Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5.1 Keimbildung und Wachstum 93
Ba 3d5
800
O 1s
Ti 2p
Sr 3d
600 400 200
Elektronenenergie [eV]
Abbildung 5.10: XPS Übersichtsspektrum einer dünnen BST Probe auf Platinsubstrat. Die für
die Auswertung relevanten Linien sind beschriftet.
Zum gegebenen Zeitpunkt war es nicht möglich die Probe in-situ unter Vakuum zu beheizen,
um Adsorbate zu entfernen. Deshalb tragen diese wesentlich zum Signal bei und fließen prozentual
in die Zusammensetzung mit ein. Eine Messung an unbehandeltem Platinsubstrat ergibt
Werte zwischen 30 – 34% Platin. Der Sauerstoff liegt bei 17% und Kohlenstoff bei 46%.
Vereinzelt finden sich Spuren von Fluor, Stickstoff, Chlor, Schwefel oder Natrium, allerdings
ohne ersichtliche systematische Zusammenhänge. Für BST Schichten liegt der Wert an Sauerstoff
verständlicherweise höher, zwischen 24 und 62%, und der Kohlenstoffanteil mit 24 -
40% etwas tiefer.
In Abbildung 5.11 sind die relativen Atomanteile der wichtigsten Elemente für eine 86nm
dicke Probe, die bei 655°C abgeschieden wurde, gegenüber der Sputterzeit aufgetragen. Da
der Kohlenstoff durch kurzes Sputtern ganz entfernt werden kann, zeigt dies, dass der hier
beobachtete Kohlenstoff nicht aus der Abscheidung stammt, sondern nachträglich adsorbiert
wurde. Bei einer genaueren Betrachtung der Elementverhältnisse (Ba/Sr und (Ba+Sr)/Ti)
zeigt sich in den ersten 16 Minuten an Sputterzeit kaum eine Veränderung; hier wird ein homogenes
Tiefenprofil gefunden.
Atom %
70
60
50
40
30
20
10
0
0 5 10 15 20
Sputterzeit [min]
O
TI
C 1s
BA
SR
C
Pt 4f
0
600
500
400
300
200
100
0
Intensität [kcps]
Abbildung 5.11: Elementverteilung
nach verschiedenen Sputterzeiten
einer 86nm dicken BST Probe. Die
Kohlenstoffkonzentration ist nach
einer Sputterzeit von 4 Minuten
auf null abgesunken, was zeigt,
dass bei hohen Wachstumstemperaturen
kein Kohlenstoff in
die Schicht eingebaut wird.
Die wesentliche Fragestellung für die XPS Messungen waren jedoch die chemische Zusammensetzung
der Keime und der ersten Monolagen. Zum einen wurden dazu winkelabhängige
Messungen an einer 1,5nm dicken BST Schicht durchgeführt und zum anderen die bereits in
Abbildung 5.4 beschriebene Dickenserie verwendet.