n(p)-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs T Ò Þ± n É¶ ¥ º8 ý ° Ë Ñ ¹ Å ½ ¤V R Ë ì Å

(1)

½ ¨ 7 Hë H Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 47, Number 1, 2003¸ 7 Z 4, pp. 54∼58

n(p)-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs T Ò Þ± n É¶ ¥ º8 ý ° Ë Ñ ¹ Å ½ ¤V R Ë ì Å

»® £g ` @ · L | ç ¡¬ £ · »£ Ó 0 ï F · 9 - > Ú ^∗

% ò

z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , â í ß 712-749

(2002¸ 12 Z 4 13{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2003¸ 6 Z 4 24{ 9 þ j7 á x Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §)

Molecular beam epitaxy(MBE)Z O Ü ¼ Ð $ í © r n(p)-In

0.09

Ga

0.91

As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_ l

&

h

: £ ¤$ í ` ¦ photocurrent(PC) Z O Ü ¼ Ð ì r$ 3 % i . © : r F g À Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 \ " f 1.30 ü < 1.41 eV H % \

"

f_ x ß ¼ H In

0.09

Ga

0.91

As ü < GaAs_ { ç ß \ -t \ ¦ ? / 9, 1.38 eV H % \ " f_ ' a8 £ ¤ ) a x ß ¼ A ü < B H y r « Ñ[ þ t_ InGaAs 8 £ x \ ¸i ç ) a Ô ¦í HÓ ü t(Si, Mg) \ ' aº ) a shallow ï r0 Aü < InGaAs ¸{

s _ s Ð, s x ß ¼[ þ t_ [ jl H { 9 F g_ [ jl 7 £ x ½ + É Ã º2 ¤ í o H â ¾ Ó` ¦ Ð% i .

PACS numbers: 72, 40, +w

Keywords: F g À Ó, F g À Ó p ì rZ O , · û É rï r0 A

I. " e Â ] Ø

ì

r \ x × þ r (molecular beam epitaxy; MBE) F K 5

Å

q Ä »l l ^ 7 £ x Ã Ì(metal organic chemical vapor depo- sition; MOCVD)1 p x_ ì ø Í ¸^ $ í © l Õ ü t_ µ 1 Ï É r í

(superlattice; SL), ª Ä ºÓ ü t(quantum well; QW) ü < ° ú

É

r ª ô Ç ½ ¨ ¸\ ¦ t H ´ ú § É r ì ø Í ¸^ \ ¦ Ò q t$ í < ÊÜ ¼ Ð+ F

g Ø ¦ l , Y Us $ ü < ° ú É r F g < Æ è s e ¦ Q à Ô ½ t Û ¼ '

, ] X ½ + Ë > ´ òõ à Ô ½ t Û ¼' ü < ° ú É r ¦5 Å q è \ ´ ú § É r 6

£

x6 x s ÷ &# Qt 9, þ j H \ H s Qô Ç $ í © l Õ ü t` ¦ s 6 x

#

, Â Ò& ñ ½ + ËÜ ¼ Ð Ò q tl H 0 " é ¶_ ª & h (quantum dots; QDs) ½ ¨ ¸\ ´ ú § É r ½ ¨ ' ÷ & ¦ e [1–3]. b- d7 á ¤ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ In _x Ga 1 −x As H InAs_ ¸$ í q \

" f 0.35 ∼ 1.43 eV_ V , É r { ç ß \ -t \ ¦ t 9,

7.2 %_ GaAsü < InAs s _ H Â Ò& ñ ½ + Ë` ¦ s 6 x ô

Ç + þ A ) a \ x 8 £ x` ¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e # Q Al x Ga ₁ _−x As o½ + Ë Ó

ü

t ì ø Í ¸^ ü < 8Ô ¦ # Q ´ ú § É r è ] j \ s 6 x ÷ &# Qt ¦ e

. Õ ª Q , s Qô Ç è ] j \ · ú ¡" f Ó ü t| 9 _ l : r Ó ü t$ í õ

½ ¨ ¸\ @ /ô Ç ´ ú § É r : £ ¤$ í ½ ¨ Â Ò7 á ¤ # è ] j © _ # Q 9¹ ¡ § s e . F g À Ó(PC) ì rF gZ O É r © : r \ " f Ó ü t| 9 _

< Ês s \ -t , ¸$ í q \ ¦ ~ 1 > 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e

¦ \ x 8 £ x x 9 ª Ä ºÓ ü t_ · ú \ É r F g Ò q t$ í H o

# Q(photogenerated carrier)_ 1 l x x 9 # Q t & ³ © [

þ

t` ¦ ' a8 £ ¤½ + É Ã º e H © & h Ü ¼ Ð ´ ú §s s 6 x ÷ & ¦ e H z

´+ « > ~ ½ ÓZ O × æ \ s [4, 5]. : r ½ ¨\ " f H n(p)- In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ F g

∗

E-mail: [email protected]

À Ó Z O Ü ¼ Ð ì r$ 3 # H o # Q[ þ t_ ¸ B j m 7 £ § õ s

\ -t \ ¦ ì r$ 3 % i ¦, { 9 F g_ [ jl \ É r Ó ü t o & h

&

³ © \ @ / # ì r$ 3 ` ¦ % i .

