Fe katkılanmış yarıyalıtkan InP kristallerinin optik ve elektriksel bakımdan tetkiki

Abstract

ÖZET InP kristaline Fe katkılarının etkisini gözlemek için, tamamıyla aynı termal şartlarda büyütülen 2 inek yarıçaplı iki özdeş(InP ve lnP:Fe) wafer incelenildi. Her iki waferdan yaklaşık 3x2ımıı2 -boyutlarında 8 numune merkezden kenara doğru kesildi. IR soğuma ve PL ölçümleri hem Fe kalkılanmış hem de katkılanmamış numunelerde bütün verilerin sağlıklı bir şekilde kıyaslamasının yapılması için gerçekleştirildi. Fe katkılanmış numunelerin yasak enerji aralığında meydana getirdiği soğurma katkılanmamış numuneye kıyasla daha yüksek olduğunu gözlemledik. Absorbans verilerinden soğurma katsayısı değerleri hesaplandı. Fornari ve Kumar kalibrasyonu kullanılarak 1000nm dalga boyunda a değerleri kullanılarak numunelerdeki Fe konsantrasyonları ve a2'ye karşı foton enerjisi spektrumalarından ise aynı numunelerin yasak enerji aralıkları hesaplandı. Yasak enerji aralığındakî küçülmenin Fe katkılanması sonucu olduğu gözlendi ve yasak enerji aralığındaki daralma değerleri hesaplandı. PL sonuçları Fc yada Fe ile ilişkili kusurların Si (Semi-lnsulatiıng) InP numunelerinde non-radiative rekombinasyon merkezleri olarak davrandığını gösterdi. Fe kalkılanmış aynı numunede InP içerisinde Fe dağılmamı görüntülemek için İR soğurma haritalama tekniği kullanıldı ve waferın yaklaşık 1.5cm çapındaki bir bölümü görüntülendi. Bide edilen görüntüden Fe merkezlerinin baskın bir şekilde [011] doğrultusu boyunca uzandığı görüldü.

u SUMMARY lıı order lo observe the effects of Fe doping in InP, two identical 2` diameter wafers grown at exactly in same thermal conditions were investigated. 8 pieces of about 3x2mm2 samples were cut off from the center up to the edge of both wafers. IR absorption and PL measurements were performed in both undoped and Fe doped samples for comparison. We show that inlra-bandgap absorption of Fe doped samples is higher than that of undoped samples. Absorption coefficicnt(a) values were calculated from absorbance data and we determined Fe concentration of samples from (a) values using Fornari and Kumar calibration at 1000nm wavelength and bandgap energy of these samples from spectra a2 versus photon energy. We show that bandgap narrowing occurs due to Fe doping and we calculated the reduction in bandgap. PL results show that Fe or Fe related defects behave as a non-radiative recombination centres in SI InP. in the same Fe doped wafer, we used IK. absoprtion mapping technique to image the Fe distribution in InP where the imaged circular area of about 1.5 cm diameter of wafer. From the images, it has been shown that Fe centres predominantly lie along [Oil] directions.