[PDF]    http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.45608

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 45, 497–502 (2005)


EXCESS CARRIER DECAY PECULIARITIES CAUSED BY DISORDER IN DISLOCATION-RICH SiGe AND GaN LAYERED STRUCTURES
E. Gaubas, A. Aleknavičius, M. Bauža, and A. Uleckas
Institute of Materials Science and Applied Research, Vilnius University, Saulėtekio 10, LT-10223 Vilnius, Lithuania
E-mail: eugenijus.gaubas@ff.vu.lt

Received 7 July 2005

Variations of the excess carrier transients under ultraviolet short-pulse excitation have been examined in dislocation-rich strain-relaxed SiGe and semi-insulating GaN layered structures. These characteristics were measured by microwave probe techniques. Peculiarities of recombination assisted by trapping processes were revealed. Parameters of the disordered structures attributed to dislocation networks were determined. Generalized features of dislocation-rich layers caused by fractal structure of extended defect networks are discussed.
Keywords: recombination and trapping, strain-relaxed SiGe layers, semi-insulating GaN, microwave absorption transients
PACS: 61.43.Hv, 61.72.Hh, 61.82.Fk, 72.40.+w


NETVARKOS LEMIAMI NEPUSIAUSVIRŲJŲ KRŪVININKŲ RELAKSACIJOS YPATUMAI DIDELIO DISLOKACIJŲ TANKIO SiGe ir GaN SLUOKSNIUOTUOSE DARINIUOSE
E. Gaubas, A. Aleknavičius, M. Bauža, A. Uleckas
Vilniaus universiteto Medžiagotyros ir taikomųjų mokslų institutas, Vilnius, Lietuva

Ištirti didelio dislokacijų tankio (106−1010 cm−2) SiGe ir GaN sluoksniniai dariniai, siekiant atskleisti rekombinacijos ir krūvininkų prilipimo reiškinių ypatumus ir įvertinti vyksmų parametrus, lemiančius SiGe ir GaN darinių elektrines savybes. Atskleisti nepusiausvirųjų krūvininkų tankio relaksacijos ypatumai, nulemti sparčios rekombinacijos ir laike ištęstų prilipimo vyksmų netvarkioje sandaroje. Tie ypatumai pasirodė esą bendri SSi–SiGe ir GaN didelio dislokacijų tankio dariniams. Ilgatrukmė kvazihiperbolinė relaksacija, būdinga tiek SSi–SiGe, tiek GaN dariniams, buvo aproksimuota ištęstos eksponentės modeliu. Buvo įvertinti ištęstos eksponentės rodikliai β ir rastos tokios jų vertės: β = 0,15 SSi–SiGe ir β = 0,7 GaN / n-GaN dariniams. Tos vertės byloja apie fraktalinį kristalinės sandaros pobūdį. Skirtingi ištęstos eksponentės rodikliai SSi / SiGe ir GaN / n-GaN dariniams sietini su įvairių orientacijų siūlinių bei sanklodos dislokacijų tinklo susidarymu nanometrinio storio SSi–SiGe sluoksniuose, kai mikrometriniuose GaN sluoksniuose susidaro koloninės kristalitų, supamų siūlinių dislokacijų, sandaros. Aptariama rekombinacinių ir sandaros parametrų kitimų koreliacija bei krūvininkų pernašos pobūdis tuose netvarkiuose dariniuose, siejant su fraktalų spektrine dimensija.


References / Nuorodos


[1] G. Eneman, E. Simoen, A. Lauwers, R. Lindsay, P. Verheyen, R. Delhougne, R. Loo, M. Caymax, P. Meunier-Beillard, S. Demuynck, K. De Meyer, and W. Vandervorst, Analysis of junctions formed in strained Si / SiGe substrates, MRS Proc. 809, 187 (2004),
http://dx.doi.org/10.1557/PROC-809-B6.4
[2] Ch. Qiu, W. Melton, M.W. Leksono, J.I. Pankove, B.P. Keller, and S.P. DenBaars, Photocurrent decay in n-type GaN thin films, Appl. Phys. Lett. 69, 1282 (1996),
http://dx.doi.org/10.1063/1.117392
[3] A. Dmitriev and A. Oruzheinikov, The rate of radiative recombination in the nitride semiconductors and alloys, J. Appl. Phys. 86, 3241 (1999),
http://dx.doi.org/10.1063/1.371196
[4] E. Gaubas, K. Kazlauskas, R. Tomašiūnas, J. Vaitkus, and A. Žukauskas, Radiation-defect-dependent photoconductivity transients and photoluminescence in semi-insulating GaN, Appl. Phys. Lett. 84, 5258 (2004),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1764939
[5] E. Gaubas, S. Juršėnas, S. Miasojedovas, J. Vaitkus, and A. Žukauskas, Carrier and defect dynamics in photoexcited semi-insulating epitaxial GaN layers, J. Appl. Phys. 96, 4326 (2004),
http://dx.doi.org/10.1063/1.1788840
[6] J. Bai, T. Wang, Y. Izumi, and S. Sakai, A study of dislocations in InGTaN / GaN multiple-quantum-well structure grown on (1120) sapphire substrate, J. Cryst. Growth 223, 61 (2001),
http://dx.doi.org/10.1016/S0022-0248(00)01013-7
[7] E. Gaubas, A. Uleckas, and E. Simoen, Excess carriers dynamics in SiGe ultra-thin layers, Lithuanian J. Phys. 45, 377 (2005),
http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.45512
[8] L. Pavesi and M. Ceschini, Stretched-exponential decay of luminescence in porous silicon, Phys. Rev. B 48, 17625 (1993),
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.48.17625