Epitaxie

Was ist der Zweck einer „graduierten Pufferschicht“ (Graded Buffer), bei der beim heteroepitaktischen Wachstum von Materialien mit stark abweichender Gitterkonstante eine Schicht mit allmählich veränderter Zusammensetzung eingefügt wird?

  1. ADen Wafer dünner zu machen
  2. BDie Gitterkonstante allmählich zu verändern, die Verspannung schrittweise abzubauen und die in die obere Schicht durchstoßenden Versetzungen zu verringern
  3. CDie Wachstumsrate zu erhöhen
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Antwort: B. Die Gitterkonstante allmählich zu verändern, die Verspannung schrittweise abzubauen und die in die obere Schicht durchstoßenden Versetzungen zu verringern

Werden Materialien mit stark abweichender Gitterkonstante direkt aufgewachsen, dringen viele Versetzungen bis in die obere Schicht durch. Wird eine Pufferschicht mit allmählich veränderter Zusammensetzung eingefügt (z. B. SiGe, bei dem der Ge-Gehalt pro µm um 10 % steigt), wird die Verspannung stufenweise abgebaut, die Misfit-Versetzungen verlaufen lang entlang der Grenzfläche und verbleiben in der Pufferschicht, und die Durchstoßversetzungen der oberen Schicht lassen sich auf etwa 10⁵ bis 10⁶ cm⁻² verringern. Dafür wird die Pufferschicht mit einigen µm dick.

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