raman scattering studies on hydrogen ion-implanted gan
TRANSCRIPT
����� �������� ��� �� �� �� ���� ���������� ���
�� ������ ���� ���� �� ������������ �� �� ���� ������ �� ������ �� ���� ���� �
� ������� ���� �� ���� � � � ��������� ��� �� ��� ���� � ���� ��������� ���� �� ������ � � ���� �� ��� �� ��� �� ����� ��������� ��!�""�� ��# $��� � ���
������ ! ������� """# ����� � ���� $�� % ������ ""&
��������
'�� ����� ����� ������� ����� ������� (�)*+,- ��.� ������������� ��� ������ ��� ����/�� �����
�� ������ ��������� ���� ���� ������� .�� 0� $� ����� ���� $�� &"&1 �� &"&2 ��� .�� ������� ������
����� $�� 1" �� & " 3�+� ����� ������ ���� ���� ��� � �� �����.�� 0��������� ��� ������� �� ��
��� ������ ��������� � (���- �� �&�4)� ����� �� �� �$ ��� ���� ���� ���� ������ �� ������� � '��
������� �$ ����� ��$�� 560� �� ��� �$ ��� �� �� .�� 0� ��� �� �/����� �� ��� ���� �$ �� ����
���������� ������ ����� ������������ ��� ������ ����� �� ���� ���������� �� ������ ����� � ���
����� � ""& 7����� ������ 8�+� 9�� ���� ����� �
%���& !&�": 7�# 2&�; +�# ;!�%" 5�
�����& ������ �� �# <����������# ����� ��������# ,�$����
� ���� ������
<�� ���������� ��� ������ ����� � � ����/���� �� ���� ������� =�� �$ ������� <��������� �� ���������� � ��� � �� ����$ ����� ������ ���� ��� �� ����� ����� ������ $� � . � ���� �$ ���������� � ���=�� �$ ��������� �� �������������� >&?� '�����@���� �$ �������� �� ������������� ��
���� �A��� � =�� ������ �$ ����� ��=��� �� ����$�� �������� ��� ���� �� �� ����������� �������� $� ��� � ��������� �$ ��� ��������������� 5������� �$ ��� �B� C������ ������� ������ ������ �� ���������� �$ �� ���� > ?�
'�� ������� �$ �� ���� � ������ ����� ���� � �/�������� �� �� ���� ��� �������� ������ ��� �� ������ �� ������ �$���� ������� ����� >%�1?� '�� ��� �$ �� ���� � ���� ��� ������ .��� ������ ���� ��B0 �� ��B0 ������/�� � �� �� ������ ���� ������������� ����� �D���� ��� ������� �� $���� ����� �$��� ������ >:B!?� 0� ���� � ��� ��� � ��� ��� ��� ��.�� ������ �$ ���� ����� �����
������ <��������� �� ����� � � ������ ������� 8 &;E ( ""&- &E%B&EE
...����������F������F���
�*������ �� ������ '���G HE&�11� %:� ;�;1# $�/G HE&�
11� %:� ;;1F !;"�
'(���� �������& ��������3���I���������� (�� ������
����-�
"&2!�:!%JF"&FK � ��� $��� ����� � ""& 7����� ������ 8�+� 9�� ���� ����� �
�<<G � " & 2 ! � : ! % J ( " & - " " 1 1 : � &
