Rastertunnelmikroskopische Untersuchungen von strukturellen Veränderungen auf Silicium-Oberflächen durch chemische Reaktionen bei hohen Temperaturen:
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1993
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3
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
7
2.
EXPERIMENTELLER
AUFBAU
ZUR
UNTERSUCHUNG
VON
CHEMISCHEN
REAKTIONEN
AUF
SILICIUMOBERFLAECHEN
11
2.1
GRUNDPRINZIP
DER
RASTERTUNNELMIKROSKOPIE
12
2.2
DAS
UHV-SYSTEM
15
2.3
ANFORDERUNGEN
AN
DAS
RASTERTUNNELMIKROSKOP
16
EXPERIMENTELLE
KONSEQUENZEN
AUS
DEM
MESSPRINZIP
16
EINSATZ
DER
MESSMETHODE
ZUR
BEOBACHTUNG
CHEMISCHER
REAKTIONEN
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
18
2.4
MODIFIKATIONEN
AN
EINEM
BESTEHENDEN
UHV-RASTERTUNNELMIKROSKOP
SYSTEM
20
KONSTRUKTIVE
VERAENDERUNGEN
AM
RASTERTUNNELMIKROSKOP
20
DER
PROBENHALTER
FUER
DIE
IN-SITU
HEIZUNG
24
DIE
ELEKTRONISCHE
TEMPERATURREGELUNG
25
EXTERNE
DRIFTKOMPENSATION
26
2.5
BESTIMMUNG
DER
PROBENTEMPERATUR
34
BESTIMMUNG
DER
PROBENTEMPERATUR
IN
DER
EXTERNEN
HEIZPOSITION
34
TEMPERATURBERECHNUNG
FUER
IN-SITU
GEHEIZTE
SILICIUMPROBEN
37
3.
CHARAKTERISIERUNG
DER
SILICIUM(L
11)
OBERFLAECHE
47
3.1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
48
STRUKTUR
DER
VOLUMENKRISTALLAEHNLICHEN
SILICIUM(
111)
OBERFLAECHE
49
REKONSTRUKTIONEN
AUF
DER
SILICIUMFL
11)
OBERFLAECHE
52
3.2
DIE
SAUBERE
SILICIUMF
111
)-(7X7)
OBERFLAECHE
57
PROBENPRAEPARATION
57
GROSSFLAECHIGE
OBERFLAECHENTOPOGRAPHIE
59
DEFEKTE
AUF
REALEN
OBERFLAECHEN
64
ELEKTRONISCHE
EFFEKTE
IN
DER
OBERFLAECHENSTRUKTUR
69
4
4.
TOPOGRAPHISCHE
VERAENDERUNGEN
DURCH
WECHSEL
WIRKUNG
VON
SAUERSTOFF
MIT
SILICIUM(LLL)-(7X7)
OBERFLAECHEN
74
4.1
EINFUEHRUNG
74
4.2
STM-UNTERSUCHUNGEN
AN
AUSSERHALB
DES
RASTERTUNNELMIKROSKOPS
PRAEPARIERTEN
SILICIUMOBERFLAECHEN
78
4.2.1
DAS
EXPERIMENT
78
4.2.2
EXPERIMENTELLE
RESULTATE
79
4.2.3
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
86
MODELL
UEBER
DEN
MIKROSKOPISCHEN
PROZESSABLAUF
86
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
FORM
DER
STUFENKANTEN
87
ANISOTROPIE
ZWISCHEN
[112
]
UND
[1
12]-STUFENKANTEN
88
4.2.4
SCHLUSSFOLGERUNGEN
89
4.3
IN-SITU
UNTERSUCHUNGEN
DER
HOCHTEMPERATURREAKTION
VON
SAUERSTOFF
AUF
DER
SILICIUM(L
1
L)-(7X7)
OBERFLAECHE
91
4.3.1
DAS
EXPERIMENT
91
4.3.2
EXPERIMENTELLE
RESULTATE
92
OBERFLAECHENTOPOGRAPHIE
ALS
FUNKTION
DES
SAUERSTOFFDRUCKS
92
ZEITABHAENGIGE
TOPOGRAPHISCHE
VERAENDERUNGEN
AUF
DER
OBERFLAECHE
IM
BEREICH
DER
AKTIVEN
OXIDATION
101
ZEITABHAENGIGE
TOPOGRAPHISCHE
VERAENDERUNGEN
AUF
DER
OBERFLAECHE
IM
UBERGANGSBEREICH
ZWISCHEN
AKTIVER
UND
PASSIVER
OXIDATION
103
ZEITABHAENGIGE
TOPOGRAPHISCHE
VERAENDERUNGEN
AUF
DER
OBERFLAECHE
IM
BEREICH
DER
PASSIVEN
OXIDATION
106
TOPOGRAPHISCHE
VERAENDERUNGEN
AUF
DER
OBERFLAECHE
DURCH
DEKOMPOSITION
DUENNER
OXIDSCHICHTEN
109
4.3.3
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
120
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DES
UEBERGANGS
IN
DER
OBERFLAECHENTOPOGRAPHIE
120
MODELL
FUER
DEN
REAKTIONSVERLAUF
IM
BEREICH
DER
AKTIVEN
OXIDATION
122
PROZESSABLAUF
BEIM
UEBERGANG
ZUM
WACHSTUM
DUENNER
OXIDSCHICHTEN
126
5
DESORPTION
DUENNER
OXIDSCHICHTEN
UND
AUSHEILEN
DER
OBERFLAECHE
130
4.4
SCHLUSSFOLGERUNGEN
138
5.
