Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 24: Poster II
HL 24.60: Poster
Donnerstag, 29. März 2001, 10:30–19:00, Rang S\ 3
Morphologie MBE-gewachsener CaF2-Schichten auf Si(111) — •B.H. Müller, C. Wang und K.R. Hofmann — Inst. für Halbleiterbauelemente und Werkstoffe, Appelstr 11a, 30167 Hannover
Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung in der Halbleitertechnologie ist das Interesse an dünnen und defektfreien Isolatorschichten sehr groß. Neben klassischen Isolationsaufgaben können sich mit ihnen neue, auf quantenmechanischen Grundlagen basierende Bauelemente realisieren lassen. Mit einer Gitterfehlanpassung von nur 0.6% bei Raumtemperatur und einer kompatiblen Kristallgitterstruktur ist CaF2 ein vielversprechender Kandidat für epitaktische Isolatorschichten auf Si(111).
Mittels MBE wurden 3–8nm dicke CaF2-Filme auf Si(111)-Substraten abgeschieden und hauptsächlich mit AFM-Messungen charakterisiert. Abhängig von der Substrattemperatur konnten dabei verschiedene Wachstumsmodi unterschieden werden: Substrattemperaturen unter ca. 350∘C ergeben sehr rauhe CaF2-Oberflächen (rms ca. 1.7nm). Zwischen etwa 350 und 400∘C zeigt die Oberfläche ein Lage-für-Lage-Wachstum mit 3–4 sichbaren Lagen. Die rms Werte liegen hier bei etwa 0.3nm. Aus der Form und Orientierung der epitaktischen Inseln läßt sich ablesen, dass CaF2 in der gegenüber dem Substrat um 180 gedrehten B-Filmorientierung aufwächst. Oberhalb von 400-450∘C werden die CaF2-Inseln erwartungsgemäß isotroper, aber die Rauhigkeit (rms ca. 0.7nm) nimmt überraschenderweise wieder zu.
Wir werden ein Modell zur Interpretation dieses Verhaltens vorstellen.