Characterization of the n-GaAs Surface after CF4, SF6, CCl2F2, and CCl2F2 : O2 Plasma Treatment by Photoreflectance

Abstract

The n-GaAs surface is investigated after CF4, SF6, CCl2F2, and CCl2F2: O2 plasma treatment by photoreflectance (PR). A stable interface is observed between a surface barrier layer and the n-GaAs formed by the plasma with a defined power region. In this region the whole GaAs surface is covered by the layer and no damage could be observed by PR. The stable interface is characterized by a barrier height of 0.38 V and a surface Fermi-level pinning at 0.51 eV below conduction band. The main constituent of the surface layer is GaF3 determined by XPS. The stable interface shows an excellent stability up to 520 K. Opposite tendencies of the PR amplitudes are found for the damage generation without and with etching during the plasma treatment. Die n-GaAs-Oberflüche wird nach CF4-, SF6-, CCl2F2- und CCl2F2: O2-Plasmabehandlung mit Photoreflexion untersucht. Eine stabile Grenzflüche zwischen einer Oberflüchenschicht und dem GaAs wird für ein bestimmtes Plasmaleistungsgebiet beobachtet. In diesem Gebiet ist die Oberflüchenschicht bereits deckend, und es werden noch keine Strahlenschüden generiert. Die stabile Grenzflüche wird durch eine Barrierenhöhe von 0,38 V und ein Pinning des Ferminiveaus an der Oberflüche bei 0,51 eV unterhalb des Leitungsbandes charakterisiert. Als Hauptbestandteil der Oberflüchendeckschicht wird GaF3 mit XPS ermittelt. Die Degradation der stabilen Grenzflüche beginnt bei Temperaturen höher als 520 K. Die Entstehung von Strahlenschüden ruft entgegengesetzte Tendenzen für die PR-Amplituden in Abhüngigkeit von einer Piasmabehandlung mit und ohne ützen hervor.