Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

6. Reinigung von GaN-Oberflächen
n C1s /n GaN
n O1s /n GaN
0.3
0.2
0.1
0
0.15
0.10
0.05
Sauerstoff
Kohlenstoff
1 2 3 4 5 6
Reinigungsschritt
Abb. 6.4.1: Entwicklung der Kohlenstoff- und
Sauerstoffkontaminationen während des Reini-
gungsverlaufes.
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. 6.4.2: Entwicklung des Ga:N-
Elementverhältnisses während des Reini-
gungsverlaufes.
Verunreinigungen sind im Gegensatz zu denen der c-plane-Oberfläche deutlich geringer.
Dieser Unterschied ist zum einen durch die verschiedenen Lagerungsdauern in der glovebox
zu erklären (siehe Anhang, Abschnitt A.2) und zum anderen könnte auch die unterschiedliche
Zusammensetzung der Oberfläche eine Rolle spielen. Der Verlauf der relativen
Häufigkeiten der C1s- und O1s-Emission über den Reinigungsverlauf ist in Abb. 6.4.1 aufgetragen.
Wird zuerst die Kohlenstoffkontamination betrachtet, so zeigt der erste Heizschritt
wieder eine deutliche Verringerung auf nC1s/nGaN = 0,076±0,011. Ähnlich den cplane-Untersuchungen
führt der anschließende Gallium-Deposition/Desorption-Schritt
zu einer Verringerung auf nC1s/nGaN = 0,033±0,005. Die beiden folgenden Gallium-
Deposition/Desorption-Schritte führen zu keiner weiteren Reinigung der Oberfläche. Im
Gegensatz zu den c-plane-Untersuchungen kann auch der zweite Heizschritt kaum noch
Kohlenstoff entfernen. Dieses unterschiedliche Verhalten wird auf die geänderte Temperatur
im ersten Heizschritt zurückgeführt [26]. Somit konnte durch den Reinigungsprozess
die Kohlenstoffkontamination auf 12 % der anfänglichen Verunreinigung reduziert
werden.
Werden die relativen Häufigkeiten der O1s-Emission betrachtet, so ist auch
hier eine deutliche Abnahme nach dem ersten Heizschritt zu erkennen
(nO1s/nGaN = 0,071±0,005). Darüber hinaus kann diese Kontamination nochmal
deutlich durch einen Gallium-Deposition/Desorption-Schritt verringert werden
(nO1s/nGaN = 0,026±0,003). Zusätzlich zeigen jedoch die weiteren Ga-Schritte keine
nennenswerten Auswirkungen mehr auf die Sauerstoffkonzentration, wie es auch schon
auf der c-plane und dem Kohlenstoff beobachtet wurde. Analog zu den c-plane-
Messungen zeigt der letzte Heizschritt wieder eine Oxidation der Probenoberfläche
durch das Restgas (nO1s/nGaN = 0,052±0,008). Bleibt dieser letzte Heizschritt unbe-
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