Structure épitaxiale laser InGaAsP dans une longueur d'onde longue de 2004 nm

Dans_{1 fois}Géorgie_XComme_yP_{1 an} (indium gallium arsenide phosphide) is an alloy material of GaAs, GaP, InAs or InP. The band gap of InGaAsP can change through adjusting the alloy mole ratios of x and y. So this compound can apply in photonics devices. For the InGaAsP / InP material system, lattice mismatch of InGaAsP on InP substrate will make light emission wavelength extend to more than 2 um. The InP / InGaAsP laser epitaxial wafer can be offered by Ganwafer, and the PL tolerance is ± 30 nm. Take the 2004 nm LDStructure épi III-Vavec puits quantique laser InGaAs / InGaAsP (QW) par exemple :

1. Structures laser InGaAsP de 2 pouces

GANW220314-LD

2. InGaAsP / InP Heterostructure System

For the InGaAsP / InP material system, the emission wavelength of the material matched with the InP lattice is 1.1-1.65 um. After adding strain in active region, the emission wavelength of InGaAsP / InP heterostructure wafers can reach 2.0 um, which is widely used in laser gas sensing. In addition, InP / InGaAsP thin film epitaxial layer can also be used in infrared detectors, fourth-generation low-light night vision devices and other fields. Recently, the application of this material system to develop surface-emitting lasers, RCLEDs and superluminescent diodes has attracted much attention.

However, as the wavelength increases, the stress caused by the high mismatch causes the lattice relaxation, from two-dimensional growth to three-dimensional growth, and the indium atoms are easily migrated to form In-rich “islands”. Such a problem will make InGaAsP / InGaAs quantum well cannot be applied. To solve this problem, many material growth methods have been developed and many device structures have been designed.

3. Solutions for Avoiding In-rich “Island”

La croissance de puits quantiques InGaAs/InGaAsP à grande contrainte est la technologie clé pour la fabrication de lasers à semi-conducteurs à grande longueur d'onde. Par conséquent, les conditions de croissance des puits quantiques doivent être optimisées avant de faire croître la structure laser. Voici quelques suggestions tirées de la littérature :

3.1 Optimiser la température de croissance pour le puits quantique InGaAs / InGaAsP

La température de croissance optimale pour la croissance MOCVD des puits quantiques laser InGaAs / InGaAsP est d'environ 550 ° C, ce qui peut réduire efficacement la ségrégation des atomes In, mais pour la croissance d'autres couches épitaxiales d'InGaAsP, cette température est trop basse pour être utilisée.

Une autre méthode consiste à faire croître d'autres couches épitaxiales à une température plus élevée, seule la couche épitaxiale d'InGaAs croît à basse température.

3.2 Améliorer la pression pendant la croissance épitaxiale de la diode laser InGaAs / InGaAsP

La pression de croissance idéale pour la plaquette épitaxiale laser à semi-conducteur InGaAsP est de 22 mbar, ce qui contribue à accélérer la commutation de gaz et à rendre l'interface de la couche épitaxiale plate ; réduire la pré-réaction des matières premières ; créer un flux d'air stable sur la surface du disque.

3.3 Interruption de croissance en épitaxie de InGaAs / InGaAsP QW sur InP

Le groupe de recherche de M.Weyers a proposé la théorie de l'interruption de la croissance. L'interruption de croissance de 5 à 10 s a été ajoutée à la couche tampon InP de croissance. Les résultats de PL ont montré que : après l'ajout de l'interruption de croissance, l'intensité de luminescence des diodes laser InGaAsP est devenue plus forte, le pic de luminescence est devenu plus étroit et la croissance des interruptions de 5 à 10 s peut lisser l'hétérojonction du puits quantique.

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