II. ÷ m Ç ] M ö

: r ½ ¨\ 6 x ) a r « Ñ H MBEZ O Ü ¼ Ð ì ø Í] X $ í GaAs(100) l ó ø Í 0 A\ $ í © : r ¸ 580 ^◦ C \ " f 0.7 µm ¿ º a

_ n ⁺ - GaAs\ ¦ $ í © r Ê ê, : r ¸ 520 ^◦ C \ " f 0.8 µm ¿ ºa _ n x 9 p-In _0.09 Ga _0.91 As s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸\ ¦ ] j

% i . n ⁺ - GaAs 8 £ x É r Si Ð ¸i ç r ( Ü ¼ 9, n x 9 p- In _0.09 Ga _0.91 As \ x 8 £ x É r y y Siü < MgÜ ¼ Ð ¸i ç r ( .

F

g À Ó 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 AK r « Ñ\ ¦ mesa ½ ¨ ¸ Ð ë ß [ þ t # Q" f F G

`

¦ ohmic ] X ½ + Ë` ¦ Ù þ ¡ . r « Ñ_ # l F g " é ¶ Ü ¼ Ð H [ jl \ ¦

¸& ñ ½ + É Ã º e H 250 W_ ) í Û ¼J $ -½ + É Ð p Ï þ á Ô\ ¦ 6 x

%

i Ü ¼ 9, s F g " é ¶ Ü ¼ ÐÂ Ò' ¸ H y n C` ¦ ì rF g l \ ¦ : x # 1 nm/sec_ 5 Å q ¸ Ð ì rF g % i . s ì rF g ) a é ß Ò oF g` ¦ E $ Ý

¼ Ð | 9 5 Å q # r « Ñ\ 2 × 3 mm & h Ü ¼ Ð ¸ % i .

F

g À Ó H electrometer(keithley 485) Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i ¦, p ì

r F g À Ó H ( É Ó' Ð > í ß % i .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Õ

ªa Ë > 1 É r © : r \ " f_ n(p)-In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs_ F g

À Ó Û ¼& 7 à Ô Ð, 1.30ü < 1.41 eV H % \ " f_ x ß ¼ H In 0.09 Ga 0.91 As ü < GaAs_ { ç ß \ -t \ ¦ · p .

-54-

(2)

Õ

ªa Ë > 1. n(p)-In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs_ © : r PC Û ¼& 7 à Ô! 3 .

1.3 ∼ 1.35 eV % ò % i _ í : r \ -t \ @ /K n-+ þ A r « Ñ_ F

g À Ó [ jl H 7 £ x H ì ø Í \ , p-+ þ A r « Ñ_ F g À Ó [ j l

H y èô Ç .

s

Qô Ç & ³ © É r ¿ º r « Ñ_ InGaAs8 £ x_ ¸i ç + þ AI \

É

r כ Ü ¼ Ð y r « Ñ_ èÃ º H o # Q(minority carrier) Ø

Ôl M :ë H s . Si Ð ¸i ç ) a n-+ þ A r « Ñ_ èÃ º H o # Q H

&

ñ / B N[ þ t s 9, Mg Ð ¸i ç ) a p-+ þ A r « Ñ_ èÃ º H o # Q H

[ þ t s . s Qô Ç èÃ º H o # Q H ì ø Í ¸^ ? /\ " f_ S X í ß

>

Ã ºü < s 1 l x ¸ > Ã º 1 p x` ¦ & ñ 9, õ e ç Ã º H o # Q_

¹

¡ §f e ¸ èÃ º H o # Q\ _ K & ñ ) a . F g Ò q t$ í H o # Q [

þ

t É r { ç ß s _ à Ôê Á ï r0 A\ " f èÃ º H o # Q_ ª ë ß

p

u F ½ + Ë` ¦ H X <, F ½ + Ë Ê ê z É r e ç # H o # Q[ þ t s F g

À Ó\ l # \ ¦ ô Ç . s M :, F g À Ó\ l # H H o # Q

, n-+ þ A r « Ñ H F g Ò q t$ í H o # Q s Ù ¼ Ð F

g À Ó [ jl \ ¦ 7 £ x r v t ë ß , p-+ þ A r « Ñ H F g Ò q t$ í H o

#

Q & ñ / B N Ü ¼ Ð F g À Ó [ jl H y è > ) a . { 9 ì ø Í& h Ü ¼

Ð F g À Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 É r r « Ñ_ f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 õ _ Ä »

ô Ç Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ Ðs H X <, s H F g À Ó Ó ü t| 9 _ f ¨ Ã º

>

Ã º\ q Y V l M :ë H s . Õ ª Q , $ l © © I \ " f

H ½ Ó © f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 õ ° ú É r + þ AI \ ¦ Ðs t H · ú § H [6]. x ß ¼ Aü < B_ ñ% ! 3 _ ± ú Ðî r x ß ¼

ñ Ð t ë ß , M : Ð H # Q s Û ¼& 7 à Ô! 3 _ × æ^ o ?Ü ¼

Ð Å Ò# Qt H â Ä º ¸ e . F g À Ó H Ó ü t| 9 _ f ¨ Ã º> Ã ºü <

{ 9

F g_ [ jl , í : r Ä »5 Å q 1 p x Ó ü t| 9 ? /\ " f y n C_ \ Õ

ªa Ë > 2. n(p)-In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs_ © : r PCD Û ¼& 7 à

Ô! 3 .