TEMPERATUREFFEKTE
IN
DER
UMSTRUKTURIERUNG
DER
SILICIUMFL
LL)-(7X7)
OBERFLAECHE
DURCH
REAKTION
MIT
WASSERSTOFF
140
5.1
EINFUEHRUNG
140
5
2
DAS
EXPERIMENT
143
5.3
EXPERIMENTELLE
RESULTATE
144
WASSERSTOFFADSORPTION
BEI
RAUMTEMPERATUR
144
TEMPERATUREFFEKTE
IN
DER
OBERFLAECHENSTRUKTUR
146
5.4
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
161
TEMPERATURABHAENGIGE
VERAENDERUNGEN
IN
DER
OBERFLAECHENSTRUKTUR
DURCH
ADSORPTION
VON
WASSERSTOFF
161
VERGLEICH
DER
RESULTATE
MIT
TDS-MESSUNGEN
165
SCHLUSSFOLGERUNGEN
ZUR
THERMODYNAMIK
DER
OBERFLAECHENPROZESSE
169
5.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
175
6.
WECHSELWIRKUNG
VON
CHLOR
MIT
SILICIUM(LLL)
OBERFLAECHEN
BEI
HOHEN
TEMPERATUREN
177
6.1
EINFUEHRUNG
177
6.2
DAS
EXPERIMENT
181
6.3
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
182
RESULTATE
VON
MESSUNGEN
AN
EX-SITU
PRAEPARIERTEN
PROBEN
182
RESULTATE
VON
IN-SITU
MESSUNGEN
187
6.4
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
198
MODELL
FUER
DEN
MIKROSKOPISCHEN
VERLAUF
DER
CHLORADSORPTION
BEI
RAUMTEMPERATUR
UND
BEI
LEICHT
ERHOEHTEN
TEMPERATUREN
198
BEOBACHTUNG
DES
ADSORBATINDUZIERTEN
PHASENUEBERGANGS
VON
DER
SAUBEREN
SILICIUM(LLL)-(7X7)
OBERFLAECHE
ZUR
CHLORBEDECKTEN
SILICIUMFL
1
L)-(LXL)CL
STRUKTUR
201
6
BEOBACHTUNG
EINES
DURCH
DIE
ADSORBATDESORPTION
KONTROLLIERTEN
PHASENUEBERGANGS
VON
DER
CHLORBEDECKTEN
SILICIUM(LLL)
(LXL):CL
STRUKTUR
ZURUECK
ZUR
SAUBEREN
(7X7)-REKONSTRUIERTEN
SILICIUMOBERFLAECHE
202
VERGLEICH
DES
ADSORBATINDUZIERTEN
PHASENUEBERGANGS
MIT
DEM
HOCHTEMPERATURPHASENUEBERGANG
AUF
DER
SAUBEREN
(7X7)
REKONSTRUIERTEN
SILICIUMOBERFLAECHE
203
AETZPROZESSE
DURCH
DESORPTION
SILICIUMHALTIGER
REAKTIONSPRODUKTE
208
6.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
210
7.
ZUSAMMENFASSUNG
212
8.
LITERATUR
216
DANKSAGUNGEN
LEBENSLAUF |
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