高阻GaN与非故意掺杂常规GaN黄带发光性质的对比研究.pdfVIP

鳓1‘七隅拿目半导体物日学术含议论i集 中陶·K存2009年8月16H-20日 高阻GaN和非故意掺杂常规GaN黄带发光性质的对比研究 许福军，沈波’，苗振林，来杰，杨志坚．张国义 北京大学物理学院．人工镟结构和彳r观物理国家重点实验室，北京100871 educn Email：bshen@pku 引言： GaN中与缺陷相关的黄带(YL)一般归因于从洼施主或导带到深受主的跃迁。然而， 贡献，YL的深受主来源仍然址于争论之中。大量的研究表明在1#故意掺杂和n型CaN中， 铢空位(v＆)相关的缺陪．如v。-ON被认为是主要的柬源．相对f非故意掺杂常规和n型 CaN而言，高阻GaN中1忆相关的研究还非常少。本文采用光致发光谱(PL)和正电子湮 灭谱对比研究了MOCVD方法制备的高阻GaN和非故意掺杂常规GaN中黄带发光的特点和 相关的机制。 1实验 采用MOCVD生长了非故意掺杂常规GaN 样品A-C和高阻GaN样品D．E，并用低温PL谱 一 一 J 对箕光学性质进}』研究。罔一显示了典型非故意 ≯o厂 ＼／ 、 } }f，、“．10 掺杂常规(UID)GaN(样品B)和高阻(HR) GaN(样品D)Pl,{f}．YL积分强度总结于表I 中。 11k?h∥kl_：：嚣 1 c}．i节，．—ij．气一j『_．：÷j 2．分析讨论 采用单能量正电子湮灭多普勒展宽谱方法对 Figl燕墅非故意掺杂常规6州(样品B) GaN样品A．E进行研究。通过s．w线性关系、正和高阻G“(样品D)PL语． 电子湮灭谱S-E关系计算、推出了样品A．E的镓 空位浓度和正电子扩敬长度．也总结于袭l中． 3．结论 在UID常规0aN自，YL随着Vq浓度的增加而增强t其表明K。相关缺陷是UID常 规GaN中YL深受主的来源。而商阻GaN中不舍有v＆相关妖陷，但也有根强的YL，甚至 情形不问，与Vm尢关；碳相若的缺陷被认为该潍受土的来源。此外，实验也发现在高阻GaN 中，有高的刃型位错密度和短的正电子扩散长度(k)的样品有更强的YL。由空穴的空间 局域化(从短的Ld推知)导致的电子-空穴波函数交叠增加被认为是高阻GaN中YL增强的 非常重要的因素。 SamplesP(Ton)n(10”era-3)DETDs(109cm2)IVL(au)[v—0017em’)Ld(m) A 200 49 I 8 207 070 479 B 200 1．2 l 3 491 l 37 684 C 200 2l 095 572 352 702 … D 75 65 7562 一． 805 E 75 ～一84 9216 — 08l 镩空位浓度([vGa】)以＆E电子扩散长度(Ld)。