Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

6. Reinigung von GaN-Oberflächen
oder NH4F führten zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen [111,112,115]. Trotz teilweiser
effektiver Reduzierung der Verunreinigungen zeigten die Untersuchungen, dass
Restbestandteile der verwendeten Chemikalien auf der Probenoberfläche zurückblieben.
Deshalb konzentrierte sich die Forschung vermehrt auf Reinigungsmethoden, die insitu
durchgeführt werden konnten und nicht mehr auf die Verwendung von Chemikalien
angewiesen waren. Eine Alternative zu den nasschemischen Ansätzen ist die in-situ Behandlung
der c-plane-Oberflächen durch Sputtern mit Ar + -, Xe + -, N + -Ionen bzw. N + 2 -
Ionen [116]. Diese Art der Reinigungsmethode wurde bereits in einigen Publikationen
diskutiert [116–120]. Hunt et al. [116] untersuchten beispielsweise die Reinigung mit Ar + -
, Xe + -Ionen und N + -Ionen gefolgt von einem thermischen Desorptionsschritt. Die Autoren
zeigten, dass diese Methode jedoch ebenfalls nur einen Teil der Verunreinigungen
entfernte und darüber hinaus auch noch zu einer Reduktion des Stickstoffanteils im GaN
führte. Durch die Verwendung von N + -Ionen und anschließendem Ausheilen bei 500 ◦ C
konnte der N-Verlust minimiert und eine wohldefinierte (1×1)-Oberflächenstruktur erhalten
werden [116]. Am erfolgreichsten zeigte sich die Reinigung durch die Behandlung
der Probenoberflächen mit einem N2-Plasma. Lee et al. [121] zeigten, dass durch eine
in-situ Behandlung mit einem N2/H2-Plasma bei 750 ◦ C eine innerhalb der Detektionsgrenze
von Auger-Elektronen-Spektroskopie (AES) reine GaN-Oberfläche erhalten
wurde. In einer Studie von Oliver et al. [120] wurde der Einfluss des Ionenplasmas mit
einem anschließendem Heizschritt auf die Morphologie untersucht. Nach dieser Behandlung
zeigten ihre STM-Untersuchungen, dass die Oberfläche unregelmäßig geformte Inseln
sowie Löcher aufwies.
Alternativ zu den Oberflächenreinigungen mit reaktiven Ionenplasmen wurde von vielen
Forschergruppen die Reinigung durch die in-situ Deposition metallischen Galliums gefolgt
von einer thermischen Desorption untersucht [117,118,122–125]. Khan et al. [122]
zeigten durch AES-Untersuchungen, dass durch Heizen in einem Ga-Gasstrom bei 900 ◦ C
oder alternativ durch die Deposition einiger ML metallischen Ga bei 620 ◦ C mit anschließender
Desorption bei 670 ◦ C nahezu saubere GaN(0001)-Oberflächen erreicht werden
konnten. Die saubere Oberfläche wies eine (1×1)-Oberflächenstruktur mit einer Stöchiometrie
1 von 1,05 auf. Einige Jahre später konnten diese Ergebnisse durch Maffeis
et al. [123] mittels Soft-XPS-Untersuchungen (SXPS) bestätigt werden. Ein Vergleich
der in-situ durchgeführten Ga-Deposition/Desorption-Reinigungsmethode und der Reinigung
durch Sputtern mit N + -Ionen wurde von Bermudez durchgeführt [117]. Die Untersuchungen
zeigten, dass beide Reinigungsmethoden zu sauerstofffreien Oberflächen
mit einer (1×1)-Oberflächenstruktur führten. Die Ga-Deposition/Desorption-Methode
zur Reinigung von c-plane GaN-Proben wurde ebenfalls von Widstrand et al. [124,125]
mittels hochauflösenden XPS-Messungen untersucht. Im Rahmen ihrer Untersuchungen
kombinierten die Autoren mehrere Reinigungsschritte wie Ausgasen bei 550 ◦ C, Hei-
1 Entspricht dem Elementverhältnis von Stickstoff zu Gallium.
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