3 REM-KL Untersuchungen an Halbleitern

REM-KL Untersuchungen an Halbleitern 21
kommt der Beobachtbarkeit und Unterscheidung von A(g)-, B(g)- und Schraubenversetzungsanteilen
in der mikroskopischen Verteilung der Gleitversetzungen eine ausschlaggebende
Bedeutung zu.
Die Proben wurden zum überwiegenden Teil mit Hilfe eines Vickers-Indenters (Mikrohärtezusatz
nach Hahnemann MHP100 am Auflichtmikroskop Neophot 2, Fa. Carl Zeiss
Jena) lokal deformiert. Dabei wurden Mikrohärteeindrücke mit Lasten von 0,03-0,8N und
orientierte Oberflächenkratzer (0,01-0,05N) auf die Probenoberflächen aufgebracht. Aufgrund
der hohen Duktilität von CdTe kann hier auf eine weitere Probenbehandlung zur
Aktivierung von Versetzungsgleitprozessen verzichtet werden. Eine ausreichende, thermisch
aktivierte Versetzungsbewegung im GaAs erfolgt erst bei höheren Temperaturen. Für die
Defektkontrastuntersuchungen nach Mikrodeformation wurde deshalb eine Temperung bei
350°C für 15min unter Argon Schutzgas durchgeführt [hoe84].
Eine andere Möglichkeit der Aktivierung von Versetzungsgleitprozessen besteht in der
Ausnutzung der rekombinationsinduzierten Versetzungsbewegung (→ REDM-, → REDG-
Effekt). Hierbei wird eine ausgedehnte Versetzungsbewegung durch nichtstrahlende
Ladungsträgerrekombination an den Versetzungen unter Energieabgabe an das Kristallgitter
angeregt. Der Effekt wird in Kapitel 6 näher betrachtet.
In Vorbereitung der in-situ Deformationsexperimente erwies eine genauere Betrachtung
der Prozesse bei der Mikrodeformation als hilfreich. Diese Analyse umfasst im Ansatz den
Bereich der elastischen Deformation, den Bereich des sogenannten „pop-in“-Effektes und die
dabei vermutete erste Versetzungsnukleation einschließlich der Bildung von Versetzungsschleifen
um die Deformationsstelle, sowie bei größer werdender Indenterlast die erwartete
Ausbreitung von Versetzungen entsprechend dem Gleitprismenmodell.
Die Beobachtungen lastabhängiger Versetzungskonfigurationen in der REM-KL Mikroskopie
geben Aufschluss über die fundamentalen Gleitprozesse. Es zeigt sich, dass bei kleinen
Indenterlasten die Geometrie des Indenters und das daraus resultierende anisotrope
Deformationsfeld Auswirkung auf die entstehende Versetzungsanordnung haben. Im Rahmen
dieser Arbeit wurden Experimente mit Vickers- (→ vierzählige Pyramide) als auch Berkovich-
Indenter (→ dreizählige Pyramide) durchgeführt. Experimentelle Ergebnisse dazu sind in
Kapitel 5 zu finden.
Die in-situ Deformationstechnik auf der Basis der entwickelten Mikrodeformationseinrichtung
erweist sich für das Studium der Eigenschaften frisch erzeugter Versetzungen als
sehr wertvolles Werkzeug. Dadurch kann die Nukleation, Multiplikation und Ausbreitung der
Versetzungen während des Deformationsprozesses direkt beobachtet werden.
3.1.4 Photolumineszenzuntersuchungen
Zur genaueren Charakterisierung der verwendeten Probenmaterialien wurden begleitende
Photolumineszenz-Messungen herangezogen [hil99]. Hier ist aufgrund der niedrigeren
Temperatur (bis 1,7K) und der besseren spektralen Auflösung eine genauere Analyse der
vorherrschenden Rekombinationsmechanismen möglich. Man erhält aus der bandkantennahen
Lumineszenz Informationen hinsichtlich des Störstellengehaltes und des Verspannungszustandes
des Materials. Dies ist besonders wichtig für die Analyse der untersuchten
Heteroepitaxieschichten.
Polarisationsaufgelöste Messungen geben Aufschluss über mögliche Vorzugsrichtungen
der Lumineszenzphänomene. So konnte festgestellt werden, dass die gefundenen Defektlumi-