Oberflächenanalytische Charakterisierung von metallischen Verunreinigungen und Oxiden auf GaAs

1 Einleitung.- 1.1 Technologischer Stellenwert von III-V-Halbleitern.- 1.2 Anforderungen an die Oberfläche von GaAs-Wafern.- 1.3 Ziel der Arbeit.- 2 Materialkunde.- 2.1 Galliumarsenid (GaAs).- 2.2 Herstellung von GaAs-Wafern.- 3 Verwendete oberflächenanalytische Methoden.- 3.1 Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS).- 3.2 Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (TOF-SIMS).- 3.3 Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TXRF).- 3.4 Ellipsometrie.- 4 Quantitativer Nachweis von Metallverunreinigungen auf GaAs.- 4.1 Herstellung von Standards.- 4.2 Identifikation metallischer Spurenelemente.- 4.3 Tiefenanalyse metallischer Spurenelemente.- 4.4 Quantitative Analyse metallischer Spurenelemente.- 5 Charakterisierung passivierender Oberflächenoxide auf GaAs.- 5.1 Oxidationsmechanismen.- 5.2 Signaturdaten für XPS, TOF-SIMS und Ellipsometrie.- 5.3 GaAs-Oberflächen nach Oxidation an Umgebungsluft.- 5.4 GaAs-Oberflächen nach Oxidation unter UV/Ozon-Einfluß.- 5.5 Vergleich der Oxidationsmechanismen.- 6 Zusammenfassende Diskussion.- 7 Literaturverzeichnis.

Dr. Frank Schröder-Oeynhausen studierte Physik an der Universität zu Köln und Betriebswirtschaft an der FernUniversität Hagen. Er ist Technologieberater beim VDI in Düsseldorf.

Inhalt dieses Buches ist die detaillierte Charakterisierung der Oberfläche von GaAs-Halbleitern hinsichtlich oberflächennaher Verunreinigungen und passivierender Oxidschichten. Der Autor entwickelt ein Verfahren zum quantitativen Nachweis von metallischen Spurenelementen mit der Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (TOF-SIMS), das es möglich macht, Oberflächenbelegungen auf GaAs mit Konzentrationen kleiner 109 Atome/cm2 quantitativ nachzuweisen. Ein Vergleich passivierender Oxide hinsichtlich ihrer Komponenten, Schichtstruktur und Dicke liefert die Grundlagen für gezielte Änderungen des Herstellungsprozesses.