p-GaSb:Be/GaAs 에피층의 Be 준위에 관한 연구

노삼규,김준오,이상준,Noh, S.K.,Kim, J.O.,Lee, S.J. 한국진공학회 2011 Applied Science and Convergence Technology Vol.20 No.2

Be을 도핑한 p형 GaSb:Be 에피층의 광여기 발광(PL) 스펙트럼(20 K)의 도핑밀도에 따른 변화를 조사하여, Be 억셉터의 근원을 분석하였다. 도핑을 증가시키면 PL 피크가 고에너지로 변위하고 반치폭은 줄어드는 경향을 보이다가, 밀도가 ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상에서 피크 에너지는 오히려 저에너지로 변위하고 반치폭이 늘어나는 현상을 관측하였다. 3개 피크로 분리한 PL 스펙트럼의 적분 PL 강도 변화를 통하여, 도핑 증가에 따라 $Be[Be_{Ga}]$ 준위(0.794 eV)는 감소하는 반면 진성결함에 기인한 $A[Ga_{Sb}]$ 피크(0.778 eV)와 함께 Be과 A 사이에 위치하는 새로운 $Be^*$ 준위(0.787 eV)가 증가하기 때문으로 분석되었다. 이것은 Be을 도핑한 p-GaSb:Be 에피층에는 Be 얕은준위(${\Delta}E=16meV$)와 Be과 A 결함준위가 결합한 $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$의 복합준위(${\Delta}E=23meV$)가 공존하기 때문으로 논의하였으며, ${\sim}10^{17}cm^{-3}$ 이상 도핑할 경우에는 Be 준위가 다소 감소할 수 있음을 보였다. By investigating photoluminescence (PL) spectra (20 K) of undoped and Be-doped p-type GaSb/GaAs epilayers, the origin has been analyzed by the change due to doping density. We have observed that the PL peak shifts to higher energy and the full-width half-maximum (FWHM) decreases with increasing the doping density below ${\sim}10^{17}cm^{-3}$, contrasted to shift to low energy and increasing FWHM above the density of ${\sim}10^{17}cm^{-3}$. From the variation of the integrated PL intensities of three peaks dissolved by Gaussian fit, it has been analyzed that, as the density increases, the $Be[Be_{Ga}]$ acceptor level (0.794 eV) reduces, whereas the intrinsic defect of $A[Ga_{Sb}]$ (0.778 eV) enhances together with a new $Be^*$ level (0.787 eV) locating between A and Be. We have discussed that it is due to coexistence of the Be acceptor level (${\Delta}E=16meV$) and the complex level (${\Delta}E=23meV$), $Be^*[Ga_{Sb}-Be_{Ga}]$combined by Be and A, in Be-doped p-GaSb, and that the level density of $Be[Be_{Ga}]$ may be reduced above ${\sim}10^{17}cm^{-3}$.

[InAs/GaSb] 응력 초격자에 기초한 [320×256]-FPA 적외선 열영상 모듈 제작

이상준,노삼규,배수호,정한,Lee, S.J.,Noh, S.K.,Bae, S.H.,Jung, H. 한국진공학회 2011 Applied Science and Convergence Technology Vol.20 No.1

