æ z Œ ™@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , @ /„ 305-764

Si(100)  ü; c V R ËX ê sc Ü RAlAsSb U c lT c l8 ý As  ºV R Ë Ê Ý ì Å$ []  §
ì Å× D

{

¡* å # Ò ·  ™ »' Ö <%
 ^∗

Ø 

æ z Œ ™@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , @ /„   305-764

z

 ¢ 9¹ ÿ › ·  ¡< ‹ û B

ô

 ǀ ª œ@ /† < Ɠ § „  l „   ] j# Q> 8 £ ¤/ B N † < Æõ , î ß –í ß – 426-791

­

¤) Ö << 

‚

 ë  H @ /† < Ɠ § „   / B N † < Æ Ò, Ø  æ z Œ ™ 336-708 (2008¸   10 Z 4 27{ 9  ~ à Î6 £ §)

MBE Z O Ü ¼– Ð Si(100) l ó ø Í 0 A\  $ í  © œ  ) a AlAsSb ~ à Ì} Œ •\  @ / # Œ Inõ  As

4

flux € ª œ    o\  @ / # Œ › ¸

$ í

x 9    & ñ $ í , €  $ † ½ Ó    o\  ¦ SIMS, DCXRD Õ ªo “ ¦ 4 probe point Z O Ü ¼– Ð › ¸  % i  . Ins  p | ¾ Ó '

‘ ÷ &€  " f Ass  AlAsSb ~ à Ì} Œ •? /\ " f 7 £ x  % i Ü ¼ 9 €   $ † ½ Ó ¢ ¸ô  Ç 90 Ω/cm

²

\ " f 310 KΩ/cm

²

Ü ¼

–

Ð 7 £ x    H ‰ & ³ © œ`  ¦ › ' a8 £ ¤ % i  . Ass  5 %, In/Al fluxq  0.09 s  © œ{ 9  M : €  $ † ½ Ós  / å L  y  y Œ ™™ è 

€

 " f   & ñ $ í
 & ’  . s   H ½ + ËF K \    É r   † < Ê\  l “   ) a  כ Ü ¼– Ð # Œ ”   . Si l ó ø Í`  ¦ s 6   x „   ™ è 

½

¨› ¸\  ¦ $ í  © œ ½ + É M : AlAsSb ¢ - aØ  æ8 £ x \  In`  ¦ p | ¾ Ó ' ‘  €   As 7 £ x  €  " f €  $ † ½ Ó ¢ ¸ô  Ç 7 £ x † < ÊÜ ¼– Ð a

% ~“ É r ¢ - aØ  æ8 £ x Ü ¼– Ð  6   x ½ + É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ ˜ Ð% i  .

PACS numbers: 73.61.Ey, 73.63.Hs, 81.15.Hi Keywords: AlSb, AlAsSb, €  $ † ½ Ó, InAlAsSb, Si

I. " e  ] Ø

Sb\  ¦ l ì ø ÍÜ ¼– Ð   H III-V7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰  H Z  }“ É r „  



 s 1 l x • ¸ M :ë  H \  “ ¦5 Å q„   ™ è  6 £ x6   x s  0 p x “ ¦, a % v“ É r {

 ç ß –   Ó ü t| 9 s Ù ¼– Ð  © œ  © œ % ò % i _  F  g ™ è  6 £ x6   x ¢ ¸ô  Ç  0

p

x l  M :ë  H \  ´ ú §“ É r ƒ  ½ ¨ ”  ' Ÿ  ÷ &“ ¦ e ”   [1–3]. ¢ ¸ As

>

  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰ü <_  s 7 á x] X ½ + ˽ ¨› ¸\ " f {  ç ß –  _  C 

\ P

s  Type-II ½ ¨› ¸– Ð l ‘ : r Ó ü t o & h  Ó ü t$ í \  @ /K " f• ¸ ƒ  

½

¨÷ &“ ¦ e ”   [4]. Õ ª Q
 # Œ Q  © œ& h \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ l ó ø Í Ü

¼– Ð  6   x   H GaSb  H a % v“ É r  ½ ™× ¼Ì “ sõ  q ø ß –   , V , “ É r

€

 & h _  $ í  © œ l Õ ü t # Q 9¹ ¡ § 1 p x Ü ¼– Ð “   # Œ ] jô  Ç& h  ƒ  ½ ¨

”

 ' Ÿ ÷ &# Q M ® o  . s ü < ° ú  “ É r ë  H ] j\  ¦ F G4 Ÿ ¤ l  0 AK  ° ú כ  

“

¦ € ª œ| 9 _  V , “ É r €  & h `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” Ü ¼ 9 s p  | 9 & h  o l  Õ

