Эта публикация цитируется в 9 статьях

Электронные свойства полупроводников

Уменьшение энергии связи доноров в слоях GaN : Si при сильном легировании

И. В. Осинных^ab, К. С. Журавлев^ab, Т. В. Малин^a, Б. Я. Бер^c, Д. Ю. Казанцев<sup>c

a</sup> Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН, 630090 Новосибирск, Россия
^b Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск, Россия
^c Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург

Аннотация: 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 10$^{19}$ см$^{-3}$. При концентрации атомов кремния 1.6 $\cdot$ 10$^{19}$ 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 $E_D$, показано, что $E_D$ уменьшается с ростом концентрации кремния $N_D$. Этот эффект описывается зависимостью $E_D=E_D^{\mathrm{opt}}-\alpha N^{1/3}_D$, где $E_D^{\mathrm{opt}}$ – энергия ионизации одиночного атома кремния в GaN. Было получено значение коэффициента $\alpha$ = 8.4 $\cdot$ 10$^{-6}$ мэВ/см$^{-1}$, показывающего уменьшение глубины залегания края примесной зоны с ростом концентрации кремния.

Поступила в редакцию: 19.11.2013
Принята в печать: 03.12.2013

 Англоязычная версия: Semiconductors, 2014, 48:9, 1134–1138

Реферативные базы данных:

•