An infrared thermographic imaging module of [$320{\times}256$] focal-plane array (FPA) based on [InAs/GaSb] strained-layer superlattice (SLS) was fabricated, and its images were demonstrated. The p-i-n device consisted of an active layer (i) of 300-period [13/7]-ML [InAs/GaSb]-SLS and a pair of p/n-electrodes of (60/115)-period [InAs:(Be/Si)/GaSb]-SLS. FTIR photoresponse spectra taken from a test device revealed that the peak wavelength (${\lambda}_p$) and the cutoff wavelength (${\lambda}_{co}$) were approximately $3.1/2.7{\mu}m$ and $3.8{\mu}m$, respectively, and it was confirmed that the device was operated up to a temperature of 180 K. The $30/24-{\mu}m$ design rule was applied to single pixel pitch/mesa, and a standard photolithography was introduced for [$320{\times}256$]-FPA fabrication. An FPA-ROIC thermographic module was accomplished by using a $18/10-{\mu}m$ In-bump/UBM process and a flip-chip bonding technique, and the thermographic image was demonstrated by utilizing a mid-infrared camera and an image processor. InAs/GaSb 제2형 응력초격자(SLS)를 활성층에 탑재한 [$320{\times}256$] 초점면 배열(FPA) 적외선 열영상 모듈을 제작하고 열영상을 구현하였다. p-i-n형으로 설계된 소자의 활성층(i) 구조는 300 주기의 [13/7]-ML [InAs/GaSb]-SLS로 구성되어 있고, p와 n 전극층에는 각각 60주기의 [InAs:Be/GaSb]-SLS와 115 주기의 [InAs:Si/GaSb]-SLS 구조를 채용하였다. 시험소자의 광반응(PR) 스펙트럼으로부터 피크 파장(${\lambda}_p$)과 차단 파장(${\lambda}_{co}$)은 각각 ${\sim}3.1/2.7{\mu}m$과 ${\sim}3.8{\mu}m$이고 180 K 온도까지 동작을 확인하였다. 단위 화소의 간격/메사는 $30/24{\mu}m$ 규격으로 설계되었으며, [$320{\times}256$]-FPA는 표준 광묘화법으로 제작하였다. $18/10{\mu}m$의 In-bump/UBM 공정과 flip-chip 결합 기술을 적용하여 FPA-ROIC 열영상 모듈을 완성하였으며, 중적외선용 영상구동 회로 및 S/W를 활용하여 열영상을 시연하였다.

InAs 양자점의 크기에 따른 분광학적 특성

권영수(Y. S. Kwon),임재영(J. Y. Leem),이철로(C. R. Lee),노삼규(S. K. Noh),유연희(Y. H. Ryu),최정우(J. W. Choe),김성만(S. M. Kim),이욱현(U. H. Lee),류동현(D. H. Ryu),이동한(D. H. Lee),박장환(Jang-Hwan Park) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)

MBE(Molecular Beam Epitaxy) 방법으로 InAS 양자점의 크기를 달리하여 성장한 lnAs 양자점의 구조적 특성과 분광학적 특성을 조사하였다. 구조적 특성은 AFM(Atomic Force Microscopy)으로 하였으며, 광학적 특성은 PL(Photoluminescence)로 수행하였다. AFM 측정결과 양자점의 밀도는 2 ML에서 최대 값인 1.1×10¹¹/㎠이다. 양자점의 크기가 증가함에 따라 PL 피크는 적색편이를 하고 있었다. 발광피크의 온도의존성을 조사한 결과 온도의 증가에 따라 발광피크는 낮은 에너지로 이동하였으며, 20 K에서 180 K 구간에서는 발광피크의 FWHM(Full Width at Half Maximum) 값은 감소하였으며, 180 K 이상의 온도에서는 온도의 증가에 따라 FWHM도 증가하였다. 한편 Arrehenius-type function으로 구한 활성화 에너지는 InAs 양자점의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. We present Photoluminescence (PL) and Atomic Force Microscopy (AFM) image on InAs quantum dots (QDs) having different size which grown by Molecular Beam Epitaxy (MBE). For different size QDs, analysis of the AFM profiles show that the density of QDs was the maximum value (1.1×10¹¹/㎠) at 2.0 ML. In the PL spectra of QDs, it is found that the peak energy decreases with increasing dot size due to the effect of quantum confinement. Temperature dependence of PL intensities show that the PL is quenching and Red shift as the temperature increase. The FWHM range of 20 K~80 K is narrowing with increasing temperature. When temperature is over 180 K, the line-width starts to increase with increasing temperature. At last, temperature dependence of the integrated intensities were fit using the Arrehenius-type function for the activation energy. Fit value of the activation energy was increased with increasing QDs-size.

Hall 소자용 InAs 박막성장

김성만(S. M. Kim),임재영(J. Y. Leem),이철로(C. R. Lee),노삼규(S. K. Noh),신장규(J. K. Shin),권영수(Y. S. Kwon),유연희(Y. H. Ryu),손정식(J. S. Son),김지언(J. E. Kim) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)

