Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB
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4 Strukturelle und chemische Zusammensetzung von <strong>Seltenerdoxid</strong>-Filmen<br />
auf Si(111)<br />
Gittersauerstoff im La 2 O 3 -Film (LaO x -Spezies), dem Sauerstoff im Silikat (Si-O-<br />
La-Spezies) und der Oxidation des Siliziumsubstrates (SiO x ) zugeordnet werden.<br />
Bei der Verwendung von zum Ceroxid-<strong>Wachstum</strong> identischen relativen Bindungsenergien,<br />
die ausgehend von der LaO x -Spezies die Werte Si-O-La: (1,0 ± 0,1) eV<br />
und SiO x : (2,1 ± 0,1) eV betragen, konnte eine optimale konsistente Anpassung erzielt<br />
werden. Erneut ist qualitativ den Spektren sofort zu entnehmen, dass durch<br />
die Passivierung der Si(111)-Oberfläche vor dem Lanthanoxid-<strong>Wachstum</strong> Silikat-<br />
(Si-O-La) und Siliziumoxid-Spezies (SiO x ) an der Grenzfläche deutlich reduziert<br />
werden, während beim nicht passivierten <strong>Wachstum</strong> auf Si(111)-(7 × 7) der deponierte<br />
Film hauptsächlich aus Silikat besteht. Andere Studien wie z. B. von Yamada<br />
et al. [21] zeigen für dünne La 2 O 3 -Filme auf nicht passiviertem Silizium ebenfalls<br />
einen sehr hohen Silikat-Anteil. Vergleicht man in Tab. 4.5 die auf die Gesamtintensität<br />
der O1s-Spektren normierten integralen Intensitäten der LaO x -, Si-O-Laund<br />
SiO x -Spezies so wird dieser Sachverhalt auch quantitativ deutlich. Durch die<br />
Chlor-Passivierung können die SiO x -Spezies und die Si-O-La-Spezies im Rahmen des<br />
Fehlers um die Hälfte reduziert werden, während der im La 2 O 3 gebundene Sauerstoff<br />
(LaO x -Spezies) entsprechend an Intensität gewinnt.<br />
Aus den spektroskopischen Untersuchungen anhand der La3d-, Si1s- und O1s-XPS-<br />
Spektren lässt sich zusammenfassend also festhalten, dass die Cl/Si(111)-(1 × 1)<br />
Passivierung der Si(111)-Oberfläche vor dem Lanthanoxid-<strong>Wachstum</strong> unter Präparationsbedingungen<br />
(5-Cl) dazu führt, dass Silikat- und Siliziumoxid-Spezies an der<br />
Grenzfläche zwischen Substrat und Film drastisch reduziert werden.<br />
4.3.2 Strukturelle Untersuchungen<br />
Um auch einen strukturellen Einblick in die Grenzfläche zwischen Si(111) und La 2 O 3<br />
zu erhalten, zeigt Abb. 4.32 chemisch sensitive O1s-XSW-Daten in (111)-Bragg-<br />
Reflexion unter Verwendung der Si-O-La und SiO x -Spezies bei einer Photonenenergie<br />
von 3,35 keV. Es ergeben sich für das Lanthanoxid-<strong>Wachstum</strong> auf nicht<br />
passiviertem Si(111)-(7 × 7) kohärente Fraktionen und kohärente Positionen von<br />
f Si-O-La<br />
c,(111)<br />
SiOx<br />
(5) = 0,11 und ΦSi-O-La<br />
c,(111)<br />
(5) = 0,32 für die Si-O-La-Spezies und fc,(111) (5) =<br />
c,(111) (5) = 0,39 für die SiO x-Spezies. Für das Chlor-passivierte <strong>Wachstum</strong><br />
0,22 und Φ SiOx<br />
auf Cl/Si(111)-(1 × 1) erhält man die folgenden Ergebnisse: fc,(111) Si-O-La<br />
(5-Cl) = 0,14<br />
Präparationsbedingung SiO x Si-O-La LaO x<br />
(5) 0,20 0,53 0,26<br />
(5-Cl) 0,10 0,29 0,61<br />
Tabelle 4.5 Normierte integrale Intensitäten der Spezies SiO x , Si-O-La und LaO x<br />
der O1s-XPS-Spektren aus Abb. 4.31<br />
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