Die Nitridbildung auf Oberflächen von III-V-Halbleitern durch niederenergetischen Beschuß mit einfach ionisierten Stickstoffmolekülen

Die vorliegende Arbeit beschaeftigt sich mit dem niederenergetischen Ionenbeschuss von binaeren III-IV-Halbleiteroberflaechen mit Ionenenergien von 50eV bis 1000 eV und Ioneneinfallswinkeln von 0(Grad) bis 80(Grad) bezueglich der Oberflaechennormalen. Insbesondere liegt der Schwerpunkt der Arbeit auf der Untersuchung des Beschusses mit Stickstoffionen hinsihctlich einer Entfernung der natuerlichen Oxidschicht und der Bildung einer Nitridschicht. Als Hauptanalysemethoden wurden die Photoelektronenspektroskopie zur Bestimmung der Bindungsverhaeltnisse und der Oberflaechenstoechiometrie, die Roentgenabsorptionsspektroskopie zur Aufklaerung der chemischen Struktur der oberflaechennahen Schichten sowie die spektroskopische Ellipsometrie zur Detektion der optischen Eigenschaften in situ eingesetzt. Im Mittelpunkt des Interesses stehen dabei die Charakterisierung der Auswirkung des Stickstoff-Ionenbeschusses auf die Stoechiometrie der Halbleiteroberflaechen, die Bestimmung des Ablaufs der Nitridbildung mit einer Zusammenfassung in einem geeigneten Modell, die Darstellung und Diskussion des Einflusses einzelner Praeparationsparameter (Ionenenergie, Ioneneinfallswinkel und Substrattemperatur) auf die Zusammensetzung der Nitridschicht und der Vergleich der stoechiometrischen Zusammensetzung mit den optischen Eigenschaften der Nitridschichten. Es wird gezeigt, dass der Stickstoff-Ionenbeschuss immer zur Ausbildung einer duennen Oberflaechen-Nitridschicht fuehrt. Diese ist geschichtet aufgebaut aus Gruppe-III- und -V-Nitriden. Der Beschuss verursacht die Implantation von ungebundenem molekularen Stickstoff in das Halbleitersubstrat unter der Nitridschicht. Durch die Wahl geeigneter Praeparationsparameter kann die Zusammensetzung der Nitridschicht gezielt beeinflusst werden. Eine thermische Nachbehandlung (bis 400 (Grad) C) bietet die Moeglichkeit, den Anteil an molekularem Stickstoff zu reduzieren und die Homegenitaet der Nitridschicht zu erhoehen.