MBE 방법을 이용하여 [011] 방향으로 2˚ 기울어진 GaAs 기판 위에 InAs 에피층 성장을 연구하였다. InAs 에피층의 결정성은 GaAs의 완충층의 두께가 약 2500 Å일 때 가장 좋은 특성을 나타내고 있었다. 한편 As BEP 및 Si cell 온도 등의 성장조건을 변화시키면서 성장한 시료에 대하여 Hall effect를 측정한 결과 As/In BEP 비가 1.2~2.0의 영역일 때 가장 높은 이동도를 가지는 InAs 에피층을 얻을 수 있었다. Si 도우핑에 의해 전자농도가 증가함에 따라 이동도는 증가하다가 Si cell 온도 960℃ (ND=2.21×10^(17) cm-³)를 기점으로 감소하는 경향을 나타내고 있다. Si 의 전자농도가 ND=2.21×10^(17) cm-³일 때 이동도가 1.10×10⁴ ㎠/V.s 로 가장 높게 나타나고 있었다. We studied the properties of the InAs epitaxial layers grown on (100)-oriented GaAs (2° tilted toward [011]) by molecular beam epitaxy. From DCX (double-crystal x-ray), the better crystal quality was shown in InAs epitaxial layers on about 2500 Å GaAs buffer among the different buffer thickness. On the other hand, by changing As HEP and Si cell temperature in growing InAs epitaxial layers on GaAs, we obtained the high mobility of InAs epitaxy in As/In HEP ratio (1.2~2.0) from Hall effect measurement. The electron mobility increased as electron concentration increases, until Si cell temperature 960℃ (ND=2.21×10^(17) ㎝-³). The mobility decreases as the Si cell temperature increases, at the temperature over 960℃. We obtained the high mobility (1.10×10⁴㎠/V.s) at Si electron concentration of ND=2.21×10^(17) ㎝-³.

열처리 온도에 따른 Si / Co / GaAs계의 계면반응 및 상평형에 관한 연구

곽준섭(J. S. Kwak),김화년(H. N. Kim),백홍구(H. K. Baik),신동원(D. W. Shin),박찬경(C. G. Park),김창수(C. S. Kim),노삼규(S. K. Noh) 한국진공학회(ASCT) 1995 Applied Science and Convergence Technology Vol.4 No.1

(001)방향 GaAs기판과 Si/Co 박막의 계면반응 및 상평형에 관한 연구를 300~700℃ 열처리 구간에서 행하였다. 반응에 의한 상전이 과정은 glancing angle X-ray diffraction(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 cross-sectional transmission electron microscopy(XTEM)을 이용하여 분석하였다. Si/Co/GaAs계의 계면반응에서 Co는 380℃에서 GaAs 기판 및 Si와 반응하여 Co₂GaAs과 Co₂Si상을 형성하였다. 420℃에서 열처리 후, Co층은 모두 소모되었으며 단면구조는 Si/CoSi/CoGa(CoAs)/Co₂GaAs/GaAs으로 전이되었다. 460℃까지 온도를 올려 계속적인 반응을 일으키면 CoGa와 CoAs이 분해되면서 CoSi가 성장하였고, 600℃에서는 Co₂GaAs마저 분해되고 CoSi상이 성장하여 GaAs와 계면을 형성하였다. CoSi와 GaAs사이의 계면은 700℃의 고온까지 안정하였으며 이러한 계면반응 결과는 계산에 의하여 구한 Si-Co-Ga-As 4원계 상태도로부터 이해될 수 있었다. Interfacial reactions of Si/Co films on(001) oriented GaAs substrate, in the temperature range 300~700℃ for 30 min, have been investigated using glancing angle X-ray Diffraction(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES), and cross-sectional transmission electron microscopy(XTEM). Cobalt starts to react with GaAs and Si at 380℃ by formation of Co₂GaAs, and Co₂Si phases, respectively. At 420℃, the entire layer of Co is consumed, and the layer structure is observed with the sequence Si/CoSi/CoGa(CoAs)/Co₂GaAs/GaAs. In the subsequent reaction, CoSi grows at the expense of the decompositions of CoGa and CoAs at 460℃. In addition, ternary phase is also decomposed and only CoSi phase is remained upon GaAs surface at 600℃. The interface between CoSi and GaAs is stable up to 700℃. The results of interfacial reactions can be understood from the calculated Si-Co-Ga-As quaternary phase diagram.

