In 1 −x Ga x P/GaAs T ” Ò Þ± n ɶ  ¥  Œ º8 ý Photoreflectance — ¤V R Ë

In 1 −x Ga x P/GaAs T  ” Ò Þ± n ɶ  ¥  Œ º8 ý Photoreflectance — ¤V R Ë

9

 - > ‡ Ú ^∗ ·  ™ »M  ý — ¡

% ò

z Œ ™@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ ,  â í ß – 712-749

ƒ

‘

š) ç 9 

@

/½ ¨@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ ,  â í ß – 712-714



™

»- > ¬ £

 â

î  r @ /† < Ɠ § „   / B N† < Æõ , ½ ¨p  730-850

‚ Ð ¢ 9‡ Ú

@

/½ ¨˜ Ð| @ /† < Æ ~ ½ Ó ‚  õ , @ /½ ¨ 702-722 (2003¸   1 Z 4 6{ 9  ~ à Î6 £ §)

Metalorganic chemical vapor deposition(MOCVD)Z O Ü ¼– Ð $ í  © œô  Ç In

1−x

Ga

x

P/GaAs s 7 á x] X 

½ +

Ë ½ ¨› ¸_  : £ ¤$ í `  ¦ q ] X 8 ú ¤, q  õ Z O “   photoreflectance(PR) ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð ƒ  ½ ¨ % i  . z  ´“ : r \ " f, In

1−x

Ga

x

P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  {  s  f  ¨ à º „  s \  @ /ô  Ç x ß ¼\  ¦ › ' a8 £ ¤ # Œ, PR 8 £ ¤& ñ ° ú כ`  ¦ 3  p

ì  r+ þ AI – Ð x h Aô  Ç {  ç ß –   \  -t (E

⁰

)° ú כõ  › ¸$ í q (x)– Ð ½ ¨ô  Ç s  : r ° ú כs  ¸ ú ˜ { 9 u  % i  . Õ ªo “ ¦   

›

¸ Å Ò à º _ ” > r$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  PR ’    ñ_  + þ AI   H    t  · ú §“ ¦, ’    ñ_  ß ¼l ë ß –      H  כ “ É r F  g › ¸ 

\

   É r „  l & h   © œI _  õ • ¸ ‰ & ³ © œ\    É r  כ s “ ¦, In

¹−x

Ga

x

P ü < GaAs_  s   H F  g H o # Q_  à º" î _ 

s – Ð ì  r$ 3  ) a  . “ : r • ¸ _ ” > r$ í 8 £ ¤& ñ Ü ¼– Ð In

1−x

Ga

x

P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë r « Ñ_  ç  H{ 9 ô  Ç   + þ Aì  r Ÿ íü < > 

€ 

 © œI  € ª œ  ñ† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

PACS numbers: 73

Keywords: InGaP, F  g† < Æì ø Í Ö  ¦, GaAs, {  ç ß –   \  -t 

I. " e  ] Ø

In 1 −x Ga x P  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰  H 2.26 eV(x ∼0.74) t  f ”  ] X

„  s + þ A {  ç ß –  `  ¦ ° ú “ ¦ e ” # Q, s  : r& h Ü ¼– Ѝ  H & h Ò  o\ " f

”

¸ê ø ÍÒ  o % ò % i  t  Y Us $   s š ¸× ¼(<  ʓ É r LED)\  ¦ ½ ¨$ í 



 H active layer Ó ü t| 9 – Ð  6   x½ + É Ã º e ”   [1]. GaAsü <    

&

ñ ½ + Ë(lattice matching)\  ¦ s À ҍ  H In 1 −x Ga x P(x= 0.51 )  H AlGaAs ˜ Ð   H f ” ] X …  ;s + þ A \  -t {  ç ß –  `  ¦ t “ ¦ e ”  Ü

¼€  " f• ¸ Al`  ¦ Ÿ í† < Ê “ ¦ e ” t  · ú §l  M :ë  H \  AlGaAs˜ Ð



 Ä »o ô  Ç €  s  e ”  . AlGaAs_   â Ä º Al_  y © œô  Ç í ß –



o : £ ¤$ í M :ë  H \  ™ è ] j Œ • © œ_  # Q 9¹ ¡ § s  ´ ú §“ ¦ ™ è _  :

£

¤$ í $  (degradation) ‰ & ³ © œ`  ¦ { 9 Ü ¼v   H 1 p x_  ë  H ] j& h 

`

 ¦ t “ ¦ e ”   [2–4]. Õ ª QÙ ¼– Ð InGaP/GaAs s 7 á x] X 

½ +

˓ É r AlGaAs/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë`  ¦ @ /’  ½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, In- AlP/InGaP/InAlP [5, 6], AlInGaP/InGaP/AlInGaP [7,

∗

E-mail: [email protected]

8]1 p x õ  ° ú  “ É r r  F  g‚   % ò % i _  s 7 á x] X ½ + Ë Y Us $  r Û ¼% 7 ›_  active layer s 
 cladding layer\ " f AlGaAs\  ¦ @ /^ ‰   H Ó

ü t| 9 – Ð  6   x½ + É Ã º e ”   [9]. ¢ ¸ô  Ç heterojunction bipolar transition(HBT)1 p x \ • ¸ Ä »o ô  Ç : £ ¤$ í `  ¦ ° ú   H s 7 á x] X ½ + ËÜ ¼

–

Ð" f Õ ª 6 £ x6   x s  l @ /÷ &“ ¦ e ”   [10,11].