ü

t s  ´ ú §s  µ 1 ϲ ú ˜÷ &# Q e ”   H GaAs ü < Si l ó ø Í`  ¦ s 6   x # Œ GaSb ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr v   H ƒ  ½ ¨   õ [ þ t s  ˜ Г ¦ ÷ &“ ¦ e ” Ü ¼ 9 s   H l Õ ü t& h Ü ¼– Ð
  â ] j& h Ü ¼– Ð B Ä º Ä »6   x ½ + É  כ s   [5,6]. Si l ó ø Í`  ¦ s 6   x ô  Ç s 7 á x] X ½ + ˽ ¨› ¸\ " f € ª œ| 9 _  à Ô ½ ™ t

Û ¼'  (transistor)ü < F  g ™ è  (optical devices)\  ¦ % 3 l  0 A K

" f  H ~ à Ì} Œ •õ  l ó ø Í  s      © œÃ º Ô  ¦{ 9 u \  _ K  µ 1 ÏÒ q t

∗

E-mail: [email protected]

÷

&  H   † < Ê`  ¦ ×  ¦ # ŒÅ ҍ  H ¢ - aØ  æ8 £ x (buffer) _  % i ½ + És  B Ä º ×  æ כ

¹  . : £ ¤ y  ¨ î €  ½ ¨› ¸_  „   ™ è  ½ ¨‰ & ³`  ¦ 0 AK " f  H „   À

Ó_  â ì2 £ §`  ¦ 2 " é ¶& h Ü ¼– Ð ¿ º# Q Šҍ  H  H  ½ ™× ¼Ì “ s_  “ ¦$ 

†

½ Ó ¢ - aØ  æ8 £ x s  € 9 כ ¹  .  ½ ™× ¼Ì “ ss 1.6 eV“   undoped-AlSb

¢ -

aØ  æ8 £ x“ É r ¿ ËÒ 6 x ô  Ç ¢ - aØ  æ8 £ x s  | ¨ c à º e ” t ë ß – undoped ~ à Ì} Œ • _

 ”  $ í 0 l x • ¸ (intrinsic carrier concentration) €  • 10

¹⁶

cm

⁻³

& ñ • ¸– Ð Z  } “ ¦ f . Ë s 1 l x • ¸(mobility) ¢ ¸ô  Ç Z  }   ¾ º[ O 

„

 À Ó µ 1 ÏÒ q t l  M :ë  H \  „   ™ è _  ¢ - aØ  æ8 £ x Ü ¼– Ѝ  H ô  Ç> 

 e ”  .   " f ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H AlSb ~ à Ì} Œ • @ /’  \  €  • 2.1 eV“   AlAs~ à Ì} Œ •`  ¦ “ ¦ 9 As\  ¦ ' ‘  # Œ  H  ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ + þ A

$ í

“ ¦$ † ½ Ó ¢ - a8 £ x8 £ x`  ¦ ½ ¨‰ & ³ “ ¦  % i  . ¢ ¸ô  Ç As\  ¦ ' ‘ 

 €    H  ½ ™× ¼Ì “ s_  ç ß –] X  …  ;s + þ A ½ ¨› ¸\  ¦ + þ A$ í „   ™ è  _

 a % ~“ É r  © œ# 4  (barrier) % i ½ + É`  ¦ ½ + É  כ Ü ¼– Ð l @ /  ) a  .  t

ë ß – AlAsSb ~ à Ì} Œ •$ í  © œ“ É r V7 á ¤“   Asõ  Sb f  ¨ ‚ à Ì> à º  s


l  M :ë  H \  “ : r • ¸\  B Ä º _ ” > r& h s  . “ : r • ¸ ± ú Ü ¼

€

  Sb M :ë  H \  ³ ð€    } 9 l  7 £ x  “ ¦, Z  } Ü ¼€   As' ‘ 

#

Q 90 >”    [7,8].   " f ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H s ü < ° ú  “ É r ë  H ] j

\

 ¦ K    l  0 A # Œ p | ¾ Ó_  In`  ¦ ' ‘  # Œ ë  H ] jK   `  ¦ r

• ¸ % i  . In`  ¦ ' ‘  Ù þ ¡`  ¦ M : AlSbAs ~ à Ì} Œ • ? / As 0 l x

•

¸    oü < s \    É r ³ ð€  $ † ½ Ó    o\  ¦ › ¸  % i  . z  ´+ « >

\

  6   x ) a ~ à Ì} Œ •“ É r molecular beam epitaxy (MBE) Z O Ü ¼

-68-

–

Ð $ í  © œ % i Ü ¼ 9 ~ à Ì} Œ •_  › ¸$ í õ  : £ ¤$ í “ É r high-resolution double crystal X-ray diffraction (HR-DCXRD) õ  SIMS

–

Ð, €   $ † ½ ӓ É r 4 probe point Z O Ü ¼– Ð y Œ •y Œ • › ¸  % i  .

