Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 15: GaN II
HL 15.9: Vortrag
Dienstag, 23. März 1999, 12:30–12:45, H2
Optische Charakterisierung der p-Dotierung in C- und Mg-dotierten hexagonalen GaN/Al2O3 Einfachschichten aus der MBE — •S. Strauf, P. Michler, J. Gutowski, M. Fehrer, U. Birkle, S. Einfeldt und D. Hommel — Institut für Festkörperphysik, Universität Bremen, P.O. Box 330440, 28334 Bremen
Für die Realisierung optoelektronischer Bauelemente ist eine effiziente p-Dotierung unverzichtbar. Mit zunehmendem Einbau von Akzeptoren werden jedoch kompensierende Donatoren erzeugt, d.h. es findet Selbstkompensation statt. Zur Untersuchung der Selbstkompensation wurden Donator-Akzeptor-Paar (DAP) Spektren als Funktion der Anregungsdichte und Temperatur aufgenommen und mit Hall-Messungen zur Bestimmung der Leitfähigkeit verglichen. In noch n-leitfähigem GaN:Mg sowie GaN:C ist die DAP Null-Phonon Bande bei niedriger Anregungsdichte um 3.230 eV zentriert und verschiebt mit steigender Anregungsdichte durch die Besetzung naher Paare bis zu 3.265 eV. In p-leitfähigem GaN:Mg taucht eine zusätzliche DAP Null-Phonon Bande bei 3.266 eV auf, die mit steigender Anregungsdichte bis zu 3.284 meV verschiebt. Der energetische Abstand beider Banden um 30 meV legt nahe, daß Störstellen unterschiedlicher Spezies beteiligt sind. Aus der Arrhenius-Darstellung der Temperaturabhängigkeit der DAP-Banden wurden die zugehörigen Ionisierungsenergien der Donatoren ED bestimmt. Im Falle des p-GaN:Mg ergab sich in guter Übereinstimmung mit dem intrinsischen Donator ED zu 34 ± 3 meV. Zudem konnten freie Ladungsträgerdichten bis zu 9 · 1017 cm−3 gemessen werden, ohne daß kompensierende Donatoren in den Spektren auftreten. Im Falle des n-GaN:C wurde ein mit der C-Dotierung korrelierter tiefer Donator mit ED=57 ± 3 meV gefunden, ähnlich wie es bei der Dotierung von ZnSe mit N der Fall ist.