Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

6. Reinigung von GaN-Oberflächen
cher in der Stickstoffatmosphäre vorhandener Fremdatome pro Sekunde auf die Oberfläche
trifft. Durch den ersten Heizschritt kann die Anfangskontamination um etwa
die Hälfte verringert werden (nO1s/nGaN = 0,167±0,025). Der nachfolgende erste Ga-
Deposition/Desorption-Schritt führt nochmals zu einer Verringerung der relativen Häufigkeit
auf nO1s/nGaN = 0,104±0,015. Diese Reduzierung wird durch eine Reaktion des
metallischen Galliums mit dem Sauerstoff auf der Oberfläche und anschließender Desorption
von Ga-O-Verbindungen erklärt [26,118]. Ähnlich wie bei den Kohlenstoffkontaminationen
führen die weiteren Ga-Deposition/Desorption-Schritte im Rahmen des Fehlers
zu keiner weiteren Verminderung der Sauerstoffkontamination. Dies könnte darin begründet
liegen, dass der verbleibende Sauerstoff nicht mehr an der Oberfläche lokalisiert ist,
sondern in den Kristall inkorporiert. Der abschließende Heizschritt führt im Gegensatz
zum Kohlenstoff nicht zu einer Verringerung, sondern zu einer Erhöhung des Sauerstoffgehaltes
auf der Oberfläche (nO1s/nGaN = 0,141±0,021). Dieser Anstieg wird auf eine
Reoxidation der Probenoberfläche durch das Restgas in der UHV-Anlage zurückgeführt.
Wird der letzte Heizschritt außer Betracht gelassen, so konnte die Sauerstoffkontamination
auf 32 % des anfänglichen Wertes reduziert werden. Zusammenfassend lässt sich somit
sagen, dass die Ga-Deposition/Desorption-Reinigungsmethode bezüglich der Entfernung
von Sauerstoff von GaN(0001)-Oberflächen erfolgreich verläuft, wie es auch schon in der
Literatur beobachtet werden konnte [118,122,124]. Im Gegensatz zu den Untersuchungen
von Bermudez [117] konnte das aufgedampfte metallische Gallium wieder vollständig
von der Probenoberfläche entfernt werden [26] und stellt somit kein Problem für weitere
Prozessierungsschritte der Oberflächen dar.
Darüber hinaus wurde die GaN-
Stöchiometrie über den Verlauf der
Reinigung untersucht. Diese Untersuchung
soll Aufschluss darüber geben,
inwiefern die Reinigung einen Einfluss auf
das Ga:N-Elementverhältnis der ersten
Kristalllagen hat. Eine Abweichung von
dem theoretischen Verhältnis wäre nicht
wünschenswert, da die kristallographischen
und elektronischen Eigenschaften
der Proben im Bereich der obersten
Kristalllagen nicht negativ beeinflusst
werden sollen. In Abb. 6.3.3 sind die
auf atomic sensitivity factor normierten
relativen Häufigkeiten der nitridischen
n Ga3d /n N1s
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
Daten
Theorie
1 2 3 4 5 6
Reinigungsschritt
Abb. 6.3.3: Stöchiometrie der c-plane über den Rei-
nigungsverlauf.
Komponente in der Ga3d- und N1s-Emissionslinie über den Reinigungsverlauf gezeigt.
Es ist deutlich zu erkennen, dass die Stöchiometrie über den gesamten Reinigungsverlauf
112