'

a > \ ¦ f Ü ¼ Ð A _ ~ ½ Ó& ñ d õ ° ú s ³ ð & ³½ + É Ã º e [7].

J ph (λ) = qF (λ)T (λ)α(λ) L + W _d

1 + alpha(λ)L (1)

#

l " f, α(λ) H f ¨ Ã º> Ã º, T(λ) H Schottky © # 4 È Òõ

, F(λ ) H { 9 í : r x 9 ¸, L É r èÃ º H o # Q S X í ß o

, Õ ªo ¦ W ^d H / B N 9 8 £ x_ ; ¤` ¦ · p . 7 £ ¤, F g À Ó H r

« Ñ_ f ¨ Ã º> Ã º\ q Y V\ ¦ H X <, s Qô Ç F g À Ó_ Û ¼

&

7 à Ô! 3 6 £ x² ú É r ì ø Í ¸^ \ " f f ¨ Ã º © o { ç ß \

-t _ & ñ \ 6 x½ + É Ã º e # Q, \ x 8 £ x \ " f F g Ò q t$ í À

Ó H A ü < ° ú É r delta < ÊÃ º\ q Y Vô Ç [8].

dJ ph

dλ ∝ δ(λ − 1.24

E _g ) (2) dJ ph /dλ H \ x 8 £ x_ { ç ß \ -t ° ú כõ { 9 u H

© \ " f _ \ Vo ô Ç x ß ¼ Ð ^ ¦ Ã º e H X <, ª Ä º Ó

ü

t ½ ¨ ¸\ " f s H ² D G è o ) a " l or : r © I [ þ t \ l Ù

¼ Ð f ¨ Ã º> Ã º H Σδ(λ i ) ü < ° ú s ¸4 S q o½ + É Ã º e Ü ¼ 9, # l

" f λ ⁱ H " l or : r s ü < { 9 u H © s . s â Ä º\ dJ ph /dλ ñ H y Å Ò0 A\ " f (+, -) x ß ¼ | ¨ c כ s 9, ì ø Í

¸^ _ f ¨ Ã ºé ß ` ¦ & ñ S X > 8 £ ¤& ñ # ] j/ B N ) a ñ_ p ì r Ü

¼ ÐÂ Ò' ± ú É r ï r0 A\ " f_ ª Ä ºÓ ü t s [ þ t` ¦ ' a8 £ ¤½ + É Ã º

(3)

-56- ô Ç² D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 47, Number 1, 2003¸ 7 Z 4

³

ð 1. In ^0.09 Ga 0.91 As/GaAs { ç ß \ -t _ z ´+ « >u ü < s : r u . (n-+ þ A / p-+ þ A).

Transition energy (eV) E

0

(In

0.09

Ga

0.91

As) peak A / B E

0

(GaAs)

Experiment 1.296/1.307 1.384/1.385 1.413/1.411

Calculation 1.293 - 1.427

e

. " f, d (2)\ " f_ p ì r: £ ¤$ í ` ¦ s 6 x × æ^ o ? ) a y

s \ -t \ ¦ Ð ~ 1 > ½ ¨½ + É Ã º e . Õ ªa Ë > 2 H ©

: r \ " f_ F g À Ó Û ¼& 7 à Ô \ ¦ F g À Ó p ì r(photocurrent derivative; PCD)Z O Ü ¼ Ð · p כ Ü ¼ Ð, 1.296ü < 1.307 eV \ " f © ì ø Í ) a E 0 (In 0.09 Ga 0.91 As) 9, GaAs {

ç ß \ -t ¸ 1.41 eV H % \ " f © ì ø Í ) a ñ Ð è

ß .

In x Ga 1 −x As $ í © r $ í © 8 £ x_ ¿ ºa ü < © Ã º\

+ þ A ) a In x Ga 1 −x As, < Ê É r s ¢ - a ) a In x Ga 1 −x As Ð ½ ¨ Z >

) a . $ í © íl \ H Â Ò& ñ ½ + Ës ¿ ºa Ø æ ì

r y · û ª In x Ga ₁ _−x As8 £ x É r + þ A§ 4 ` ¦ ~ Ã Ît ë ß , Â Ò& ñ ½ + Ë 0 A(misfit dislocation)ü < ° ú É r < Ê É r > r F t · ú § H .

Õ

ª Q $ í © s > 5 Å qH d \ + þ A§ 4 É r & h & h t ¦ In x Ga 1 −x As8 £ x É r s ¢ - a s Ò q t < Ês Ò q tl > ) a . In ¸

$ í

q \ É r In x Ga ₁ _−x As_ { ç ß \ -t H 6 £ § õ ° ú

É

r ' a > d ` ¦ [9].

E 0 (x) = E 0 (GaAs) − 1.53x + 0.45x ² (eV ) (3)

Õ

ªa Ë > 3. { 9 c [ jl \ É r n-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs_ PC Û ¼& 7 à Ô .