Õ

ª QÙ ¼– Ð In ¹ −x Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ™ è _  Ó ü t o & h  :

£

¤$ í “ É r € ª œ| 9 _  l ó ø Íõ  $ í  © œ÷ &  H 8 £ x_    & ñ $ í \     ß ¼

>

 % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à ÎÜ ¼ 9, s  Qô  Ç Ó ü t| 9 _  : £ ¤$ í `  ¦ ¨ î    H X < s  6

 

x ÷ &  H z  ´+ « > ~ ½ ÓZ O [ þ t s  D h– Ðî  r ™ è _  > hµ 1 Ïõ   8Ô  ¦ # Q ´ ú §

“ É

r # Œ Q ~ ½ ÓZ O [ þ t s  µ 1 τ  ÷ &# Q M ® o   [12–16]. Õ ª Q
 r « Ñ

³

ð€  _  ’ < H © œ \ O s    É r r ç ß –\  8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e ”   H q ] X 8 ú ¤ ·q  

õ  ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð r « Ñ_  : £ ¤$ í _  ƒ  ½ ¨  H B Ä º ×  æ כ ¹ô  Ç Â Òì  r s

 .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H photoreflectance(PR) 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð metalorganic chemical vapor deposition(MOCVD)Z O Ü ¼

–

Ð $ í  © œô  Ç In _{1 −x} Ga _x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸ : £ ¤$ í _  ’    

ñ ì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x K  {  ç ß –   \  -t (E 0 ) ü < › ¸$ í q (x)\  ¦ ½ ¨

-94-

 ƒ  ½ ¨ 7 Hë  H  In

¹−x

Ga

x

P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  Photoreflectance : £ ¤$ í – C “    ñ 1 p x -95-

“ ¦, Å Ò à º _ ” > r$ í õ  “ : r • ¸ _ ” > r$ í 1 p x_  z  ´+ « >`  ¦ : Ÿ x # Œ In 1 −x Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  “ ¦  ô  Ç .

II. T  Â ] Ø

ì

ø ͕ ¸^ ‰\  @ /ô  Ç PR ’    ñ  H ³ ð€   „  l  © œ(E _s )_  ß ¼l \ 



  Z  }“ É r „  l  © œ  © œI (high-field condition)ü < ± ú “ É r „   l

 © œ  © œI (low-field condition)– Ð
Ð ü t à º e ”  . Z  }“ É r „   l

 © œ  © œI   H ³ ð€   „  l  © œs   H  â Ä ºs  9 ˜ Ð: Ÿ x • ¸i ç  ) a r 

«

Ñ\ 
 
“ ¦, ± ú “ É r „  l  © œ  © œI   H • ¸i ç ÷ &t  · ú §  H r « Ñ

\

" f › ' a¹ 1 ϝ ) a  .   " f ~ω < ^γ ₃ { 9  M :, # Œl " f ~ω  H [ O 1 l x :

£

¤$ í \  -t s “ ¦ Í  H ¨ î ò ø ͓   (broadening parameter)s  9,  6 £ § õ  ° ú  s  3  p ì  r† < Êà º + þ AI (third derivative func- tional form: TDFF) – Ð
 è ß –  [17].

∆R/R = Re[ΣCe ^iθ (E − E 0 + iΓ) ⁻ⁿ ] (1)

#

Œl " f Cü < θ  H y Œ •y Œ • ”  ; Ÿ ¤ õ  0 A © œ`  ¦
 ? /“ ¦   › ¸ ’    ñ _  @ /g A$ í Ü ¼– РÒ'  ½ ¨½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, E  H probe c ” _  \ 



-t , Õ ªo “ ¦ E ⁰ ü < Í  H y Œ •y Œ • r « Ñ_  {  ç ß –   \  -t ü < ¨ î ò

ø ͓   s  . n“ É r e ” > & h  — ¸€ ª œ(critical point type)Ü ¼– Ð" f n=2, 2.5 x 9  3Ü ¼– Ð
 è ­ q à º e ” Ü ¼ 9, y Œ •y Œ • " l or — : r, 3 

"

é

¶ {   s  x 9  2 " é ¶ {   s _  „  s \  K { © œô  Ç . 0 A d ” “ É r PR 8 £ ¤& ñ ° ú כ`  ¦ s  : r& h Ü ¼– Ð x h A(fitting)½ + É M :  6   xô  Ç .

¢

¸ô  Ç ~ω > ^γ ₃ { 9  M :, {  ç ß –   \  -t (E 0 ) ˜ Ð   H % ò % i 

\

" f ”  1 l x + þ AI _  ’    ñ
 
 9 s \  ¦ Franz-Keldysh oscillation(FKO) s  “ ¦ ô  Ç .  6 £ § õ  ° ú  “ É r & h   H& h  + þ A I

(asymptotic form)Ü ¼– Ð ³ ð‰ & ³ ) a   [18].

