The study on photoreflectance characteristics of the $Al_xGa_{1-x}As$ epilayer grown by MBE method

MBE 법으로 성장시킨 $Al_xGa_{1-x}As$ 에피층의 Photoreflectance 특성에 관한 연구

  • Published : 1998.11.01

Abstract

We analyzed photoreflectance (PR) characterization of the $Al_xGa_{1-x}As$ epilayer grown by molecular beam epitaxy (MBE) method. The band-gap energy $(E_0)$ satisfying low power Franx-Keldysh (LPFK) due to GaAs buffer layer is 1.415 eV, interface electricall field $(E_i)$ is 1.05$\times$$10^4$V/cm, carrier concentration (N) is $1.3{\times}10^{15}\textrm{cm}^{-3}$. In PR spectrum intensity analysis at 300 K the $A^*$ peak below $(E_0)$ signal is low and distorted because of residual impurity in sample growth. The trap characteristic time ${\tau}_i$ of GaAs buffer layer is about 0.086 ms, and two superposed PR signal near 1.42eV consist of the third derivative signal of chemically eteched GaAs substrate and Franz-Keldysh oscillation (FKO) signal due to GaAs buffer layer.

MBE법에 의해 성장된 AlxGa1-xAs 에피층의 특성을 photoreflectance(PR) 측정으로 분석하였다. Low power Franz Keldysh(LPFK)를 만족하는 GaAs 완충층에 의한 Frang-Keldysh Oscillation(FKO) 분석에서 띠간격에너지(E0) 값은 1.415eV, 계면 전기장(Ei) 은 1.05$\times$104V/cm, 운반자 농도(Ns)는 $1.3{\times}10^{15}\textrm{cm}^{-3}$이였다. PR상온 스펙트럼 분석에서 Eo(AlxGa1-xAs) 신호 아래 $A^*$피크는 시료 성장시 존재하는 불순물 carbon에 의한 것으로 완충층 GaAs보다 다소 PR신호 세기가 낮고 왜곡된 신호를 나타내었다. 또한, GaAs완충층 의 트랩 특성시간은 약0.086ms정도이며, 1.42eV 부근 두 개의 중첩된 PR신호는 화학적 식 각으로 GaAs의 기판에 의해 나타나는 3차 미분형 신호와 GaAs완충층에 의해 나타나는 FKO신호가 중첩되어 나타남을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. Handbook on Semiconductors v.2 D. E. Aspnes;T. S. Moss(ed.)
  2. Surf. Sci. v.37 D. E. Aspnes
  3. J. Appl. Phys. v.82 A. C. Han;M. Wojtowicz;D. Pascua;T. R. Block;D. C. Streit
  4. J. Appl. Phys. v.74 M. L. Gray;F.H. pollak
  5. J. Appl. Phys. v.63 D. Huang;G. Ji;U.K. Reddy;H. Morkoc;F. Xiong;T. A. Tombrello
  6. Phys. Rev. v.B40 M. Sydor;J. Angelo;J. J. Wilson;W. C. Mitchel;M. Y. Yen
  7. J. Vac. Sci. Technol. v.B7 H. Shen;F. H. Pollak;J. M. Woodal;R. N. Sacks
  8. Appl. Phys. Lett. v.56 X. Yin;F. H. Pollak;L. Pawlowicz;T. O'Neill;M. Hafizi
  9. Optics Communications v.124 E. M. Goldys;A. Mitchell;T. L. Tansley;R. J. Egan;A. Clark
  10. J. Appl. Phys. v.67 M. Sydor;N. Jahren;W. C. Mitchel;W. V. Lampert;T. W. Haas;M. Y. Yen;S. M. Mudare;D. H. Tomich
  11. Appl. Phys. Lett v.46 O. J. Glembocki;B. V. Shanabrook;N. Bottka;W. T. Bread;J. Comas
  12. J. Appl. Phys. v.52 V. Swaminathan;M. D. Sturge;J. L. Zilko
  13. J. Appl. Phys. v.77 P. J. Hughes;B. L. Weiss;T. J. C. Hosea
  14. J. Vac. Sci. Technol. v.A3 N. C. Tayler;R. W. Bicknell;D. K. Blanks;T. H. Myers;J. F. Schetzna
  15. J. Vac. Sci. Technol. v.B14 P. J. Hughes;B. L. Weiss
  16. J. Appl. Phys. v.68 N. Pan;X. L. Zheng;H. Hendriks;J. Carter