II. ÷ m Ç] M ö U ê s0 n É

‘

: r ƒ  ½ ¨\   6   x ) a r « э  H MBEZ O Ü ¼– Ð $ í  © œ % i Ü ¼ 9 l

ó ø ͓ É r p+ þ A Si(100) `  ¦  6   x % i  . Si l ó ø ͓ É r Ä »l  [ j '

‘

`  ¦ ô  Ç Ê ê Ô  ¦ í ß – (HF)`  ¦ s 6   x # Œ  ƒ   í ß – o} Œ •`  ¦ ] j  ô

 Ç  6 £ § $ í  © œz  ´– Ð s 1 l x750

^◦

C – Ð €  •1r ç ß – 1 l x î ß – \ P % ƒo 

% i Ü ¼ 9, (2 × 2) ½ ¨› ¸\  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . Si l ó ø Í0 A

\

  o½ + ËÓ ü t`  ¦ $ í  © œ l  0 AK " f  H q F G$ í (nonpolar)-F G$ í (polar)Ó ü t| 9   s _  s 7 á x] X ½ + Ë\ " f µ 1 ÏÒ q t   H anti-phase domains (APDs)`  ¦ “ ¦ 9K   ô  Ç . $ 3  ƒ   (zincbland)

½

¨› ¸“   Sb>   o½ + ËÓ ü t“ É r III7 á ¤ " é ¶ ™ èü < V7 á ¤“   Sb / B N Ä »  

½

+ Ë`  ¦ + þ A$ í # Œ „    u Ä ºg Ë >\  Å Òl & h Ü ¼– Ð ì ø Í4 Ÿ ¤  ) a ½ ¨› ¸

\

 ¦ ° ú   H  . t ë ß – Si l ó ø ͓ É r q F G$ í s l  M :ë  H \  ³ ð€  \ 

"

f III 7 á ¤ " é ¶ ™ èü < V7 á ¤“   Sb\  @ /K  ‚  × þ ˜& h “     ½ + Ë`  ¦ t  3

l

w ô  Ç .   " f Sb\  ¦ Si l ó ø Í\  €  $  f  ¨ ‚ à Ìr &  º ¡ § Ü ¼– Ð" f

³

ð€  `  ¦ F G$ í  o r ~  ´ à º e ”  . Sb

⁴

\  ¦ f  ¨ ‚ Ã Ì ½ + É M : RHEED

½

¨› ¸  H (2 × 2) – Ð Ä »t ÷ &% 3  . $ í  © œ\  @ /ô  Ç õ & ñ \  @ / K

" f  H s p  Ø  ¦ ó ø Í  ) a ‘ : r $  _   7 Hë  H \  ¸ ú ˜ [ O " î ÷ &# Qe ”   [9]. Õ ª Ê ê      Ò& ñ ½ + Ë\  _ ô  Ç   † < Ê`  ¦ þ j™ è o l  0 A 

#

Œ GaSbü < AlSb ¢ - aØ  æ8 £ x`  ¦ y Œ •y Œ • 400 nm ü < 300 nm ¿ º a

– Ð $ í  © œ % i  . s  M : AlSbü < GaSb~ à Ì} Œ •_  $ í  © œ“ : r • ¸



 H 570

^◦

C ü < 540

^◦

C – Ð, V/IIIq   H 10 õ  8– Ð y Œ •y Œ • Ä »t  

%

i  . $ í  © œ r  s [ þ t r « Ñ\  @ /ô  Ç ³ ð€      o\  ¦ RHEED ½ ¨

›

¸ ì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x # Œ œ íl  Ù þ ˜ (nucleation) $ í  © œõ    + þ A§ 4 \  _

ô  Ç ³ ð€     o\  ¦ › ' a8 £ ¤ # Œ œ íl $ í  © œ › ¸| `  ¦ þ j& h  o 

%

i  . ï  r q   ) a Al

_x

As

_1−x

Sb ( s   AlAsSb– Ð ³ ðl ) r « Ñ\ 

@

/ # Œ As › ¸$ í    o  H DCXRD õ  SIMS– Ð, €   $ † ½ ӓ É r 4 probe point Z O Ü ¼– Ð y Œ •y Œ • › ¸  % i  . : £ ¤ y  As › ¸$ í ° ú כ“ É r DCXRD 8 £ ¤& ñ ° ú כÜ ¼– Ð & ñ | ¾ Ó o % i  .

III. ÷ m Ç] M ö+ s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Fig. 1“ É r ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  6   x ) a AlAsSb ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç ½ ¨

›

¸_  > h| Ä Ì• ¸– Ð MBEZ O Ü ¼– Ð Si(100) l ó ø Í 0 A\  $ í  © œ % i 



. Si(100)l ó ø Íõ  €  • 12ü < 13 % _       Ò& ñ ½ + Ë (lattice mismatch)`  ¦ ° ú   H GaSb ü < AlSb ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ l  0 AK 

"

f  H œ íl  $ í  © œs  B Ä º ×  æ כ ¹  . : £ ¤ y  APDs\  ¦ ×  ¦ s l  0

AK  Sb

4

f  ¨ ‚ à Ìõ & ñ õ  Ò q t$ í  ) a „  0 A  † < Ê[ þ t`  ¦ ×  ¦ s   H ¢ - aØ  æ 8

£

x % i ½ + ɓ É r B Ä º ×  æ כ ¹  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H œ íl  Ù þ ˜ Ò q t$ í

Fig. 1. A schematic diagram of AlAsSb structure on Si(100) substrate.

