Techniklexikon

Kristallorientierung

Angabe zur Charakterisierung des Ortes und der Lage von Kristallebenen (Kristallstruk tur). Der Ort und die Lage der Ebenen in einem Kristall, d. h. von Kristallflächen, wird durch drei Punkte dieser Ebene eindeutig festgelegt. Liegt jeder der Punkte auf einer Kristallachse, so kann die Orientierung der Ebene durch die Angabe dieser Achsenpunkte bestimmt werden. Üblicherweise werden jedoch nicht die Werte der Achsenabschnitte angegeben, sondern deren Kehrwerte im ganzzahligen Verhältnis, die sogenannten Millerschen Indizes. Im Beispiel schneidet die eingezeichnete Ebene die Achsen bei 3a, 2b, 2c. Mit den Kehrwerten 13, 12, 12 ergeben sich die Millerschen Indizes aus 26, 36, 36 zu 2, 3, 3, d. h., es handelt sich um eine (233)-Ebene. Liegt eine Ebene parallel zu einer Achse, so befindet sich der Schnittpunkt im Unendlichen, d. h.. der zugehörige Index ist 0. Aufgrund der prinzipiellen Anisotropie der meisten Kristallstrukturen hat die K. eine große praktische Bedeutung, insbesondere zur Charakterisierung von Kristalloberflächen. Die aus einem Einkristall geschnittenen Scheiben aus Silicium haben üblicherweise eine < 111 >- oder (lOO)-Oberfläche. Da diese Ebenen sich bezüglich ihrer Besetzungszahl mit Siliciumatomen unterscheiden, liegen an der Oberfläche jeweils unterschiedliche Bindungsverhältnisse und Oberflächenzu-stände vor. Diese beeinflussen die elektronischen Eigenschaften der jeweiligen Oberfläche ganz wesentlich und werden beim MOSFET z. T. bewußt ausgenutzt. Die bei n-Kanal-FET verwendeten Substrate mit einer {100)-K. tragen z. B. eine erheblich geringere Oberflächenladung als die (lll)-Oberflächen, die für die PMOS-, die CMOS- und die Bipolartechnik eingesetzt werden. Für GaAs-FET und die MESFET-Technik werden ebenfalls (lOO)-orientierte Substrate benutzt. Kennzeichnung der gegenseitigen Lage der Flächenelemente einer Kristalloberfläche. Bei Einkristallen die Angabe der Lage der kristallographischen Achsen. Die Orientierung wird eindeutig durch die Lage der Flächennormalen einer Kristallfläche festgelegt.