Optical studies of undoped GaP grown by LEC method

• Autorzy: Surma B. , Wnuk A. , Piersa M. , Strzelecka S. , Pawłowski M. , Jurkiewicz-Wegner E.

Warianty tytułu

PL

Badania optyczne niedomieszkowanych kryształów GaP otrzymywanych metodą LEC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The features of undoped LEC GaP crystals with particular emphasis on their luminescence properties are presented. Hall and GDMS measurements revealed that C and Si are the main residual shallow impurities. Semi-insulating features of the samples were controlled by the presence of the phosphorous anti-site defect, P4PGa. Its presence was confirmed by ESR measurements as well as the emission at 1.05 eV. For p-type samples with phosphorous antisite defect, P4PGa, and high carbon concentration an emission at 1.9 eV has been observed. We tentatively assign this emission to the recombination of the excitons bound with isoelectronic complex PGaCp. A deep-centre luminescence with the maximum at 1.33 eV was dominant in n-type GaP and in electron-irradiated samples. The obtained results indicate that this emission results from native defect complex.

PL

W pracy przedstawione są badania niedomieszkowanych kryształów GaP otrzymywanych w ITME metodą LEC ze szczególnym uwzględnieniem ich własności luminescencyjnych. Pomiary Halla, absorpcyjne i GDMS wykazały, że głównymi płytkimi domieszkami resztkowymi w otrzymywanych kryształach są węgiel i krzem. Półizolujące własności badanych kryształów determinowane były obecnością fosforowego antystrukturalnego defektu P4PGa. Obecność jego została potwierdzona poprzez obecność linii rezonansowej w widmie ESR, jak również poprzez obecność emisji w podczerwieni z maksimum przy l .05 eV. W kryształach typu p, w których potwierdzona została obecność defektu P4PGa oraz stwierdzono relatywnie wysoką koncentrację węgla w widmie luminescencyjnym pojawiło się pasmo luminescencyjne z maksimum przy l .9 eV. Nasza sugestia odnośnie pochodzenia tej emisji wiązana jest z wytworzeniem się isoelektronowego kompleksu PGaCp. W niedomieszkowanych próbkach typu w jak również w próbce naświetlanej elektronami luminescencja pochodząca od głębokich centrów zdominowana była obecnością pasma leżącego przy 1.33 eV. Przeprowadzone badania wykazały, że jest ona związana z obecnością kompleksu wytworzonego przez macierzyste atomy sieci, natomiast nie zależy od koncentracji domieszek resztkowych.

Słowa kluczowe

EN

GaP; photoluminescence; native defects; Hall measurements; ESR

PL

GaP; fotoluminescencja; defekt samoistny; pomiar Halla; ESR

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 37, nr 2
• Strony: 38--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., wykr.

Twórcy

autor

Surma B.

autor

Wnuk A.

autor

Piersa M.

autor

Strzelecka S.

autor

Pawłowski M.

autor

Jurkiewicz-Wegner E.

• Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych, ul.Wólczyńska 133, 01-919,

Bibliografia

• [1] von Baridelben H. J., Bourgoin J. C.: Defects control in semiconductors, K. Sumino Ed., Elsevier Science Publishers B. V. North-Holand, 1990, 725
• [2] Chino K., Kazuno T., Satoh K., Kubota M.: Proceedings 5th Conference on Semi-insulating III-V Materials, Malmö, Sweden, 1988, Chapter 2, Ed., Grossmann G., Ledebo L., Adam Hilger, Bristol and Philadelphia, 1989, 133
• [3] Barčuk A. N., Giersimienko W. W., Ivaščenko A. L, Kopanskaja F. Ja., Solomonov A. I., Tarczenko V. P., Fiz. Tech. Poluprov., 21, (1987), 1308
• [4] Yu T. J., Tanno T., Suto K., Nishizawa J.: Controlled vapor-pressure heat-treatment effect on deep levels in liquid-encapsulated Czochralski-grown GaP crystals, Journal of Electronic Materials, 31, 6, (2002), 591
• [5] Dean P. J., Henry C. H., Frosch C. J.: Phys. Rev. 168, (1968), 812
• [6] Morgan T. N., Welber B., Bhargava R. N., Phys.Rev., 166, (1968), 751
• [7] Thompson F., Newman R. C.: J. Phys. C; Solid St. Phys., 4, (1971), 3249.
• [8] Kopylov A. A., Pikhtin A. N.: Solid State Commun., 26, (1978), 735
• [9] Berndt V., Kopylov A. A., Pikhtin A. N.: Soviet Physics - Semiconductors, 11, (1997), 1044
• [10] Landolt- Börnstein Numerical Data and Functional Relationships on Science and Technology Group III: Crystal and Solid State Physics, 17 Semiconductors Eds., O. Madelung, M. Schulz and H. Weiss, subvolume d. Technology of III-V, II-VI and non-Tetrahedrally Bonded Compounds Ed. M. Schultz and H. Weiss, Springer_Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1984, 22
• [11] Palczewska M., Jasiński J., Korona K., Kamińska M., Bouret E. D., Elliot A. G.: Antisite defects created in neutron irradiated GaP crystals, J. Appl. Phys., 78, 6, (1995), 3680-3685
• [12] O’Donnell K. P., Lee M. K., Watkins D. G., Solid Statee Commun., V, 44, (1982), 1015
• [13] Meyer B. K., Hangleiter Th., Spaeth J. M., Strauch G., Zell Th., Winnacker A., Bartman R. H.: J. Phys. C, 18, (1985) 1503
• [14] Kaufman U., Schneider J., Worner R, Kennedy T. A., Wilsey N. D., J. Phys. C, 14, (1981), L951
• [15] J. A. Van Vechten in Handbook on Semiconductors, V3, Ed., S. P. Keller, North Holland Publ. Co., New York, (1980), 1
• [16] Dishman M., DiDomenico M. Jr., Phys. Rev. B4, 2621 (1971)., Morgan T. N., Weber B., Bhargava R N., Phys. Rev., 186, (1968), 751
• [17] Dishman J. M., Daly D. F., Knox W. P.: Deep hole traps in n-type liquid encapsulated Czochralski GaP, J. Appl. Phys., 43, 11, (1972), 4693
• [18] Yang X.Z., Samuelson L., Grimmeiss H. G., Omling P.: Effects of stoichiometry on deep levels in MPVPE-GaP, Semicond.Sci.Technol, 3, 5, (1988), 488-493
• [19] A. N. Barčuk Fiz.Tech. Poluprov. 21, (1987), 1308
• [20] Xu H.: Electronic structure of neutral and charged vacancies in Ga-related III-V compound semiconductors, J. Appl. Phys., 68, 8, (1990), 4077-4086
• [21] Dhibek G., Krause R.: Phys. Status Solidi A, 102, (1987), 443
• [22] Okuno Y, Suto K., Nishizawa J.: Deep levels in GaP, J. Appl. Phys., 44, 2, (1973), 832