`

 ¦  5 g  – Ð GaSbü < AlSb ¢ - aØ  æ8 £ x ~ à Ì} Œ •`  ¦ Fig. 1 _  ½ ¨› ¸

\

" fü < ° ú  s  í  H & h Ü ¼– Ð $ í  © œ % i  . ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  7 H _ 

“ ¦    H AlAsSb ~ à Ì} Œ •“ É r AlSb 8 £ x ˜ Ð   H  ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦

° ú

l  M :ë  H \  a % ~“ É r ¢ - aØ  æ8 £ x % i ½ + É`  ¦ l @ / ½ + É Ã º e ”  . s  M : AlAsSb ~ à Ì} Œ •_  $ í  © œ “ : r • ¸  H 570

^◦

C – Ð % i Ü ¼ 9 AlAsSb

~ Ã

Ì} Œ •? / As › ¸$ í `  ¦ Z  } s l  0 A # Œ As

4

‚  5 Å q (beam flux)

€

ª œ`  ¦ 7 £ x  €  " f › ¸$ í    oü <   & ñ $ í    o\  ¦ › ' a8 £ ¤ % i  .

$ í

 © œ“ : r • ¸  H ~ à Ì} Œ •_  ³ ð€   † ¾ Ó © œ`  ¦ 0 A # Œ AlSb ~ à Ì} Œ • $ í  © œ

“

: r • ¸ü < 1 l x{ 9  >  % i  .

Fig. 2   H As

4

‚  5 Å q € ª œ    o\     AlAsSb ~ à Ì} Œ •\ 

"

f As › ¸$ í    o\  ¦ DCXRD – Ð › ¸ ô  Ç   õ s  . Õ ªa Ë >\ 

"

f · ú ˜ à º e ” 1 p w s  As

⁴

‚  5 Å q 7 £ x \  @ / # Œ AlAsSb ~ à Ì} Œ •

?

/ As 7 £ x   H ‚  5 Å q 7 £ x \  q K  Z  }“ É r $ í  © œ“ : r • ¸ M :ë  H \  B

Ä º & h % 3  . s \  ì ø Í # Œ As

4

‚  5 Å q 7 £ x \  @ / # Œ   

&

ñ $ í s  / å L   > 
 t   H  כ `  ¦ DCXRD ’    ñ_  ì ø Íu ; Ÿ ¤ (full width at half maximum: FWHM)    o– РÒ'  S X ‰ “  

½

+ É Ã º e ” % 3  .   õ \ " f ^  ¦ à º e ” 1 p w s  Ass  \ O   H AlSb

~ Ã

Ì} Œ •\  @ /K " f  H €  • 422 arcsec % i t ë ß – As

4

€ ª œs  0.76 × 10

⁻⁶

Torr – Ð 7 £ x  Ù þ ¡`  ¦ M : AlAsSb ~ à Ì} Œ •_  FWHM“ É r 720 arcsec – Ð AlSb\  q K  €  • 70 % 7 £ x  % i  . s   H p | ¾ Ó _

As € ª œs  7 £ x  €  " f AlAsSb ½ + ËF K (alloy) \    É r ~ à Ì} Œ •

?

/      =/ B G (lattice distortion) \  l “   ) a  כ Ü ¼– Ð # Œ 

”

  .

Fig. 3“ É r In õ  Sb

⁴

flux\  ¦ 8.0 × 10

⁻⁹

õ  4.2 × 10

⁻⁶

Torr – Ð y Œ •y Œ • “ ¦& ñ “ ¦ As

⁴

‚  5 Å q`  ¦ 0  Ò'  2.0 × 10

⁻⁶

Torr  t  7 £ x  r v €  " f AlAsSb ~ à Ì} Œ •_  As › ¸$ í õ    

Fig. 2. FWHM of DCXRD and As composition as a function of As

4

flux without indium.

&

ñ $ í    o\  ¦ › ¸  ô  Ç  כ s  . # Œl " f In `  ¦ ' ‘  ô  Ç  כ

“

É r As s  Inõ    ½ + Ë`  ¦ ¸ ú ˜ ½ + É  כ Ü ¼– Ð l @ / ½ + É Ã º e ” l  M : ë

 H s  .   õ \ " f · ú ˜ à º e ” 1 p w s  Fig. 1  õ ü < ² ú ˜o  As

⁴

€

ª œs  7 £ x † < Ê\     AlAsSb ~ à Ì} Œ • ? / Ass  ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7

