Multi-microscopy nanoscale characterization of the doping profile in a hybrid Mg/Ge-doped tunnel junction
- Others:
- Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI) ; Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
- Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)
- University of California [Santa Barbara] (UC Santa Barbara) ; University of California (UC)
- Groupe de physique des matériaux (GPM) ; Université de Rouen Normandie (UNIROUEN) ; Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC) ; PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS) ; Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Description
A multi-microscopy investigation of a GaN tunnel junction (TJ) grown on an InGaN-based light emitting diode (LED) has been performed. The TJ consists of a heavily Ge-doped n-type GaN layer grown by ammonia-based molecular-beam epitaxy on a heavily Mg p-type GaN thin layer, grown by metalorganic vapor phase epitaxy. A correlation of atom probe tomography, electron holography and secondary ion mass spectrometry has been performed in order to investigate the nm-scale distribution of both Mg and Ge at the TJ. Experimental results reveal that Mg segregates at the TJ interface, and diffuses into the Ge-doped layer. As a result, the dopant concentration and distribution differ significantly from the nominal values. Despite this, electron holography reveals a TJ depletion width of ~7 nm, in agreement with band diagram simulations using the experimentally determined dopant distribution.
Abstract
International audience
Additional details
- URL
- https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03024837
- URN
- urn:oai:HAL:hal-03024837v1
- Origin repository
- UNICA