% wurde gleichzeitig beim Aufwachsen mit SSIOD (Surface Stress Induced Optical Deflection) bestimmt. Oberhalb einer kritischen Dicke werden letztendlich Versetzungen erzeugt, die sich bei diesem System in einem periodischen Netzwerk in der Grenzfläche anordnen und die Gitterkonstanten von Ge und Si exakt anpassen. Dieser Prozeß ist mit einem deutlichen Verspannungsabbau in der Ge Schicht verbunden. Das Resultat ist ein ab 10 nm Dicke defektfreier und vollständig relaxierter Ge Film, mit dem inzwischen erste p-Kanal Ge MOSFETs realisiert wurden.