Modelluntersuchungen an Heterogrenzflächen von II-VI-Halbleitern

In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zum Wachstum und der Grenzflächenbildung der beiden II-VI Verbindungshalbleiter CdS und CdTe durchgeführt. Im Mittelpunkt stand die Ermittlung des Einflusses der Substratorientierung, weshalb Schichten auf definierten Oberflächen von Einkristallen präpariert wurden. Als Substrate wurden CdS-Kristalle mit den Orientierungen (0001) und (1010) sowie CdTe-Kristalle mit den Orientierungen (111) und (110) verwendet, auf denen das jeweils andere Material durch thermisches Sublimieren im Ultrahochvakuum abgeschieden wurde. Charakterisiert wurden die Oberflächen bzw. Schichten mittels hochauflösender Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) am Synchrotron BESSY II (Berlin), Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED) sowie der Rasterkraftmikroskopie (AFM). Die Untersuchungen ergaben, dass bei allen Substratorientierungen eine starke Wechselwirkung zwischen Schicht und Substrat existiert, die zu einem epitaktisch orientierten Wachstum führt, d.h. die Schichten wachsen in einer zum Substrat passenden Kristallrichtung. Dabei wurden jedoch deutliche Unterschiede im Bezug auf die Wachstumsraten und die Nukleation beobachtet. Unabhängig davon wurde für alle Grenzflächen eine konstante Bandanpassung von 1,03eV festgestellt.

In this study the growth and the interface formation of the II-VI compound semiconductors CdS and CdTe were investigated. This word was focusing on the influence of substrate orientation, that is why thin films were prepared on well defined surfaces of single crystals. As substrates CdS crystals of the orientation (0001) and (1010) and CdTe crystals of the orientation (111) and (110) were chosen and either CdS or CdTe were deposited on top by thermal sublimation in ulta high vacuum. The characterization of the surfaces and of the films was done by high resolution x-ray photoelektron spectroscopy (XPS), low energy electron diffraction (LEED) and atomic force microscopy (AFM). The experiments revealed a strong interaction between the films and substrates independent of the orientation of the substrates which lead to an epitaxial growth of the films. Nevertheless a marked difference of the growth rates and the nucleation was observed. The band alignment was measured to be 1,03eV for all the interfaces and to be independent on substrate orientation.