Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

Chemische Charakterisierung
6.3. Reinigung von GaN(0001)-Oberflächen
In Abb. 6.3.1 sind die auf die GaN-Volumenspezies der Ga3d-Emissionslinie gemittelten
relativen Häufigkeiten der C1s-Emission (nC1s/nGaN) über den Reinigungsverlauf
dargestellt. Auf der initial surface können trotz Lagerung und Transfer unter
N2-Schutzgasatmosphäre deutliche Kohlenstoffkontaminationen nachgewiesen werden
(nC1s/nGaN = 0,427±0,064). Der Großteil dieser Verunreinigung wird auf dem beim
Wachstum der GaN-Proben verwendeten Precursor Trimethylgallium (Ga(CH3)3) zurückgeführt.
Der erste Heizschritt führt zu einer drastischen Verringerung der relativen
Häufigkeiten auf nC1s/nGaN = 0,183±0,027. Eine weitere Verringerung der
Kohlenstoffkontamination auf der Oberfläche konnte durch den nachfolgenden Ga-
Deposition/Desorption-Schritt erreicht werden (nC1s/nGaN = 0,090±0,013). Die nachfolgenden
Ga-Deposition/Desorption-Schritte bewirken keine weitere Verringerung des
Kohlenstoffgehaltes und die relativen Häufigkeiten bleiben im Rahmen des Fehlers konstant.
Der abschließende Heizschritt bewirkt nochmal eine Reduzierung des Kohlenstoffgehaltes
auf nC1s/nGaN = 0,036±0,005. Insgesamt konnte somit der Kohlenstoffgehalt
über den gesamten Reinigungsverlauf auf ca. 9 % des Anfangsgehalt reduziert werden.
n C1s /n GaN
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Daten
1 2 3 4 5 6
Reinigungsschritt
Abb. 6.3.1: Entwicklung der Kohlenstoffkon-
taminationen während des Reinigungsverlau-
fes.
n O1s /n GaN
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
Daten
1 2 3 4 5 6
Reinigungsschritt
Abb. 6.3.2: Entwicklung der Sauerstoffkonta-
minationen während des Reinigungsverlaufes.
Werden die relativen Häufigkeiten der O1s-Emission betrachtet, so zeigt sich eine
deutlich geringere Anfangskontamination von nO1s/nGaN = 0,319±0,047 im Vergleich
zur Kohlenstoffkontamination. Die unterschiedliche Kontamination wird darauf zurückgeführt,
dass keine sauerstoffhaltigen Precursor für das Wachstum verwendet wurden.
Dass trotz N2-Schutzgasatmosphäre überhaupt Sauerstoffkontaminationen beobachtet
werden, wird damit begründet, dass selbst bei Drücken von 10 −6 mbar etwa
eine Monolage des zwangsweise im Vakuum befindlichen Restgases oder mögli-
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