Der Einfluß dünner Zwischenschichten auf die Bandkantendiskontinuität am Germanium/Galliumarsenid(110)- Halbleiterkontakt - eine photoemissionsspektroskopische Untersuchung

In dieser Arbeit werden Untersuchungen zur gezielten Veränderung von Bandkantendiskontinuitäten in einem Halbleiter- Halbleiter- Kontakt vorgelegt. Es handelt sich um das System Ge/GaAs(110). Diese Heterostruktur wird zunächst umfassend charakterisiert. Germanium wächst bei einer Substrattemperatur von 325°C epitaktisch mit einer Rate von etwa 0.1 $\mathring{A}$s$^{-1}$. Die maximale Dicke der epitaktischen Schicht beträgt 10 bis 15$\mathring{A}$, danach wächst Ge in seiner amorphen Modifikation auf. Die Valenzbanddiskontinuität wird mit zwei unabhängigen Verfahren bestimmt. Der Heterokontakt wird nun modifiziert, indem auf die GaAs(110)- Spaltfläche zunächst eine sehr dünne Schicht von Fremdatomen abgeschieden wird. In verschiedenen Untersuchungen werden Sb, Au, Cs und P verwendet. An schließend wird sukzessive die Ge- Epitaxie durchgeführt und nach jedem Bedampfungsschritt das System untersucht. $\textit{In situ}$ werden dazu verschiedene oberflächenanalytische Methoden verwandt mit Schwerpunkt auf der Photoemissions-Spektroskopie. $\textit{Ex situ}$- Methoden sind Raman- und Ionen- Rückstreu-Spektroskopie. Es ergeben sich komplexe Eigenschaften der Grenzfläche, abhängig von den verschiedenen Zwischenschicht- Atomen. Der größte Teil des Antimons desorbiert wieder während der Ge- Deposition, der Rest segregiert zunächst an die Ge- Oberfläche und wird später von weiter abgeschiedenem Germanium zugedeckt. Gold reagiert sehr stark schon mit dem GaAs- Substrat. Die Anwesenheit von Germanium veranlaßt es, von der Grenzfläche weg in das Substrat zu diffundieren. Cäsium wird bis zu einer Ge- Bedeckung von 31$\mathring{A}$ vollständig an der Oberfläche nachgewiesen. Es bildet sehr wahrscheinlich mit dem Ge eine Verbindung und schwimmt in dieser Form auf. Die drei Metalle stören das epitaktische Wachstum von Germanium auf dem Substrat. Erwartungsgemäß ändert sich die gemessene Valenzbanddiskontinuität nicht, da alle drei Elemente nicht an der Grenzfläche verharren. Reiner Phosphor haftet nur bei Raumtemperatur auf dem Substrat und liegt dann in einer amorphen Modifikation vor. Zusammen mit Gallium aus einem GaP- Kristall verdampft, bildet er eine dünne kristalline Schicht, auf der Germanium epitaktisch wachsen kann. Im Verlauf einer komplexen Grenzflächenreaktion entsteht an der Oberfläche des Ge- Films eine bisher unbekannte Phase, deren chemische Natur nicht vollständig aufgeklärt werden konnte. Geänderte Banddiskontinuitäten konnten wiederum nicht beobachtet werden