∆R/R = cos 4

3 {(E − E 0 )/~Ω } ^2/3 +π(d − 1)/4



; E > E ₀ (2)

#

Œl " f d  H e ” > & h _  " é ¶`  ¦
 ? /“ ¦, ~ω  H [ O 1 l x : £ ¤$ í

\

 -t – Ð" f, > €   „  l  © œ E _i ü <  6 £ § õ  ° ú  “ É r : £ ¤$ í `  ¦ ”  



. 7 £ ¤,

~Ω =  e ² E _i ² ~ ² 8µ

 ^1/3

(3) s

 . # Œl " f e  H „   _  „   , ~  H Planck  © œÃ º, µ  H ¨ 8 Ší ß –

| 9

| ¾ Ó Õ ªo “ ¦ E ⁱ   H > €   „  l  © œ_  [ jl s  . Õ ªo “ ¦ FKO x

s ß ¼_  0 Au   H  6 £ § õ  ° ú  s    H  ½ + É Ã º e ”  .

E j = ~Ω(F j ) + E 0 , (F j = 1, 2, 3, · · · .) (4) F _j = {3π[(j − 1/2)/2]} ^2/3 (5)

#

Œl " f E j   H FKO_  j  P : x s ß ¼_  0 Au s  .   " f, F _j \  @ /ô  Ç E _j _  Õ ªA á Ô\  y» ¡ ¤ õ _  “ §& h s  {  ç ß –   \  - t

(E 0 ) ÷ &“ ¦, Õ ªA á Ô l Ö  ¦ l  ~ΩÜ ¼– Ð [ O 1 l x : £ ¤$ í \  - t

ü < › ' a > ÷ & 9, s \  ¦ d ”  (3)\  @ /{ 9  # Œ > €   „  l  © œ`  ¦

½

¨½ + É Ã º e ”  .

III. ÷ m Ç ] M ö

‘

: r ƒ  ½ ¨\   6   x ) a r « э  H MOCVDZ O `  ¦ s 6   x # Œ ì ø Í ] X

ƒ  $ í GaAs l ó ø Í0 A\  In 1 −x Ga _x P \ x 8 £ x`  ¦ $ í  © œ % i 



. In 1 −x Ga _x P \ x 8 £ x_  F  g „  · ú š : £ ¤$ í `  ¦ › ' a¹ 1 Ï l  0 A 

#

Œ 1 µm_  ¿ ºa  – Ð $ í  © œ # Œ 8 £ ¤& ñ `  ¦ % i  .

PR 8 £ ¤& ñ “ É r   › ¸ F  g " é ¶ Ü ¼– Ð 800 Hz_  F  gé ß –5 Å q l \  ¦  • 2 ; 15 mW He-Cd Y Us $ \  ¦  6   x % i  . Probe c ” “ É r 250 W

½ +

ɖ Ð
 p Ï þ ›á Ô\  ¦  6   x % i Ü ¼ 9 s \  ¦ œ í& h  o  0.27 m“   ì  r F 

g l (Spex 270M)\  E $ ™Ý ¼\  ¦ : Ÿ x # Œ | 9 5 Å q r v “ ¦, ì  rF  g l 

\

 ¦ : Ÿ x K  é ß –Ò  o o ) a y n C`  ¦ r « Ñ\  { 9  r (   . s M : r « Ñ\ 

"

f ì ø Í   ) a y n C`  ¦ Si Ÿ íž Ð s š ¸× ¼– Ð  Ž Ø  ¦ # Œ s \  ¦ 7 £ x; Ÿ ¤ l

\  ¦ : Ÿ x # Œ 7 £ x; Ÿ ¤ r †    6 £ §, lock-in 7 £ x; Ÿ ¤ l \  ¦  5 g ( Ž É Ó '

\  ½ ©   o ) a   › ¸ ì ø Í Ö  ¦`  ¦ l 2 Ÿ ¤ % i  .

IV. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

Õ

ªa Ë > 1“ É r l ó ø ÍÜ ¼– Ð  6   x ) a GaAs ü < s  l ó ø Í 0 A\  ¢ - aØ  æ 8

£ x GaAs\  ¦ $ í  © œô  Ç  6 £ §, In 1 −x Ga x P \ x 8 £ x_  : £ ¤$ í `  ¦ S X ‰

“

  l  0 A # Œ ¿ º,  >  $ í  © œô  Ç In 1 −x Ga x P/GaAs r « Ñ\ 

@

/ # Œ  © œ“ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç PRÛ ¼& 7 ˜à Ô s  .

’

   ñ  H { 9 & ñ ô  Ç { 9   F  g \  _ K  Ò q t$ í  ) a „   ü < & ñ / B N[ þ t s 

³

ð€   „  l  © œ(surface electric field)\  _ K  r « Ñ_   © œ – Ð

Õ

ªa Ë > 1. 300 K \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç ì ø Í] X ƒ  $ í GaAsü <

In 1 −x Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  PR Û ¼& 7 ˜à Ô .

