WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

свечения. Акцепторы, связанные с вакансиями галлия, Однако низкие температуры получения слоев окиси циндают в GaN : Mg более глубокие электрически неактивка n-типа проводимости позволяют исключить взаимную ные уровни. Поэтому в спектре ФЛ с ними могут быть диффузию компонентов гетерослоев, о чем свидетельсвязаны более длинноволновые линии краевого свечения ствует схожесть спектров фотолюминесценции пленок с максимумами 3.06 и 3.17 эВ.

GaN : Mg и электролюминесценции гетероструктур.

Здесь можно отметить, что ранее [11] мы связали ультрафиолетовый пик с максимумом 3.30 эВ (T = 80 K) 4. Обсуждение результатов краевой люминесценции сильно легированных пленок GaN : Zn (6·1019 см-3) с излучательным переходом элекПолученные результаты свидетельствуют, что отжиг в тронов из зоны проводимости на уровень изолированноплазме азота пленок GaN : Mg оказывает более сильное го цинка. В нашем случае механизм рекомбинации — влияние на состав точечных дефектов, чем отжиг в ваку- аналогичный, только акцепторный уровень дает примесь уме или в парах азота. Ранее [9] в сильно легированных магния и вакансии галлия. Создается интересная симагнием пленках GaN : Mg наблюдали ультрафиолето- туация при легировании пленок нитрида галлия акцевую люминесценцию с максимумами 3.455 эВ — для пторами второй группы. Увеличение дозы легирования экситонной и 3.285 эВ — для краевой линии, интен- или активирующий отжиг в избытке (плазме) азота [13] сивность которой резко падала после кратковременного гасит синее свечение 2.88 эВ и дает ультрафиолетовую высокотемпературного отжига при Ta = 700Cв избытке краевую люминесценцию. Следовательно, оптимальные Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. Тонкая структура краевой ультрафиолетовой люминесценции активированных в плазме азота... излучающие светодиодные структуры на основе нитрида Показано, что проведенный нами активирующий отжиг галлия должны давать не голубое, а ультрафиолетовое пленок GaN : Mg в плазме азота с последующим нанесесвечение с максимумом в области 3.18–3.26 эВ. нием на их поверхность слоев окиси цинка позволяет Увеличение числа уровней изолированных акцепторов получaть диодные электролюминесцентные структуры с цинка в запрещенной зоне нитрида галлия после высоко- ультрафиолетовым спектром свечения. Интенсивность температурного отжига в плазме азота приводит к преоб- ультрафиолетовой люминесценции отожженных в плазладанию в спектрах фотопроводимости (рис. 2) красных ме пленок GaN : Mg существенно выше по сравнению полос с максимумами 1.38–1.46 эВ. Они могут быть с кратковременным высокотемпературным отжигом в обусловлены переходами дырок из валентной зоны на избытке азота [10], что важно для создания целого ряда глубокие акцепторные центры. При этом фоточувстви- светоизлучающих структур.

тельность материала в примесной области возрастает почти на порядок величины по сравнению с неотожженСписок литературы ными пленками. До сих пор известно использование нитрида галлия в фотодетекторах ультрафиолетового [1] S. Nakamura, S. Nagahama, N. Iwasa, M. Senoh, T. Yamada, излучения с длиной волны менее 350 нм. Однако наши T. Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto. Appl. Phys. Lett., 68, исследования показали, что пленки GaN : Mg обладают 2105 (1996).

полосами фоточувствительности и в видимом диапазоне [2] S. Nakamura, S. Nagahama, N. Iwasa, M. Senoh, T. Yamada, T. Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto. Appl. Phys. Lett., 68, спектра. Положения максимумов полос соответствуют 3269 (1996).

энергетическому расстоянию соответствующих уровней [3] S. Nakamura, S. Nagahama, N. Iwasa, M. Senoh, T. Yamada, собственных и примесных дефектов от валентной зоны.

T. Matsushita, H. Kiyoku, Y. Sugimoto. Appl. Phys. Lett., 69, Управляя в процессе отжига стехиометрией материала, 1477 (1996).

можно регулировать его фоточувствительность в при[4] S. Nakamura, N. Iwasa, M. Senoh, T. Mukai. Japan. J. Appl.

месной спектральной области. При высокой температуре Phys., 31, 1258 (1992).

