氮離子佈植InAs量子點特性研究

Abstract

本論文主要利用光激發螢光頻譜(PL)、電壓-電流(I-V)、電壓-電容(C-V)、、深層能階暫態導纳頻譜(DLTS)等電性量測、光性量測去探討氮離子佈植InAs量子點後的樣品特性，研究氮對樣品的影響。 由PL實驗上得知佈植後量子點被破壞，產生缺陷導致量子點訊號消失，隨退火溫度增加逐漸回復量子訊號，缺陷減少。另外，量子點訊號後方有一長尾巴的訊號。推論部分的氮會形成氮成分不同的InAsN量子點。 由I-V得到未退火的樣品具有高阻值(~1000 Ω)的現象，此為缺陷行為所導致；而經退火後樣品串聯電阻可回復到正常阻值(~250 Ω)。 由DLTS量測在未退火的樣品，在100 K至300 K有一寬缺陷頻譜，主要為佈植後受晶格破壞所造成的。但經過退火650℃後，寬缺陷頻譜變的較窄，主要是退火後其他缺陷消弭，主要的缺陷訊號變為氮的擠壓所造成的錯位點缺陷訊號(活化能約0.57 eV )。在高溫350K產生EL2(Asga) 缺陷所造成的訊號，活化能約為0.80 eV。另外，在佈植劑量1012 cm-2 的退火樣品在300K左右皆有一電洞補抓缺陷，是和氮有關的受體缺陷，當氮佈植於n-GaAs後再經過退火後才會產生的缺陷。在更高750℃退火溫度的處理下，低溫的錯位點缺陷和電洞補抓缺陷減小，樣品形成較為穩定EL2缺陷能階，使系統能階處於較穩定的狀態。