Õ

ªa Ë > 2. In 1 −x Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  8

£

¤& ñ ô  Ç PR Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 (z  ´‚  )õ  s  : rd ” \     x h Aô  Ç Û

¼& 7 ˜à Ô! 3 (& h ‚  ).

s

1 l x   H „   -& ñ / B N[ þ t  s _  / B Nç ß –ì  r o (spatial separa- tion) – РÒ'  % 3   H  כ Ü ¼– Ð, ’    ñ_  ß ¼l ü < + þ AI   H {   s  f

 ¨ à º(interband absorption)ü < î  rì ø Í  à º5 Å x(carrier trans- port) \  _ ” > rô  Ç . 8 £ ¤& ñ  ) a PR ’    ñ_  + þ AI   H Õ ªa Ë > 1\ " f

‘

: r  ü < ° ú  s  3  p ì  r+ þ AÜ ¼– Ð+ ‹, l ó ø Í GaAs\  @ /ô  Ç PR

’

   ñ_  „  s  \  -t  0 Au   H y Œ •y Œ • 1.416 x 9  1.760 eV  Ò



 H \ " f › ' a8 £ ¤ ÷ &% 3  . s   H { ç ß –   \  -t (E 0 ) x 9  „  • ¸{  ü

< spin orbitalç ß –_  „  s (E 0 +∆ 0 ) \  @ /6 £ x ) a   [19]. Õ ª Q

 In ¹ −x Ga x P/GaAs r « Ñ_   â Ä º\   H €  • 1.42 eV Â Ò   H _  GaAs\  _ ô  Ç { ç ß –   \  -t (E ⁰ ) ’    ñ x 9  1.88 eV   H

~

½ Ó_  In 1 −x Ga x P \ x 8 £ x \  _ ô  Ç { ç ß –   \  -t (E ⁰ ) ’    ñ

 › ' a8 £ ¤ ÷ &% 3  . : £ ¤ y  1.88 eV s  © œ \  -t  % ò % i \ " f › ' a8 £ ¤

 )

a FKO ’    ñ\  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ   In _{1 −x} Ga x P \ x 8 £ x \ " f ¨ 8 Ší ß –

| 9

| ¾ ӓ É r Á º î  r & ñ / B N s  „   { – Ð Â Ò'  „  • ¸{ – Ð „  s  H

†

d \  › ' a >  Ù ¼– Ð > €  \ " f „  l  © œs  Ô  ¦ç  H{ 9  >  ÷ &“ ¦, s

7 á x] X ½ + Ë > €  Ü ¼– РÒ'  Y O # Qf ” \     „  l  © œs  y Œ ™™ è 

>

 ÷ & 9, ± ú “ É r   › ¸% ò % i \ " f FKO ’    ñ– РÒ'    › ¸  ) a „   l

 © œ“ É r > €   „  l  © œõ  ° ú   “ ¦ Shenõ  Pollak 1 p x \  _ K 

"

f ˜ Г ¦  ) a   e ”   [20,21]. „  s  \  -t \  @ /ô  Ç PR 8 £ ¤& ñ

°

ú כ(z  ´‚  )õ  d ”  (1)`  ¦ s 6   xô  Ç x h A° ú כ(& h ‚  )`  ¦ S X ‰ “   l  0 A

# Œ Õ ªa Ë > 2\ 
 ? /% 3  .

Õ

ªa Ë >\ " f z  ´‚  “ É r z  ´+ « >° ú כs  9, & h ‚  “ É r n=3`  ¦  6   x # Œ þ

j™ è ] jY  LZ O Ü ¼– Ð x h A # Œ ½ ¨ô  Ç   õ \  ¦
  · p  כ s  .

s

   õ \ " f % 3 “ É r ° ú כ[ þ t`  ¦ ³ ð 1\  כ ¹€  • % i  .

Õ

ªa Ë > 3. In _{1 −x} Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_    › ¸c ”  [

jl     o\    É r PR Û ¼& 7 ˜à Ô .

ô 

Ǽ #  In 1 −x Ga x P/GaAs r « Ñ\ " f > €  _  [ O 1 l x : £ ¤$ í

\

 -t  ° ú כÜ ¼– Ð › ' a8 £ ¤ ) a FKO ’    ñ– РÒ'  { ç ß –   \  -t  ü

< > €   „  l  © œ`  ¦ ½ ¨ l  0 AK  d ”  (4)ü < (5)`  ¦ s 6   x # Œ FKO’    ñ    o_  › ' a > \  ¦ Õ ªa Ë > 2\  ¶ ú š{ 9  # Œ
 ? /% 3 



. Õ ªa Ë >\ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç ° ú כ“ É r ‚  + þ A† < Êà º(linear function)– Ð x

h Aô  Ç   õ , y» ¡ ¤ ] X ¼ # Ü ¼– РÒ'  ½ ¨ô  Ç { ç ß –   \  -t   H 1.88 eV% i  . Õ ªo “ ¦ ¢ - aØ  æ8 £ x õ  \ x 8 £ x \ " f_  > €   „  l 



© œ(E _i )_  ° ú כ“ É r €  • 1.05×10 ⁴ V/cm s “ ¦, > €  \ " f î  rì ø Í  _

 0 l x • ¸(N)° ú כ“ É r €  • 1.3×10 ^{15  −3} s % 3  . s  > í ß –\ " f



6   x ) a ¨ 8 Ší ß –| 9 | ¾ Ó_  ° ú כ“ É r 0.09 m 0 [22–24]\  ¦  6   x % i  .



