THE EFFECT OF ARSENIC SPECIES ON THE MINORITY CARRIER PROPERTIES OF (AlGa)As-GaAs DOUBLE HETEROSTRUCTURES GROWN BY MBE

Résumé
Nous avons étudié l'influence des espèces moléculaires d'arsenic : As₂ ou As₄ sur les propriétés des porteurs minoritaires de doubles hétéro-structures (AlGa)As-GaAs, isotope p, dopé béryllium. Tous les échantillons ont été élaborés à 650°C dans un système de vide à pompe à diffusion avec des panneaux cryogéniques d'azote liquide et un système d'introduction rapide. Le même lot d'arsenic a été utilisé pour les flux moléculaires As₂ et As₄. L'épaisseur de la couche active (1 µm) et le niveau de dopage (N_A.-N_D. =5x10¹⁶ cm^-3) ont été choisis pour que la durée de vie des porteurs minoritaires soient en rapport avec les propriétés des interfaces (GaAl) As-GaAs. Les mesures de durée de vie des porteurs minoritaires dans GaAs par une technique de dégradation de photoluminescence ont montré qu'il est meilleur d'utiliser As₂ pour les régions ternaires. Des mesures supplémentaires du rendement de photoluminescence externe sous des conditions de faible excitation nous ont permis d'estimer la vitesse de recombinaison à l'interface (AlGa) As-GaAs et de fixer une valeur minimale (>6%) au rendement de photoluminescence interne de GaAs. Nous concluons que, pour les composés élaborés avec As₂, la vitesse de recombinaison d'interface est plus faible au moins d'une décade que celle des couches équivalentes obtenues avec As₄.

Abstract
The influence of arsenic molecular species, As₂ or As₄, on the minority carrier properties of beryllium doped, p-isotype (AlGa) As-GaAs double heterostructures has been studied. All the samples were grown at 650°C in an oil diffusion pumped system with extensive liquid nitrogen cryopanelling and vacuum interlock. The same batch of arsenic was used to prepare both the As₂ and AS₄ films. The choice of active layer thickness (1 µm) and doping level (N_A-N_D = 5x10^l6 cm^-3) ensured the sensitivity of the minority carrier lifetime to the properties of the (AlGa) As-GaAs interfaces. Measurements of the minority carrier lifetime in the GaAs performed using a photoluminescence decay technique showed the advantage of using As₂ for the ternary cladding regions. Supplementary measurements of the external photoluminescence efficiency, under low excitation conditions, allowed us to estimate the interface recombination velocity at the (AlGa) As-GaAs interface and to place a minimum value (>6%) on the internal photoluminescence efficiency of the GaAs. We conclude that for alloys grown with As₂ the interface recombination velocity is at least a decade lower than equivalent films grown with AS₄.