Wachstum und Charakterisierung dünner PTCDA-Filme auf ...

6. Reinigung von GaN-Oberflächen
6.5. Zusammenfassung
Gegenstand dieses Kapitels war die Reinigungsuntersuchung der polaren c-plane und
der unpolaren a-plane GaN-Substratoberfläche von den Kontaminaten Kohlenstoff und
Sauerstoff. Hierzu wurden zwei Reinigungsmethoden entwickelt, die sich aus der Kombination
eines Heizschrittes gefolgt von Ga-Deposition/Desorption-Schritten bzw. einem
N2-Plasma-unterstützen Reinigungsschritt zusammensetzen. Die XPS-gestützte Reinigungsuntersuchung
zeigte, dass für beide Oberflächen der dominierende Reinigungseffekt
bezüglich der Kohlenstoff- und Sauerstoffkontamination durch den ersten Heizschritt verursacht
wurde. Von den anschließenden drei Ga-Deposition/Desorption-Schritten führte
auf beiden Oberflächen nur der erste Schritt zu einer Reduktion der beiden Kontaminate,
während die weiteren zwei keine deutliche Reduktion mehr zeigten.
Für den N2-Plasma-unterstützten Reinigungsschritt konnte eine Reduktion sowohl der
Kohlenstoff- als auch der Sauerstoffkontamination beobachtet werden. Es konnte gezeigt
werden, dass dieser Reinigungsschritt einen deutlich stärkeren Effekt auf die Kohlenstoffkontamination
als auf die Sauerstoffkontamination hat. Der abschließende lange Heizschritt
führte auf der a-plane- und c-plane-Oberfläche zu einer Reoxidation durch das
Restgas des UHV. Die Kohlenstoffkontamination konnte hingegen durch diesen Heizschritt
auf beiden Oberflächen reduziert oder konstant gehalten werden.
Eine Analyse der Stöchiometrie in Abhängigkeit von der Reinigungsmtehode ergab, dass
die obersten Kristalllagen durch die Reinigungsmethoden nicht negativ beeinflusst werden
und das ideale Ga:N-Elementverhältnis erhalten bleibt.
Darüber hinaus ergaben STM- und LEED-Untersuchungen, dass die Reinigungsmethoden
sowohl auf der c-plane- als auch auf der a-plane-Oberfläche zu einer Verringerung
der Oberflächenrauigkeit führten.
Zusammenfassend lässt sich somit sagen, dass beide Methoden geeignete Reinigungsprozesse
darstellen. Ein nächster denkbarer Schritt wäre die Kombination dieser beiden
Methoden.
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