"Физика и техника полупроводников"
Издателям
Вышедшие номера
Уменьшение энергии связи доноров в слоях GaN : Si при сильном легировании
Осинных И.В.1,2, Журавлев К.С.1,2, Малин Т.В.1, Бер Б.Я.3, Казанцев Д.Ю.3
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 19 ноября 2013 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2014 г.

Методом фотолюминесцентной спектроскопии исследованы свойства легированных кремнием слоев GaN, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии с использованием аммиака. Показано, что низкотемпературная фотолюминесценция обусловлена рекомбинацией связанных на донорах экситонов при концентрациях атомов кремния до 1019 см-3. При концентрации атомов кремния 1.6·1019 см-3 в спектре фотолюминесценции доминирует полоса свободных экситонов, в более сильно легированных слоях --- полоса межзонной рекомбинации. Наблюдалось уменьшение энергии связи экситонно-донорного комплекса с ростом уровня легирования. С использованием правила Хайнса для GaN, согласно которому энергия связи комплекса составляет 0.2 от энергии ионизации донора ED, показано, что ED уменьшается с ростом концентрации кремния ND. Этот эффект описывается зависимостью ED=EoptD-alpha N1/3D, где EDopt --- энергия ионизации одиночного атома кремния в GaN. Было получено значение коэффициента alpha=8.4·10-6 мэВ/см-1, показывающего уменьшение глубины залегания края примесной зоны с ростом концентрации кремния.
  • S. Nakamura, G. Fasol. The Blue Laser Diode (Springer, N. Y., 1997)
  • H. Morkoc, S. Strite, G.B. Gao, M.E. Lin, B. Sverdlov, M. Burns. J. Appl. Phys., 76, 1363 (1994)
  • S.T. Whitaker. Comp. Semicond., 7, 50 (2001)
  • I. Akasaki, H. Amano. Jpn. J. Appl. Phys., 36, 5393 (1997)
  • Y. Sato, N. Takahashi, S. Sato. Jpn. J. Appl. Phys., 35, L838 (1996)
  • F. Hide, P. Kozodoy, S.P. Denbaars, A.J. Heeger. Appl. Phys. Lett., 70, 2664 (1997)
  • M.A. Khan, V. Adivarahan, J.P. Zhang, C. Chen, E. Kuokatis, A. Chitnis, M. Shatalov, J.W. Yang, G. Simin. Jpn. J. Appl. Phys., 40, L1308 (2001)
  • G. Martinez-Criado, C.R. Miskys, A. Cros, O. Ambacher, A. Cantarero, M. Stutzmann. J. Appl. Phys., 90, 5627 (2001)
  • B. Meyer. Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 449, 497 (1997)
  • B. Monemar. J. Cryst. Growth, 189/190, 1 (1998)
  • In-Hwan Lee, In-Hoon Choi, C.R. Lee, S.K. Noh. Appl. Phys. Lett., 71, 1359 (1997)
  • Y.J. Wang, R. Kaplan, H.K. Ng, K. Doverspike, D.K. Gaskill. J. Appl. Phys., 79, 8007 (1996)
  • M. Leroux, N. Grandjean, B. Beaumont, G. Nataf, F. Semond, J. Massies, P. Gibart. J. Appl. Phys., 86, 3721 (1999)
  • L.C. Le, D.G. Zhao, D.S. Jiang, L.L. Wu, L. Li, P. Chen, Z.S. Liu, J.J. Zhu, H. Wang, S.M. Zhang, H. Yang. J. Appl. Phys., 112, 053 104 (2012)
  • A.E. Wickenden, L.B. Rowland, K. Doverspike, D.K. Gaskill, J.A. Freitas, jr., D.S. Simons, P.H. Chi. J. Electron. Mater., 24, 1547 (1995)
  • W.J. Moore, J.A. Freitas, S.K. Lee, S.S. Park, J.Y. Han. Phys. Rev. B, 65, R 081 201 (2002)
  • S.J. Xu, W. Liu, M.F. Li. Appl. Phys. Lett., 81, 2959 (2002)