InAs/GaSb 응력초격자를 이용한 적외선검출소자의 제작 및 특성 연구

김준오,신현욱,최정우,이상준,김창수,노삼규,Kim, J.O.,Shin, H.W.,Choe, J.W.,Lee, S.J.,Kim, C.S.,Noh, S.K. 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.2

150 주기의 InAs/GaSb (8/8-ML) 제2형 응력초격자 (SLS)를 활성층에 탑재한 초격자 적외선검출소자 (SLIP) 구조를 MBE 방법으로 성장하고, 직경 $200{\mu}m$의 개구면을 가지는 SLIP 개별소자를 시험 제작하였다 고분해능 투과전자현미경 (TEM) 이미지의 휘도분포와 X선회절 (XRD) 곡선의 위성피크의 분석 결과는 SLS 활성층은 균일한 층두께와 주기적 응력변형을 유지하는 급격한 계면의 초격자임을 입증하였다. 흑체복사 적외선 광원을 이용하여 측정한 입사파장 및 인가전압에 따른 반응도 (R)와 검출률 ($D^*$)로부터, 차단파장은 ${\sim}5{\mu}m$이고 최대 R과 $D^*$ ($\lambda=3.25{\mu}m$)는 각각 ${\sim}10^3mA/W$ (-0.6 V/13 K)와 ${\sim}10^9cm.Hz^{1/2}/W$ (0 V/13 K)임을 보였다. 반응도의 온도의존성으로부터 분석한 활성화에너지 275 meV는 광반응 과정에 개입되어 있는 가전대 및 전도대 부준위 사이의 에너지 간격 (HH1-C)과 잘 일치하였다. The superlattice infrared photodetector (SLIP) with an active layer of 8/8-ML InAs/GaSb type-II strained-layer superlattice (SLS) of 150 periods was grown by MBE technique, and the proto-type discrete device was defined with an aperture of $200-{\mu}m$ diameter. The contrast profile of the transmission electron microscope (TEM) image and the satellite peak in the x-ray diffraction (XRD) rocking curve show that the SLS active layer keeps abrupt interfaces with a uniform thickness and a periodic strain. The wavelength and the bias-voltage dependences of responsivity (R) and detectivity ($D^*$) measured by a blackbody radiation source give that the cutoff wavelength is ${\sim}5{\mu}m$, and the maximum Rand $D^*$ ($\lambda=3.25{\mu}m$) are ${\sim}10^3mA/W$ (-0.6 V/13 K) and ${\sim}10^9cm.Hz^{1/2}/W$ (0 V/13 K), respectively. The activation energy of 275 meV analyzed from the temperature dependent responsivity is in good agreement with the energy difference between two SLS subblevels of conduction and valence bands (HH1-C) involving in the photoresponse process.

InGaAs 반도체 박막의 테라헤르쯔(THz) 발생 및 검출 특성 연구

박동우,김진수,노삼규,지영빈,전태인,Park, D.W.,Kim, J.S.,Noh, S.K.,Ji, Young-Bin,Jeon, T.I. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.5

본 논문에서는 InGaAs 반도체에 기반한 테라헤르쯔(THz) 송/수신기(Tx/Rx) 제작을 위한 기초 연구로서, InGaAs 박막의 THz 발생 및 검출 특성에 관한 결과를 보고한다. THz 발생과 검출 특성 조사에는 각각 MBE 장비로 고온(HT) 및 저온(LT)에서 성장한 InGaAs 박막이 사용되었으며, THz 발생에는 photo-Dember 표면방출 방법이 시도되었다. HT-InGaAs 기판 위에 제작한 전송선(Ti/Au)의 가장자리에 Ti:Sapphire fs 펄스 레이저(60 ps/83 MHz)를 조사하여 THz파를 발생시켰으며, 이때 THz 검출에는 LT-GaAs가 사용되었다. 시간지연에 따른 전류신호를 Fourier 변환하여 얻은 THz 스펙트럼의 주파수 범위는 약 0.5~2 THz이었으며, 여기 레이저 출력에 대한 신호의 세기는 지수함수적 변화를 보였다. THz 검출 특성에 사용한 LT-InGaAs Rx에는 쌍극자(5/20 ${\mu}m$) 구조의 안테나가 탑재되어 있으며, 차단 주파수는 약 2 THz이었다. In this paper, we report THz generation and detection characteristics investigated by InGaAs semiconductor epilayers, as results of a basic study obtained from the InGaAs-based THz transmitter/receiver (Tx/Rx). High-temperature and low-temperature (LT) grown InGaAs epilayers were prepared by the molecular beam epitaxy technique for the characterization of THz generation and detection, respectively, and the surface emission based on the photo-Dember effect was tried for THz generation. THz wave was generated by irradiation of a Ti:Sapphire fs pulse laser (60 ps/83 MHz), and a LT-GaAs Rx was used for the THz detection. The frequency band shown in the spectral amplitudes Fourier-transformed from the measured current signals was ranging in 0.5~2 THz, and the signal currents were exponentially increased with the Tx beam power. The THz detection characteristics of LT-InGaAs were investigated by using an Rx with dipole (5/20 ${\mu}m$) antenna, and the cutoff frequency was ~2 THz.