E 0 (x) = E 0 (GaAs) − 1.11x + 0.45x ² (eV ) (4)

#

l " f, d (3) É r s ¢ - a ) a In x Ga 1 −x As { ç ß \ -t

\

¦, d (4) É r + þ A ) a In _x Ga ₁ _−x As { ç ß \ -t \ @ / ô

Ç > í ß d s . ³ ð 1 É r F g À Ó p ì rZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ô Ç r « Ñ[ þ t _ { ç ß \ -t ü < d (3)` ¦ s 6 x # > í ß ô Ç { ç ß

\

-t ° ú כ` ¦ · p כ Ü ¼ Ð z ´+ « >u ü < s : r u _ { 9 u

< Ê` ¦ · ú Ã º e .

s

M :, InGaAs 8 £ x_ ¿ ºa 0.8 µm Ð In ¸$ í q x = 0.09 { 9 M : e > ¿ ºa ∼ 300 ˚ A Ð ß ¼Ù ¼ Ð \ x 8 £ x É r s

¢ -

a ) a © I Ð ^ ¦ Ã º e . Õ ªo ¦, x ß ¼ Aü < B s © _

í : r \ -t \ @ /K F g À Ó [ jl H / å L y y è H X <, s

H ì ø Í ¸^ _ f ¨ Ã º> Ã º { ç ß s © _ photon \ - t

\ @ /K " f / å L y y è l M :ë H s . " f, r « Ñ_ f

¨ Ã º > Ã º\ q Y V H F g À Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 É r { ç ß \ - t

s © \ / å L ô Ç y è\ ¦ Ð .

Õ

ªa Ë > 4. { 9 c [ jl \ É r p-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs_

PC Û ¼& 7 à Ô .

(4)

Õ

ªa Ë > 5. { 9 F g [ jl \ É r Peak A, B_ F g À Ó [ jl .

Õ

ªa Ë > 3õ 4 H x ß ¼ Aü < B_ H" é ¶` ¦ µ 1 ßy l 0 AK { 9

F g [ jl \ É r F g À Ó Û ¼& 7 à Ô \ ¦ · p Õ ªa Ë >s .

Sharma ü < Kumar H surface photovoltage spectroscopy (SPS) z ´+ « >\ " f 1.38 eV H % _ x ß ¼ H" é ¶` ¦ > \ _ ô

r « Ñ\ ¦ piezoelectric photoacoustic (PPA) ~ ½ ÓZ O Ü ¼

Ð z ´+ « > # x ß ¼ Aü < B_ H" é ¶ s carbon acceptorü < ° ú

É

r Ô ¦í HÓ ü t \ _ ô Ç s % i [12]. { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð { 9

F g_ [ jl 7 £ x ½ + É Ã º2 ¤ Ò q t$ í ÷ & H H o # Q_ 7 £ x

Ð K r « Ñ ? / , & ñ / B N \ _ ô Ç F g À Ó [ jl H + þ A

&

h Ü ¼ Ð 7 £ x \ ¦ Ðs t ë ß , Ô ¦í HÓ ü t_ â Ä º\ H Õ ª ª s ] j ô

Ç÷ &# Q í o÷ & H â ¾ Ó` ¦ Ðs > ) a . Õ ªa Ë >\ " f : r ü <

°

ú s { 9 F g_ [ jl 7 £ x ½ + É Ã º2 ¤ x ß ¼ Aü < x ß ¼ B\

@

/ô Ç F g À Ó [ jl H í o÷ & H כ ` ¦ · ú Ã º e (Õ ªa Ë > 5).

s

\ ¿ º x ß ¼ \ -t _ GaAs { ç ß \ -t s (26 ∼ 29 meV)\ ¦ ¦ 9 , x ß ¼ Aü < B H y r « Ñ[ þ t_ InGaAs 8

£

x \ ¸i ç ) a Si ü < Mg\ ' aº ) a ñ Ð, x ß ¼ A_ â Ä º Si \ ' aº ) a shallow donor ï r0 Aü < ¸@ / s _ s s 9, x ß ¼ B H Mg \ ' aº ) a shallow acceptor ï r0 Aü <

@ / s _ s Ð « Ñ ) a [13].

IV. + s Ç Â ] Ø

Molecular beam epitaxy(MBE)Z O Ü ¼ Ð $ í © r n(p)- In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ F g

"

f 1.30 ü < 1.41 eV H % \ " f_ x ß ¼ H In 0.09 Ga 0.91 As ü <

GaAs_ { ç ß \ -t \ ¦ ? / 9, F g À Ó p ì r Z O

(PCD)\ ¦ s 6 x # > í ß ô Ç õ n- x 9 p-+ þ A r « Ñ_ In _0.09 Ga _0.91 As { ç ß \ -t H y y 1.296 ü < 1.307 eV Ü

¼ Ð, s : r° ú כõ _ { 9 u % i . ¢ ¸ô Ç, 1.38 eV H % \

"

f_ ' a8 £ ¤ ) a x ß ¼ Aü < B H y r « Ñ[ þ t_ InGaAs 8 £ x \ ¸ i ç

) a Ô ¦í HÓ ü t(Si, Mg) \ ' aº ) a shallow ï r0 Aü < InGaAs

¸{ s _ s Ð, s Ô ¦í HÓ ü t ' aº x ß ¼[ þ t_ [ jl H { 9

F g_ [ jl 7 £ x ½ + É Ã º2 ¤ í o÷ & H כ ` ¦ · ú Ã º e .

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] R. Weihofen, G. Weiser, Ch. Strack and R. J. Simes, Phys. Rev., B 51, 4296 (1995).

[2] T. Henderson, J. Klem, C. K. Peng, J. S. Gedymin, W. Kopp and H. Morkoc, Appl. Phys. lett., 48, 1080 (1986).

