A wide variety of parameters were measured for undoped n-GaN grown by hydride vapor phase epitaxy and compared to n-GaN films grown by conventional and lateral overgrowth metalorganic chemical vapor deposition. The parameters included deep level electron and hole trap spectra, microcathodoluminescence, electron beam induced current, diffusion length, and electron capture cross section from the dependence of the low temperature persistent photocapacitance on forward bias injection pulse duration. The results show a prominent role of electron traps with levels near Ec-0.56 eV in limiting the lifetime and diffusion length values in all these materials.
References
1.
Technology of Gallium Nitride Crystal Growth
, edited by D.
Ehrentraut
, E.
Meissner
, and M.
Bockowski
(Springer-Verlag
, Berlin, Heidelberg
, 2010
).2.
K.
Fujito
, S.
Kubo
, and I.
Fujimura
, MRS Bull.
34
, 313
(2009
).3.
F.
Gao
, B.
Lu
, L.
Li
, S.
Kaun
, J. S.
Speck
, C. V.
Thompson
, and T.
Palacios
, Appl. Phys. Lett.
99
, 223506
(2011
).4.
I.-H.
Lee
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, A. S.
Usikov
, H.
Helava
, Yu. N.
Makarov
, and S. J.
Pearton
, J. Appl. Phys.
115
, 223702
(2014
).5.
A. Y.
Polyakov
and I.-H.
Lee
, Mater. Sci. Eng. R
94
, 1
(2015
).6.
D.
Cherns
, S. J.
Henley
, and F. A.
Ponce
, Appl. Phys. Lett.
78
, 2691
(2001
).7.
S. J.
Rosner
, E. C.
Carr
, M. J.
Ludowise
, G.
Girolami
, and H. I.
Erikson
, Appl. Phys. Lett.
70
, 420
(1997
).8.
B. S.
Simpkins
, E. T.
Yu
, P.
Waltereit
, and J. S.
Speck
, J. Appl. Phys.
94
, 1448
(2003
).9.
E. B.
Yakimov
, J. Phys.: Condens. Matter
14
, 13069
(2002
).10.
L.
Chernyak
, A.
Osinsky
, G.
Nootz
, A.
Schulte
, J.
Jasinsky
, M.
Benamara
, Z.
Liliental-Weber
, D. C.
Look
, and R. J.
Molnar
, Appl. Phys. Lett.
77
, 2695
(2000
).11.
E. B.
Yakimov
, J. Alloys Compd.
627
, 344
(2015
).12.
E. B.
Yakimov
, P. S.
Vergeles
, A. V.
Govorkov
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, I.-H.
Lee
, C.
Ro Lee
, and S. J.
Pearton
, Superlattices Microstruct.
45
, 308
(2009
).13.
C.
Donolato
, J. Appl. Phys.
84
, 2656
(1998
).14.
E. B.
Yakimov
, P. S.
Vergeles
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, I.-H.
Lee
, C.
Ro Lee
, and S. J.
Pearton
, Appl. Phys. Lett.
90
, 152114
(2007
).15.
E. B.
Yakimov
, P. S.
Vergeles
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, I.-H.
Lee
, C.
Ro Lee
, and S. J.
Pearton
, Appl. Phys. Lett.
92
, 042118
(2008
).16.
A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, E. B.
Yakimov
, I.-H.
Lee
, and S. J.
Pearton
, J. Appl. Phys.
119
, 015103
(2016
).17.
A.
Armstrong
, A. R.
Arehart
, B.
Moran
, S. P.
DenBaars
, U. K.
Mishra
, S. J.
Speck
, and S. A.
Ringel
, Appl. Phys. Lett.
84
, 374
(2004
).18.
A.
Armstrong
, A. R.
Arehart
, D.
Green
, U. K.
Mishra
, J. S.
Speck
, and S. A.
Ringel
, J. Appl. Phys.
98
, 053704
(2005
).19.
M. A.
Reshchikov
and H.
Morkoç
, J. Appl. Phys.
97
, 061301
(2005
).20.
M. A.
Reshchikov
, J. Appl. Phys.
115
, 103503
(2014
).21.
H.
Sone
, S.
Nambu
, Y.
Kawaguchi
, M.
Yamaguchi
, H.
Miyake
, K.
Hiramatsu
, Y.
Iyechika
, T.
Maeda
, and N.