£

x † < Ê`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . Fig. 1\ " f As

⁴

\  ¦ 0.76 × 10

⁻⁶

Torr – Ð Ù þ ¡`  ¦ M : AlAsSb ~ à Ì} Œ •\ " f As › ¸$ í “ É r 1.2 % % i t  ë

ß – p | ¾ Ó_  In s  ' ‘   ) a  â Ä º ° ú  “ É r As

4

€ ª œ\  @ / # Œ €  • 5 % – Ð 4C  s  © œ 7 £ x  % i  . As

4

\  ¦ 2.0 × 10

⁻⁶

Torr

–

Ð 7 £ x  r (  `  ¦ M : AlAsSb ~ à Ì} Œ • ? / As › ¸$ í “ É r 13.6 %



t  7 £ x  % i Ü ¼ 9 ½ ¨ç ß – ? /\ " f ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7 £ x  % i 



. s   H In s  As

⁴

õ    ½ + Ë`  ¦ ¸ ú ˜ ô  Ç   H  כ `  ¦ ˜ Ð# Œ Šҍ  H 7

£

x  s  . Ó ü t : r In € ª œ`  ¦ 7 £ x  r v €   InAlAsSb 4×  æ  o½ + Ë Ó

ü t (quaternary compound semiconductor) ì ø ͕ ¸^ ‰ + þ A

$ í

÷ &# Q Ä ºo  " é ¶   H Z  }“ É r  ½ ™× ¼Ì “ s_  “ ¦$ † ½ Ó^ ‰\  ¦ % 3 l 

 # Q 90 > | 9  à º• ¸ e ”  . AlSbü < AlAs  H ç ß –] X …  ;s + þ A ì ø Í

•

¸^ ‰ (indirect semiconductor)– Ð ¿ º Ó ü t| 9 `  ¦ ½ + ËF K # Œ• ¸ :

£ ¤f ç \  @ /K " f  H   † < Ês  \ O t ë ß – Ins  7 £ x  €   f ” ] X  …  ; s

+ þ A ì ø ͕ ¸^ ‰ (direct semiconductor)– Ð : £ ¤$ í s  ² ú ˜  | 9 ÷  r ë

ß –  m     & ñ $ í ¢ ¸ô  Ç
 ”   . ô  Ǽ #  As € ª œs  7 £ x  €   AlAsSb ~ à Ì} Œ •_    & ñ $ í “ É r As

4

 0 { 9  M : 422 arcsec \ " f 2.0 × 10

⁻⁶

Torr { 9  M : 613 arcsec– Ð as-grown \  q K  €  • 45 % 7 £ x  % i  . · ú ¡\ " f ƒ  / å LÙ þ ¡1 p w s  s   H As s  AlSb ~ Ã Ì }

Œ

• ? /\ " f ½ + ËF K ´ òõ ü <      =/ B G M :ë  H Ü ¼– Ð ˜ Г   . ¢ ¸ô  Ç In _  p | ¾ Ó ' ‘ \     Fig. 1 õ  ² ú ˜o    & ñ $ í s  €  •ç ß – † ¾ Ó



© œ÷ &  H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”   H X < s   H As 6 £ x   (precipitate)1 p x

 

† < Ê[ þ t s InÜ ¼– Ð “   # Œ { 9 Â Ò & ñ  © œ& h “     ½ + Ë`  ¦ + þ A$ í 



 H  כ Ü ¼– Ð # Œ ”   . s  M : s [ þ t r « Ñ\  @ /ô  Ç €   $ † ½ Ó`  ¦ 4 probe point ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  As s  0 { 9  M : 90 Ω/cm

²

, 0.76 × 10

⁻⁶

Torr { 9  M : 310 KΩ/cm

²

, 2.0 × 10

⁻⁶

Torr { 9  M : 300 Ω/cm

²

Ü ¼– Ð As € ª œs  { 9 & ñ s  © œ  Å Ü ¼€   š ¸ y

 9 €   $ † ½ Ós  y Œ ™™ è   H   õ \  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . s   H As

Fig. 3. FWHM of DCXRD and As composition as a function of As

₄

flux with indium flux of 8 × 10

⁻⁹

Torr.

€

ª œs  7 £ x  €  " f ~ à Ì} Œ • ? /   † < Ê`  ¦ ë ß –[ þ t # Q š ¸y  9 ¾ º[ O „   À

Ó\  ¦ µ 1 ÏÒ q t   H  כ Ü ¼– Ð ˜ Г   .