������� ����� ������� (�)*+,- � ��������� ���� ����/� (�87-� .��� �0% � ��� ����� ������ ����� >E�&"? �� ���� ��� .�������� >&&?� L��� �� ��� >& ? ���� ������ ����.��� ������ � ��� ������ � ������� �� ��� ���� � � ���� �� �� �� �D����� ������������� �� � ��������� $� ��� ��� ���3����� ������� ������������ 0� ���� ����������� � ��� ������ ��� ������ =�� ����� ���� ��� ��� ������ �� ��� �� ��� $� ���� ������� >&%?� '��� �� ������ ������������� �� ��. �� ��������� 0� ����������� ��� >&1B&2?� 0�.���� ���� �$ ��� ����� ������� .�� ��� �������� ������� �$ ���������� ��� ���� ���� .�� �������� �������� '��� 3��.�� ��� �� ���� � �������� �� ��� ������ �������� ��� �� �� 0��������� ����
����� �������� �����A�� ���� ��� ���$���$������ ����� ��� ��������� A����� �� ����������� ������� �$ ������ ���� ��������'�� ��� ����� ������� � � ��� �����/�� ���� ��� ���� ��� � ���� ����� ��������� >&;?� ������ �� ��� >&!? ���� ��������� ��������� ������� �$ ��� ���� �� ������ ��������� ���� ��� �����A��� ����� �������������A�� � ���� ��� ������� �� �� ������������� ��� �$���� �� ��� ������� � ������������ �������� 9� ��� � ��������� ����� �� ��� ���� ����� � � ������� �� ������� ������� ���� �$ ���� .��� � �/���� �� ������������� <� ��� ������ ��� �� .� ����������� ��� � ��� �D��� �$ ��. ����� 0�
���������� � ��� ����/�� ����� ��.� �������� �������� ���� ����� ���������
� ������������
'�� �������� ��� � ��� ��� � .�� �������������� ��� ������ ��� ��.� �� �)*+,�� ������ �"""&� ��������� �� ��� ��.����������� �$ &":"�*� �$�� ������� � ������ ��D� ���� �� � ��. ��������� (2""�*-�'�� ���3���� �$ ��� ��� ���� .�� ��� '�� $����� ����������� � ����� ��� ����� �������� ������ �� 0��� �D��� �� ����� &�&"&; ���% �� ��� ������ � ;"" �� �+ �� '����� ������� .�� ����� .�� �01)0 � 0 )
(&G&"- $� %" � $����.� �� 0 ) ��� �� ����� �������� �/ �� ��$�� ��� �� ��� ��� ����������������� '�� ������� ���� ���� ������� ����� ��������� .�� 0� �$ ������� ���������� $�� 1" �� & " 3�+ $� ����� �� M������� �$ �&� &"&1� &� &"&: �� &� &"&2 ���
���� � &:"�3�+ ��������� (�&: �����-� '�� ����������� .�� ��� ��� �� � ���3���� ������� �$ � &"�2 '�� <���������� ���������������� ����� �$ 0� � ��� �� �� M�������� ���� � '���� & (��������� ���� '�<�E:-�������� ����� 0� ���������� ��� ���� ������ �� ��$���� �������� ��� ��� ����/������ �� � ����$��� 0� �$ ����������� $��&"&1 �� &"&2 ��� ��� ���� ������ ��� ��� ���� �$ ; % �� ��� ��� ��� ����/�� =�� $����� ��$����
������ ����� ������ .�� ��� � �� �����.� �� 0��������� �&"&1�&"&2 ��� � ���������� �� ��� ���������� '�� �/����������� .�� �� ���� �� ���� ���� �$ %"" �6(� � 1!! ��- ��.� .�� ������ ��������� $������� �� � ���� �@� �$ :" �� ���� ��� �������'�� ������� ���� .�� �������� � ��� ���3��������� ������� ���� � ����� ���� (�33��� $����� ������ : ��� $F&� - �� � $������ ����� '���������� ���� .�� ����� � � ����� ����������������� ��7J �� �� &1"&! �� ������ ���� ��������������� ����� ����������������� �� �� <''�56 &%"� '�� �������� �������������� � �� ���� �� ���� ���=������� 9 ���������������� �������� ��� ��������������� .�� ��� �� ��� ��� ����� ���������� ��� $�A����� ���� :"�&2"" ���& �� �������� �$ "�: ���& �� ��� ��������� ��� �$ &" �
'���� &
'����� �� ���� �� ���������� ���� ��� ��� $� ��� ��� ��
<�� �����
(3�+-
���������
���� (��-
<�� M�����
�&"&% ��� �
1" !E
2" 1"%
!" :&&
&"" 2&; �:
& " ; % %
� '�� ��������� ����� �$ 0� � ��� $� ����� ������
���� ���� ��������� ���� '�<�E:� '�� ���� �� M������
������� �� ��� ��� �&"&1 ��� �
&E1 �) �� ���� *��� �� ��) + ,*��) � ���) � � ����) � %���) ���) - $./ 0���$1 $/#2$//
�� ���� ����� 9 ��� . �� �$ ����������� �������� �� �� 1� ���& � ���� �$ $��� . �� �����$ ��/��� (560�- �$ ��� �������� $������� .�� ����� ���������� ����� ������� �$��� ������ �������� ��� ���� ���� ��� � �� ������� �
'�� ������ �������� ������ �$ �����.� �� 0��������� ��� ������� .�� ��� � ����N+B+<�B�<� ���������� �� �� N+�%&"& �*(���� �@�� �����- � ��� ���� ""BE"" ���
� ������� �� ����������
��� ������� ���������� � ��/������ .��@��� �������� .��� ������� �� *1
2� ����� ����.�� $�� ����� � ��� ��� ���� >&!?� 9� � � "����� ����� �� ��� ���� �& � �& � �& � �& � � � �$ .��� ��� �&� ��� �& �� �.� � ������� ������ )�� ��� �$ �& �� ��� ��� �$ �&
������� �� ������� ������� �� ��� �& �� ���� ����� >&E?� ,�� �� 4)B') �������� ��� ����/ ����������� ������ �� �� ������ �&�')���&�')�� �&�4)�� �&�4)� �� � � ����� ��������� �������� > "?� <� ��� ������� ��� � ������ �� �&�4)� �� � (���- �� �� �� �/����� ������� =���� � ����� ������� �$ �����.�
��� ����/�� ���� � ���.� � 5�� &� '��������� ��� ������� ���� ��$�� ����� 3��/� $������� '�� ����� �� �� �� ������ �� ���$�A������ �$ :2!�:� :;%�E� ;%;�1 �� ;1E�& ���&�<� � � �� ���$� ��� ����� �� �� �������� �� �� ��� ������ �������� $�� ���������� ��� ����� ������� .�� ��3�� �� ������� �������� ����� �� ��� ������� ������� ���� ���� ��� ���3� ������� �� �� :;%�E�� ;1E�& ���& �� �� �� ������ �� �� �� (5��&-� )��� �.� ���3�� � (���- �� :2!�: ���& �� �&�4)� �� ;%;�1 ���& ���� ���� ������ .�������� �� ��� .��� �� ��� ����.� �� �� ����� ���� �� ���� ���� ���=�������� '�� ������� �� ������ � ��� ��� � �� � ��� ��������� .�� ��� ������ ����� ���� > "?�
5�� ���.� ��� ����� ������ $� ��� ���������� ������� .�� 0� $� ��� ���� &"&1� &"&:
�� &"&2 ��� ����� .�� ���� �$ ��� �����.�������� '�� ������� ������� �� �� &"&2 ���
0��������� ������ ��� ������� ���� ��$�� ����� 3��/� $� ������ 9�� ����� ������ .��=��� �� �.� 4���@��� ��� ����� $������� �� .�� $��� �� �� ��� ��� � '�� ���3� .��������� ���� $� ��� ������ ��� �$ ������������ '�� ����� ��$�� 560� �� ��� �� � ������3 .�� � ��� $�� ��� ����� �A��� =��
5�� &� '�� ��� ��������� ����� ������ �$ �����.� ��� ����/�� ���� �� ������ �������� �� ��� ������ �������� �
��� ���3�������� �������� '�� ������ �$ ��� ���3� ����� ��� ����� ����� �� ���
�) �� ���� *��� �� ��) + ,*��) � ���) � � ����) � %���) ���) - $./ 0���$1 $/#2$// &E:
� �� � ����� $�A����� ������� �� �� ��� ��� &"&: ��� �� ������� $� ��� ���&"&2 ��� � .��� ��� ����� $�A����� �$ �&�4)��� � ������� $� ��� ��� �$ &"&1 ��� �� ������ ��� ���� $� $���� ���� �� ���.� �5�� %� '�� ������ � � �� � �� �&�4)� �� �$�A������ $� ��. ���� ��� �� �� �� ������������� ��� ���������� �$ ������ ���� ���� ����� 4���� ���� �� ���� ��� ��� ���������� ��� ����� ������ ���� �� ���3����B� ��� � ��� ���������� �� ������� ��� � ���� �$���� '�� ���� �$��� � ���������� $� ��� ������ � ����� $�A������'�� ������ � � �� � $�A����� $� ��� ����$ &"&2 ��� ��� �� �� �� ��� ������������� ��� ������ ������ .��� � ���� $� ��� ���0��������� �������� 0�.���� �&�4)� �� ������ $�A����� ����� ������ �������� $����� ����� '�� ������� �$ �� � $�A�����.�� �� ��� ���� �� �� �� �.� ��������
��������� ���� �$��� ������ � ������ �$$�A����� .��� ������ ����� ������� ���$�A������
5�� %� � �� �&�4)� ����� ��$�� �$ ��� ����/�� ���� �� �
$������ �$ 0� ���� '�� ���� ������ ��� ��� �� ��� �� � ��
��� ����
5�� � '�� ��� ��������� ����� ������ �$ �����.� �� 0��������� ��� ����/�� ����� '�� ���� ������ ��� ��� �� ��� =�
�� ��� ��� �$ �.� 4����@����
&E2 �) �� ���� *��� �� ��) + ,*��) � ���) � � ����) � %���) ���) - $./ 0���$1 $/#2$//
560� �$ �&�4)� �� � ���.� �� ���������� .�� ������ �� �� ��� .��� ���� �$ �
�� � ����� �������� $� ��� ���� �� ���.� �5�� 1� 560� �$ �&�4)� �� � ������� ������� �� �� ��� �� ������������ ��� ������ ������� 0�.���� � �� � 560� ��� ��� ������.����� �� $�A����� ������ $� ���� ��� �� �� ��� ������ ����� (5�� %-� <� � �������� ���� ���� �&�4)� 560� �� � ����� $��A����� �� ������� �� ��� ������ ����� .����&�4)� $�A����� �� � 560� �� ���� '������� � ��� ���� �� �������
5�� : ���.� ��� ��� �� � ��� ���3 �$ �&�4)��� � �� �� $� �����.� �� 0��������� ��� �������� 9�� �� � ��� ���3 �$ �&�4)��� � ������� .�� �� ��� �� ���� �$ � �� � ������� ������������ �������� ��� ������ ����� �� �� ���������� .�� ������ ��� ����� � ��� ���3 �� $��� $� � �� �� ��� � ������ � � ��� ���� ������ ���� �&�4)� �� � ���������� .�� ���� <� ��� ����� ��� ��� ����� ��� ���� ���� ������� �������� ��������� ������ ���� ���� ��� ������ �� �������������� �� ��������� �� �� ��� ����� <������ ���� ���� � $����� �$ ��� �� ��� ������ ����� ����� �������� � ��� ������� ,�������������� ��� ������ �� �� ��� � ������ ���� .��� ������ ��� �������� �$ �� �������� 0����� ���� � � �������� ���� �������� �$ �� ��� ������� .��� �� ��� ���
