Characterization of MBE‐grown AlGaN layers heavily doped using silane

Abstract

The Alx Ga1–xN layers with a wide range of AlN molar fraction (0 < x < 0.6) were grown by ammonia MBE on (0001)‐oriented sapphire substrates using silane as the silicon dopant. The structural, electrical and optical properties of the layers were investigated by atomic force microscopy, X‐ray diffraction, Hall, Raman, photoluminescence and cathodoluminescence measurements. It was found that doping affects surface morphology, dislocation density and luminescence intensity of the Alx Ga1–xN layers. A sharp decrease of the luminescence intensity for the heavily doped GaN and Al0.3Ga0.7N layers was explained by enhancement of the nonradiative recombination rate in degenerate GaN layers and by an increase in the defect concentration in AlGaN layers. (© 2013 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)

Luminescence and superradiance in electron-beam-excited AlxGa1−x N

“…(vi) In GaN or Al x Ga 1Àx N structures of one and the same composition the intensity of the band-edge luminescence was an increasing function of free-electron concentration (n e % 10 18 -10 20 cm À3 ) (see also Ref. 34). (vii) Typically, structures with x !…”

Изменение характера биаксиальных напряжений при возрастании x от 0 до 0.7 в слоях Al-=SUB=-x-=/SUB=-Ga-=SUB=-1-x-=/SUB=-N:Si, полученных методом аммиачной молекулярно-лучевой эпитаксии

“…Легирование слоев AlGaN осуществлялось с исполь-зованием газового источника -моносилана, с фиксиро-ванным потоком f = 0.0175 cм 3 [7]. Зависимость КОЭЧ иона 28 Si − от соста-ва матрицы Al x Ga 1−x N предварительно определялась по результатам идентичных измерений известных со-держаний Si в наборе образцов GaN, Al 0.5 Ga 0.5 N и AlN, ионно-имплантированных атомами 28 Si.…”

“…По данным атомной силовой микроскопи (АCМ), поверхность Al x Ga 1−x N : Si имеет блочную (зеренную) структуру с блоками гексaгональной формы, их размер возрастает с повышением доли алюминия: для слоев с x < 0.3 диаметр составляет около 1 мкм, а в слоях с x > 0.3 диаметр блоков больше примерно вдвое [3]. Та-ким образом, растягивающие напряжения, обусловлен-ные коалесценцией микрокристаллитов, должны умень-шаться с ростом доли Al при постоянном потоке силана.…”

“…В ра-боте [2] было показано, что излучение имеет донорно-акцепторный и зона-акцепторный механизмы рекомбина-ции, где донором является кремний на месте катиона, ак-цептором предположительно является трехкратно заря-женная катионная вакансия. Концентрация атомов крем-ния может быть управляемо повышена до 10 20 см −3 [3], что влияет на величину упругих напряжений и концен-трацию дефектов кристаллической решетки.…”

MBE-grown AlGaN/GaN heterostructures for UV photodetectors

“…The surface and the struc ture of the layers were examined by atomic force microscopy and X ray diffraction, respectively. Main defects on the surface of the AlGaN epitaxial layers were dislocations and boundaries of hexagonal growth columns [20] typically 3-4 μm across. The dislocation density in the AlGaN layers was in the range (1-5) × 10 9 cm -2 .…”