Epitaxie

Was ist Epitaxie?

Epitaxie ist ein geordnetes Kristallwachstum auf einer Trägerschicht.

Wie wird die atomare Ordnung bei der Epitaxie übertragen?

Die atomare Ordnung des einkristallinen Substrats wird auf die wachsende Schicht übertragen.

Was ist Homoepitaxie?

Homoepitaxie ist, wenn Substrat und Schicht aus dem gleichen Material bestehen.

Was ist Heteroepitaxie?

Heteroepitaxie ist, wenn Substrat und Schicht aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Welche Probleme können bei der Heteroepitaxie auftreten?

s können Verspannungen in der Schicht auftreten, die zu Versetzungen (Defekten) ab einer kritischen Schichtdicke führen.

Wie klingen Verspannungen in der Heteroepitaxie ab?

Die Verspannung klingt exponentiell ab.

Was ist die Molekularstrahlepitaxie (MBE)?

MBE ist ein Verfahren, das ein Ultrahochvakuum erfordert, um Verunreinigungen zu vermeiden, bei dem Stoffe in Evaporationstiegeln erhitzt und als gerichteter Molekularstrahl zum Substrat transportiert werden.

Warum ist ein Ultrahochvakuum bei MBE erforderlich?

Um Verunreinigungen durch Restgasatome zu vermeiden.

Wie wird das Substrat beim MBE-Verfahren behandelt?

Das Substrat wird geheizt, um ein geordnetes Anwachsen der Schicht zu ermöglichen.

Wie werden komplizierte Mehrschichtstrukturen bei MBE hergestellt?

Durch Steuerung der Tiegeltemperaturen und kontrolliertes Öffnen und Blockieren des Molekularstrahls einzelner Quellen.

Welche Schichtdicken können mit MBE erreicht werden?

Schichtdicken von wenigen Atomlagen (weniger als 1 nm) bis Mikrometer.

Welche In-situ-Verfahren werden zur Überwachung des MBE-Prozesses eingesetzt?

Verfahren wie RHEED und Ellipsometrie, die den Wachstumsprozess nicht beeinflussen.

Was bedeutet der Begriff "Transport der Reaktanden durch erzwungene Konvektion"?

Die Reaktanden werden durch erzwungene Konvektion zur Abscheideregion transportiert.

Was geschieht während der Adsorption bei der Epitaxie?

Die Reaktanden adsorbieren an der Substratoberfläche.

Welche Schritte umfasst die Oberflächenreaktion bei der Epitaxie?

Dissoziation der Moleküle, Oberflächendiffusion der Radikale, Einbau der Radikale in den Festkörperverband und Bildung flüchtiger Reaktionsprodukte.

Was ist die Desorption bei der Epitaxie?

Die flüchtigen Reaktionsprodukte werden von der Substratoberfläche desorbiert.

Wie erfolgt der Transport der Reaktionsprodukte bei der Epitaxie?

Durch Diffusion von der Substratoberfläche durch die Grenzschicht in die konvektive Zone des Gases und anschließenden Abstransport durch erzwungene Konvektion.

Was wird als „soft etch“ bezeichnet?

Die Reinigung der Substratoberfläche mittels Ionenbeschuss aus dem Plasma.

Was bewirkt der ständige Ionenbeschuss beim Ionenplattieren?

Er modifiziert die Schichteigenschaften und verbessert meist die Haftung der Schicht.

Was sind typische Arbeitsdrücke beim Ionenplattieren?

Typische Arbeitsdrücke liegen bei 5 Pa.

Was sind Effusionszellen bei der MBE?

Evaporationstiegel, in denen die Stoffe erhitzt werden, um als Molekularstrahl zum Substrat zu gelangen.

Warum ist die Gitterparameterkompatibilität wichtig bei der Epitaxie?

Um Verspannungen und Defekte in der aufwachsenden Schicht zu vermeiden.

Was ermöglicht die kontrollierte Abscheidung von kristallinen Schichten und Epitaxie?

Die Variation der Beschleunigungsspannung zur Anpassung der Energie der Atomhaufen.

Wie kann die Beschleunigungsspannung beim Ionenplattieren genutzt werden?

Zur Einstellung der Energie der Cluster, um Reinigung oder Zerstäubung des Substrates zu erreichen.