수평 자기정렬 InGaAs/GaAs 양자점의 형태 및 분광 특성 연구

김준오,최정우,이상준,노삼규,Kim J. O.,Choe J. W.,Lee S. J.,Noh S. K. 한국진공학회 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.1

Laterally self-aligned InGaAs/GaAs quantum-dots (QDs) have been fabricated by using a multilayer stacking technique. For the growth optimization, we vary the number of stacks and the growth temperature in the ranges of 1-15 periods and $500-540^{\circ}C$. respectively, Atomic force microscope (AFM) images and photoluminescence (PL) spectra reveal that the lateral alignment of QDs is enhanced in extended length by an increased stack period, but severely degrades into film-like wires above a critical growth temperature. The morphological and the photoluminescence characteristics of laterally self-aligned InGaAs QDs have been analyzed through mutual comparisons among four samples with different parameters. An anisotropic arrangement develops with increasing number of stacks, and high-temperature capping allows isolated QDs to be spontaneously organized into a one-dimensionally aligned chain-like shape over a few ${\mu}m$, Moreover, the migration time allowed by growth interruption plays an additional important role in the chain arrangement of QDs. The QD chains capped at high temperature exhibit blue shifts in the emission energy, which may be attributed to a slight outdiffusion of In from the InGaAs QDs. 다중 적층법을 이용하여 수평방향으로 자기정렬된 InGaAs/GaAs 양자점(quantum dot, QD)을 제작하고, 원자력간 현미경(AFM) 사진과 발광(PL) 스펙트럼을 이용하여 QD의 특성을 분석하였다. 적층주기가 증가함에 따라 정렬 QD의 길이가 길어지고, 임계 성장온도 이상에서는 QD 사이의 상호확 산에 의하여 양자선 형태로 변화함을 관측하였다. 성장 변수가 서로 다른 4개 시료의 비교 분석을 통하여, 수직으로 적층되면서 비등방성 정렬이 이루어지고, 수 ${\mu}m$ 이상 1차원적으로 정렬된 QD 사슬 모양 의 구조를 얻을 수 있었다. 또한 성장일시멈춤 과정을 통한 이주시간의 증가는 QD의 1차윈 정렬에 중요한 변수임을 알 수 있었다. 고온에서 덮개층을 형성한 QD 구조에서 관측된 발광 에너지의 청색변위 현상은 InGaAs QD로부터 In이 덮개층으로 확산되었기 때문으로 해석된다.

InGaN/GaN 다중 양자우물 구조에서의 결정상 분리 현상 연구

이상준,김준오,김창수,노삼규,임기영,Lee, S.J.,Kim, J.O.,Kim, C.S.,Noh, S.K.,Lim, K.Y. 한국진공학회 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.1