 " f Õ ªa Ë >\ " f ‘ : r  ü < ° ú  s  In 1 −x Ga x P \ x 8 £ x \  _  ô 

Ç { ç ß –   \  -t (E ⁰ ) ° ú כ“ É r €  • 1.882 eV– Ð" f Robert 1 p x

\

 _ K  ˜ Г ¦  ) a  כ % ƒ! 3  Å Ò  ) a ’    ñ Â Ò   H s  9, Roberts

³

ð 1. In 0.49 Ga 0.51 P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  PR 8

£

¤& ñ Ü ¼– РÒ'  % 3 “ É r   B j' .

Fit method

Samples TDFF Linear Fit.

E

0

(eV) 1.416 1.415 GaAs sub.

(mev) 8.8(Γ) 9(∆E = E

2

− E

1

) E

0

(eV) 1.882 1.883 In

0.49

Ga

0.51

P epi.

(meV) 11.5(Γ) 11(∆E = E

2

− E

¹

)

 ƒ  ½ ¨ 7 Hë  H  In

¹−x

Ga

x

P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  Photoreflectance : £ ¤$ í – C “    ñ 1 p x -97-

]

jr ô  Ç E ₀ ü < › ¸$ í q (x)_  › ' a > d ”  [25]`  ¦  6   x # Œ › ¸$ í

° ú

כ(x)`  ¦ ½ ¨ô  Ç   õ  €  • 51 %% i  .

Õ

ªa Ë > 3“ É r In 0.49 Ga 0.51 P/GaAs r « Ñ\  @ /ô  Ç   › ¸ F  g " é ¶_  [

jl \  ¦ 0.1 mW \ " f 1.5 mW t     or v €  " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç PR Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦
 ? /% 3  . Õ ªa Ë >õ  ° ú  s    › ¸c ” _  [ jl 

\

 ¦ 7 £ x r ( ” \     PR ’    ñü < Å Òl   H  _     o \ O 



 H ì ø ̀  , ’    ñ_  ”  ; Ÿ ¤“ É r 7 £ x  % i  . E ⁰ (In 0.49 Ga 0.51 P)

’

   ñ_  ”  ; Ÿ ¤`  ¦   › ¸c ”  [ jl _     o\    
 ? /€   Õ ª a Ë

> 4ü < ° ú   . Kanata1 p x [26]“ É r   › ¸c ” _  [ jl  P ,   › ¸  ) a (

J $ ™[ >  V x 9  ¨ î ç  H „  l  © œ E _ave  s _  › ' a > \  ¦ ln(P ) ∝ V ∝ E ave ² _  › ' a > d ” Ü ¼– Ð [ O " î % i  .

Õ

ªa Ë > 5  H   › ¸ Å Ò à º    o\    É r PR ’    ñ_     o

\

 ¦
 ? /% 3  . ’    ñ_  + þ AI   H   › ¸ Å Ò à º\   _  Á º › ' a

 9, Å Ò à º 7 £ x † < Ê\     PR ’    ñ_  ”  ; Ÿ ¤“ É r & h   y

Œ ™™ è† < Ê`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . s   H GaAs_  > €  \ " f „    © œI  _  õ • ¸‰ & ³ © œÜ ¼– Ð [ O " î | ¨ c à º e ”  . Õ ªa Ë > 5– РÒ'  PR ’    ñ _  ”  ; Ÿ ¤`  ¦   › ¸ Å Ò à º_  † < Êà º– Ð
 ? /€   Õ ªa Ë > 6õ  ° ú  



.   › ¸ Å Ò à º _ ” > r$ í _  B j m 7 £ §`  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ  ,   › ¸c ”  s

 é ß –5 Å q| ¨ c M : à Ôê Á œ & h Ä »• ¸ü < „  l  © œ y © œ• ¸  H " é ¶ A _  „  0 A

–

Ð [  t  l  0 AK " f : £ ¤$ í r ç ß –Ü ¼– Ð Ô  æ õ  >  ÷ & 9, Õ ª Å Ò

 )

a Å Ò à º _ ” > r כ ¹“  Ü ¼– Ѝ  H ³ ð€  , > €   x 9  U  ·“ É rï  r0 A(deep level) \ " f „  l & h   © œI _  õ • ¸‰ & ³ © œ\  _ ô  Ç  כ Ü ¼– Ð · ú ˜ 9 t

“ ¦ e ”  . s   H Shen 1 p x [27] s  ˜ Г ¦ô  Ç   õ ü < ° ú  s    

›

¸c ” _  g Ë >È ÒU  ·s   H Å Ò à º 7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ y Œ ™™ è l  M :ë  H

Õ

ªa Ë > 4. In _{1 −x} Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_    › ¸c ”  [

jl     o\    É r PR ’    ñ_  [ jl     o.