��� �������� � ��� ��� ����� '���$��� ������ �� � ��� ���3 ������� �� �� �������� �$��� �� ��� �������� <������������ ��� ������� ����� ������� .�� �� ��� �� ����� ������ �� � ��� ���3 �$ �&�4)� �� � �������.�� �� ��� �� �� �������� �$ ��� �� ����� ��� �������� <� � ���� ��� ��$��� ��������� ��� ��� �� �� ���������� ������� .�� ���� <� � .��� 3��.� ���� ��$��� �������� ��������� ��� ����� ��������� 0����� ��� ����� � ��� ���3 ��� ������ .�� �� ��� �� �������������� ��� ��$��� �������� �����0�.���� ��� ��� �� � ��� ���3 �$ � �� � ������� .�� ��� ������ �$ �� ���� '�� �������� ��� �� �� �� ����� ����
)����� �������� ������ $� �����.� �� 0��������� ��� =��� ���� ���� ��� � ������ ���� ""BE"" �� �� ��� �A��� �$ ��������� ���O���� �� � $������ �$ ����� � ���.� �5�� 2� 8�� ���� ����� $� ��� �����.� ��� ������� $�� ��� ����� �$ ��� �������� � �� �$� ����� ����� ���� (5�� 2- �� � %�1 �+ ����� ���������� '�� ��� ���� ����� �� ����� ������� �� �� %�%E �+ $� ��� ��� &"&2 ���
���� 0� ���������� (���� �$ 5�� 2-� <�� ������������� ��� ������ ����� ������ �$�������� ������ ����. ��� ��� ����� ��� �� ����� ��� ��� ��� �������� '�� ������ ������ ��������� �� ���������� ��� �� �������� ��� ������� ����������� .�� ��� ������
5�� 1� 560� �$ � �� �&�4)� ����� �� �� �$ ���
����/�� ���� �� � $������ �$ 0� ���� '�� ���� ������ ���
��� �� ��� �� � �� ��� ����
5�� :� 9�� �� � ��� ���3 �$ � �� �&�4)� ����� �� �� �$
��� ����/�� ���� �� � $������ �$ 0� ���� '�� ���� ������
��� ��� �� ��� �� � �� ��� ����
�) �� ���� *��� �� ��) + ,*��) � ���) � � ����) � %���) ���) - $./ 0���$1 $/#2$// &E;
�$ �� ���� 7��� ������ ��� ����� � ����� ���� ��� ����� � ��� ���� �������� � ���.� ������� �� ��� ��� �$ ��� ���� 0� ������������
� �����������
������� ����� 0� ���������� ��� ������� ��� �� ������������� ��� �)*+,��.� ������ ��� ����/�� ����� .�� ����� ���� ����� $�� &"&1 �� &"&2 ��� � ������������ ��� ���� ��$��� �� ��� �����.��0��������� ��� ������� �� �� ��� ������� ��������� '�� ������ � ����� $�A������$ � �� �&�4)� �� �� �$ ��� $� ��. ������ �� �� �� ��� ���������� �$ ������ ������ �� ���� �� �� ����������� '�� ������� � �� � ����� $�A����� $� ��� ���� ����� �� �� ������ ����� � ��� ���� ����� ���� ����������� 4����� ����� �� �� ������������ ������� ��� �&�4)� �� � 560�.�� �� ���� 9�� �� � ��� ���3 �$ �&�4)��� � ������� �� �� ��� ������ $������$ �� ��� ���� �������� $� ����� ���������� ������� �$ ������������ ��� ������ �������
�������� �������
'�� ������ ����3 ,� �� ��C����� $� ������� � ��3�� ������ �������� �������� )�� �$��� ������ (�� ������ ����- ��3��.�� ��� ���*����� �$ �����=� �� <� ����� �������(*�<�-� ����� �$ <� � $� ��� �.� �$ ����������� 5����.���� '�� ������ ����3 ,��������� �$ ������ �� '���������� ����� �$ <� �$� ��� =������ ����������
����������
>&? 0� ��3��� �� ����� ��8� ���� ��7� 4�� 8� ��� ���� ��
8���� �� 9���� ����� ;2 (&EE1- &%2%�
> ? 7�+� ������� +�9� �����P��� 9��� L������ +�9� ,��
���� ��� <������ �� �� � ������ � ���� 1�& (&EEE-
��2�:%�
>%? �� *��+����� 8� *��C�� � 8� ��$��� 0� ���� ������ �
(������ � ���������- %1 (&EE&- 11;�
>1? ��*� ��������� N��� ����� 8���� ����� ��� &E (&EE2- 2"�
>:? *��� +�� ,� 6����� ����� ���� 8 :2 (&EE;- �&"" "�
>2? ���� 6������� *�Q� ����� �� �������� ���� �������
���� 6����� ���� ����� ���� ������ ���� 4� �.��� 9����
����� 4���� ; (&EE!- &;"%�
>;? �� ��3����� �� <.���� �� ������ '� ��3�� ���� �� 9����
����� %& (&EE - & :!�
>!? ���� 8�� �� ���� �������� ���� ������ �� ����� '�,�
������3��� 9���� ����� 4���� 21 (&EE1- 21�
5�� 2� � ����� ����� ���� �$ �����.� �� 0��������� ���� '�� ���� ���.� ��� ��� ���� ����� �$ ��� ���� �� � $������ �$
�� ����
&E! �) �� ���� *��� �� ��) + ,*��) � ���) � � ����) � %���) ���) - $./ 0���$1 $/#2$//
>E? )� 9������� 0� 9����� �� )����� �� ����@����� ��
,������� 9� 8������ ����� ������ ��� � &:E (&EE!-
&":�
>&"? ���� L����� J�4� 6���� ,�L� ���� J�8� 4� ��Q� �����
�� *���� ��.�� &!EB&E" (&EE!- :22�
>&&? ���� ������� ���� ����� ���� 6����� 5� ���� ����
L��� �� *��� 9�������� *� +����� �� 4��� �� ������@��
���� ������� �� 7������� ����� : (&EE2- !1:�
>& ? ���� L����� ��L� ���� J�4� 6���� ��Q� ����� Q��� L����
���� 4� 4�Q� 4�� ������ � ��� '������� &1 (&EEE- 1"%�
>&%? ��*� 8��� 0�8� ,����� �� ������ 4�8� ��.��� �
,� ,�����3�� ,��� 6�3�� ��� �� 9���� ����� ;! (&EE:-
%""!�
>&1? ��*� 8��� 4�8� ��.��� � 6� ������ �� ������ ��
,�����3�� ,��� ���3��� 7������� 4���� %" (&EE1- & 1!�
>&:? ���� ������� ���� 6����� ���� L��� �� �� 0��� �� �����
9���� ����� 4���� ;% (&EE!- &!;;�
>&2? ���� ����� '��� 0�� ���� *��� 0���� �� 0��� ��9�
�������� *�0� ������ 6��� 6������ ��� <������
�� �� � ������ � ���� 1�& (&EEE- �:�!�
>&;? 5�9� ������ ��6� ���� �� *�,� ,��� ��,� ���� 9����
����� 4���� 2E (&EE2- 2:"�
>&!? �� ������� 5� ,��������� �� 5�� ��� ��9� �������
�� ������� �� ��� C���� ��4� 9������ � )� 8���
9���� ����� 4���� ;% (&EE!- E2"�
>&E? 0� ������ �� ���@���@�3� 4� 5��� �� 9��� 4����
���3� 9� 0�D����� *� '������� ����� ���� 8 :: (&EE;-
;"""�
> "? ��0� 4� 6� L����� 0�J� 0��� L��� 6���� ���� ,����
�� 9���� ����� !2 (&EE&- ":&�
�) �� ���� *��� �� ��) + ,*��) � ���) � � ����) � %���) ���) - $./ 0���$1 $/#2$// &EE