양자우물의 두께가 다른 4종류의 $In_xGa_{1-x}N(x=0.15)/GaN$ 다중 양자우물 구조의 PL 스펙트럼을 분석하여 InGaN에서의 결정상 분리 현상을 조사하였다. 우물폭이 1.5 nm에서 6.0 nm로 증가함에 따라, PL스펙트럼은 비대칭성이 점점 강해지는 이중 피크의 특성을 나타내었다. 곡선맞춤을 수행하여 분리한 2개의 피크를 분석하여, InGaN 우물에서의 부준위 천이에 해당하는 고에너지 피크의 세기는 줄어드는 반면, 상분리에 의하여 생성된 저에너지 피크의 강도는 점점 강해짐을 볼 수 있었다. 이것은 InGaN 우물에는 In 조성이 다소 다른 2개의 결정상이 존재하여, 우물폭 증가와 함께 InN 상분리가 강해지면서 In 조성이 큰(In-rich) InGaN 결정상이 상대적으로 증대됨을 보여 주는 결과로 해석된다. 우물 두께가 6.0 nm인 시료에서는 저에너지 영역(${\sim}2.0eV$)에서 또 하나의 피크이 관측되었는데, 이것은 GaN에서 잘 알려져 있는 결함에 기인한 황색준위(YB)와 그 근원이 같은 것으로, InN의 상분리가 임계값 이상으로 발달하여 생성된 결함과 관련된 준위인 것으로 해석된다. We have investigated photoluminescence(PL) spectra of four $In_xGa_{1-x}N(x=0.15)/GaN$ multiple quantum well(MQW) structures with different well widths in order to study a phenomenon on crystal phase separation. The asymmetic behavior of PL spectra becomes stronger with increase of the well width from 1.5 nm to 6.0 nm, which indicates dual-peak nature. Analyzing the dual-peak fit PL spectra, we have observed that the intensity of low-energy shoulder peak rapidly becomes stronger, compared to that of high-energy peak corresponding to a transition in InGaN QW. It suggests that InGaN QW has two phases with tiny different In compositions, and that In-rich(InN-like) phase forms more and more relatively than stoichiometric InGaN(x=0.15) phase by the InN phase separation mechanism as the QW width increases. PL spectrum of 6.0-nm sample shows an additional peak at low-energy lesion(${\sim}2.0\;eV$) whose energy position is almost the same as a defect band of yellow luminescence frequently observed in GaN epilayers. It may be due to a defect resulted from In deficiency formed with development of the phase separation.

적외선검출소자를 위한 GaSb 결정 및 MBE로 성장한 Gasb/SI-GaAs 박막의 진성결함에 관한 연구

김준오,신현욱,최정우,이상준,노삼규,Kim, J.O.,Shin, H.W.,Choe, J.W.,Lee, S.J.,Noh, S.K. 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.2

Sb에 기초한 응력 초격자 적외선검출소자의 구성 물질인 도핑하지 않은 기판 GaSb 결정과 GaSb/SI-GaAs 박막에 잔존하고 있는 진성결함 (intrinsic defect)을 비교 조사하였다. 상온 근처 (250 K)까지 광여기 발광 (PL)을 보이는 GaSb 결정에서의 발광 에너지의 온도의존성으로부터, 밴드갭 에너지에 관한 경험식인 Varshni 함수의 파라미터 ($E_o$, $\alpha$, $\beta$)를 결정하였다. GaAs 기판 위에 성장된 이종 GaSb 박막에서는 GaSb 주요 진성결함으로 알려져 있는 29 meV의 이온화 에너지를 가지는 위치반전 (antisite) Ga ([$Ga_{Sb}$]) 결함과 함께 위치반전 Sb ([$Sb_{Ga}$])와의 복합결함 ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$])과 관련된 것으로 분석된 732/711 meV의 한 쌍의 깊은준위 (deep level)가 관측되었다. PL의 온도 및 여기출력 의존성을 분석하여, Sb-rich상태에서 성장된 GaSb 박막에서는 잉여 Sb의 자발확산 (self-diffusion)에 의하여 치환된 위치전도 [$Ga_{Sb}$] 및 [$Sb_{Ga}$]가 결합하여 [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]의 깊은준위를 형성하는 것으로 해석되었다. We have investigated the intrinsic defects remaining in epitaxial GaSb layers grown on SI-GaAs substrates compared to those in bulk GaSb crystal substrate, which is a basic material of Sb-based strained-layer superlattice infrared photodetectors. From the functional dependence of the band-to-band transition energy of the photomuminescence (PL) spectra observing up to near room-temperature (250 K), the temperature parameters of [$E_o$, $\alpha$, $\beta$] of undoped GaSb crystal are determined by using the Varshni empirical equation describing the temperature variation of the bandgap energy. Additionally to the antisite-Ga ([$Ga_{Sb}$]) with an ionization energy of 29 meV that is well known to a major intrinsic defect in GaSb, epitaxial GaSb layers show a pair of deep states at the emission energy of 732/711 meV that may be related with a complex of two antisite-Ga and antisite-Sb ([$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$]). Based on the analysis of the temperature and the excitation-power dependences of PL, it suggests that excess-Sb substitutes Ga-site by self-diffusion and two anti sites of [$Ga_{Sb}$] and [$Sb_{Ga}$] could form as a complex of [$Ga_{Sb}-Sb_{Ga}$] in GaSb epilayers grown under Sb-rich condition.