Adsorbat-modifiziertes Wachstum ultradünner Seltenerdoxid ... - E-LIB

4.5 Charakterisierung von Seltenerdoxid-Filmen mit Schichtdicken im Bereich
einiger Nanometer mit Hilfe von XRD und GIXRD
spekularen Beugungs-Ergebnissen der (1)- und (1-Cl)-Ceroxid-Filme aus Abb. 4.43,
Abb. 4.44 und Abb. 4.45, welche bei höherer Wachstumsrate abgeschieden wurden,
offenbart für (1) sofort die schlechtere kristalline Qualität des Ceroxid-Films
bei geringerer Wachstumsrate, da die Schichtdickenoszillationen nur sehr schwach
ausgeprägt sind. Dies deutet auf hohe Rauigkeiten an den Grenzflächen hin. Für
die kristalline Schichtdicke ergibt sich ein Wert von 3,3 nm. Da der Ceroxid-Bragg-
Reflex nicht von dem Si(111) B -Reflex zu trennen ist, ist davon auszugehen, dass die
vertikale Ceroxid-Gitterkonstante der des Siliziums entspricht. Auch der (1-Cl)-
Ceroxid-Film zeigt bei geringerer Wachstumsrate andere Charakteristika. Trotz der
ausgeprägten Schichtdickenoszillationen, die auf eine hohe kristalline Qualität des
Films hindeuten, sind die Abstände der Oszillationen nicht äquidistant und weisen
auf zwei lateral koexistierende Ceroxid-Phasen CeO 2 und CeO 2−δ hin, wobei die
CeO 2−δ -Phase Sauerstoff-Fehlstellen enthält. Dies wird auch für Praseodymoxid-
Filme auf Si(111) beobachtet [180].
Für die Ceroxid-Filme der Präparationsbedingungen (5) und (5-Cl), welche bei verringerter
Wachstumsrate deponiert wurden, zeigt Abb. 4.48 erneut den (00l)-CTR
in der Nähe von l = 1. Während sich der Verlauf der gebeugten Intensität für (5)
im Vergleich zu Abb. 4.46 nicht merklich ändert, ist der Unterschied für (5-Cl) sehr
deutlich ausgeprägt. Im Gegensatz zu (5-Cl) in Abb. 4.46 treten für das niedrigere
Verhältnis von Cer-Fluss zu Sauerstoffhintergrunddruck keine Schichtdickenoszilla-
(5)
(5−Cl)
Fit
Intensity (arb. units)
Intensity (arb. units)
0.8 1.0 1.2
l (r. l. u.)
0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
l (r. l. u.)
Abb. 4.48 (00l)-CTR Daten (offene Symbole) und Gauß-Anpassung (durchgezogene
Linie) nach dem Wachstum von Ceroxid mit einer verringerten
Wachstumsrate auf nicht passiviertem Si(111)-(7 × 7) (5) und Chlorpassiviertem
Cl/Si(111)-(1×1) (5-Cl) bei einer Substrattemperatur von
500 ℃ und einem Sauerstoffhintergrunddruck von p O2 = 5 × 10 −7 mbar
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