Determination of Nitrogen Concentration in Gap Epitaxial Layers by Two Independent Methods
The nitrogen concentration in GaP is determined by optical absorption in the A-line a t T = 77 K. The concentration of the isolated nitrogen atoms is given for T = 77 K by the modified LIOHTOWLERS' relation [ N n ] ~m -~ = 8.2 -10" pha,,,, where a is measured in h in ineV. p is a dimensionless line shape factor. It is shown that a t higher N concentrations considering only the A-line absorption the impurity density is underestimated because the nitrogen atoms included in NN' pairs give no contribution to the absorption.
The measurements have been made in the range from [A'] = 5. 101' ... 101* cm-3 in layers grown by vapour phase epitaxy. The results are compared with nitrogen concentrations obtained by precision lattice parameter measurements. The change of the lattice parameter is calculated using VEGARD's law. The good agreement between the nitrogen densities obtained by two different independent methods reveals (i) that the LIGHTOWLERS' calibration factor is valid also a t higher N-concentrations and (ii) that the nitrogen atoms are predominantly incorporated into P-lattice sites.
Die Stickstoffkonzentration in Gap-Epitaxieschichten wird BUS der optischen Absorption bei 77 K unter Verwendung der A-Linie bestimmt. Die Konzentration an isolierten Stickstoffatomen erhiilt man bei 77 K aus der modifizierten LIaHTowLERs'schen Beziehung [ N n ] (cm-3) = 8,2 -1014 pha,,,, worin p ein diniensionsloser Linienformfaktor ist. Es wird gezeigt, daB bei hoheren Stickstoffkonzentrationen die Berucksichtigung der A-Linien-Absorption allein zu niedrige Werte liefert, weil die Absorption von "'-Peeren keinen Beitrag dazu liefert. Die Messungen wurden an Gasphasenepitaxieschichten im Konzentrationsbereich 5 -lo1* ~m -~ 5 [ N ] -lo1* durchgefuhrt. Die Ergebnisse werden mit Stickstoffkonzentrationen verglichen, die unter Verwendung der VEGARD'schen Regel aus Praziaions-Gitterkonstantenbestimmungen erhalten wurden. Aus der guten ubereinstimmung der mit diesen voneinander unabhgngigen Methoden enielten Ergebnisse wird geschloesen, daB die Eichung nach LIGHTOWLERS such bei h6heren Stickstoffkonzentrationen Gultigkeit besitzt und da13 die Stickstoffatome uberwiegend auf Platze im P-Untergitter eingebaut werden.