بررسي كمي تاثير بازپخت بر كيفيت بلوري نيمرساناي نيتروژندار رقيق InGaNAs

A quantitative study on the effect of annealing on the crystal quality of dilute nitride semiconductor InGaNAs

نتايج تجربي گزارش شده مربوط به وابستگي دمايي تراكم و تحرك الكتروني در نمونه هاي نيتروژندار رقيق (InGaNxAs1-x (x =0/02 بدون آلايش خواسته كه با روش MBE رشد يافته اند در شرايط قبل و بعد از بازپخت سريع حاكي از آنند كه: گرچه بر اثر بازپخت هم تراكم و هم تحرك الكترونها افزايش پيدا كرده اند، لكن شيب تغييرات دمايي آنها بسيار كوچكتر شده است. محاسبات ما مبتني بر شرط خنثايي بار و ساز و كارهاي موثر پراكندگي از جمله دررفتگيها و نيز آلياژهاي كتره اي و خوشه اي حاكي از آن است كه با انجام عمل بازپخت تراكمهاي ناخالصي هاي بخشنده فعال (وابسته به اتمهاي N) ، تله هاي الكتروني و دررفتگي هاي نمونه تغيير مي يابند، به گونه اي كه اين تغييرات براي تراكم ناخالصي ها افزايشي در حدود دو مرتبه بزرگي(فرمول در متن اصلي موجود مي باشد) ، و در دو مورد ديگر كاهشي در حدود 30 % مي باشد. علاوه بر اين بنظر مي رسد پس از بازپخت انرژي يونش وابسته به تراز تله ها از حالت عميق به حالت كم عمق تبديل مي شوند.

The reported experimental data corresponding to the measured temperature dependency of electron density and mobility in unintentionally doped as-grown and annealed InGaNxAs1-x (x=0.02) dilute nitride samples, grown by MBE method, reveals that: in annealed samples both the density and mobility of electrons are increased while their rates of variations are decreased. Our calculations, based on charge neutral condition and effective scattering mechanisms including dislocation, random and cluster alloy, show that the annealing process has changed the N-related densities of active donor impurities, traps and dislocations. For unintentional impurity concentration it raised about two orders of magnitude (from 8×1014 to 6×1016 cm-3), and the other two quantities have decreased about 30%. In addition it seems after annealing the ionization energy of trap levels have changed from deep position to shallow ones.