Entwicklung und Aufbau einer neuartigen MOCVD-Anlage zum Wachstum ferroelektrischer Dünnschichten:
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| Veröffentlicht: |
Jülich
Forschungszentrum, Zentralbibliothek
2002
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| Schriftenreihe: | Berichte des Forschungszentrums Jülich
3956 |
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INHALTSVERZEICHNIS
3
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
5
1.1.
TECHNISCHE
RELEVANZ
FERROELEKTRISCHER
MATERIALIEN
.
5
1.2.
SCHICHTABSCHEIDUNG
MITTELS
MOCVD
.
7
1.3.
ZIELSETZUNG
.
9
2.
MATERIALSYSTEME
.
10
2.1.
KRISTALLSTRUKTUR
.
10
2.2.
PARA
UND
FERROELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
11
2.3.
DUENNE
SCHICHTEN
.
15
3.
MOCVD-ABSCHEIDUNG
VON
OXID-KERAMIKEN
.
18
3.1.
EINFACHES
WACHSTUMSMODELL
.
19
3.2.
UEBERBLICK
UEBER
DIE
PRECURSOREN
.
20
3.3.
GRUNDLAGEN
DER
MOCVD-PROZESSE
.
23
3.3.1.
NUKLEATION
UND
KRISTALLWACHSTUM
.
23
3.3.2.
THERMODYNAMIK
DES
WACHSTUMS
.
24
3.3.3.
TRANSPORTPHAENOMENE
IN
DER
GASPHASE
.
25
3.3.4.
REAKTIONSKINETIK
.
30
3.4.
TECHNISCHE
REALISIERUNG
VON
CVD-ANLAGEN.
33
3.5.
ZUFUEHRUNG
DER
PRECURSOREN
.
37
3.5.1.
BUBBIER
.
37
3.5.2.
VERDAMPF
ER
SYSTEME
FUER
GELOESTE
PRECURSOREN
.
39
4.
PROBENVORBEREITUNG
UND
CHARAKTERISIERUNGMETHODEN
.
45
4.1.
VORBEREITUNG
DER
PROBEN
.
45
4.2.
ANALYSE-METHODEN
.
46
4.2.1.
ROENTGENDIFFRAKTOMETRIE
(XRD)
.
46
4.2.2.
ROENTGENFLUORESZENZANALYSE
(XRF)
.
47
4.2.3.
RUTHERFORD-RUECKSTREUSPEKTROSKOPIE
(RBS)
.
49
4.2.4.
SONSTIGE
METHODEN
.
50
4.3.
ELEKTRISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
51
4.3.1.
DIELEKTRIZITAETSKONSTANTE
UND
VERLUSTWINKEL
.
51
4.3.2.
FERROELEKTRISCHE
HYSTERESE
.
52
4.3.3.
BESTIMMUNG
DER
LECKSTROEME
.
53
5.
ANLAGENBESCHREIBUNG
UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
55
5.1.
MODULARE
CVD-VERSUCHSANLAGE
.
55
5.1.1.
GASVERTEILUNG
.
58
5.1.2.
VAKUUMSYSTEM
.
59
5.1.3.
ANLAGENSTEUERUNG
.
61
5.2.
KONTAKTLOSER
VERDAMPFER
MIT
ULTRASCHALLDUESE
.
63
4
INHALTSVERZEICHNIS
5.3.
ERMITTLUNG
DER
OPTIMALEN
PROZESSPARAMETER
.
67
5.4.
DIRECT
LIQUID
INJECTION
SYSTEM
MKS
DLI-25C
.
70
5.4.1.
INTEGRATION
IN
DIE
MOCVD-ANLAGE
.
70
5.4.2.
ABSCHEIDUNG
VON
BARIUMTITANAT
.
72
6.
UNTERSUCHTE
SCHICHTSYSTEME
.
77
6.1.
SRTIO
3
.
78
6.1.1.
SCHICHTWACHSTUM
.
78
6.1.2.
STRUKTURELLE
CHARAKTERISIERUNG
.
80
6.1.3.
MORPHOLOGISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
82
6.1.4.
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
84
6.2.
BATIO
3
.
89
6.2.1.
SCHICHTWACHSTUM
.
89
6.2.2.
STRUKTURELLE
CHARAKTERISIERUNG
.
93
6.2.3.
MORPHOLOGISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
95
6.3.
PBTIO
3
.
96
6.3.1.
SCHICHTWACHSTUM
.
99
6.3.2.
STRUKTURELLE
CHARAKTERISIERUNG
.
103
6.3.3.
MORPHOLOGISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
106
6.3.4.
ELEKTRISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
110
6.4.
(PB,BA)TIO
3
.
111
6.4.1.
SCHICHTWACHSTUM
.
112
6.4.2.
STRUKTURELLE
CHARAKTERISIERUNG
.
115
6.4.3.
MORPHOLOGISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
118
7.
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
122
7.1.
ZUSAMMENFASSUNG
.
122
7.2.
AUSBLICK.
123
8.
LITERATURVERZEICHNIS
.
125 |
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