Fig. 4  H As

4

ü < Sb

4

Õ ªo “ ¦ Al flux\  ¦ 8.0 × 10

⁻⁷

, 4.2

× 10

⁻⁶

, 8.8 × 10

⁻⁸

Torr – Ð y Œ •y Œ • “ ¦& ñ “ ¦ In€ ª œ`  ¦ 0, 0.5, 0.8, Õ ªo “ ¦ 5.2 × 10

⁻⁸

Torr – Ð 7 £ x  €  " f In/Al fluxq  Ö

 ¦ \    É r €   $ † ½ Ó    oü < As € ª œ    o\  ¦ 4 probe point ü <

SIMS – Ð y Œ •y Œ • › ¸  ô  Ç   õ  s  .   õ \ " f ˜ Ð# Œ Å Ò1 p w s  In € ª œs  0\ " f 0.5 × 10

⁻⁸

Torr – Ð 7 £ x  Ù þ ¡`  ¦ M : 95 Ω\ 

"

f 310 KΩ/cm

²

– Ð / å L   >  €   $ † ½ Ó 7 £ x \  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9 s  M

: ¢ ¸ô  Ç ~ à Ì} Œ • ? / As€ ª œ• ¸ 2.8 % 7 £ x  % i  . · ú ¡\ " f ƒ  / å L Ù þ

¡1 p w s Ins  Asõ  ~ 1 >    ½ + Ë AlAsSb~ à Ì} Œ •_   ½ ™× ¼Ì “ s 7 £ x 

–

Ð “   # Œ €   $ † ½ Ó`  ¦ 7 £ x  r v   H  כ Ü ¼– Ð # Œ  ”   . In

€

ª œ`  ¦ 0.8 Õ ªo “ ¦ 5.2 × 10

⁻⁸

Torr – Ð 7 £ x r v €   š ¸y  9

€

  $ † ½ Ós  1.05 KΩ/cm

²

, 150 Ω/cm

²

Ü ¼– Ð / å L   >  ± ú   t

€  " f As€ ª œ ¢ ¸ô  Ç €  • 5 % – Ð Ÿ í o÷ &  H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  .

s

  H In € ª œs  7 £ x  €  " f 4×  æ  o½ + ËÓ ü t ½ ¨› ¸– Ð ÷ &l \  ½ + Ë F

K \    É r   † < Ê 7 £ x  Å Ò " é ¶ “  Ü ¼– Ð ó ø Íé ß –  ) a  . ‘ : r   õ 

\

" f In/Al flux q  €  • 0.05 „   Ê ê– Ð þ j@ / €   $ † ½ Ó`  ¦ ˜ Ð

%

i Ü ¼ 9, In/Al flux q  €  • 0.09 { 9  M : DCXRD 8 £ ¤& ñ    õ

 €  • 5 % As s  Ÿ í† < Ê ÷ &% 3 Ü ¼ 9, SIMS   õ  In € ª œs  Z þ t

#

Q
• ¸ Ÿ í o÷ &  H  כ `  ¦ S X ‰ “   ½ + É Ã º e ” % 3  .

In s  Ÿ í† < Ê÷ &t  · ú §“ É r l ï  r r « Ñ (reference sample) 6   x Ü ¼

–

Ð Si(100) l ó ø Í 0 A\  GaSb (400 nm)/AlSb (1000 nm)

~ Ã

Ì} Œ •õ , In/Al flux q  0.09õ  0.6 { 9  M : AlAsSb~ à Ì} Œ •\ 

@

/ô  Ç DCXRD 8 £ ¤& ñ   õ \  ¦ Fig. 5 \ 
 ? /% 3  . s  M : AlAsSb ~ à Ì} Œ •$ í  © œ r  As

4

ü < Al flux  H 8.0 × 10

⁻⁷

Torr ü <

8.8 × 10

⁻⁸

Torr – Ð “ ¦& ñ % i  . Fig. 5(a) \ " f · ú ˜ à º e ”  1

p

w s  Inõ  Ass  ' ‘ ÷ &t  · ú §“ É r AlSb/GaSb r « Ñ\  @ /ô  Ç x-ray ’    ñ  H Si(004) €  \  @ / # Œ ¸ ú ˜ ì  r o ÷ &# Q
 z Œ ™`  ¦ S X

‰ “   ½ + É Ã º e ”  . In/Al flux q \  ¦ 0.09 – Ð Ù þ ¡`  ¦ M : AlSbü <

GaSb ’    ñ  s \  €  • 5 %_  Ass  ' ‘   ) a AlAsSb ’    ñ

Fig. 4. Area resistivities and As quantities of SIMS on the variation of In/Al flux ratio.

\

 ¦ Fig. 5(b) \ " fü < ° ú  s  S X ‰ “   ½ + É Ã º e ” % 3  . s  ’    ñ\ 

@

/ô  Ç  ½ ™× ¼Ì “ s`  ¦ S X ‰ “   l  0 A # Œ photoluminescence › ' a 8

£

¤`  ¦ r • ¸ Ù þ ¡t ë ß – ç ß –] X  …  ;s + þ A ½ ¨› ¸  µ 1 Ï F  g ’    ñ\  ¦ › ' a8 £ ¤

t  3 l wÙ þ ¡ . ô  Ǽ #  In/Al flux ratio € ª œ`  ¦ 0.6 Ü ¼– Ð Ù þ ¡`  ¦ M :

› '

a8 £ ¤ ô  Ç ’    ñ  H Fig. 5(c) \ 
 ? /% 3  . ’    ñ\ " f · ú ˜ à º e ”

1 p w s  In/Al flux q ü < › ' a >  \ O s GaSbü < AlSb~ à Ì} Œ • › ' aº  

’

