Центры рекомбинации в нелегированном и сильно легированном акцепторами эпитаксильном GaAs

• Автор: Шарирзаев, Тимур Сезгирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ЖФЭ - жидкофазная эпитаксия МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия РЗЭ - редкоземельный элемент ТД - точечные дефекты ФЛ - фотолюминесценция
Ью - энергия, соответствующая максимуму линии фотолюминесценции X - длина волны
|1 - подвижность носителей заряда.
- концентрация центров Ы2п - концентрации атомов цинка в слоях ОаАэ Ы0+ - концентрация ионизированных доноров Ы0 - концентрация мелких доноров ЫА~ - концентрация ионизированных акцепторов ЫА - концентрация мелких акцепторов п - концентрация электронов р - концентрация дырок
Р.2п - центр излучательной рекомбинации, образующийся в слоях
ваАв, сильно легированных цинком Имп - центр излучательной рекомбинации, образующийся в слоях
ваАв, сильно легированных марганцем.
Тс - температура начала эпитаксии Тзиь - температура подложки
ТСг ~ температура в зоне крекинга твердотельного источника
молекулярного мышьяка Хсй - концентрация гадолиния в жидкой фазе Х2п - концентрация цинка в жидкой фазе Х№ - концентрация марганца в жидкой фазе

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Ненамеренно введенные дефекты в ЭаАз
1.1. Мелкие фоновые примеси в нелегированном ЭаАз
1.1.1. Приемы и механизмы уменьшения концентрации мелких доноров и акцепторов в нелегированном ЭаАз
1.2. Примесно - дефектные комплексы в сильно легированном ЭаАз
1.2.1. Влияние условий роста легированного ЭаАз на концентрацию примесно - дефектных комплексов
ГЛАВА 2. Методические вопросы исследований
2.1. Методики получения образцов
2.2. Методика измерения спектров фотолюминесценции
2.2.1. Схема установки для измерения спектров фотолюминесценции
2.2.2. Выбор режима работы ФЭУ
2.3. Нормировка спектров фотолюминесценции на пропускание оптической системы и спектральную чувствительность ФЭУ
2.4. Разделение сложных спектров фотолюминесценции на элементарные составляющие. Определение относительной концентраций центров рекомбинации из спектров фотолюминесценции
ГЛАВА 3. Причины уменьшения концентрации мелких фоновых
примесей в слоях нелегированного ЭаАБ, полученного методом жидкофазной эпитаксии из расплава легированного редкоземельными элементами и методом молекулярно лучевой эпитаксии с использованием источника Аб2

3.1. Влияние легирования гадолинием висмутового раствора-расплава на концентрацию остаточных примесей в эпитаксиальном СаАэ
3.2. Механизмы изменения концентрации мелких фоновых примесей в СаАэ, полученном методом МЛЭ при изменении молекулярного состава потока мышьяка
3.2.1. Экспериментальные результаты
3.2.2. Обсуждение результатов
ГЛАВА 4. Ненамеренно введенные центры рекомбинации в сильно
легированном акцепторами СаАэ, полученном методом

4.1. Центры рекомбинации, образующиеся в слоях арсенида
галлия, сильно легированного цинком
4.1.1. Экспериментальные результаты
4.1.2. Обсуждение результатов
4.2 Центры рекомбинации, образующиеся в слоях арсенида
галлия, сильно легированных марганцем
4.2.1. Результаты эксперимента
4.2.2. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Данные электрофизических измерений хорошо согласуются с результатами измерений низкотемпературной фотолюминесценции. На рис.З представлена ФЛ экситонной области спектра образцов, выращенных из расплава с различным содержанием СсД.
В спектре образца №1 (нумерация образцов в данном параграфе соответствует нумерации в таблице 1), выращенного без добавления гадолиния в жидкую фазу, доминируют линии экситонов, связанных на нейтральных (0°,Х) и ионизированных (Д+,Х) донорах. Кроме того, наблюдаются линия свободных экситонов ЕХ, группа линий (0с,Х)агЬ (мы отмечаем две линии) и слабая линия экситонов, связанных на нейтральных акцепторах (А°,Х) [16]. В соответствии
с энергетическим положением ЛИНИИ (Ц;,Х)а,ь (Йша = 1.5145 эВ, ЙОь = 1.5143 эВ) могут быть идентифицированы либо как линии возбужденных состояний экситона (В0, X) [1.6,107], либо как линии экситонов, связанных на комплексах с участием нейтральных доноров, или - на комплексах с участием точечных дефектов [108,109].
По мере добавления гадолиния в жидкую фазу наблюдается уменьшение ширины линии экситона (0°,Х) в спектрах слоев №2-№5, что свидетельствует об уменьшении концентрации мелких примесей в слоях и согласуется с данными холловских измерений. Дальнейшее добавление гадолиния приводит к уширению линии (0°,Х) и возрастанию интенсивности линий (0+,Х) и (А°,Х) по сравнению с интенсивностью линии (0°,Х), что является следствием увеличения степени компенсации из-за уменьшения концентрации мелких доноров относительно концентрации мелких акцепторов в этих слоях.
Уменьшение относительной концентрации мелких доноров проявляется также в увеличении относительной интенсивности