[3] N. Yokoyama, S. Muto, K. Imamura, M. Takasu, T.

Mori, Y. Sugiyama, Y.sakuma, H. Nakano and T.

Adachihara, Solid-state Electron., 40, 505 (1996).

[4] A. Hamoudi, M. Ogura and X. L. Wang, J. Appl.

Phys., 81, 6229 (1997).

[5] J. C. Fan, Y. J. Lin, Y. F. Chen, M. C. Chen and H. H. Lin, J. Appl. Phys., 84, 5351 (1998).

[6] K. Kawasaki, M. Imazawa, K. Kawashima, K. Fuji- wara, M. Hosoda and K. tominaga, J. Appl. Phys., 84, 3338 (1998).

[7] N. Bachrach-Ashkenasy, L. Kronik, Yoram Shapira, Y. Rosenwaks, M. C. Hanna, M. Leibovitch and Prakhya Ram, Appl. Phys. Lett., 68, 879 (1996).

[8] S. A. Tabatabaei, Agis A. Iliadis and Colig E. C.

Wood, J. Electron. Mater., 24, 87 (1995).

[9] O. Madelung, Numerical Data and Functional Rela- tionships in Science and Technology, 22, 142 (1987).

[10] J. Y. Marzin, M. N. Charasse and B. Sermage, Phys.

Rev. B, 31, 8298 (1985).

[11] T. K. Sharma and Shailendra Kumar, Appl. Phys.

Lett., 79, 1715 (2001).

-57-

(5)

-58- ô Ç² D GÓ ü t o < Æ rt “D hÓ ü t o ”, Volume 47, Number 1, 2003¸ 7 Z 4

[12] T. Ikari and A. Fukuyama, Photothermal and Pho- toacoustic Science and Technology, 4, 148 (2000).

[13] R. F. Kirkman, R. A. Stradling and P. J. Lin-Chung,

J. Phys. C, 11, 419 (1978).

Study of Photocurrent Characteristics in n(p)In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs Heterojunction Structures

Ju-Hyun Kim, Sang-Soo Choi, Geun-Hyoung Kim and In-Ho Bae ^∗ Department of Physics, Yeungnam University, Kyoungsan 712-749

(Received 13 December 2002, in final form 24 June 2003)

The properites of n(p)In

0.09

Ga

0.91

As/GaAs heterojunction structures grown by using molecular beam epitaxy were investigated using photocurrent (PC) measurements at room temperature. From the PC spectra, three main peaks were observed. The peaks at 1.30 and 1.41 eV correspond to the band gap energies of In

0.09

Ga

0.91

As and GaAs and the other peak at 1.38 eV corresponds to the impurity transitions due to Si or Mg doping. The intensity of the peak due to the impurities saturated with increasing incident light power.

PACS numbers: 72, 40, +w

Keywords: Photocurrent, Photocurrent derivative, Shallow level

∗

E-mail: [email protected]

n(p)-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs T  Ò Þ± n É¶  ¥   º8 ý ° Ë Ñ ¹ Å ½  ¤V R Ë  ì Å 

   ½ ¨ 7 Hë  H  Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 47, Number 1, 2003¸  7 Z 4, pp. 54∼58

n(p)-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs T   Ò Þ± n É¶  ¥   º8 ý ° Ë Ñ ¹ Å ½  ¤V R Ë  ì Å 



»® £g ` @ · L | ç ¡¬ £ ·  »£ Ó 0 ï F · 9  - >  Ú ∗

% ò

z  @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ ,  â í ß  712-749

(2002¸  12 Z 4 13{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2003¸  6 Z 4 24{ 9  þ j7 á x Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §)

Molecular beam epitaxy(MBE)Z O Ü ¼ Ð $ í  © r   n(p)-In

Ga

As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_    l 

&

h

: £ ¤$ í `  ¦ photocurrent(PC) Z O Ü ¼ Ð ì  r$ 3 % i  .  ©  : r F g  À Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 \ " f 1.30 ü < 1.41 eV   H % \ 

"

f_  x ß ¼  H In

Ga

As ü < GaAs_  {  ç ß   \  -t \  ¦  ? / 9, 1.38 eV   H % \ " f_   ' a8 £ ¤ ) a x ß ¼ A ü < B  H y   r « Ñ[ þ t_  InGaAs 8 £ x \   ¸i ç  ) a Ô  ¦í  HÓ ü t(Si, Mg) \   ' aº   ) a shallow ï  r0 Aü < InGaAs    ¸{ 



s _    s  Ð, s  x ß ¼[ þ t_  [ jl   H { 9   F g_  [ jl  7 £ x ½ + É Ã º2  ¤  í o   H  â  ¾ Ó`  ¦  Ð% i  .