отжига пики фотопроводимости, связанные с межзонны[5] S. Nakamura, M. Senoh, T. Mukai. Japan. J. Appl. Phys., 31, ми переходами, исчезают из-за ухудшения поверхности L139 (1992).

пленок GaN : Mg.

[6] У. Кайзер, А.Н. Грузинцев, И.И. Ходос, В. Рихтер. Неорг.

матер., 6, 458 (2000).

[7] J.C. Zolper, M. Hagerott, J. Grawtord, A.J. Howard, J. Ramer, S.D. Hersee. Appl. Phys. Lett., 68, 200 (1996).

5. Заключение [8] Н.И. Кацавец, G.M. Laws, I. Harrison, E.C. Larkins, T.M. Benson, T.S. Cheng, C.T. Foxon. ФТП, 32, 1175 (1998).

Таким образом, мы показали, что отжиг в плазме азота [9] Y. Li, Y. Lu, H. Shen, M. Wraback, C.Y. Hwang, M. Schurman, пленок GaN : Mg приводит к смещению стехиометрии W. Mayo. Mater. Res. Symp. Proc., 395, 369 (1996).

нитрида галлия в сторону избытка азота. При этом про[10] Т.В. Бутхузи, А.Н. Георгобиани, Е. Заде-Улы, Б.Т. Эльтазаисходит уменьшение количества донорно-акцепторных ров, Т.Г. Хулордава. Тр. ФИАН, 182, 140 (1987).

пар с участием вакансии азота в качестве донора, обусло[11] А.Н. Георгобиани, А.Н. Грузинцев, У.А. Аминов, М.О. Вовливающих синюю полосу свечения GaN : Mg с максимуробьев, И.И. Ходос. ФТП, 35 (2), 149 (2001).

мом 2.88 эВ. Превалирующей становится рекомбинация [12] A.N. Georgobiani, A.N. Gruzintsev, A.V. Zayats, I.M. Tiginyanu. Semicond. Sci. Technol., 6, 165 (1991).

электронов прямо из зоны проводимости на уровни [13] M. Ilegems, R. Dingle. J. Appl. Phys., 44, 4234 (1973).

акцепторов MgGa, ответственная за ультрафиолетовую краевую полосу люминесценции с максимумом 3.27 эВ, Редактор Л.В. Шаронова и на уровни акцепторов — вакансий галлия, обусловливающая полосы с максимумaми 3.06 и 3.17 эВ. Именно краевое свечение определяет минимальную длину волны свечения диодных структур ZnO–GaN : Mg на основе нитрида галлия, сильно легированного акцепторной примесью.

Показано, что за счет активации акцепторов после отжига в плазме азота пленки остаются материалом p-типа и проводимость возрастает (см. таблицу). При этом возрастает их фоточувствительность в примесной области спектра. Обнаружена фоточувствительность GaN : Mg не только в ультрафиолетовой, но и видимой спектральной области за счет перехода электронов с локальных уровней в валентную зону.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып. 730 А.Н. Георгобиани, А.Н. Грузинцев, М.О. Воробьев, У. Кайзер, В. Рихтер, И.И. Ходос A fine structure of the edge ultraviolet luminescence of the nitrogen plasma activated GaN : Mg films and the ZnO–GaN : Mg electroluminescent heterostructures on their base A.N. Georgobiani, A.N. Gruzintsev, M.O. Vorobiev, U. Kaiser†, W. Richter†, I.I. Khodos P.N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, 117333 Moscow, Russia Institute of Microelectronics Technology and High Purity Materials, Russian Academy of Sciences, 142432 Chernogolovka, Russia † Institut fr Festkrperphysik, Friedrich-Schiller-Universitat, Jena D-07743, Germany

Abstract

Detailed investigations have been made on the influence of the nitrogen plasma annealing on the photoluminescence spectra, photoconductivity, type of conductivity and morphology of GaN films doped with Mg. The new three edge ultraviolet bands of emission with maximums at 3.06, 3.17 and 3.27 eV were detected after the low temperature annealing in the nitrogen plasma. ZnO–GaN : Mg heterostructures with the electroluminescent maximums in the ultraviolet exciton region (3.44 eV) and edge region (3.26 eV) of GaN were obtained.

Физика и техника полупроводников, 2001, том 35, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.