Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3844
Goryll, Michael
Untersuchung des selbstorganisierenden Wachstums von Ge-C-Si/Si-Strukturen im Hinblick auf nulldimensionale Effekte
VIII, 189 S., 2001
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung morphologischer, optischer
und elektronischer Eigenschaften nominell reiner Germanium-Inseln auf
Si(001)-Substraten mit und ohne Kohlenstoff-Prädepositionsschicht. Als
Epitaxieverfahren kommt die Niederdruck-Gasphasenepitaxie (LPCVD) zum Einsatz.
Bei der Abscheidung von Ge auf Si bei einer Substrattemperatur von
700°C wird das Auftreten zwei unterschiedlicher Inseltypen, d.h.
kleiner, flacher, pyramidenförmiger und großer, annähernd runder Inseln mit
steilen Facetten beobachtet.
Aus Photolumineszenzmessungen an derartigen Inselschichten läßt sich
schließen, daß die großen runden Inseln eine hohe Rekombinationseffizienz
aufweisen. Kalibrationsmessungen zum Einbau von Kohlenstoff in eine
Si0.88Ge0.12-Schicht bei der Deposition von Propan bei 700°C
zeigen, daß bis zu 0.09% Kohlenstoff substitutionell inkorporiert werden
kann. Die Modifikation der Inselbildung durch eine
Kohlenstoffschicht wird untersucht, indem ca. 0.01 bis 0.03
Monolagen C bei 700°C vor der Ge-Deposition abgeschieden werden.
Bei einer Depositionstemperatur der Ge-Schicht von 600°C ergibt sich
eine homogene Inselverteilung mit lateralen
Inselgrößen von 8nm bis 25nm. Damit kann gezeigt werden, daß die
Modifikation des Inselwachstums auch unter Verwendung der
Niederdruck-Gasphasenepitaxie möglich ist.
Abschließend wird die Möglichkeit der Verwendung von Ge-Inseln für
elektronische Bauelemente anhand des Beispiels einer Esaki-Tunneldiode
verdeutlicht. Ferner erlaubt die
Präparation von Si-Mesen mittels selektiver Epitaxie die gezielte
Beeinflussung der Entstehung von Ge-Inseln auf flachen, d.h. hochindizierten
{1 0 12} -Facetten.
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