Nonpolar n-type doped a-plane GaN films were grown by metal-organic vapor phase epitaxy on r-plane sapphire substrates using silane and isobutylgermane as Si and Ge dopants, respectively. It is found that Ge-doping acts as a surfactant enabling the growth of fully coalesced and mirror-like a-plane GaN films with electron concentrations above 1020 cm3. Si-doping in excess of 2×1019 cm3 shows an antisurfactant behavior leading to surface degradation. No significant impact on strain was found for any dopant. Results on the ordinary and extraordinary dielectric functions as determined by ellipsometry prove the high optical quality of the Ge-doped films.

1.
T.
Detchprohm
,
M.
Zhu
,
Y.
Li
,
Y.
Xia
,
C.
Wetzel
,
E. A.
Preble
,
L.
Liu
,
T.
Paskova
, and
D.
Hanser
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
241109
(
2008
).
2.
S.
Jung
,
Y.
Chang
,
K.-H.
Bang
,
H.-G.
Kim
,
Y.-H.
Choi
,
S.-M.
Wang
, and
K. H.
Baik
,
Semicond. Sci. Technol.
27
,
024017
(
2012
).
3.
P.
Waltereit
,
O.
Brandt
,
A.
Trampert
,
H. T.
Grahn
,
J.
Monniger
,
M.
Ramsteiner
,
M.
Relche
, and
K. H.
Ploog
,
Nature (London)
406
,
865
(
2000
).
4.
K. M.
Song
,
C. Z.
Kim
,
J. M.
Kim
,
D. H.
Yoon
,
S. M.
Hwang
, and
H.
Kim
,
Jpn. J. Appl. Phys.
50
,
055502
(
2011
).
5.
A.
Dadgar
,
J.
Bläsing
,
A.
Diez
, and
A.
Krost
,
Appl. Phys. Express
4
,
11001
(
2011
).
6.
S.
Fritze
,
A.
Dadgar
,
H.
Witte
,
M.
Bügler
,
A.
Rohrbeck
,
J.
Bläsing
,
A.
Hoffmann
, and
A.
Krost
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
122104
(
2012
).
7.
C. F.
Johnston
,
M. J.
Kappers
,
M. A.
Moram
,
J. L.
Hollander
, and
C. J.
Humphreys
,
J. Cryst. Growth
311
,
3295
(
2009
).
8.
Q.
Sun
,
B. H.
Kong
,
C. D.
Yerino
,
T.-S.
Ko
,
B.
Leung
,
H. K.
Cho
, and
J.
Han
,
J. Appl. Phys.
106
,
123519
(
2009
).
9.
V.
Darakchieva
,
Phys. Status Solidi A
205
,
905
(
2008
).
10.
C.
Buchheim
,
M.
Röppischer
,
R.
Goldhahn
,
G.
Gobsch
,
C.
Cobet
,
C.
Werner
,
N.
Esser
,
A.
Dadgar
,
M.
Wieneke
,
J.
Bläsing
, and
A.
Krost
,
Microelectron. J.
40
,
322
(
2009
).
11.
A.
Kasic
,
M.
Schubert
,
S.
Einfeldt
,
D.
Hommel
, and
T. E.
Tiwald
,
Phys. Rev. B
62
,
7365
(
2000
).
12.
S.
Shokhovets
,
K.
Köhler
,
O.
Ambacher
, and
G.
Gobsch
,
Phys. Rev. B
79
,
045201
(
2009
).
13.
K.
Lange
, “
Optical studies of highly doped GaN
” (unpublished).
14.
S.
Nakamura
,
T.
Mukai
, and
M.
Senoh
,
Jpn. J. Appl. Phys.
31
,
2883
(
1992
).
15.
M.
Wieneke
,
M.
Noltemeyer
,
B.
Bastek
,
A.
Rohrbeck
,
H.
Witte
,
P.
Veit
,
J.
Bläsing
,
A.
Dadgar
,
J.
Christen
, and
A.
Krost
,
Phys. Status Solidi B
248
,
578
(
2011
).
16.
K. J.
Fujan
,
M.
Feneberg
,
B.
Neuschl
,
T.
Meisch
,
I.
Tischer
,
K.
Thonke
,
S.
Schwaiger
,
I.
Izadi
,
F.
Scholz
,
L.
Lechner
,
J.
Biskupek
, and
U.
Kaiser
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
101904
(
2010
).
17.
A. L.
Rosa
and
J.
Neugebauer
,
Phys. Rev. B
73
,
205314
(
2006
).
18.
R. R.
Lieten
,
S.
Degroote
,
M.
Kuijk
, and
G.
Borghs
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
222110
(
2007
).
19.
L. T.
Romano
,
C. G.
van de Walle
,
J. W.
Ager
 III
,
W.
Götz
, and
R. S.
Kern
,
J. Appl. Phys.
87
,
7745
(
2000
).
20.
J.
Xie
,
S.
Mita
,
L.
Hussey
,
A.
Rice
,
J.
Tweedie
,
J.
LeBeau
,
R.
Collazo
, and
Z.
Sitar
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
141916
(
2011
).
21.
A.
Dadgar
,
R.
Clos
,
G.
Strassburger
,
F.
Schulze
,
P.
Veit
,
T.
Hempel
,
J.
Bläsing
,
A.
Krtschil
,
I.
Daumiller
,
M.
Kunze
,
A.
Kaluza
,
A.
Modlich
,
M.
Kamp
,
A.
Diez
,
J.
Christen
, and
A.
Krost
,
Adv. Solid State Phys.
44
,
313
(
2004
).
22.
J.
Xie
,
S.
Mita
,
A.
Rice
,
J.
Tweedie
,
L.
Hussey
,
R.
Collazo
, and
Z.
Sitar
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
202101
(
2011
).
23.
D. M.
Follstaedt
,
S. R.
Lee
,
A. A.
Allerman
, and
J. A.
Floro
,
J. Appl. Phys.
105
,
083507
(
2009
).
24.
D.
Zakharov
,
Z.
Liliental-Weber
,
B.
Wagner
,
Z.
Reitmeier
,
E.
Preble
, and
R.
Davis
,
Phys. Rev. B
71
,
235334
(
2005
).
25.
B. H.
Kong
,
Q.
Sun
,
J.
Han
,
I. H.
Lee
, and
H. K.
Cho
,
Appl. Surf. Sci.
258
,
2522
(
2012
).
26.
K.
Sumino
,
Phys. Status Solidi A
171
,
111
(
1999
).
27.
D.
Segev
and
C. G.
Van de Walle
,
Surf. Sci.
601
,
L15
(
2007
).
28.
T.
Ito
,
T.
Akiyama
, and
K.
Nakamura
,
Semicond. Sci. Technol.
27
,
024010
(
2012
).
29.
J.
Jung
and
T. G.
Pedersen
,
J. Appl. Phys.
113
,
114904
(
2013
).
You do not currently have access to this content.