掺ErEr+O的GaN薄膜光学性质的研究.pdf

第56卷第3期2007年3月 物理学报 1000—329012007156(03)／1621．06ACTAPHYSICASINICA @2007 Chin．Phys．Soc． 的研究* 掺Er／Er+O的GaN薄膜光学性质 宋淑芳1’2’+ 陈维德2’ 许振嘉2’ 徐叙珞1) 1)(北京交通大学光电子研究所，北京100044) 2)(中国科学院半导体研究所，北京100083) (2006年5月16日收到；2006年7月28日收到修改稿) 在Ra．1llan散射谱中，对于注Er的GaN样品出现了300cm‘1和670 cm“两个新的Raman峰，而对于Er+0共注样品， 除了上述两个峰外，在360 Raman cm。1处出现了另外一个新的峰，其中300cm‘1峰可以用disorder-activated scattering (DARS)来解释，670cln。1峰是由于与N空位相关的缺陷引起的，而360cnl。1峰是由0注入引起的缺陷络合物产生 的．由于360 cm‘1模的缺陷出现，从而导致Er+O共注入GaN薄膜红外光致发光(PL)强度的下降． 关键词：GaN，Er，Raman散射，光致发光 PACC：7280E，+7630K，7830，7855E 1．引 言 注对GaN晶格振动的影响，并且结合光致发光谱的 研究结果，讨论了共注入O对Er3+发光的影响． 掺稀土的GaN材料在光电子领域有广阔的应 用前景，因而受到国内外科研人员的关注…．在 2．实 验 GaN中掺入不同的稀土元素可发出从可见光到红外 光不同波长的光，加上GaN本身可以发出紫外光， 利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法， 因此掺稀土GaN材料可发出从紫外到红外波段的 光．如在GaN中掺入Er可以发绿光，掺入Pr，Eu可 为1．5ttm．然后用离子注入方法在薄膜中掺入Er， 以发红光，掺入Tm可以发蓝光．在GaN中掺入一 室温下注入能量为400keV，注入剂量分别为3× 种稀土元素可获得一种单色光，如果掺入两种或多 10”cm～，3×1014 种不同比例的稀土元素可获得混合色彩的光．因此 部分样品分割成两块，取其中一块再注入0，室温下 借助掩模技术，用离子注入法进行选区掺杂，在一个 注入能量为80 keV，注入剂量为3×1015cm～，样品 芯片上可获得不同色彩的光，从而实现全色显示． 编号及条件如表1所示．然后将样品在电阻退火 由于Er3+在1540nm处的发光，对应于光纤通讯中光 炉、N，气氛中退火，退火的温度范围是7000C一 损失最小的波段，所以大部分