A fast X-ray method to determine Ge content and relaxation of partly relaxed Si1–xGex layers on silicon substrates

Abstract

A fast X-ray method is presented to determine the Ge content and the relaxation of partly relaxed SiGe layers on Si substrates using a conventional powder diffractometer. The lattice parameters of the layer parallel and normal to the (001) substrate surface are obtained by a usual ω-2θ scan with symmetrical 004 reflection and an ω scan in asymmetrical reflection to measure the relative misorientation between inclined net planes of substrate and layer. The accuracy of this method is checked at a sample with pseudomorphic SiGe layer and its application is demonstrated at three partly relaxed samples with medium Ge content. Es wird eine röntgenographische Methode unter Verwendung eines konventionellen Pulverdiffraktometers vorgestellt, mit der eine schnelle Bestimmung des Ge-Gehalts und der Relaxation von teilweise relaxierten SiGe-Schichten auf Si-Substrat vorgenommen werden kann. Die Gitterparameter der Schicht parallel und senkrecht zur (001)-Substratoberfläche werden erhalten durch einen üblichen ω-2θ-Scan mit symmetrischer 004-Reflexion bzw. einem ω-Scan in asymmetrischer Reflexion, wodurch die relative Fehlorientierung zwischen den geneigten Netzebenen von Substrat und Schicht gemessen wird. Die Überprüfung der Genauigkeit der Methode erfolgt an einer Probe mit pseudomorpher SiGe-Schicht, und ihre Anwendung wird an drei teilweise relaxierten Proben mit mittlerem Ge-Gehalt demonstriert.