Chemisch unterstütztes Ionenstrahlätzen von Galliumarsenid : Prozessaufklärung und Anwendungen Das chemisch unterstützte Ionenstrahlätzen (CAIBE) mit Cl2 Ar+ eignet sich neben Plasmatechniken besonders gut für die Strukturierung von GaAs Oberflächen. Die wesentlichen Merkmale sind eine hohe Abtragsgeschwindigkeit die Erzeugung senkrechter Ätzprofile eine geringe Schädigung der oberflächennahen Bereiche oder glatte Bearbeitungsflächen. Der CAIBE Prozess ermöglicht zudem die Untersuchung der ablaufenden Ätzmechanismen da im Gegensatz zu den Plasmatechniken die Prozessparameter wie Ionenenergie Ionenstromdichte Ioneneinfallswinkel Chlordruck oder Probentemperatur unabhängig voneinander variiert werden können. Neben einem physikalischen und einem chemischen Abtragsanteil wird der CAIBE Prozess durch starke Synergieeffekte zwischen beiden Anteilen bestimmt. Diese Synergien bewirken den Abtrag von Chloriden sowohl durch Stoßübertragungsprozesse der einfallenden Ionen als auch thermisch induziert durch die Erwärmung der Probenoberfläche und durch eine Erhöhung der Oberflächenreaktivität. Die Prozessaufklärung erfolgte durch die Anwendung eines neuen Modellansatzes der die wesentlichen Merkmale des CAIBE Prozesses vereinigt. Die Modellparameter deren Verläufe die Daten in der Literatur widerspiegeln wurden dabei nur aus den experimentell ermittelten Messwerten der Ätzrate bestimmt. Einen wichtigen Modellparameter stellte der Chlorgehalt des Abgases dar. Dieser berücksichtigt den Anteil des in der Gesamtheit der abgetragenen Reaktionsprodukte enthaltenen Chlors. Mit steigendem physikalischen Anteil sinkt der Chlorgehalt bei konstantem Chlorangebot da neben dem Abtrag niederer Chloride zunehmend auch reines Substratmaterial zerstäubt wird. Der Modellansatz ermöglichte im Gegensatz zu herkömmlichen Modellen auch die Berechnung des zeitabhängigen Verhaltens des CAIBE Prozesses. Die Verifizierung dieser Modellergebnisse erfolgte mit einem gepulsten Ionenstrahl und wurde durch die experimentellen Messwerte bestätigt. Eine Erhöhung der Abtragstiefe bei konstanter Ionenfluenz ist dabei auf die ablaufenden Prozesse während der Pausenzeit zurückzuführen in der keine Ionenextraktion stattfindet. Die Anwendung der Modellierung ermöglichte eine Optimierung der Prozessparameter. Dadurch wurden u.a. senkrechte Stufenkanten im Ätzprofil erzeugt. Diese Strukturen können beispielsweise als Beugungsgitter als Bragg Spiegel oder als Resonatorendflächen in oberflächenemittierenden Halbleiterlasern Einsatz finden. Die Schädigung oberflächennaher Bereiche wurde nach Anwendung der Ionenstrahl Schrägschlifftechnik auf Mehrlagen Quantentrog Strukturen mittels Photolumineszenzspektroskopie untersucht. Der CAIBE Prozess verursachte infolge der erhöhten Abtragswirkung gegenüber dem reinen physikalischen Abtragsprozess eine geringere Schädigungstiefe. Wegen des Impulsübertrages der Ionen lässt sich die Schädigung jedoch nicht vollständig vermeiden.