Metallorganisch chemische ... - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

94 5 Schichteigenschaften - 1: (Ba,Sr)TiO3 (BST) auf Platin
Abbildung 5.12 fasst die winkelabhängigen Messungen an einer 1,5nm dicken BST Schicht,
die bei 655°C gewachsen wurde, zusammen. Hier wurden zwei Messungen mit Aufnahmewinkeln
zur Probenoberfläche von 5° bzw. 45° durchgeführt. Je flacher der Winkel zur Probenoberfläche,
desto flacher ist der Schwerpunkt der Tiefenverteilung der zum Signal beitragenden
Elektronen, da der Anteil inelastisch gestreuter Elektronen mit größerer Weglänge
durch das Material zunimmt (siehe Kapitel 3.2.2).
In dieser Abbildung werden die Atomprozente der einzelnen Elemente ins Verhältnis gesetzt
(die Messungen unter flachem Winkel gegenüber der Messung von 45°). Wie erwartet haben
sich die Intensitäten der Elemente Barium, Strontium und Titan verstärkt und natürlich geht
auch die Intensität an Platin zurück, von 16,3 auf 10,2% (rel. Atom %). Die Verhältnisse zwischen
den Elementen ändern sich dagegen im Wesentlichen nicht. Dies bedeutet, dass die
Elementzusammensetzung in Wachstumsrichtung fast unverändert bleibt.
Die Ergebnisse für die Dickenserie (0,3 – 4nm), die bei einer Suszeptortemperatur von 655°C
hergestellt wurden, werden in Abbildung 5.13 zusammengefasst. Dabei sind die gemessenen
relativen Atomanteile gegenüber der nominellen Dicke aufgetragen. Die beobachteten Intensitäten
wurden auf eine 86nm dicke Probe normiert, deren Zusammensetzung durch XRF bestimmt
wurde.
Rel. Atomprozent
Prozentuale Änderung [%]
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
100
80
60
40
20
0
Ba Sr Ti Pt
Pt
Ti
Ba
Sr
0 1 2 3 4 86
Dicke [nm]
Abbildung 5.12: Winkelaufgelöste
XPS Messung. Relative
Intensitätsänderung beim
Übergang von 5° zu einem
Aufnahmewinkel von 45° zur
Probenoberfläche, gemessen
an einer 1,5nm dicken BST
Schicht.
Abbildung 5.13: XPS Messungen dünner BST Schichten. Auf der linken Seite wird die Zusammensetzung
der Elemente gegnüber der Filmdicke dargestellt. Dabei wurden alle Werte
auf die 86 nm dicke BST Schicht mit idealer Zusammensetzung normiert. Die Wachstumstemperatur
dieser Proben lag bei 655°C. Auf der rechten Seite werden die entsprechenden Ba/Sr
und Gr-II/Ti Verhältnisse dargestellt. Die gestrichelten Linien geben die Idealwerte der dicken
Probe an.
Elementverhältnis
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
BST
STO
Ba/Sr
Gr-II/Ti
0 1 2 3 4
Dicke [nm]