   ñ  H s 1 l x \ O s  Fig. 5(a), (b) \ " fü < ° ú  s  ¸ ú ˜ › ' a8 £ ¤ ÷ &

%

3  . ô  Ǽ #  Inõ  Ass  ' ‘   ) a AlSb ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç ’    ñ  H In/Al flux q  Z  }   t €  " f    o\  ¦ ˜ Ð% i  . s  ~ à Ì} Œ •\ 

@

/ô  Ç › ¸$ í õ   ½ ™× ¼Ì “ s › ' a8 £ ¤“ É r F  g : £ ¤$ í `  ¦ › ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º \ O l 

\

 & ñ | ¾ Ó& h  ì  r$ 3 “ É r ô  Ç>  e ”  .   " f l ï  r r « ѓ   Fig.

5(a)\  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð ì  r$ 3  ½ + É Ã º µ 1 Ú\  \ O  . GaSbü < AlSb’    

ñ_  š ¸ É rA á ¤ õ  ¢ , aA á ¤ \    5 g # QL :\  V , “ É r (broad) ( f ”  ‰ & ³

 ©

œs  › ' a8 £ ¤ ÷ &% 3   H X < s   H In õ  As s  7 £ x  €  " f ½ + ËF K x 9 



© œì  r o \    É r   & ñ   † < Ê\  l “   ) a  כ Ü ¼– Ð # Œ ”   . ~ Ã Ì }

Œ

• ? /   † < Ê+ þ A$ í \  @ /ô  Ç & ñ ˜ Ð\  ¦ % 3 l  0 AK " f  H deep level transient spectroscopy (DLTS) 1 p x  € ª œô  Ç ì  r$ 3 `  ¦ € 9 כ ¹– Ð ô

 Ç .

s

 © œ_    õ \ " f · ú ˜ à º e ” 1 p w s  Ins  p | ¾ Ó ' ‘ ÷ &€  " f As s  ~ 1 >  7 £ x  % i Ü ¼ 9, €   $ † ½ Ó ¢ ¸ô  Ç 7 £ x    H ‰ & ³ © œ

`

 ¦ › ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ” % 3  . As“ É r 5 %, In/Al flux q  0.09 s 



© œ { 9  M : €   $ † ½ Ós  / å L  y  y Œ ™™ è   H ‰ & ³ © œ“ É r › ' a8 £ ¤ % i Ü ¼ 9 s   H ½ + ËF K \    É r   † < Ê\  l “   ) a  כ Ü ¼– Ð # Œ ”   . Si l

ó ø Í`  ¦ s 6   x „   ™ è ½ ¨› ¸\  ¦ $ í  © œ ½ + É M : s  AlAsSb ¢ - a Ø

 æ8 £ x \  In\  ¦ p | ¾ Ó ' ‘  €   $ † ½ Ós  7 £ x † < ÊÜ ¼– Ð a % ~“ É r ¢ - a Ø

 æ8 £ x Ü ¼– Ð  6   x ½ + É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ ˜ Ð% i  .

IV. + s Ç Â ] Ø

MBE Z O Ü ¼– Ð Si(100) l ó ø Í 0 A\  AlAsSb ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ r

v €  " f Inõ  As

4

flux € ª œ    o\  @ / # Œ › ¸$ í õ    & ñ $ í

Fig. 5. DCXRD as a function of In/Al flux ratio with 0, 0.1 and 0.6.

x 9

 €  $ † ½ Ó    o\  ¦ DCXRD, SIMS, Õ ªo “ ¦ 4 probe point Z O

Ü ¼– Ð › ¸  % i  .

570

^◦

C \ " f $ í  © œô  Ç AlAsSb~ à Ì} Œ •“ É r As

4

‚  5 Å q`  ¦ 7 £ x K 

•

¸ ~ à Ì} Œ •? / As€ ª œ 7 £ x   H p p  % i t ë ß –, Ins  p | ¾ Ó ' ‘ ÷ &

€

 " fAlAsSb ~ à Ì} Œ •_  As€ ª œ“ É r In s  \ O `  ¦ M : q K 13.6 %  t

 ~ 1 >  ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð 7 £ x  % i  . In/Al flux q  €  • 0.05 { 9

 M : €  $ † ½ ӓ É r 95 Ω \ " f 310 KΩ/cm

²

– Ð / å L  ô  Ç 7 £ x \  ¦

˜

Ð% i Ü ¼ 9, In/Al flux q  €  • 0.09 { 9  M : DCXRD 8 £ ¤& ñ

 

õ  €  • 5 % As s  Ÿ í† < Ê ÷ &% 3 Ü ¼ 9 SIMS   õ  In € ª œs  Z þ t

#

Q
• ¸ s  ° ú כ“ É r Ÿ í o÷ &% 3 Ü ¼ 9 €  $ † ½ Ós  / å L  y  y Œ ™™ è 

€

 " f   & ñ $ í ¢ ¸ô  Ç
 & ’  . s   H 4×  æ ½ + ËF K \    É r   † < Ê

\

 l “   ) a  כ Ü ¼– Ð # Œ ”   . Si l ó ø Í`  ¦ s 6   x „   ™ è ½ ¨

›

¸\  ¦ $ í  © œ ½ + É M :AlAsSb ¢ - aØ  æ8 £ x \  In\  ¦ p | ¾ Ó ' ‘  €   $ 

†

½ Ós  7 £ x † < ÊÜ ¼– Ð ¢ - aØ  æ8 £ x Ü ¼– Ð  6   x ½ + É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ ˜ Ð% i  .