Õ

ªa Ë > 5. In _{1 −x} Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  Å Ò à º

 

 o\    É r PR Û ¼& 7 ˜à Ô .

Õ

ªa Ë > 6. In _{1 −x} Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  Å Ò à º

 

 o\    É r PR ’    ñ_  [ jl     o.

Õ

ªa Ë > 7. “ : r • ¸    o\    É r In 1 −x Ga _x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë

½

¨› ¸_  PR Û ¼& 7 ˜à Ô .

s

 . ¢ ¸ô  Ç GaAsü < In _0.49 Ga _0.51 P \ x 8 £ x_   © œ@ /& h “   ß ¼ l

_     o  2 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s  כ “ É r Zhou 1 p x [28] s 

˜

Г ¦ô  Ç ü < ° ú  s  PR ’    ñ  H F  g Ü ¼– Ð Ò q t$ í  ) a H o # Q\  _  K

 „  l  © œ_    › ¸– РÒ'  % 3   H   õ s l  M :ë  H \  F  g \  _  K

 Ò q t$ í  ) a F  g H o # Q[ þ t_  à º" î _  s – Ð [ O " î ½ + É Ã º e ”  .

In 0.49 Ga 0.51 P/GaAs r « Ñ_  “ : r • ¸ _ ” > r$ í `  ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0 A # Œ “ : r • ¸ 77∼300 K_  # 3 0 A\ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç PR Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 

`

 ¦ Õ ªa Ë > 7\ 
 ? /% 3  . 8 £ ¤& ñ “ : r • ¸\  ¦ y Œ ™™ èr ( ” \    

’

   ñ[ þ t“ É r “ ¦ \  -t  A á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x % i  . ’    ñ_  s 1 l x“ É r

“

: r • ¸ y Œ ™™ è† < Ê\     r « Ñ_    & ñ     à º» ¡ ¤“ É r ˜ Ð: Ÿ x " é ¶



ç ß –_    ½ + Ë`  ¦ y © œ or v “ ¦ { ç ß –   \  -t \  ¦ 7 £ x r v l  M

:ë  H s   [29]. PR Û ¼& 7 ˜à Ô  [ jl _  y Œ ™™ è  H “ : r • ¸ y Œ ™™ è

\

    „  l  © œ    o\  _ ô  Ç reflectance_    › ¸| ¾ Ó\  _ 

³

ð 2. In _0.49 Ga _0.51 P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_ 

„ 

s \  -t _  “ : r • ¸ _ ” > r$ í \ " f ½ ¨ô  Ç   B j' .

E

0

(0 K) α β

Transition (eV) ( ×10

⁻⁴

eV/K) (K) In

0.49

Ga

0.51

P epi. 1.969 ±0.005 6.1 ±0.51 213 ±85

GaAs sub. 1.52 ±0.006 5.7 ±0.5 198 ±82

Õ

ªa Ë > 8. In _{1 −x} Ga _x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  „  s 

\

 -t _  “ : r • ¸ _ ” > r$ í .

ô 

Ç  כ Ü ¼– Ð, “ : r • ¸ ± ú  t €   ± ú “ É r “ : r • ¸ # 3 0 A\ " f \ P „  



 ~ ½ ÓØ  ¦(thermionic emission)_  ´ òÖ  ¦ s  ± ú l  M :ë  H \  ³ ð

€ 

 x 9  > €  \  ” > r F    H î  rì ø Í _  0 l x • ¸\  ¦ y Œ ™™ èr v l  M : ë

 H s  . Õ ªo “ ¦ 160 K\ " f 8 £ ¤& ñ  ) a PR ’    ñ\ " f shoulder

’

   ñ › ' a8 £ ¤ ÷ &# Q $ “ : r Ü ¼– Ð ° ú ˜Ã º2 Ÿ ¤ S X ‰ƒ  y  ì  r o  H † d`  ¦ ^  ¦ Ã

º e ”   H X <, s   H Delong1 p x [30] s  ˜ Г ¦ô  Ç In 0.49 Ga 0.51 P

\

x 8 £ x ? /_  C Ô  ¦í  HÓ ü t \  l “   ) a  כ s  “ ¦ Ò q ty Œ • ) a  . 8 £ ¤

&

ñ “ : r • ¸\    É r „  s  \  -t     o\  ¦ › ¸  l  0 A # Œ “ : r

•

¸ 77 K\ " f 300 K  s \ " f 8 £ ¤& ñ ° ú כ`  ¦ Õ ªa Ë > 8\ 
 

?

