Regensburg 2002 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 3: Heterostrukturen I

HL 3.9: Talk

Monday, March 11, 2002, 12:30–12:45, H14

Topographische und elektrische Charakterisierung von Si/CaF₂ -Heteroschichtfolgen 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 damit neue, auf quantenmechanischen Grundlagen basierende Bauelemente realisiert werden. Mit einer Gitterfehlanpassung von nur 0.6% bei Raumtemperatur und einer kompatiblen Kristallgitterstruktur ist CaF₂ ein vielversprechender Kandidat für epitaktische Isolatorschichten auf Si(111). Als elementares quantenmechanisches Bauelement wurde die Herstellung eines aus einer CaF₂/Si/CaF₂– Schichtfolge bestehenden Quantentopfes untersucht. Wachstumsphysikalisch problematisch ist hierbei der große Unterschied in den freien Oberflächenenergien von Si(111) und CaF₂. Er fördert zwar die Benetzung von Si durch CaF₂, behindert aber gleichzeitig den komplementären Schritt. Mittels MBE wurden auf Si(111)-Substraten sowohl Si/CaF₂/Si(111)– als auch komplette CaF₂/Si/CaF₂/Si(111)– Schichtfolgen abgeschieden, und morphologisch hauptsächlich mit AFM-Messungen charakterisiert. Es werden geeignete Wachstumsbedingungen vorgestellt mit denen sich weitgehend uniforme Schichtfolgen herstellen lassen. In der elektrischen Charakterisierung dieser Proben zeigt sich ein, bislang allerdings erst schwach ausgebildetes, resonantes Tunnelverhalten.