  • J. Jayapalan, B.J. Skromme, R.P. Vaudo, V.M. Phanse. Appl. Phys. Lett., 73, 1188 (1998)
  • J. Neugebauer, C.G. Van de Walle. In: Proc. 22nd Int. Conf. on the Physics of Semiconductors (World Scientific, Singapore, 1995) p. 2327
  • W. Seifert, R. Franzheld, E. Butter, H. Sobotta, V. Riede. Cryst. Res. Technol., 18, 383 (1983)
  • W. Gotz, R.S. Kern, C.H. Chen, H. Liu, D.A. Steigerwald, R.M. Fletcher. Mater. Sci. Eng., B, 59, 211 (1999)
  • W. Gotz, N.M. Johnson, C. Chen, H. Liu, C. Kuo, W. Imler. Appl. Phys. Lett., 68, 3144 (1996)
  • W. Gotz, J. Walker, L.T. Romano, N.M. Johnson. Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 449, 525 (1997)
  • Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос. Электронные свойства легированных полупроводников (М., Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979)
  • А.П. Леванюк, В.В. Осипов. Успехи физ. наук, 133, 427 (1981)
  • N.F. Mott. Rev. Mod. Phys., 40, 677 (1968)
  • A. Ferreira da Silva, C. Persson. J. Appl. Phys., 92, 2550 (2002)
  • B.K. Meyer, D. Volm, A. Graber, H.C. Alt, T. Detchprohm, A. Amano, I. Akasaki. Sol. St. Commun., 95, 597 (1995)
  • G.R. James, A.W.R. Leitch, M.C. Wagener, F. Omnes. Physica B, 340, 426 (2003)
  • K. Zhu, M.L. Nakarmi, K.H. Kim, J.Y. Lin, H.X. Jiang. Appl. Phys. Lett., 85, 15 (2004)
  • K. Forghani. Annual Report, 47 (Institute of Optoelectronics, Ulm University, 2010)
  • B. Monemar, J.P. Bergman, I.A. Buyanova, W. Li, H. Amano, I. Akasaki. MRS Internet J. Nitride Semicond. Res., 1, 2 (1996)
  • S.W. Lee, Jun-Seok Ha, Hyun-Jae Lee, Hyo-Jong Lee, H. Goto, T. Hanada, T. Goto, Katsushi Fujii, M.W. Cho, T. Yao. Appl. Phys. Lett., 94, 082 105 (2009).
  • D. Volm, K. Oettinger, T. Streibl, D. Kovalev, M. Ben-Chorin, J. Diener, B.K. Meyer, J. Majewski, L. Eckey, A. Hoffmann, H. Amano, I. Akasaki, K. Hiramatsu, T. Detchprohm. Phys. Rev. B, 53, 16 543 (1996)
  • V. Kirilyuk, A.R.A. Zauner, P.C.M. Christianen, J.L. Weyher, P.R. Hageman, P.K. Larsen. Appl. Phys. Lett., 76, 2355 (2000)
  • H.Y. An, O.H. Cha, J.H. Kim, G.M. Yang, K.Y. Lim, E.-K. Suh, H.J. Lee. J. Appl. Phys., 85, 2888 (1999)
  • O. Brandt, J. Ringling, K.H. Ploog, H.J. Wunsche, F. Henneberger. Phys. Rev. B, 58, 15 977 (1998)
  • M. Smith, G.D. Chen, J.Z. Li, J.Y. Lin, H.X. Jiang, A. Salvador, W.K. Kim, O. Aktas, A. Botchkarev, H. Morkoc. Appl. Phys. Lett., 67, 3387 (1995)
  • R.A. Mair, J. Li, S.K. Duan, J.Y. Lin, H.X. Jiang, Appl. Phys. Lett., 74, 513 (1999)
  • А.С. Зубpилов, Ю.В. Мельник, А.Е. Николаев, М.А. Якобсон, Д.К. Нельсон, В.А. Дмитриев. ФТП, 33, 1173 (1999)
  • J.R. Haynes. Phys. Rev. Lett., 4, 351 (1960)
  • J. Flohrer, E. Jahne, M. Porsch. Phys. Status Solidi, 91, 467 (1979)
  • R.E. Halstedt, M. Aven. Phys. Rev. Lett., 14, 64 (1965)
  • S.L. Chuang, C.S. Chang. Phys. Rev. B, 54, 2491 (1996)
  • V.V. Ratnikov, R.N. Kyutt, A.N. Smirnov, V.Yu. Davydov, M.P. Shcheglov, T.V. Malin, K.S. Zhuravlev. Crystallography Reports, 58, 1023 (2013).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.