Struttura epitassiale laser InGaAsP con lunghezza d'onda lunga 2004 nm

In_1-xGa_XCome_yP_1-y (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 LDStruttura dell'epi III-Vcon InGaAs / InGaAsP laser quantum well (QW), ad esempio:

1. Strutture laser InGaAsP da 2 pollici

GANW220314-LD

2. Sistema di eterostruttura InGaAsP / InP

Per il sistema di materiali InGaAsP / InP, la lunghezza d'onda di emissione del materiale abbinato al reticolo InP è 1,1-1,65 um. Dopo aver aggiunto la deformazione nella regione attiva, la lunghezza d'onda di emissione dei wafer di eterostruttura InGaAsP / InP può raggiungere 2,0 um, che è ampiamente utilizzata nel rilevamento di gas laser. Inoltre, lo strato epitassiale a film sottile InP / InGaAsP può essere utilizzato anche in rivelatori a infrarossi, dispositivi di visione notturna in condizioni di scarsa illuminazione di quarta generazione e altri campi. Recentemente, l'applicazione di questo sistema di materiali per lo sviluppo di laser a emissione di superficie, RCLED e diodi superluminescenti ha attirato molta attenzione.

Tuttavia, all'aumentare della lunghezza d'onda, lo stress causato dall'elevata discrepanza provoca il rilassamento del reticolo, dalla crescita bidimensionale alla crescita tridimensionale, e gli atomi di indio vengono facilmente migrati per formare "isole" ricche di In-. Un tale problema renderà impossibile l'applicazione del pozzo quantico InGaAsP / InGaAs. Per risolvere questo problema, sono stati sviluppati molti metodi di crescita del materiale e sono state progettate molte strutture di dispositivi.

3. Soluzioni per evitare l'"isola" ricca

La crescita di pozzi quantici InGaAs/InGaAsP di grandi dimensioni è la tecnologia chiave per la fabbricazione di laser a semiconduttore a lunghezza d'onda lunga. Pertanto, le condizioni di crescita dei pozzi quantistici dovrebbero essere ottimizzate prima di far crescere la struttura del laser. Ecco alcuni suggerimenti dalla letteratura:

3.1 Ottimizza la temperatura di crescita per InGaAs / InGaAsP Quantum Well

La temperatura di crescita ottimale per la crescita MOCVD di pozzi quantici laser InGaAs / InGaAsP è di circa 550 ° C, il che può ridurre efficacemente la segregazione degli atomi di In, ma per la crescita di altri strati epitassiali di InGaAsP, questa temperatura è troppo bassa per essere utilizzata.

Un altro metodo consiste nel far crescere altri strati epitassiali a una temperatura più elevata, solo lo strato epitassiale InGaAs cresce a una temperatura bassa.

3.2 Migliorare la pressione durante la crescita epitassiale del diodo laser InGaAs / InGaAsP

La pressione di crescita ideale per il wafer epitassiale del laser a semiconduttore InGaAsP è di 22 mbar, il che aiuta ad accelerare la commutazione del gas e a rendere piatta l'interfaccia dello strato epitassiale; ridurre la pre-reazione delle materie prime; creare un flusso d'aria stabile sulla superficie del disco.

3.3 Interruzione della crescita in epitassiale di InGaAs / InGaAsP QW su InP

Il gruppo di ricerca di M.Weyers ha proposto la teoria dell'interruzione della crescita. L'interruzione della crescita di 5-10 secondi è stata aggiunta allo strato tampone InP di crescita. I risultati di PL hanno mostrato che: dopo l'aggiunta dell'interruzione della crescita, l'intensità della luminescenza dei diodi laser InGaAsP è diventata più forte, il picco di luminescenza è diventato più stretto e la crescita di interruzioni di 5-10 secondi può appianare l'eterogiunzione del pozzo quantico.

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