CV-Messungen an geätzten epitaktisch gewachsenen Schichten (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
In der heutigen Zeit werden in immer mehr Geräten Halbleiterbauelemente eingesetzt. Unter der Zielsetzung, möglichst viele Strukturen auf einer Fläche unterzubringen, haben sich Ätztechniken zu einem der wichtigsten Werkzeuge bei der Herstellung von Halbleiter-Mikrostrukturen entwickelt.
Jede Weiterentwicklung der Ätztechnik erlaubt die genauere Kontrolle der Ätzrate, der Selektivität, der Flankensteilheit, der immer besseren Reproduzierbarkeit des Ätzvorganges und dergleichen mehr. Jede Ätztechnik schädigt aber auch den zu ätzenden Halbleiterkristall. So ist die Auswahl einer Ätztechnik ein Abwägen der Vorteile und Nachteile.
Dabei zeigt sich, dass trotz der mehr als fünfzigjährigen Forschung über Halbleiter bzw. Halbleiterbauelemente auch heute noch neue Erkentnisse in diesem Bereich gewonnen werden. Ebenso müssen die vorhandenen physikalischen Modelle für die neuen Anforderungen und Techniken angepasst oder erweitert werden.
Mit der zunehmenden Nutzung der in den siebziger Jahren entwickelten epitaktischen Herstellungsverfahren für Halbleiter, wie der Molekularstrahlepitaxie (MBE) und der Metall-Organischen Gasphasenepitaxie (MOCVD), ist es heute möglich, Halbleiter-Heterostrukturen aus dem Gallium-Arsenid/Aluminium-Gallium-Arsenid-Materialsystem herzustellen. Solche Strukturen finden heute ihren Nutzen in der Herstellung von schnellen Bauteilen, wie sie in der Nachrichten- und Optoelektronik verwendet werden.
Diese Diplomarbeit im Rahmen eines BMBF-Projektes 1 am Mikrostrukturzentrum der Universität Hamburg untersucht die durch einen LAIBE-Prozess verursachte Schädigung eines GaAs-Halbleiters. Ziel ist es die Art und Tiefe der Schäden in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern des CAIBE-Prozesses zu untersuchen.
Die Ätzung findet in-situ in einer an die MBE-Anlage des Mikrostrukturzentrums Hamburg angeschlossenen Prozesskammer statt. Die Dotierung des Halbleiters in Abhängigkeit von der Tiefe wird durch die CV-Messmethode ermittelt. Der Kontakt auf der Halbleiteroberfläche erfolgt dabei durch einen Metall-Halbleiter-Kontakt, der zu einer Bandverbiegung an der Oberfläche des Halbleiters führt. Bei der CV-Messung wird der Strom zur Wiederherstellung des thermodynamischen Gleichgewichtes innerhalb des Systems gemessen, nachdem das System kontrolliert aus dem Gleichgewicht gebracht worden ist. Unter Berücksichtigung der Bandverbiegung kann aus diesem Strom die Ladungs- und Störstellenkonzentration in Abhängigkeit von der [...]