Rev. Phys. Appl. (Paris) 19, 7-15 (1984)
DOI: 10.1051/rphysap:019840019010700

Residual impurities in MO-VPE GaAs epitaxial layers

B. El Jani¹, J.C. Grenet¹, M. Leroux¹, M. Guittard¹, P. Gibart¹ et J. Chevallier<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Physique du Solide et Energie Solaire, CNRS, Sophia-Antipolis, rue Bernard Grégory, 06560 Valbonne, France
²  Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, 1, place A. Briand, 92190 Meudon Bellevue, France

Abstract
The nature and concentration of residual impurities in MO-VPE GaAs layers were studied as a function of growth parameters : temperature, ratio As/Ga, excess CH4 in the gas phase. Photoluminescence (PL) spectra show that the main residual impurity is C. The amount of residual C increases with excess CH4. A PL peak at 1.477 eV appears for samples annealed under AsH3. The properties of this peak are interpreted in terms of a 40 meV deep acceptor, not related to germanium.

Résumé
La nature et la concentration des impuretés résiduelles dans des couches de GaAs élaborées par épitaxie en phase vapeur à partir de composés organométalliques ont été analysées en fonction des paramètres de croissance : température, rapport As/Ga dans la phase vapeur, excès de CH4. Les spectres de photoluminescence (PL) montrent que l'impureté résiduelle la plus importante est le carbone. La concentration de carbone résiduel augmente avec la pression de CH4. Un pic de PL apparait à 1,477 eV dans les échantillons recuits sous atmosphère de AsH 3. Les propriétés de ce pic sont interprétées par l'apparition d'un accepteur d'énergie d'activation = 40 meV, différent du germanium.

PACS
6170W - Impurity concentration, distribution, and gradients.
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7855D - Photoluminescence in tetrahedrally bonded nonmetals.

Key words
gallium arsenide -- impurity distribution -- luminescence of inorganic solids -- photoluminescence -- semiconductor epitaxial layers -- semiconductor growth -- vapour phase epitaxial growth -- residual impurity concentration -- annealing -- III V semiconductor -- photoluminescence spectra -- As Ga ratio -- methane -- MO VPE GaAs epitaxial layers -- growth parameters -- AsH sub 3 -- deep acceptor