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 />
tionen auf. Dieses bedeutet, dass der Ceroxid-Film eine hohe Rauigkeit aufweist<br />
und von minderer kristalliner Qualität ist. Der noch zu erahnende Ceroxid-Bragg-<br />
Reflex für (5-Cl) wurde mit Hilfe eines Gaußprofils angepasst. Aus der Position der<br />
Gaußkurve relativ zum Si(111) B -Reflex erhält man eine vertikale Gitterkonstante<br />
von 3,18 Å und aus der Halbwertsbreite (FWHM) des Gaußprofils ergibt sich eine<br />
Schichtdicke von 2,6 nm, wenn inhomogene Verspannungen des Films vernachlässigt<br />
werden.<br />
Die XRD-Untersuchungen zum <strong>Wachstum</strong> bei einer geringeren <strong>Wachstum</strong>srate und<br />
einem verringerten Verhältnis von Cer-Fluss zu Sauerstoffhintergrunddruck zeigen<br />
den generellen Trend, dass die kristalline Qualität des Ceroxids bei vergleichbarer<br />
Schichtdicke abnimmt. Besonders stark ist dies für einen erhöhten Sauerstoffhintergrunddruck<br />
von p O2 = 5 × 10 −7 mbar ausgeprägt. Lediglich das Chlor-passivierte<br />
(1-Cl)-<strong>Wachstum</strong> zeigt noch eine sehr hohe kristalline Qualität auf, wobei zwei<br />
Ceroxid-Phasen lateral zu koexistieren scheinen. Höchstwahrscheinlich kann der<br />
Effekt der Abnahme der kristallinen Qualität auf die erhöhte Depositionszeit der<br />
Filme bei erhöhter Substrattemperatur von 500 ℃ zurückzuführen sein, die es der<br />
Grenzfläche erlaubt, das thermodynamische Gleichgewicht durch die Silikat- und<br />
Siliziumoxid-bildung an der Grenzfläche zu erreichen. Somit ist davon auszugehen,<br />
dass die Chlor-Passivierung die Si(111)-Oberfläche während des Ceroxid-<strong>Wachstum</strong>s<br />
lediglich kinetisch für eine gewisse <strong>Wachstum</strong>szeit stabilisiert, jedoch thermodynamisch<br />
nicht stabil ist. Dieses erklärt auch, weshalb bei längeren Depositionszeiten<br />
der Unterschied in der kristallinen Qualität zwischen passiviertem und nicht passiviertem<br />
Ceroxid-<strong>Wachstum</strong> nicht mehr so stark ausgeprägt ist. Bei äußerst geringen<br />
Cer-Flüssen ist davon auszugehen, dass sich die amorphe Grenzflächenschicht mit<br />
fortschreitendem <strong>Wachstum</strong> immer weiter ausdehnt und somit dazu führt, dass lediglich<br />
ein amorphes Film-<strong>Wachstum</strong> beobachtet werden kann.<br />
4.5.2.4 Beugung unter streifendem Einfall<br />
Um weitere strukturelle Eigenschaften der Chlor-passivierten Ceroxid-Filme, welche<br />
in der spekularen Beugung eine sehr gute kristalline Qualität aufwiesen, aufzuklären,<br />
wurden reziproke Gitterkarten unter streifendem Einfall am (01l)-CTR und in der<br />
Nähe des (01 1 /3) S -Reflexes § bei konstantem l-Wert der Chlor-passivierten Ceroxid-<br />
Filme aus Abb. 4.46 und Abb. 4.47 aufgenommen.<br />
Abb. 4.49 zeigt zunächst die reziproken Gitterkarten des (01l)-CTRs für die Präparationsbedingungen<br />
(1-Cl) und (5-Cl). Der Si(131) B -Reflex ist in den Karten<br />
zusätzlich in Volumenkoordinaten angegeben. Qualitativ fällt als erstes auf, dass<br />
sich die reziproken Gitterkarten für (1-Cl) und (5-Cl) stark ähneln und Beugungs-<br />
Reflexe an den gleichen l-Positionen aufweisen. Ein Vergleich mit der berechneten<br />
reziproken Gitterkarte aus Abb. 4.41 offenbart, dass es sich bei den Reflexen bei ca.<br />
l = 1 /3 und l = 4 /3 um Ceroxid-Beugungsreflexe einer kubischen Phase in Typ-B Ori-<br />
§ Der Index S bezeichnet im Folgenden Oberflächenkoordinaten<br />
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