PACS numbers: 72, 40, +w

Keywords: F g  À Ó, F g  À Ó p ì  rZ O , · û  É rï  r0 A

I. " e Â ] Ø

ì

 r    \ x × þ r (molecular beam epitaxy; MBE)  F K 5

Å

q Ä »l  l ^  7 £ x Ã Ì(metal organic chemical vapor depo- sition; MOCVD)1 p x_  ì ø Í ¸^  $ í  ©  l Õ ü t_  µ 1 Ï   É r  í 



(superlattice; SL),  ª  Ä ºÓ ü t(quantum well; QW) ü < ° ú

 É

r  ª ô  Ç ½ ¨ ¸\  ¦ t   H ´ ú § É r ì ø Í ¸^ \  ¦ Ò q t$ í  < ÊÜ ¼ Ð+  F

g  Ø  ¦ l , Y Us $ ü < ° ú  É r F g < Æ è    s e  ¦  Q à Ô ½ t Û ¼ '

, ] X ½ + Ë   > ´ òõ  à Ô ½ t Û ¼' ü < ° ú  É r  ¦5 Å q  è \  ´ ú § É r 6

£

x6 x s  ÷ &# Qt  9, þ j  H \   H s  Qô  Ç $ í  ©  l Õ ü t`  ¦ s 6 x 

#

,     Â Ò& ñ ½ + ËÜ ¼ Ð Ò q tl   H 0 " é ¶_   ª  & h (quantum dots; QDs) ½ ¨ ¸\  ´ ú § É r   ½ ¨   '  ÷ & ¦ e    [1–3]. b- d7 á ¤ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^   In x Ga 1 −x As  H InAs_   ¸$ í q \ 



 " f 0.35 ∼ 1.43 eV_  V ,  É r {  ç ß   \  -t \  ¦ t  9,





 7.2 %_  GaAsü < InAs  s _   H     Â Ò& ñ ½ + Ë`  ¦ s 6 x ô 

Ç   + þ A ) a \ x 8 £ x`  ¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e  # Q Al x Ga 1 −x As o½ + Ë Ó

ü

t ì ø Í ¸^ ü <  8Ô  ¦ # Q ´ ú § É r  è ] j  \  s 6 x ÷ &# Qt  ¦ e  

. Õ ª Q , s  Qô  Ç  è ] j  \  · ú ¡" f Ó ü t| 9 _  l  : r Ó ü t$ í õ

 ½ ¨ ¸\  @ /ô  Ç ´ ú § É r : £ ¤$ í   ½ ¨ Â Ò7 á ¤ #   è ] j   ©  _  # Q 9¹ ¡ § s  e   . F g  À Ó(PC) ì  rF gZ O  É r  ©  : r \ " f Ó ü t| 9  _

    < Ês     s  \  -t ,  ¸$ í q \  ¦ ~ 1 >  8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e  



¦ \ x 8 £ x x 9  ª  Ä ºÓ ü t_      · ú \    É r F g Ò q t$ í H  o

# Q(photogenerated carrier)_   1 l x x 9 #  Q t   & ³ ©  [

þ

t`  ¦  ' a8 £ ¤½ + É Ã º e     H  © & h Ü ¼ Ð ´ ú §s  s 6 x ÷ & ¦ e    H z

´+ « > ~ ½ ÓZ O  ×  æ \   s   [4, 5].  : r   ½ ¨\ " f  H n(p)- In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_    l & h : £ ¤$ í `  ¦ F g

E-mail: [email protected]

 

À Ó Z O Ü ¼ Ð ì  r$ 3 #  H o # Q[ þ t_     ¸ B j m 7 £ § õ    s

 \  -t \  ¦ ì  r$ 3 % i  ¦, { 9   F g_  [ jl \    É r Ó ü t o & h

 &

³ © \  @ / #  ì  r$ 3 `  ¦ % i  .

II. ÷ m Ç ] M ö



: r   ½ ¨\   6 x ) a r « Ñ  H MBEZ O Ü ¼ Ð ì ø Í] X   $ í GaAs(100) l ó ø Í 0 A\  $ í  ©  : r  ¸ 580 ◦ C \ " f 0.7 µm ¿ º a

_  n + - GaAs\  ¦ $ í  © r   Ê ê,  : r  ¸ 520 ◦ C \ " f 0.8 µm ¿ ºa _  n x 9 p-In 0.09 Ga 0.91 As s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸\  ¦ ] j



  % i  . n + - GaAs 8 £ x É r Si  Ð  ¸i ç r (  Ü ¼ 9, n x 9 p- In 0.09 Ga 0.91 As \ x 8 £ x É r y  y   Siü < MgÜ ¼ Ð  ¸i ç r (   .

F

g  À Ó 8 £ ¤& ñ `  ¦ 0 AK  r « Ñ\  ¦ mesa ½ ¨ ¸ Ð ë ß [ þ t # Q" f   F G

`

 ¦ ohmic ] X ½ + Ë`  ¦ Ù þ ¡ . r « Ñ_  # l  F g " é ¶ Ü ¼ Ð  H [ jl \  ¦



¸& ñ ½ + É Ã º e    H 250 W_  ) í Û ¼J $ -½ + É Ð  p Ï þ á Ô\  ¦  6 x 

%

i Ü ¼ 9, s  F g " é ¶ Ü ¼ ÐÂ Ò'   ¸  H y n C`  ¦ ì  rF g l \  ¦ :  x #  1 nm/sec_  5 Å q  ¸ Ð ì  rF g % i  . s  ì  rF g ) a é ß Ò  oF g`  ¦ E $  Ý

¼ Ð | 9 5 Å q #  r « Ñ\  2 × 3 mm   & h Ü ¼ Ð  ¸  % i  .

