Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at
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Lösungen<br />
Abbildung 1:<br />
L5: Bestimmung <strong>der</strong> Ge-Konzentr<strong>at</strong>ion von SiGe-Legierungen<br />
L5: Bestimmung <strong>der</strong> Ge-Konzentr<strong>at</strong>ion<br />
von SiGe-Legierungen<br />
mittels Ellipsometrie<br />
Silizium-Germanium-Legierungen (SiGe) finden<br />
in <strong>der</strong> Halbleiterindustrie vor allem im Hoch- und<br />
Höchstfrequenzbereich zunehmenden Eins<strong>at</strong>z.<br />
Zur Optimierung <strong>der</strong> Bauteil-Performance ist die<br />
möglichst genaue Kenntnis <strong>der</strong> Germanium-Konzentr<strong>at</strong>ion<br />
von großer Bedeutung. Der Einbau von<br />
Germanium in das Silizium-Gitter verän<strong>der</strong>t die<br />
Eigenschaften des M<strong>at</strong>erials vor allem im Hinblick<br />
auf die elektronische Bandstruktur (Valenz- und<br />
Leitungsband, Bandabstand). Da die dielektrische<br />
Funktion (letztlich die Reaktion des M<strong>at</strong>erials auf<br />
eine Beaufschlagung mit einem elektrischen Feld)<br />
durch die Bandstruktur (Zustandsdichte <strong>der</strong> elektronischen<br />
Niveaus im Festkörperkristall) bestimmt<br />
wird und die dielektrische Funktion den wellenlängenabhängigen<br />
komplexen Brechungsindex des<br />
M<strong>at</strong>erials bestimmt, kann bei hinreichend genauer<br />
Messung des letzteren <strong>der</strong> Germanium-Gehalt <strong>der</strong><br />
Legierung bestimmt werden.<br />
Komplexer Brechungsindex einer<br />
epitaktisch gewachsenen SiGe-Schicht<br />
auf Si-Einkristall, Energiebereich von<br />
2,48 bis 5,17 eV.<br />
Im Auftrag von und in Zusammenarbeit mit <strong>der</strong><br />
Firma austriamicrosystems wurde ellipsometrisch<br />
<strong>der</strong> Germanium-Gehalt dünner SiGe-Schichten bestimmt,<br />
wobei als zusätzliche Schwierigkeit mechanische<br />
Spannungen innerhalb <strong>der</strong> Schicht als Folge<br />
des epitaktischen Aufwachsens auf einem Silizium-Einkristall<br />
auftr<strong>at</strong>en. Abb. 1 zeigt die optischen<br />
Konstanten Brechungsindex und Absorptionskoeffizient<br />
als Funktion <strong>der</strong> Wellenlänge im Bereich<br />
des Interbandüberganges und für verschiedene<br />
Ge-Konzentr<strong>at</strong>ionen (0 bis 20 Atomprozent), Abb. 2<br />
zeigt <strong>der</strong>en Verhalten im bereits vergleichsweise<br />
transparenten Spektralbereich.<br />
Abbildung 2:<br />
Komplexer Brechungsindex einer<br />
epitaktisch gewachsenen SiGe-Schicht<br />
auf Si-Einkristall, Energiebereich von<br />
1,13 bis 2,48 eV.<br />
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<strong>Handbuch</strong> <strong>der</strong> <strong>Nanoanalytik</strong> <strong>Steiermark</strong> <strong>2005</strong><br />
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