Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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128 6 Schichteigenschaften - 2: STO auf Silizium<br />
verstärkt in das Substrat diffundieren und sich damit der oberflächennahen Messung entziehen,<br />
was in Übereinstimmung mit den SNMS Beobachtungen (Abbildung 6.3) ist. Jedoch<br />
müssen in diesem Falle auch Effekte des selektiven Sputterns berücksichtigt werden. Die Variation<br />
im Ba/Sr Verhältnis wird als nicht signifikant erachtet.<br />
Rel. atom %<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Si<br />
Ti<br />
Ba<br />
Sr<br />
0 1 2<br />
Dicke [nm]<br />
22<br />
3,00<br />
2,00<br />
1,00<br />
0,00<br />
Ba/S<br />
Ba+Sr/Ti<br />
0 1 2 3 4<br />
Dicke [nm]<br />
Abbildung 6.10: XPS Messungen verschieden dicker BST Schichten, die bei 655°C auf<br />
Siliziumsubstrat gewachsen wurden.<br />
Zur Untersuchung der <strong>chemische</strong>n Zusammensetzung im Tiefenprofil wurde eine 8nm dicke<br />
BST/SiOx/Si Probe mit Argon gesputtert. Dabei werden charakteristischen Schichttiefen auch<br />
durch Änderungen der elektronischen Struktur angezeigt. Die Ergebnisse sind in Abbildung<br />
6.11 dargestellt. Während wir an der Oberfläche kein signifikantes Signal von Silizium beobachten,<br />
zeigt sich nach einer Sputterzeit von 20 Minuten ein Anstieg der Si-2p Linie, die das<br />
SiOx andeutet, und nach 40min wird durch die geänderte Elektonenstruktur das Erreichen des<br />
Substrates angedeutet. Beim Titan wird eine Verschiebung des Hauptpeaks von 458,3eV nach<br />
452,6eV beobachtet. Dies entspricht einer Verschiebung der Titan-Valenz von +IV nach +II<br />
(TiO). Dieses Phänomen, das durch Sputtern verursacht wird, ist grundsätzlich bekannt.<br />
kcounts<br />
kcounts<br />
160<br />
120<br />
80<br />
40<br />
ohne<br />
ohne<br />
20min<br />
TI<br />
40min<br />
30min<br />
0<br />
470 465 460 455 450<br />
Bindungsenergie [ eV ]<br />
60<br />
40<br />
20<br />
40min<br />
30min<br />
20min<br />
SI<br />
0<br />
108 104 100 96<br />
Bindungsenergie [ eV ]<br />
120<br />
80<br />
40<br />
20min<br />
40min<br />
30min<br />
ohne<br />
BA<br />
0<br />
788 784 780 776<br />
Bindungsenergie [eV]<br />
kcounts<br />
60<br />
40<br />
20<br />
SR<br />
ohne<br />
20min<br />
30min<br />
40min<br />
140 136 132 128<br />
Bindungsenergie [ eV]<br />
Abbildung 6.11 XPS Elementspektren für die<br />
Elemente Barium, Strontium, Titan und<br />
Silizium. Bei der Probe handelt es sich um 8nm<br />
dickes BST auf Siliziumsubstrat. Die verschiedenen<br />
Zeiten geben die Sputterzeit mit Argon<br />
an, wodurch das Material von oben her<br />
abgetragen wurde.
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