Sawaki
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
38
, L356
(1999
).22.
T.
Zheleva
, S. A.
Smith
, D. B.
Thomson
, K. J.
Linthicum
, P.
Rajagopal
, and R. F.
Davis
, J. Electron. Mater.
28
, L5
(1999
).23.
R. F.
Davis
, T.
Gehrke
, K.
Linthicum
, E.
Preble
, P.
Rajagopal
, C.
Ronning
, C.
Zorman
, and M.
Mehregany
, J. Cryst. Growth
231
, 335
(2001
).24.
A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, A. V.
Markov
, S. J.
Pearton
, N. G.
Kolin
, D. I.
Merkurisov
, V. M.
Boiko
, C.-R.
Lee
, and I.-H.
Lee
, J. Vac. Sci. Technol. B
25
(2
), 436
(2007
).25.
I.-H.
Lee
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, A. V.
Markov
, and S. J.
Pearton
, Thin Solid Films
516
(8
), 2035
(2008
).26.
A. Y.
Polyakov
, D.-W.
Jeon
, I.-H.
Lee
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, E. A.
Kozhukhova
, and E. B.
Yakimov
, J. Appl. Phys.
113
, 083712
(2013
).27.
G. M.
Martin
, A.
Mitonneau
, D.
Pons
, A.
Mircea
, and D. W.
Woodard
, J. Phys. C
13
, 3855
(1980
).28.
A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, I.-H.
Lee
, and S. J.
Pearton
, J. Vac. Sci. Technol. B
33
, 061203
(2015
).29.
A. Y.
Polyakov
, I.-H.
Lee
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, E. A.
Kozhukhova
, and S. J.
Pearton
, J. Appl. Phys.
109
, 123701
(2011
).30.
J. L.
Lyons
, A.
Janotti
, and C. G.
Van de Walle
, Phys. Rev. B
89
, 035204
(2014
).31.
I.-H.
Lee
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, E. B.
Yakimov
, S. A.
Tarelkin
, A. V.
Turutin
, I. V.
Shemerov
, and S. J.
Pearton
, “Defects controlling lifetime in n-GaN,” J. Alloys Compd.
(submitted).32.
M. A.
Reshchikov
, D. O.
Demchenko
, A.
Usikov
, H.
Helava
, and Yu. N.
Makarov
, Phys. Rev. B
90
, 235203
(2014
).33.
M. A.
Reshchikov
, A.
Usikov
, H.
Helava
, and Yu.
Makarov
, Appl. Phys. Lett.
104
, 032103
(2014
).34.
A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, A. V.
Govorkov
, H.
Amano
, S. J.
Pearton
, I.-H.
Lee
, Q.
Sun
, J.
Han
, and S. Yu.
Karpov
, Appl. Phys. Lett.
98
, 072104
(2011
).35.
M.
Meneghini
, M.
la Grassa
, S.
Vaccari
, B.
Galler
, R.
Zeisel
, P.
Drechsel
, B.
Hahn
, G.
Meneghesso
, and E.
Zanoni
, Appl. Phys. Lett.
104
, 113505
(2014
).36.
M.
Meneghini
, C.
de Santi
, N.
Trivellin
, K.
Orita
, S.
Takigawa
, T.
Tanaka
, D.
Ueda
, G.
Meneghesso
, and E.
Zanoni
, Appl. Phys. Lett.
99
, 093506
(2011
).37.
I.-H.
Lee
, A. Y.
Polyakov
, N. B.
Smirnov
, C.-K.
Hahn
, and S. J.
Pearton
, Spatial J. Vac. Sci. Technol. B
32
, 050602
(2014
).38.
A. R.
Arehart
, A.
Sasikumar
, G. D.
Via
, B.
Poling
, B.
Winningham
, E. R.
Heller
, D.
Brown
, Y.
Pei
, F.
Recht
, U. K.
Mishra
, and S. A.
Ringel
, Solid-State Electron.
80
, 19
(2013
).39.
A.
Sasikumar
, A. R.
Arehart
, S.
Martin-Horcajo
, M. F.
Romero
, Y.
Pei
, D.
Brown
, F.
Recht
, M. A.
diForte-Poisson
, F.
Calle
, M. J.
Tader
, S.
Keller
, S. P.
DenBaars
, U. K.
Mishra
, and S. A.
Ringel
, Appl. Phys. Lett.
103
, 033509
(2013
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.
