无铟之垂直腔面射型雷射

摘要

量子洞及相关之障壁层可经成长而包含置于典型 GaAs基材中或其周围之氮(N)、铝(Al)、锑(Sb)、磷(P)及/或铟(In)，以达到长波长VCSEL性能，例如1260至1650奈米范围内之波长。依据本发明特性，垂直腔面射型雷射(VCSEL)可包含至少一个由GaAsSb组成之量子洞；夹住该至少一个量子洞之障壁层；及夹往该障壁层之限制层。障壁层及限制层可由AlGaAs所组成。障壁层亦可由GaAsP所组成。氮可置入量子洞中。量子洞可发展至高达及包含50埃之厚度。量子洞亦可发展成深度至少40 meV。

主权项

1.一种垂直腔面射型雷射(VCSEL),包括:至少一个深度至少为40 mev且由GaAsSb所组成之量子洞;夹住该至少一个量子洞之障壁层;及夹住该障壁层之限制层。2.如申请专利范围第1项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。3.如申请专利范围第2项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。4.如申请专利范围第1项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。5.如申请专利范围第4项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。6.如申请专利范围第1项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。7.如申请专利范围第1项之VCSEL,其中该至少一个量子洞包括N。8.如申请专利范围第7项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。9.如申请专利范围第7项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。10.如申请专利范围第8项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。11.如申请专利范围第9项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。12.如申请专利范围第7项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。13.如申请专利范围第1项之VCSEL,其中该至少一个量子洞包括添加>1%N于量子洞中。14.如申请专利范围第13项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。15.如申请专利范围第13项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。16.如申请专利范围第14项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。17.如申请专利范围第15项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。18.如申请专利范围第13项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。19.如申请专利范围第1项之VCSEL,其中该量子洞厚度高达且包含50埃。20.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。21.如申请专利范围第20项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。22.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。23.如申请专利范围第22项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。24.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。25.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该至少一个量子洞包括N。26.如申请专利范围第25项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。27.如申请专利范围第25项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。28.如申请专利范围第6项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。29.如申请专利范围第27项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。30.如申请专利范围第25项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。31.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该至少一量子洞包括添加>1%N于量子洞中。32.如申请专利范围第31项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。33.如申请专利范围第31项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。34.如申请专利范围第32项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。35.如申请专利范围第33项之VCSEL其中该障壁层系由AlGaAs所组成。36.如申请专利范围第31项之VCSEL其中该障壁层系由AlGaAs所组成。37.一种垂直腔面射型雷射(VCSEL),包括:至少一个深度至少为40 mev且由GaAsSbN所组成之量子洞;夹住该至少一个量子洞之障壁层;及夹住该障壁层之限制层。38.如申请专利范围第37项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。39.如申请专利范围第20项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。40.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。41.如申请专利范围第22项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。42.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。43.如申请专利范围第19项之VCSEL,其中该至少一个量子洞进一步包括添加>1%N于量子洞中。44.如申请专利范围第25项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。45.如申请专利范围第25项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。46.如申请专利范围第26项之VCSEL,其中该限制层系由AlGaAs所组成。47.如申请专利范围第7项之VCSEL,其中该量子洞之厚度高达且包含50埃,48.一种垂直腔面射型雷射(VCSEL),包括:至少一个深度至少为40meV且由GaAsSbN所组成之量子洞;夹住该至少一个量子洞之障壁层;及夹住该障壁层之AlGaAs限制层。49.如申请专利范围第48项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。50.如申请专利范围第48项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。51.如申请专利范围第48项之VCSEL,其中该至少一个量子洞又包括添加>1%N于量子洞中。52.如申请专利范围第51项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。53.如申请专利范围第51项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。54.如申请专利范围第48项之VCSEL,其中该量子洞之厚度高达且包含50埃。55.如申请专利范围第54项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。56.如申请专利范围第54项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。57.如申请专利范围第54项之VCSEL,其中该至少一个量子洞又包括添加>1%N于量子洞中。58.如申请专利范围第57项之VCSEL,其中该障壁层系由GaAsP所组成。59.如申请专利范围第57项之VCSEL,其中该障壁层系由AlGaAs所组成。图式简单说明:图1为具有AlGaAs限制区、GaAs障壁层及InGaAs量子洞之VCSEL之能量相对位置及应力之图式说明;图2为具有AlGaAs限制层、GaAs障壁层及InGaAsN量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图3为具有GaAsN障壁层及InGaAsN量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图4为具有AlGaAs限制层、GaAsN障壁层及InGaAsN量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图5为具有GaAsN障壁层及InGaAsNSb量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图6为具有GaAs障壁层及GAInAsNSb量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图7为具有AlGaAs障壁层及InGaAsN量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图8为具有GaAs障壁层及含>1%氮之GaAsNSb量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图9为具有AlGaAs限制层、GaAsN障壁层及InGaAs量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图10为具有GaAsN障壁层及GaAsNSb量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图11为具有AlGaAs限制层、GaAsP障壁层及GaAsSbN量子洞之VCSEL之"能量相对位置"及"应力"之图式说明;图12为本发明具体例之VCSEL之例举截面图;图13为本发明另一具体例之VCSEL之另一例举截面图;图14为具有三个量子洞且就价数频带深度约125 meV及对导电频带约250 meV深度之VCSEL之"能量相对位置"图式说明;图15为图14之VCSEL之"能量相对位置"之图式说明,其中显示量子洞中之再组合;图16为图14之VCSEL之"能量相对位置"图式说明,其中显示量子洞内之总动力;图17为具有三个量子洞且就价数频带深度约为60meV及就导电频带约为120 meV深度之VCSEL之"能量相对位置"图式说明;图18为图17之VCSEL之"能量相对位置"图式说明,其中显示量子洞中之再组合;图19为图17之VCSEL之"能量相对位置"图式说明,其中显示量子洞内之总动力;图20为具有三个量子洞且就价数频带深度约为40meV及就导电频带约为80 meV深度之VCSEL之"能量相对位置"图式说明;图21为图20之VCSEL之"能量相对位置"图式说明,其中显示量子洞中之再组合;及图22为图20之VCSEL之"能量相对位置"图式说明,其中显示量子洞内之总动力。