Naß-chemische Konditionierung von Si-Grenzflächen

Durch die Korrelation zweier Oberflächen-sensitiver Charakterisierungsmethoden, der Oberflächenphotospannungsmessung (SPV) und der Spektral-Ellipsometrie (SE), wurde die Wirkung der wichtigsten naßchemischen Reinigungs- und Passivierungsverfahren der Si Technologie auf die elektronischen Eigenschaften von Si Grenzflächen untersucht.

 

AFM

AFM Aufnahmen und Dit,min als funktion der effektiven Mikro-Rauhigkeit <dr>, an n- and p-type Si(111) Oberflächen nach Ätzen in HF (48%) (0 s bis 600 s) (Kurven 1 and 2), und an ursprünglich atomar flachen p-type Si(111) Oberflächen nach nass-chemischer Präparation in (i) RCA II Lösung, (ii) in H2SO4/H2O2 und (iii) in DIW bei 80C and anschließender Ätzung in NH4FLösung (Kurve 3)

Morphologische und elektronische Eigenschaften einer Silizium(111)-Oberfläche in Abhängigkeit von der naß-chemischen Präparation

dit

Durch SPV Messungen ermittelte energetische Verteilung der Grenzflächenzustandsdichte Dit(E) an polierten Si Oberflächen nach (1) thermischer oxidation (dox∼=1000˚A), (2) H-Terminierung durch NH4F Behandlung (dr∼=1˚A), und an ultra-dünnen nass-chemischen oxiden (dox∼=10 . . . 20˚A) präpariert in (3) ultra reinem Wasser 80C (dox∼=15˚A) oder in konzentrierten Lösungen von (4) HNO3 130C, (5) H2SO4/H2O2, (6) NH4OH/H2O2/H2O: RCA I), oder (7) HCl/H2O2/H2O:RCA II

Stabilität einer H-terminierten Si Oberfläche in Abhängigkeit von der durch die nass-chemische Präparation initiierten Mikro-Rauhigkeit

Stabilität

Dauer der Initialphase der Oxidation (tini) an Cleanraum Luft in Abhängigkeit von der ursprünglichen minimalen Zustandsdichte Dit,min an Wasserstoff-terminierten Si(111) Oberflächen nach unterschiedlicher Präparation (i) Heißwasseroxidation + NH4F (<dr> 1 Å), (ii) RCA + NH4F (<dr> 3 Å), (iii) HF 48 % treatments (<dr> 4,5 …12 Å). Die Dauer der Initialisierungsphase tini , bis die effektive Oxidschichtdicke eine Monolage erreicht, wurde durch UV-VIS SE Messungen ermittelt.

Publikationen

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