F

g  À Ó  H electrometer(keithley 485) Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i  ¦, p  ì

 r F g  À Ó  H (  É Ó'  Ð > í ß  % i  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Õ

n(p)-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs T Ò Þ± n É¶ ¥ º8 ý ° Ë Ñ ¹ Å ½ ¤V R Ë ì Å

½ ¨ 7 Hë H Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 47, Number 1, 2003¸ 7 Z 4, pp. 54∼58

n(p)-In 0.09 Ga 0.91 As/GaAs T Ò Þ± n É¶ ¥ º8 ý ° Ë Ñ ¹ Å ½ ¤V R Ë ì Å

»® £g ` @ · L | ç ¡¬ £ · »£ Ó 0 ï F · 9 - > Ú ^∗

z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , â í ß 712-749

(2002¸ 12 Z 4 13{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2003¸ 6 Z 4 24{ 9 þ j7 á x Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §)

Molecular beam epitaxy(MBE)Z O Ü ¼ Ð $ í © r n(p)-In

As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_ l

: £ ¤$ í ` ¦ photocurrent(PC) Z O Ü ¼ Ð ì r$ 3 % i . © : r F g À Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 \ " f 1.30 ü < 1.41 eV H % \

f_ x ß ¼ H In

As ü < GaAs_ { ç ß \ -t \ ¦ ? / 9, 1.38 eV H % \ " f_ ' a8 £ ¤ ) a x ß ¼ A ü < B H y r « Ñ[ þ t_ InGaAs 8 £ x \ ¸i ç ) a Ô ¦í HÓ ü t(Si, Mg) \ ' aº ) a shallow ï r0 Aü < InGaAs ¸{

s _ s Ð, s x ß ¼[ þ t_ [ jl H { 9 F g_ [ jl 7 £ x ½ + É Ã º2 ¤ í o H â ¾ Ó` ¦ Ð% i .

Keywords: F g À Ó, F g À Ó p ì rZ O , · û É rï r0 A

r \ x × þ r (molecular beam epitaxy; MBE) F K 5

q Ä »l l ^ 7 £ x Ã Ì(metal organic chemical vapor depo- sition; MOCVD)1 p x_ ì ø Í ¸^ $ í © l Õ ü t_ µ 1 Ï É r í

(superlattice; SL), ª Ä ºÓ ü t(quantum well; QW) ü < ° ú

É

r ª ô Ç ½ ¨ ¸\ ¦ t H ´ ú § É r ì ø Í ¸^ \ ¦ Ò q t$ í < ÊÜ ¼ Ð+ F

g Ø ¦ l , Y Us $ ü < ° ú É r F g < Æ è s e ¦ Q à Ô ½ t Û ¼ '

, ] X ½ + Ë > ´ òõ à Ô ½ t Û ¼' ü < ° ú É r ¦5 Å q è \ ´ ú § É r 6

x6 x s ÷ &# Qt 9, þ j H \ H s Qô Ç $ í © l Õ ü t` ¦ s 6 x

, Â Ò& ñ ½ + ËÜ ¼ Ð Ò q tl H 0 " é ¶_ ª & h (quantum dots; QDs) ½ ¨ ¸\ ´ ú § É r ½ ¨ ' ÷ & ¦ e [1–3]. b- d7 á ¤ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ In _x Ga 1 −x As H InAs_ ¸$ í q \

" f 0.35 ∼ 1.43 eV_ V , É r { ç ß \ -t \ ¦ t 9,

7.2 %_ GaAsü < InAs s _ H Â Ò& ñ ½ + Ë` ¦ s 6 x ô

Ç + þ A ) a \ x 8 £ x` ¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e # Q Al x Ga ₁ _−x As o½ + Ë Ó

t ì ø Í ¸^ ü < 8Ô ¦ # Q ´ ú § É r è ] j \ s 6 x ÷ &# Qt ¦ e

. Õ ª Q , s Qô Ç è ] j \ · ú ¡" f Ó ü t| 9 _ l : r Ó ü t$ í õ

½ ¨ ¸\ @ /ô Ç ´ ú § É r : £ ¤$ í ½ ¨ Â Ò7 á ¤ # è ] j © _ # Q 9¹ ¡ § s e . F g À Ó(PC) ì rF gZ O É r © : r \ " f Ó ü t| 9 _

< Ês s \ -t , ¸$ í q \ ¦ ~ 1 > 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e

¦ \ x 8 £ x x 9 ª Ä ºÓ ü t_ · ú \ É r F g Ò q t$ í H o

# Q(photogenerated carrier)_ 1 l x x 9 # Q t & ³ © [

t` ¦ ' a8 £ ¤½ + É Ã º e H © & h Ü ¼ Ð ´ ú §s s 6 x ÷ & ¦ e H z

´+ « > ~ ½ ÓZ O × æ \ s [4, 5]. : r ½ ¨\ " f H n(p)- In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ F g

À Ó Z O Ü ¼ Ð ì r$ 3 # H o # Q[ þ t_ ¸ B j m 7 £ § õ s

\ -t \ ¦ ì r$ 3 % i ¦, { 9 F g_ [ jl \ É r Ó ü t o & h

&

³ © \ @ / # ì r$ 3 ` ¦ % i .