P

c p 8 ý ò k >

‘

: r ƒ  ½ ¨  7 Hë  H“ É r 2007 † < Ƹ  • ¸ & ñ Â Ò (“ §¹ ¢ ¤“  & h  " é ¶  Ò)_  F

" é ¶ Ü ¼– Ð ô  Dz D G @ /† < Ɠ §¹ ¢ ¤a ž ?_  r @ /† < Ɠ §Ã º ² D G ? /“ §À Ó ƒ  ½ ¨ q

 t " é ¶ x 9  õ † < ÆF é ß – : £ ¤& ñ l œ í (R01-2006-000-10874-0)t 

"

é

¶ \  _ K  ”  ' Ÿ ÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] E. Alphand´ ery, R. J. Nicholas, N. J. Mason, S. G.

Lyapin and P. C. Klipstein, Phys. Rev. B 65, 115322 (2002).

[2] G. R. Nash, M. K. Haigh, H. R. Hardaway, L. Buckle, A. D Andreev, N. T. Gordon, S. J. Smith, M. T.

Emeny and T. Ashley, Appl. Phys. Lett. 88, 051107 (2006).

[3] T. Zhang, S. K. Clowes, M. Debnath, A. Bennett, C.

Roberts, J. J. Harris, R. A. Strading, L. F. Cohen, T.

Lyford and P. F. Fewster, Appl. Phys. Lett. 84, 4463 (2004).

[4] F. Hatami, N. N. Ledentsov, M. Grundmann, J.

B¨ ohrer, F. Heinrichsdorff, M. Beer, D. Bimberg, S. S.

Ruvimov, P. Werner, U. G¨ osele, J. Heydenreich, U.

Richter, S. V. Ivanov, B. Ya. Meltser, P. S. Kop’ev and Zh. I. Alferov, Appl. Phys. Lett. 67, 656 (1995).

[5] T. Nishinaga, T. Nakano and S. Zhang, Jpn. J. Appl.

Phys. 27, L964 (1988).

[6] R. Fischer, H. Morkoc, D. A. Neumann, H. Zabel, C.

Choi, N. Otsuka, M. Longerbone and L. P. Erickson, J. Appl. Phys. 60, 1640 (1986).

[7] J. R. Pessetto and G. B. Stringfellow, J. Crystal Growth 62, 1 (1983).

[8] F. Genty, G. Almuneau, N. Bertru, L. Chusseau, P.

Grech, D. Cot and J. Jacquet, J. Crystal Growth 183, 15 (1998).

[9] Y. K. Noh, H. S. Kim, S. R. Park, M. D. Kim, Y. J.

Kwon, J. E. Oh, Y. H. Kim, J. Y. Lee and S. G. Kim, SAEMULLI (New Phys.) 53, 34 (2006).

Variation of As Composition and Resistivity of an AlAsSb Epilayer Grown on a Si(100) Substrate

Y. K. Noh and M. D. Kim

^∗

Department of Physics, Chungnam National University, Daejeon 305-764

K. M. Ko and J. E. Oh

Division of Electrical and Computer Engineering, Hanyang University, Ansan 426-791

S. J. You

Division of Electronic Engineering, Sunmoon University, Chungnam 336-708 (Received 27 October 2008)

We have investigated the variations of As composition, the structural properties, and the surface resistivity by using double crystal X-ray diffraction (DCXRD), secondary-ion mass spectrometry (SIMS), and a 4-probe point method, respectively, of AlAsSb layers grown on Si(100) by using molecular beam epitaxy. With increasing As composition, the surface resistivity increased from 90 Ω/cm

²

to 310 KΩ/cm

²

in the AlAsSb layers with a little bit of indium. Above a 5 % As composition and a 0.09 In/Al flux ratio, the surface resistivity decreased abruptly, and the full width at half maximum (FWHM) of the DCXRD peak increased. This is due to a distortion of the lattice in the AlAsSb layer. From the results, we know that the AlAsSb layer with a little bit of indium can serve as a good buffer layer due to the increase in the resistivity when an electrical device structure is grown on a Si substrate.

PACS numbers: 73.61.Ey, 73.63.Hs, 81.15.Hi

Keywords: AlSb, AlAsSb, Surface resistivity, InAlAsSb, Si

∗

E-mail: [email protected]