Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

74 4 Ergebnisse der Prozessentwicklung
a) Alternierendes Wachstum
Hier wird eine Atomlage TiO2 und eine Atomlage SrO alternierend abgeschieden. Die dabei
nötige Pulszahl wird aus der Gesamtpulszahl, der gemessenen Dicke und der Dicke einer
SrTiO3 - Monolage berechnet. Bei gegebener Effizienz wurden sieben Pulse benötigt, eine
Ebene abzuscheiden. Zwischen jeder Pulsserie, die mit hoher Pulsfrequenz abgeschieden
wurde, lag eine 5s lange Pause. Die so hergestellten Schichten zeigen keine wesentliche Veränderung
gegenüber normal hergestellten Schichten. Allerdings scheint das alternierende
Wachstum die Homogenität leicht zu verändern. Während ansonsten vorwiegend konvexe
Oberflächen gefunden wurden, erzeugt dieses Wachstum eine eher konkave Dickenverteilung
über 6“.
b) Schrittweises Wachstum
Da die Prozessparameter so eingestellt waren, dass die Einbaueffizienzen für die Elemente
Strontium und Titan etwa gleich groß sind, konnten dünne Schichten mit demselben Pulszahlenverhältnis
abgeschieden werden. In diesem Wachstum wurde praktisch eine Monolage
STO auf Platin abgeschieden und zwischen jeder Monolage 1, 5, 10, 20 und 40 Sekunden
gewartet. Bei diesen Versuchen war von Interesse, ob durch unterschiedlich lange Pausen,
mittels Oberflächendiffusion die entsprechenden Lücken im Gitter besser geschlossen werden
konnten. Hier konnte allerdings keine Abhängigkeit festgestellt.
c) Schichtfolgen mit unterschiedlicher Stöchiometrie
Die besondere Stärke des neuen Verdampfersystems besteht in der erweiterten Möglichkeit
die Schichtabfolge in Wachstumsrichtung zu variieren. Dies geschah im Hinblick auf den im
dritten Kapitel beschriebenen Dead-Layer. Hier wurde die Zusammensetzung an der Grenzfläche
in einem 2nm dicken Bereich gegenüber der dazwischenliegenden Zusammensetzung
variiert.
d) Wachstum mit extrem langer Pulstrennung
Um auszuschließen, dass verschiedene Prekursoren miteinander wechselwirken, wurde die
Zeit zwischen den Pulsen von normalerweise 0,3s auf über 20s gesteigert. Dieser Mode wurde
notwendig für die Herstellung von STO mit dem neuen Titanprekursor, siehe kommendes
Unterkapitel.