/% 3  . Õ ªa Ë >\ " f • ¸+ þ AÜ ¼– Ð ³ ðr   ) a  כ [ þ t“ É r 8 £ ¤& ñ “ : r • ¸   

 o\    É r PRz  ´+ « >\ " f 8 £ ¤& ñ  ) a „  s  \  -t \  ¦
  · p  כ s

“ ¦, z  ´‚  “ É r “ : r • ¸\    É r {  ç ß –   \  -t _  s  : rd ” , 7 £ ¤ Varshni ~ ½ Ó& ñ d ” “   E 0 = E 0 (0) − αT ² /(β + T ) Ü ¼– Ð ³ ð‰ & ³

 )

a   [31]. # Œl " f E ⁰ (0)  H 0 K \ " f_  {  ç ß –   \  -t s 

“

¦, αü < ⍠ H Varshni > à ºs  . Õ ªo “ ¦ In ^0.49 Ga 0.51 P \  x

8 £ x õ  GaAs\ " f ½ ¨ô  Ç αü < β ° ú כ[ þ t`  ¦ ³ ð 2\ 
 ? /% 3 



. „  s  \  -t _  “ : r • ¸ % ò † ¾ ӓ É r „  l  © œõ  ° ú  “ É r ü @Â Ò “  



˜ Ð   H     & ñ ½ + Ë\  % ò † ¾ Ó`  ¦ p u   H › ¸$ í Ó ü t| 9 _  {  ç ß –

 

\  -t _     o\  _ ” > rô  Ç   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

V. + s Ç Â ] Ø

MOCVDZ O Ü ¼– Ð $ í  © œ ) a In 1 −x Ga x P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë

½

¨› ¸\  ¦ ° ú   H r « Ñ_  : £ ¤$ í `  ¦ q ] X 8 ú ¤, q  õ  8 £ ¤& ñ Z O “   PR

 ƒ  ½ ¨ 7 Hë  H  In

¹−x

Ga

x

P/GaAs s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸_  Photoreflectance : £ ¤$ í – C “    ñ 1 p x -99-

8

£

¤& ñ Z O Ü ¼– Ð  © œ“ : r õ  $ “ : r 8 £ ¤& ñ Ü ¼– РÒ'   6 £ § õ  ° ú  “ É r   



: r`  ¦ % 3 % 3  .

PR Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 Ü ¼– Ð  © œ“ : r õ  $ “ : r \ " f { ç ß – „  s \  l “   ô 

Ç ’    ñ[ þ t`  ¦ › ' a8 £ ¤ % i  . s  ° ú כ“ É r TDFF – Ð x h Aô  Ç E 0 ° ú כ õ

 › ¸$ í q – Ð ½ ¨ô  Ç ° ú כs  ¸ ú ˜ { 9 u  % i  .   › ¸c ” _  [ jl \ 



  ∆R/R“ É r E _ave ² \  q Y V Ù ¼– Ð PR ’    ñ ”  ; Ÿ ¤_  ß ¼ l

  H   › ¸c ”  [ jl “   ln(P )\  q Y Vô  Ç   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ” 

%

3  . Õ ªo “ ¦   › ¸ Å Ò à º _ ” > r$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  PR ’    

ñ_  + þ AI   H    t  · ú §“ ¦, ’    ñ_  ß ¼l ë ß –s       H  כ “ É r F 

g Å Ò{ 9 \    É r „  l & h   © œI _  õ • ¸ ‰ & ³ © œ\    É r  כ s “ ¦, GaAs ü < InGaP_  ’    ñ_  s   H F  g H o # Q_  à º" î _   s

– Ð ì  r$ 3  ) a  . Õ ªo “ ¦ PR 8 £ ¤& ñ “ : r • ¸    o\    É r \  - t

 ï  r0 A[ þ t_  “ : r • ¸ _ ” > r$ í 8 £ ¤& ñ Ü ¼– Ð In 0.51 Ga _0.49 P/GaAs s

7 á x] X ½ + Ë r « Ñ_  ç  H{ 9 $ í õ  > €  _  : £ ¤$ í s  Ä ºÃ º† < Ê`  ¦ · ú ˜ Ã

º e ” % 3  .

P c

p 8 ý ò k >

‘

: r ƒ  ½ ¨  H 2002¸  • ¸ @ /½ ¨@ /† < Ɠ § † < ÆÕ ü tƒ  ½ ¨q  t " é ¶ \  _  K

 à º' Ÿ ÷ &% 3 _ þ v m  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] K. Kobatashi, I. Hino, A. Gomyo, S. Kawata and T. Suzuki, IEEE J. Quantum Electron. QE-23, 704 (1987).

[2] M. C. Wu, Y. K. Su. K. Y. Cheng, C. Y. Chang, J.

Appl. Phys. 58, 1537 (1985).

[3] T. kajimura, J. Appl. Phys. 51, 908 (1980).

[4] J. Novak, S. Hasenohrl, R. Kucera, M. I. Alonso, M. Garriga, Materials Science and Engineering B88, 139 (2002).

[5] Y. Kawamura and H. Asahi, Appl. Phys. Lett. 45, 152 (1984).

[6] T. Suzuki, I. Hino, A. Gomyo and K. Nishida, Jpn.

J. Appl. Phys. 21, L731 (1982).

[7] I. Hino, A. Gomyo, K. Kobayashi, T. Suzuki and K.

