Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 27: Optische Schichten II

DS 27.3: Fachvortrag

Mittwoch, 29. März 2000, 17:30–17:45, H32

Optische und strukturelle Eigenschaften dünner Kupferfilme auf Si(111) — •A. Masten und P. Wißmann — Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Universität Erlangen-Nürnberg, Egerlandstraße 3, D-91058 Erlangen

Dünne Kupferfilme wurden bei Raumtemperatur im UHV auf gereinigte Si(111)-Oberflächen aufgedampft. Strukturuntersuchungen mit LEED, Augerspektroskopie und Röntgenbeugung ergeben, daß auf diese Weise einkristalline, in (111)-Richtung orientierte glatte Kupferfilme entstehen. Der elektrische Widerstand stimmt gut mit Literaturwerten für glatte Kupferfilme überein.

Die optischen Eigenschaften wurden mittels spektroskopischer Ellipsometrie im Wellenlängenbereich 400 – 900 nm bestimmt. Beim Aufheizen der Probe wird bei 125^∘C eine große Änderung der ellipsometrischen Winkel Δ und Ψ beobachtet. Der Probenwiderstand und die Intensität des Si(92 eV) Auger Peaks steigen stark an. Im LEED-Bild erkennt man eine diffuse √3×√3-Überstruktur. Offensichtlich reißen die Kupferfilme bei dieser Temperatur auf und das Kupfer koaguliert zu Inseln. Eine zweite schwache Änderung von Δ und Ψ tritt bei etwa 300^∘C auf. Hier setzt die Bildung einer stabilen, silizid-ähnlichen Cu/Si-Phase ein. Während sich die ellipsometrischen Winkel bei noch höheren Temperaturen nicht weiter verändern, wird beim Widerstand ein starker Abfall beobachtet. Dies ist auf die halbleitenden Eigenschaften der Siliziumbrücken zwischen den Silizidinseln zurückzuführen. Bei 1200^∘C desorbiert das Kupfer quantitativ von der Siliziumoberfläche, im LEED-Bild erscheint die für saubere Silizium-Oberflächen typische 7× 7-Überstruktur.