[en] CARBON DOPING IN INAIAS EPITAXIAL LAYERS
[pt] DOPAGEM CARBONO EM CAMADAS EPITAXIAIS DE INALAS
| dc.contributor | PATRICIA LUSTOZA DE SOUZA | |
| dc.creator | MARIO LUIS PIRES GONCALVES RIBEIRO | |
| dc.date | 2002-05-24 | |
| dc.date.accessioned | 2022-09-21T21:40:09Z | |
| dc.date.available | 2022-09-21T21:40:09Z | |
| dc.identifier | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=2651@1 | |
| dc.identifier | https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=2651@2 | |
| dc.identifier | http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.2651 | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12032/41884 | |
| dc.description | [pt] É reconhecido o potencial de usar carbono como um dopante tipo p em InAlAs devido a obtenção de elevados níveis de dopagem [1,2]. Entretanto, níveis elevados de dopagem só são alcançados em baixas temperaturas de crescimento (Tg inferiores a 600°C). Nessas temperaturas, as camadas crescidas apresentam qualidade ótica inferior quando comparadas com camadas crescidas em temperaturas mais altas, o que é prejudicial para dispositivos de optoeletrônica. Neste trabalho, é apresentada uma investigação sistemática das propriedades de transporte e óticas em camadas de InAlAs dopadas com carbono para diferentes temperaturas de crescimento. É observado que quanto mais baixa for a Tg maior será a incorporação de carbono e maior a atividade elétrica. Este resultado indica que o carbono é incorporado de diversas maneiras, bem como um aceitador raso. O carbono também pode ser incorporado como um doador raso, pois é um dopante anfotérico. Entretanto, este fato, não é suficiente para explicar os resultados de transporte. A diferença entre a concentração Hall e a concentração CV indica a incorporação de doadores profundos. Provavelmente, o carbono participa na formação desses doadores profundos, uma vez que a concentração de doador profundo varia linearmente com a densidade atômica de carbono, determinada pela técnica SIMS. Por outro lado, centros não radiativos são mais facilmente incorporados em baixas Tg e a eficiência da fotoluminescência é reduzida. Essa degradação da fotoluminescência é independente da concentração de carbono, consequentemente, pode-se concluir que essa redução na eficiência da fotoluminescência não está associada à presença de doadores profundos. Com a finalidade de obter um incremento na atividade elétrica do carbono e melhoria na qualidade ótica das camadas, as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos. Os tratamentos térmicos aumentaram a concentração de buracos mas não influenciaram na densidade de doadores profundos ou na qualidade ótica das camadas. Para a utilização de InAlAs dopado com carbono em dispositivos, deve-se obter simultaneamente uma boa qualidade ótica e elevada atividade elétrica das camadas.Então, deve-se identificar o doador profundo, que está associado ao carbono, com o objetivo de reduzí-lo ou eliminá-lo e consequentemente, obter um incremento na atividade elétrica das camadas. Desta forma as camadas podem ser crescidas a temperaturas mais altas adequadas para uma emissão de fotoluminescência eficiente. Cálculos teóricos são apresentados de modo a ajudar essa identificação. Outra possibilidade é usar diferentes fontes de arsina em que as moléculas se dissociem em temperaturas mais baixas. | |
| dc.description | [en] The potential of using carbon as a p-type dopant for InAlAs has already been recognized due to the achievable high hole concentration [1,2]. However, high doping levels are reached only for low growth teperatures (Tg below 600°C). These temperatures produce layers with poor optical quality as compared to those grown at higher temperatures, which can be detrimental for optoeletronic device. In this work we present crystal, transport and optical properties of such layers grown at different temperatures. We find that the lower Tg, the more efficient the carbon incorporation and its electrical activity are. This result indicates that carbon is incorporated in forms different from a shallow acceptor, as well. Carbon can also be incorporated as a shallow donor since it is an amphoteric dopant. However, this alone does not explain the transport results. The difference between the net free charge density determined from capacitance measurements indicates that a deep donor is also incorporated. Carbon most likely participates in the deep donor formation since the inferred deep donor concentration varies linearly with the carbon atomic density measured by SIMS. On the other hand, non- radiative deep levels are more efficiently incorporated as Tg is reduced degrading the photoluminescence characteristics. Such degration is independent of the carbon doping. Therefore, one concludes that the decrease in the photoluminescence efficiency cannot be related to the presence of the deep donor mentioned in the previous paragraph. To further probe the carbon electrical activity and its effect on the optical properties of the layers, the samples have been subjected to a heat-treatment. Annealing the samples increases the hole concentration, but neither affects the deep donor density nor improves the layers optical quality. In order to use carbon doped InAlAs in devices which simultaneously require good optical quality and high electrical activity of the layers, one should identify the deep donor involving carbon in order to try to reduce its concentration or even eliminate it, consequently improving the electrical activity of the layers. In such a way the layers can be grown at higher temperatures, adequate for an efficient photoluminescence emission. Theoretical calculations are being carried out to help with such identification. Another possibility is to use other arsine sources which crack at lower temperatures. | |
| dc.language | pt | |
| dc.publisher | MAXWELL | |
| dc.subject | [pt] INAIAS | |
| dc.subject | [pt] SEMICONDUCTORES | |
| dc.subject | [pt] DEFECTS | |
| dc.subject | [pt] CARBON DOPING | |
| dc.subject | [en] INAIAS | |
| dc.subject | [en] SEMICONDUCTORS | |
| dc.subject | [en] DEFECTS | |
| dc.subject | [en] CARBON DOPING | |
| dc.title | [en] CARBON DOPING IN INAIAS EPITAXIAL LAYERS | |
| dc.title | [pt] DOPAGEM CARBONO EM CAMADAS EPITAXIAIS DE INALAS | |
| dc.type | TEXTO |
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