采用InGaSb柱形量子点实现高效率1.5μm通讯波段激光器结构的外延生长设计及方法

摘要

III-V族锑化物以其特有的晶格参数、能带结构特性，在近、中红外半导体器件方面显示出越来越重要得研究价值和应用价值。GaAs基1.5μm的Sb基量子点激光器的研制将提供替代InP基材料器件的可能，克服InP基材料其间难以高密度集成，温度稳定性差等缺点，为光通讯提供一种价格低廉、功耗小、性能优良的新光源选择。本发明是关于采用InGaSb柱形量子点实现高效率1.5μm通讯波段激光器结构的外延生长设计及方法的，能够实现锑化物体系的低维外延生长的研制，将为替代InP基材料器件，克服InP基材料其间难以高密度集成，温度稳定性差等缺点，为光通讯提供一种价格低廉、功耗小、性能优良的新光源选择。

主权项

采用InGaSb柱形量子点实现高效率1.5μm通讯波段激光器结构的外延生长方法，其外延结构包括：GaAs衬底(1)，GaAs缓冲层(2)，AlSb/GaSb超晶格缓冲层(3)，Al0.9Ga0.1Sb下限制层(4)，Al0.3Ga0.7Sb下波导层(5)，10-15个周期GaSb/GaInSb超晶格生长的柱形InGaSb量子点层(6)，Al0.3Ga0.7Sb上波导层(7)，Al0.9Ga0.1Sb上限制层(8)，GaSb欧姆层(9),采用MBE方法，在(100)偏<111>4°取向、Si掺杂浓度1～2×1018cm-3的GaAs衬底(1)上依次生长：厚度0.5μm的GaAs缓冲层，Si掺杂，掺杂浓度2×1018cm-3，生长温度580℃；AlSb/GaSb超晶格缓冲层(3)，生长温度540℃；Al0.9Ga0.1Sb下限制层(4)，生长温度540℃，Te掺杂，浓度为5×1018cm-3，生长1.2μm；Al0.3Ga0.7Sb下波导层(5)，生长温度540℃，生长0.35μm；10-15个周期GaSb/GaInSb超晶格生长的柱形InGaSb量子点层(6)，生长温度420℃，量子点纵向与横向尺寸比大于1；Al0.3Ga0.7Sb上波导层(7)，生长温度540℃；Al0.9Ga0.1Sb上限制层(8)，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为5×1018cm-3，厚度为1.2μm；欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(9)，生长温度540℃，Be掺杂，浓度为2×1019cm-3。