一种多层垂直耦合InAsSb量子点隧道结激光器结构

摘要

本发明提出了一种多层垂直耦合InAsSb量子点隧道结激光器结构，其基本思想是采用多层垂直耦合量子点作为隧道结，实现激光器的高效隧穿耦合，即通过多层垂直耦合量子点隧道结将两个或两个以上量子阱激光器串联起来。与采用薄层隧道结结构的激光器相比，多层垂直耦合量子点作为隧道结其效果在于多层耦合的量子点结构具有更高的耦合隧穿效率，可有效实现载流子的隧穿再生，并且减小隧道结带来的压降和电阻，提高隧道结的隧穿几率和光功率转换效率。

主权项

一种多层垂直耦合InAsSb量子点隧道结激光器结构包括：n型GaSb衬底(1)；n型AlGaAsSb下限制层(2)；n型AlGaAsSb下波导层(3)；量子阱层InGaAsSb/AlGaAsSb(4)；p型AlGaAsSb上波导层(5)；p型AlGaAsSb上限制层(6)；多层耦合InAsSb量子点层(7)，其构成由5层InAsSb量子点(15)和GaAs(Sb)浸润层(14)组成；n型AlGaAsSb下限制层(8)；n型AlGaAsSb下波导层(9)；量子阱层InGaAsSb/AlGaAsSb(10)；p型AlGaAsSb上波导层(11)；p型AlGaAsSb上限制层(12)；p型GaSb欧姆层(13)；衬底(1)为材料外延生长的基底，采用Te掺杂的GaSb衬底；下限制层AlGaAsSb层(3)和(8)厚度为1.2μm；下波导层AlGaAsSb层(4)和(9)厚度为0.35μm；有源区为量子阱层InGaAsSb/AlGaAsSb(4)和(10)；上波导层AlGaAsSb层(9)和(11)厚度为0.35μm；上限制层AlGaAsSb层(10)和(12)厚度为1.2μm；欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(13)；其中隧道结(7)为5个周期的2.5个原子层的InAsSb量子点层(15)和GaAs(Sb)浸润层(14)；衬底(1)为(100)取向、Te掺杂浓度1～2×1018cm‑3的GaSb晶体材料；AlGaAsSb下限制层(2)和(8)，生长温度540℃，生长温度540℃，Te掺杂，浓度为5×1018cm‑3，生长1.2μm；AlGaAsSb下波导层(4)和(9)，生长温度540℃，生长0.35μm；有源区为量子阱层InGaAsSb/AlGaAsSb(4)和(10)，生长温度420℃；其中InGaAsSb厚度为15nm，AlGaAsSb厚度为25nm；5层InAsSb量子点(15)和GaAs(Sb)浸润层(14)，生长温度420℃，总厚度60nm，其中开始的40nm采用p型掺杂，浓度为5×1020cm‑3，接下来的20nm，采用n型掺杂，浓度为5×1018cm‑3；欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(13)，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为2×1019cm‑3。