Концентрация и подвижность электронов в InP и In$_{0.53}$Ga$_{0.47}$As, легированных редкоземельными элементами

Исследовано влияние условий получения эпитаксиальных слоев InP и InGaAs на концентрацию и подвижность носителей заряда. Из анализа температурной зависимости холловской подвижности определялись параметр, характеризующий степень микронеоднородности пленок $N_{s}Q$ ($Q$ — сечение рассеяния электронов этими неоднородностями, $N_{s}$ — их концентрация), и степень компенсации ${K=N_{A}/N_{D}}$. Величина подвижности в эпитаксиальных слоях, полученных путем длительного отжига раствора-расплава в атмосфере водорода, ограничивается рассеянием на упомянутых неоднородностях кристалла, а добавление в раствор-расплав редкоземельных элементов (РЗЭ) снижает $N_{s}Q$ даже в сильно компенсированных образцах (${K\simeq 1}$) и приводит к увеличению подвижности.
Установлено, что уменьшение концентрации носителей в эпитаксиальных слоях, наблюдающееся при легировании раствора-расплава РЗЭ, происходит за счет снижения фоновой концентрации доноров VI группы. Предполагается, что в жидкой фазе образуются тугоплавкие химические соединения РЗЭ с элементами VI группы, что препятствует их вхождению в твердую фазу.
Показано, что совместное легирование раствора-расплава РЗЭ и акцепторными примесями позволяет увеличить концентрацию дырок в твердых растворах In$_{1-x}$Ga$_{x}$As$_{1-y}$P$_{y}$.