성장정지효과에 의한 InGaAs/InP 양자우물구조의 Photoluminescence 특성 변화

Effects of growth interruption on the photoluminescence characteristics of InGaAs/InP quantum wells

  • 문영부 (서울대학교 재료공학부 및 반도체 공동연구소) ;
  • 이태완 (서울대학교 재료공학부 및 반도체 공동연구소) ;
  • 김대연 (서울대학교 재료공학부 및 반도체 공동연구소) ;
  • 윤의준 (서울대학교 재료공학부 및 반도체 공동연구 소) ;
  • 유지범 (성균관대학교 재료공학과)
  • 발행 : 1998.05.01

초록

저압 MOCVD 방법을 이용하여 InGaAs/InP 양자우물구조를 성장하였다. 성장 정지 시간에 따른 photoluminescence특성의 변화를 통하여 계면구조를 분석하였다. InP표면을 $PH_3$ 분위기로, InGaAs표면을 $AsH_3$분위기로 유지하며 성장을 정지하는 경우에는 성장 정지 시간이 길어짐에 따라 불순물 유입에 의한 것으로 생각되는 PL반가폭의 증가를 관찰하였다. InP표면에 AsH3을 공급하는 경우에는 As-P교환에 의해 우물층 두께가 증가하여 PL피크가 저에너지로 이동하였고, 반가폭의 변화는 크지 않았다. 계면 양자우물구조를 형성하여 As-P 교환작용에 대해 조사하였고, 1-2monolayer가 InAs유효두께로 계산되었다. InGaAs 표면에 $PH_3$을 공급한 결과, PL피크가 고에너지로 이동하는 것을 관찰하였고 동시에 반가폭도 증가 하였다. 이는 메모리 효과에 의해 InP층으로 As침투를 억제하고, InGaAs표면에서의 국부적 인 As-P교환에 의한 것으로 생각된다.

The InGaAs/InP quantum wells(QWs) were grown by low pressure metalorganic chemical vapor deposition and the effects of growth interruption steps on their interfacial structures were investigated by measuring photoluminescence spectra. When InP or InGaAs surface was treated under the same group V ambient, the full width at half maximum (FWHM) of the QW peak increased possibly due to the incorporation of impurities during the growth interruption time. When InP surface was treated under $AsH_3$, howerer, the PL peak showed red-shift due to the As-P exchange reaction and the change of FWHM was not remarkable. The effective thickness of InAs interfacial layer formed during $AsH_3$, treatment on the InP surface was calculated to be 1~2 monolayers. In the case of InGaAs treatment under $PH_3$, the PL peak energy and the FWHM increasied. This results suggest that $PH_3$ treatment on the InGaAs surface suppresses the incorporation of As into the subsequent InP layer and the local replacement of As by P occurs simultaneously.

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