Kürth, Sascha: Charakterisierung von ScAlN-Schichten durch spektrale Ellipsometrie

Abstract in German:

In dieser Bachelorarbeit sollen mittels der spektralen Ellipsometrie gesputterte Sc(x)Al(1-x)N-Schichten mit verschiedenen Scandiumkonzentrationen x anhand ihrer dielektrischen Funktion charakterisiert werden. Die Dicke der Schichten wird ebenfalls durch Ellipsometrie bestimmt. Bei Sc(x)Al(1-x)N handelt es sich um ein piezoelektrisches Material, welches noch nicht hinreichend untersucht wurde. Die Arbeit ist also der Grundlagenforschung dieses Materials zuzuordnen. Sc(x)Al(1-x)N erreicht hohe Polarisationen durch das Ersetzen von Aluminium mit Scandium. Es soll weiterführend mit einem magnetostriktiven Material kombiniert und als Dielektrikum für einen magnetfeldsensitiven, elektrischen Sensor eingesetzt werden. Deswegen ist es von Bedeutung die dielektrische Funktion von Sc(x)Al(1-x)N zu kennen. Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Sensors wird im folgenden Kapitel erläutert. Besonderes Augenmerk wird in dieser Arbeit darauf gelegt, ob es möglich ist, einen Zusammenhang zwischen dem Scandiumgehalt und der dielektrischen Funktion der einzelnen Proben zu finden. Für die dielektrische Funktion wird ein Cauchy-Modell mit zusätzlichem Urbach-Absorptionsterm angesetzt. Die Gründe dafür werden in dem entsprechenden Kapitel dargelegt. Aus dem Modell ergeben sich Parameter, die auch in weiteren Messverfahren wie z. B. der Weißlichtinterferometrie genutzt werden sollen. Für die spektralen Ellipsometriemessungen wird ein WVASE32 Ellipsometer verwendet.