[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