Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

122 6 Schichteigenschaften - 2: STO auf Silizium
Die Untersuchungen der amorphen Grenzschicht erfolgten im TEM. In der Querschnittsaufnahme
(Abbildung 6.1) ist der Kontrast der amorphen Grenzschicht gegenüber STO und Silizium
zu sehen. In hochauflösender Darstellung (Abbildung 6.2a und 6.2b) kann man deutlich
die kristalline Struktur des Siliziums, die polykristalline Struktur des STO und die dazwischenliegende
amorphe Grenzschicht erkennen.
(a) (b)
Abbildung 6.1: TEM
Querschnittsaufnahme:
Kontrast zwischen der
amorphen Schicht zum
Substrat und zum Strontiumtitanat.
Abbildung 6.2: HRTEM Querschnitt der amorphen Grenzschicht zwischen den kristallinen
Bereichen von STO und Silizium. Der Sauerstofffluss während der Abscheidung betrug
110sccm. (a) Sauerstoffeinlass 60s vor dem Start der Abscheidung und (b) Sauerstoffeinlass
erst 120s nach dem Beginn der Abscheidung.
Die erste Strategie, die wir verfolgt haben, war einen STO Film anfänglich ohne Sauerstoff zu
wachsen, um anschließend das Wachstum unter Sauerstoffatmosphäre fortzusetzen. Die sauerstofffreie
Schicht sollte dabei eine Diffusionsbarriere darstellen und damit hemmend auf das
weitere Wachstum der amorphen Grenzschicht wirken. Dazu wurde der Einlasszeitpunkt des
Sauerstoffs relativ zum Beginn der Abscheidung variiert. In der Tabelle 6.1 sind dies die ersten
fünf Versuche, 1a-1e. Der Sauerstoffeinlass wurde von einer Minute vor dem Abscheidungsbeginn
bis zu zwei Minuten danach eingestellt. In 1e wurde die ganze Schicht ohne zusätzlichen
Sauerstoff abgeschieden, was einer Verzögerung um die gesamte Abscheidzeit entspricht.
Ausgehend von den Wachstumsraten auf Platin (Kapitel 5.2) sollte im Fall 1d zum Zeitpunkt
des O2 Einlasses bereits eine etwa 5nm dicke STO Schicht gewachsen sein, d.h. man kann
von einer vollständigen Bedeckung der Oberfläche mit STO ausgehen. Vergleicht man die
mittleren Dicken der amorphen Grenzschichten miteinander, so fällt auf, dass dieser Parame-