Oberflächencharakterisierung von III-V MOCVD-Filmen aus heterozyklischen Single Source Precursoren

Abstract

Oberflächencharakterisierung von III-V MOCVD-Filmen aus heterozyklischen Single Source Precursoren In vielen mikro- und optoelektronischen Bauteilen finden Antimon-haltige Verbindungshalbleiter Verwendung. Insbesondere ist GaSb geeignet für Bauelemente, die im mittleren IR-Bereich arbeiten.<br /> Neben den klassischen Herstellungsverfahren gewinnt die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) in der Industrie eine immer größere Bedeutung. Jedoch ist der klassische CVD-Ansatz, bei dem von einem Precursormolekül für Ga und einem anderen für Sb (Dual Source Ansatz) in diesem Fall problematisch, da ungünstige Prozessparameter schnell zur Abscheidung nicht-stöchiometrischer Filme und zu Kohlenstoffkontaminationen führen können.<br /> Eine Alternative stellt der sog. Single Source Precursor Ansatz dar, bei dem das gewünschte Material bereits in der richtigen Stöchiometrie vorliegt. In der vorliegenden Arbeit wurden vollständig alkyl-substituierte Single Source Precursoren zur Abscheidung von GaSb-Filmen auf Si(001)-Wafern untersucht. Das Sublimationsverhalten der verwendeten Precursoren wurde massenspektrometrisch untersucht. Die hergestellten Filme wurden oberflächensensitiv mittels Elektronenspektroskopie (AES, S-XPS) hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung und mittels Rastersondenmikroskopie (AFM) hinsichtlich ihrer Morphologie untersucht.<br /> Der Precursor (^tBu₂ Ga Sb Et₂)₂ hat sich als zur Herstellung von stöchiometrischen GaSb-Filmen geeignet herausgestellt. Der Vorteil dieser Precursorsubstanz ist seine geringere Toxizität im Vergleich zu Trialkylgallanen oder Stiban, sowie seine einfachere Lagerung, da es sich um einen kristallinen Feststoff handelt. Allerdings ist die Synthese recht aufwändig und für die Herstellung von GaSb-Filmen ist auf Grund des niedrigen Dampfdruckes der Precursorsubstanz ein Vakuum nötig.