Nishida, Appl, Phys. Lett. 43, 987 (1983).

[8] H. Asahi, Y. Kawamura, H. Nagai and T. Ikegami, Electron. Lett. 18, 62 (1982).

[9] L. B. Chang, K. Y. Cheng and C. C. Liu, Jpn. J.

Appl. Phys. 27, 1145 (1988).

[10] J. H. Tsai, Solid-State Electronics 46, 45 (2002).

[11] A. G. Baca, C. Monier, P. C. Chang, R. D. Briggs, M. G. Armendariz and S. J. Pearton, Solid-State Electronics 46, 797 (2002).

[12] S. F. Yoon, K. W. Mah, H. Q. Zheng and P. H.

Zhang, J. Crystal Growth 191, 613 (1998).

[13] L. C. Su, I. H. Ho and G. B. Stringfellow, J. Crystal Growth 146, 558 (1995).

[14] T. K. Sharma, B. M. Arora, M. R. Gokhale and S.

Rajgopalan. J. Crystal Growth 221, 509 (2000).

[15] G. R. Moriarty, M. Kildemo, J. T. Beechinor, M.

Murtagh, P. V. Kelly, G. M. Crean, S. W. Bland, Thin Solid Films 364, 244 (2000).

[16] F. H. Pollak, Materials Science and Engineering B80, 178 (2001).

[17] D. E. Aspnes, Phys. Rev. B10, 4228 (1974), D. E.

Aspnes, Surf. Sci. 37, 418 (1973).

[18] D. E. Aspnes and A. A. Studna, Phys. Rev. B7, 4605 (1973).

[19] J. S. Blakemoro, J. Appl. Phys. 53, R123 (1982).

[20] H. Shen, F. H. Pollak, J. M. Woodal and R. N.

Sacks, J. Electron. Matt. 24, 87 (1995).

[21] X. Yin, F. H. Pollak, L. Pawlowicz, T. O’Neil and M. Hafizi, Appl. Phys. Lett. 56, 1278 (1990).

[22] C. Alibert, G. Bordure, A. Laugier and J. Chevallier, Phys. Rev. B6, 1301 (1972).

[23] M. O. Watanabe and Y. Ohba, Appl. Phys. Lett.

50, 906 (1987).

[24] M. Honda, M. Lkeda, Y. Mori, K. Kaneko and N.

Watanabe, Jpn. J. Appl. Phys. 34, L187 (1985).

[25] Roberts. J. S, Scott. G. B and Growers. J. P, J. Appl.

Phys. 52, 4018 (1981).

[26] T. Kanata, H. Suzawa, M. Matsunaga, H. Takakura, Y. Hamakawa, H. Kato and T. Nishino, Phys. Rev.

B41, 2936 (1990).

[27] H. Shen, F. H. Pollak, J. M. Woodal and R. N. sacks, J. Electron. Mat. 24, 87 (1995).

[28] W. Zhou, M. Dutta, H. Shen, J. Pamulapati, B. R.

Bennett, C. H. Perry and D. W. Weyburne, J. Appl.

Phys. 73, 1266 (1993).

[29] W. Zhou, M. Dutta, H. Shen, J. Pamulapati, B. R.

Bennett, C. H. Perry and D. W. Weyburne, J. Appl.

Phys. 73, 1266 (1993).

[30] M. C. Delong, D. J. Mowbray, R. A. Hongg and M.

S. Skolick, J. Appl. Phys. 73, 5163 (1993).

[31] Y. P. Varshni, Physica. 34, 149 (1967).

In _{1 −x} Ga _x P/GaAs Heterojunction Structure Characterization by Using Photoreflectance Spectroscopy

In-Ho Bae and Ki-Hong Kim

Department of Physics, Yeungnam University, Kyongsan 712-749 Sung-Bae Park

Department of Physics, Taegu University, Kyongsan 712-749 In-Soo Kim

Department of Electronic Engineering, Kyungwoon University, Kumi 730-850 Kwang-Ho Cho

Department of Radiologic Technology, Daegu Health College, Daegu 702-722 (Received 6 January 2003)

In

_1−x

Ga

x

P/GaAs epilayers grown by using metalorganic chmical vapor deposition were inves- tigated using photoreflectance (PR) measurements. We observed the bandgap transitions of the In

1−x

Ga

x

P/GaAs heterojunction. The band gap (E

0

), the broadening parameter (Γ), and the in- ternal electric field (E

i

) were obtained from the observed Franz-Keldysh oscillation by using Aspnes’

equation. The Ga composition (x=0.51) was determined from Robert’s composition formula and by measuring the frequency dependence of the In

_1−x

Ga

x

P/GaAs heterojunction, we were able to observe that the PR line shape did not change, but the amplitude did. This results was due to the difference between the lifetimes of the photocarriers in GaAs and in In

1−x

Ga

x

P. Good agreement between the experimental and the calculated values of the bandgap transition energies were found in the temperature range from 77 K to 300 K.

PACS numbers: 73

Keywords: InGaP, Photoreflectance, GaAs, Band-gap energy