Спектры фотолюминесценции дефектов упаковки в кристаллах 4H-SiC

Исследованы монокристаллические пластинки 4H-SiC компании Cree методом неразрушающей фотолюминесценции высокого разрешения при комнатной температуре с целью экспериментального исследования возле края зоны (NBE) фотолюминесценции и фотолюминесценции дефектов упаковки. Обнаружено вклад фотолюминесценции дефектов упаковки в спектр фотолюминесценции исходных карбида кремния 4H-SiC позволяет оценивать качества подложек. Экспериментальный спектр фотолюминесценции 4H-SiC подчиняются Лоренцовскому распределению. Электрон-фононное взаимодействие приводит к значительной взаимной зависимости интенсивностей межзонной (band to band) и NBE фотолюминесценции и фотолюминесценции дефектов упаковки.

1. S.-M. Koo, Q. Li, M. D. Edelstein, C. A. Richter, E. M. Vogel. Nano Lett., 5, N 12 (2005) 2519—2523, https://doi.org/10.1021/nl051855i

2. J. B. Casady, R. W. Johnson. Solid-State Electron., 39 (1996) 1409—1422, https://doi.org/10.1016/00381101(96)00045-7

3. K. N. Zhuraev, A. Yusupov, A. G. Gulyamov, M. U. Khazhiev, D. Sh. Saidov, N. B. Adilov. J. Eng. Phys. Thermophys., 93 (2020) 1036—1041, https://doi.org/10.1007/s10891-020-02205-5

4. Muthu B. J. Wijesundara. Silicon Carbide Microsystems for Harsh Environments, Springer Science+Business Media, LLC (2011), https://doi.org/10.1007/978-1-4419-7121-0

5. I. G. Atabaev, Kh. N. Juraev, V. A. Pak. Adv. Cond. Matter Phys., 2017 (2017) 7820676, https://doi.org/10.1155/2017/7820676

6. K. Maeda, K. Suzuki, M. Ichihara. Microsc. Microanal. Microstruct., 4 (1993) 211, https://doi.org/10.1051/mmm:0199300402-3021100

7. N. Thierry-Jebali, C. Kawahara, T. Miyazawa, H. Tsuchida, T. Kimoto. AIP Adv., 5 (2015) 037121, https://doi.org/10.1063/1.4915128

8. C. Hallin, A. O. Konstantinov, B. Pécz, O. Kordina, E. Janzén. Diamond Rel. Mater., 6 (1997) 1297, https://doi.org/10.1016/S0925-9635(97)00083-6

9. S. I. Maximenko, J. A. Freitas, Y. N. Picard, P. B. Klein, R. L. Myers-Ward, K. K. Lew, P. G. Muzykov, D. K. Gaskill, C. R. Eddy, T. S. Sudarshan. Mater. Sci. Forum, 645-648 (2010) 211, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.645-648.211

10. E. B. Yakimov, G. Regula, B. Pichaud. J. Appl. Phys., 114 (2013) 084903, https://doi.org/10.1063/1.4818306

11. A. A. Lebedev, B. Ya. Ber, N. V. Seredova, D. Yu. Kazantsev, V. V. Kozlovski. J. Phys. D: Appl. Phys., 48 (2015) 485106, https://doi.org/10.1088/0022-3727/48/48/485106

12. H. F. Xiong, X. S. Lu, X. Gao, Y. C. Yan, S. Liu, L. H. Song, D. R. Yang, X. D. Pi. J. Semicond., 45, N 7 (2024) 072502, https://doi.org/10.1088/1674-4926/23090024

13. A. A. Lebedev, V. V. Kozlovski, M. E. Levinshtein, A. E. Ivanov, K. S. Davydovskaya. Solid-State Electron., 181-182 (2021) 108009, https://doi.org/10.1016/j.sse.2021.108009

14. Y. Zhang, K. Wang, H. Wang, Y. Tian, Y. Wang, J. Li, Y. Chai. Журн. прикл. спектр., 87, № 6 (2020) 891—896 [Y. Zhang, K. Wang, H. Wang, Y. Tian, Y. Wang, J. Li, Y. Chai. J. Appl. Spectr., 87 (2021) 1023—1028], https://doi.org/10.1007/s10812-021-01104-8

15. I. G. Atabaev, C. C. Tin, B. G. Atabaev, T. M. Saliev, E. N. Bakhranov, N. A. Matchanov, S. L. Lutpullaev, J. Zhang, N. G. Saidkhanova, F. R. Yuzikaeva, I. Nuritdinov, A. K. Islomov, M. Z. Amanov, R., A. Kumta. Mater. Sci. Forum, 600-603 (2009) 457, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.600-603.457

16. Xia Liu, Lianzhen Cao, Hang Song, Hong Jiang. Phys. E: Low-Dim. Syst. Nanostructures, 61 (2014) 167—170, https://doi.org/10.1016/j.physe.2014.03.029

17. S. El Hageali, H. Guthrey, S. Johnston, J. Soto, B. Odekirk, B. Gorman, M. Al-Jassim. J. Appl. Phys., 131, N 18 (2022) 185705, https://doi.org/10.1063/5.0088313

18. G. Feng, J. Suda, T. Kimoto. Appl. Phys. Lett., 92 (2008) 221906, https://doi.org/10.1063/1.2937097

19. S. I. Maximenko, J. A. Freitas, P. B. Klein, A. Shrivastava, T. S. Sudarshan. Appl. Phys. Lett., 94, N 9 (2009) 092101, https://doi.org/10.1063/1.3089231

20. G. Feng, J. Suda, T. Kimoto. Appl. Phys. Lett., 94, N 9 (2009) 091910, https://doi.org/10.1063/1.3095508

21. A. Meli, A. Muoio, A. Trotta, L. Meda, M. Parisi, F. La Via. Materials, 14 (2021) 976, https://doi.org/10.3390/ma14040976

22. M. Na, W. Bahng, H. Jung, C. Oh, D. Jang, S.-K. Hong. Appl. Phys. Lett., 124 (2024) 152109, https://doi.org/10.1063/5.0198216

23. G. Regula, E. B. Yakimov. Superlattices Microstruct., 99 (2016) 226—230

24. V. I. Orlov, G. Regula, E. B. Yakimov. Acta Mater., 139 (2017) 155—162, https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.07.046

25. В. И. Oрлов, Б. Б. Якимов. Поверхность, 11, N 2 (2017) 60—63 [V. I. Orlov, E. B. Yakimov. J. Surf. Investig., 11 (2017) 234—237], https://doi.org/10.1134/S1027451016050578

26. E. B. Yakimov, E. E. Yakimov, V. I. Orlov, D. Gogova. Superlattices Microstruct., 120 (2018) 7—14, https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.05.014

27. V. I. Orlov, E. E. Yakimov, E. B. Yakimov. Phys. Status Solidi а, 216 (2019) 1900151, https://doi.org/10.1002/pssa.201900151

28. E. E. Yakimov, E. B. Yakimov. J. Alloys Compd., 837 (2020) 155470, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155470