: r ½ ¨\ 6 x ) a r « Ñ H MBEZ O Ü ¼ Ð ì ø Í] X $ í GaAs(100) l ó ø Í 0 A\ $ í © : r ¸ 580 ^◦ C \ " f 0.7 µm ¿ º a

_ n ⁺ - GaAs\ ¦ $ í © r Ê ê, : r ¸ 520 ^◦ C \ " f 0.8 µm ¿ ºa _ n x 9 p-In _0.09 Ga _0.91 As s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸\ ¦ ] j

% i . n ⁺ - GaAs 8 £ x É r Si Ð ¸i ç r ( Ü ¼ 9, n x 9 p- In _0.09 Ga _0.91 As \ x 8 £ x É r y y Siü < MgÜ ¼ Ð ¸i ç r ( .

g À Ó 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 AK r « Ñ\ ¦ mesa ½ ¨ ¸ Ð ë ß [ þ t # Q" f F G

¦ ohmic ] X ½ + Ë` ¦ Ù þ ¡ . r « Ñ_ # l F g " é ¶ Ü ¼ Ð H [ jl \ ¦

¸& ñ ½ + É Ã º e H 250 W_ ) í Û ¼J $ -½ + É Ð p Ï þ á Ô\ ¦ 6 x

i Ü ¼ 9, s F g " é ¶ Ü ¼ ÐÂ Ò' ¸ H y n C` ¦ ì rF g l \ ¦ : x # 1 nm/sec_ 5 Å q ¸ Ð ì rF g % i . s ì rF g ) a é ß Ò oF g` ¦ E $ Ý

¼ Ð | 9 5 Å q # r « Ñ\ 2 × 3 mm & h Ü ¼ Ð ¸ % i .

g À Ó H electrometer(keithley 485) Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i ¦, p ì

r F g À Ó H ( É Ó' Ð > í ß % i .

ªa Ë > 1 É r © : r \ " f_ n(p)-In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs_ F g

À Ó Û ¼& 7 à Ô Ð, 1.30ü < 1.41 eV H % \ " f_ x ß ¼ H In 0.09 Ga 0.91 As ü < GaAs_ { ç ß \ -t \ ¦ · p .

ªa Ë > 1. n(p)-In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs_ © : r PC Û ¼& 7 à Ô! 3 .

1.3 ∼ 1.35 eV % ò % i _ í : r \ -t \ @ /K n-+ þ A r « Ñ_ F

g À Ó [ jl H 7 £ x H ì ø Í \ , p-+ þ A r « Ñ_ F g À Ó [ j l

H y èô Ç .

Qô Ç & ³ © É r ¿ º r « Ñ_ InGaAs8 £ x_ ¸i ç + þ AI \

É

r כ Ü ¼ Ð y r « Ñ_ èÃ º H o # Q(minority carrier) Ø

Ôl M :ë H s . Si Ð ¸i ç ) a n-+ þ A r « Ñ_ èÃ º H o # Q H

ñ / B N[ þ t s 9, Mg Ð ¸i ç ) a p-+ þ A r « Ñ_ èÃ º H o # Q H

[ þ t s . s Qô Ç èÃ º H o # Q H ì ø Í ¸^ ? /\ " f_ S X í ß

Ã ºü < s 1 l x ¸ > Ã º 1 p x` ¦ & ñ 9, õ e ç Ã º H o # Q_

¡ §f e ¸ èÃ º H o # Q\ _ K & ñ ) a . F g Ò q t$ í H o # Q [

t É r { ç ß s _ à Ôê Á ï r0 A\ " f èÃ º H o # Q_ ª ë ß

u F ½ + Ë` ¦ H X <, F ½ + Ë Ê ê z É r e ç # H o # Q[ þ t s F g

À Ó\ l # \ ¦ ô Ç . s M :, F g À Ó\ l # H H o # Q

, n-+ þ A r « Ñ H F g Ò q t$ í H o # Q s Ù ¼ Ð F

g À Ó [ jl \ ¦ 7 £ x r v t ë ß , p-+ þ A r « Ñ H F g Ò q t$ í H o

Q & ñ / B N Ü ¼ Ð F g À Ó [ jl H y è > ) a . { 9 ì ø Í& h Ü ¼

Ð F g À Ó Û ¼& 7 à Ô! 3 É r r « Ñ_ f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 õ _ Ä »

ô Ç Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ Ðs H X <, s H F g À Ó Ó ü t| 9 _ f ¨ Ã º

Ã º\ q Y V l M :ë H s . Õ ª Q , $ l © © I \ " f

H ½ Ó © f ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 õ ° ú É r + þ AI \ ¦ Ðs t H · ú § H [6]. x ß ¼ Aü < B_ ñ% ! 3 _ ± ú Ðî r x ß ¼

ñ Ð t ë ß , M : Ð H # Q s Û ¼& 7 à Ô! 3 _ × æ^ o ?Ü ¼

Ð Å Ò# Qt H â Ä º ¸ e . F g À Ó H Ó ü t| 9 _ f ¨ Ã º> Ã ºü <

F g_ [ jl , í : r Ä »5 Å q 1 p x Ó ü t| 9 ? /\ " f y n C_ \ Õ

ªa Ë > 2. n(p)-In _0.09 Ga _0.91 As/GaAs_ © : r PCD Û ¼& 7 à

Ô! 3 .

'

a > \ ¦ f Ü ¼ Ð A _ ~ ½ Ó& ñ d õ ° ú s ³ ð & ³½ + É Ã º e [7].

J ph (λ) = qF (λ)T (λ)α(λ) L + W _d

l " f, α(λ) H f ¨ Ã º> Ã º, T(λ) H Schottky © # 4 È Òõ