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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
Abb. 6.3.4: STM-Bild der Probenoberflä- che vor Reinigungsbeginn (1000nm×700nm, Utip =-3V, IT =0,3nA). 6.3. Reinigung von GaN(0001)-Oberflächen Abb. 6.3.5: STM-Bild der Probenoberflä- che nach der Reinigung (1000nm×700nm, Utip =-3V, IT =0,3nA). im Rahmen des Fehlers 1 ist und somit dem theoretisch erwarteten Elementverhältnis entspricht. Demnach konnte gezeigt werden, dass die obersten Kristalllagen durch die Reinigung nicht negativ beeinflusst wurden. Morphologische Charakterisierung Neben den oben beschriebenen Untersuchungen zur Effektivität der Reinigungsmethode wurde auch noch der Einfluss auf die Morphologie und Struktur der Oberfläche analysiert. Um den Einfluss auf die Morphologie zu untersuchen, wurden STM-Aufnahmen der initial surface (siehe Abb. 6.3.4) sowie der Oberfläche nach der Reinigung durchgeführt (siehe Abb. 6.3.5). Der Übersichtsscan der Probe vor Reinigungsbeginn zeigt eine gestufte Oberfläche mit diversen Defekten. Bei diesen Defekten handelt es sich um Versetzungen mit einer Schraubenkomponente, die die Oberfläche durchstoßen [75]. Das Bild der initial surface zeigt deutlich, dass es von einem Schleier überzogen ist, welcher auf die Kontaminationen auf der Oberfläche zurückzuführen ist (siehe Abb. 6.3.4). Sowohl die Stufenkanten als auch die Defekte der Oberfläche sind unscharf dargestellt. Zusätzlich kann auf den Terrassen eine hohe Dichte weißer Sprenkel beobachtet werden. Nach der Reinigung zeigt sich, dass der kontaminationsbedingte Schleier verschwundenen ist und die Stufenkanten sowie Defekte scharf abgebildet werden können (siehe Abb. 6.3.5). Darüber hinaus sind auf den Terrassen weniger weiße Sprenkel zu beobachten. Des Weiteren wurden noch STM-Bilder mit höherer Auflösung aufgenommen, um die anhand der Übersichtsscans getroffenen Aussagen zu bestätigen (siehe Abb. 6.3.6). Der Vergleich der beiden Bilder kann die zuvor getroffenen Beobachtungen sehr gut bestätigen. Auf der Oberfläche vor der Reinigung können die Stufenkanten und Defekte nur 113
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Abstract The growth of ordered thin
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Inhaltsverzeichnis 3.2.3. Wachstum
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1. Einleitung In den letzten Jahrze
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2. Physikalische Grundlagen 2.1. Di
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2.2. Der Wachstumsprozess 2.2. Der
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2.3. Grundlagen der Elektronenbeugu
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k f k i (hkl) G h,k,l (000) Abb. 2.
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2.4. Rastertunnelmikroskopie (STM)
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2.5. Infrarot (IR)-Spektroskopie Di
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elementspezifische Bindungsenergie
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4. Experimentelle Details Die im Ra
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4.3.4. Die Babykammer Um die Schich
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5. Wachstum von PTCDA auf passivier
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