CARBON DOPING IN INAIAS EPITAXIAL LAYERS / DOPAGEM CARBONO EM CAMADAS EPITAXIAIS DE INALAS

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

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.

ASSUNTO(S)

inaias carbon doping carbon doping semiconductors inaias semiconductores defects defects

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