Deposition and Structural Characterization of Mg-Zn Co-Doped GaN Films by Radio-Frequency Magnetron Sputtering in a N<sub>2</sub>-Ar<sub>2</sub> Environment
Erick Gastellóu,
Rafael García,
Ana M. Herrera,
Antonio Ramos,
Godofredo García,
Gustavo A. Hirata,
José A. Luna,
Jorge A. Rodríguez,
Mario Robles,
Yani D. Ramírez,
Iván E. García
Affiliations
Erick Gastellóu
División de Sistemas Automotrices, Universidad Tecnológica de Puebla (UTP), Antiguo Camino a la Resurrección 1002-A, Zona Industrial, Puebla 72300, Puebla, Mexico
Rafael García
Departamento de Investigación en Física, Universidad de Sonora (UNISON), Rosales y Colosio, C. De la Sabiduría, Centro, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Ana M. Herrera
Departamento de Investigación en Física, Universidad de Sonora (UNISON), Rosales y Colosio, C. De la Sabiduría, Centro, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Antonio Ramos
Departamento de Investigación en Física, Universidad de Sonora (UNISON), Rosales y Colosio, C. De la Sabiduría, Centro, Hermosillo 83000, Sonora, Mexico
Godofredo García
Centro de Investigacion en Dispositivos Semiconductores, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), 14 Sur y Av. San Claudio, Puebla 72570, Puebla, Mexico
Gustavo A. Hirata
Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de Mexico (UNAM), Carr. Tijuana-Ensenada km 107, C.I.C.E.S.E., Ensenada 22860, Baja California, Mexico
José A. Luna
Centro de Investigacion en Dispositivos Semiconductores, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), 14 Sur y Av. San Claudio, Puebla 72570, Puebla, Mexico
Jorge A. Rodríguez
División de Sistemas Automotrices, Universidad Tecnológica de Puebla (UTP), Antiguo Camino a la Resurrección 1002-A, Zona Industrial, Puebla 72300, Puebla, Mexico
Mario Robles
División de Sistemas Automotrices, Universidad Tecnológica de Puebla (UTP), Antiguo Camino a la Resurrección 1002-A, Zona Industrial, Puebla 72300, Puebla, Mexico
Yani D. Ramírez
Departamento de Investigación y Desarrollo, Universidad Tecnológica de Puebla (UTP), Antiguo Camino a La Resurrección 1002-A, Zona Industrial, Puebla 72300, Puebla, Mexico
Iván E. García
Centro de Investigacion en Dispositivos Semiconductores, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), 14 Sur y Av. San Claudio, Puebla 72570, Puebla, Mexico
Mg-Zn co-doped GaN films were deposited by radio-frequency magnetron sputtering in an N2-Ar2 environment at room temperature, using a target prepared with Mg-Zn co-doped GaN powders. X-ray diffraction patterns showed broad peaks with an average crystal size of 13.65 nm and lattice constants for a hexagonal structure of a = 3.1 Å and c = 5.1 Å. Scanning electron microscopy micrographs and atomic force microscopy images demonstrated homogeneity in the deposition of the films and good surface morphology with a mean roughness of 1.1 nm. Energy-dispersive spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy characterizations showed the presence of gallium and nitrogen as elemental contributions as well as of zinc and magnesium as co-doping elements. Profilometry showed a value of 260.2 nm in thickness in the Mg-Zn co-doped GaN films. Finally, photoluminescence demonstrated fundamental energy emission located at 2.8 eV (430.5 nm), which might be related to the incorporation of magnesium and zinc atoms.