活化区含铟、锑及氮之垂直腔面射型雷射

摘要

本发明揭示生长含有氮(N)，铝(Al)，锑(Sb)，磷(P)及/或铟(In)，且置于典型砷化镓(GaAs)基板内或附近之量子井与相关障壁层，以达到长波长垂直腔面射型雷射性能，例如，于1260至1650毫微米范围。根据本发明特征，一垂直腔面射型雷射(VCSEL)可包含由砷氮化铟镓锑(InGaAsSbN)构成之至少一量子井11；将该至少一量子井11夹于其中之障壁层12；及将该障壁层12夹于其中之局限层13。局限层13与障壁层12可包含砷化铝镓(AlGaAs)。障壁层，或者，亦可包含砷磷化镓(GaAsP)。氮可置入量子井11。量子井厚度最高可生长至且包含50埃。量子井亦可生长为具至少40毫电子伏特深度。

主权项

1.一种垂直腔面射型雷射(VCSEL),包含:至少一量子井,其具一至少40毫电子伏特之深度且由砷氮化铟镓锑(InGaAsSbN)构成;将该至少一量子井夹于其中之障壁层;及将该障壁层夹于其中之局限层。2.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷磷化镓(GaAsP)构成。3.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层进一步由砷化铝镓(AIGaAs)构成。4.如申请专利范围第2项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层进一步由砷化铝镓(AIGaAs)构成。5.如申请专利范围第3项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层进一步由砷化铝镓(AIGaAs)构成。6.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。7.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该至少一量子井进一步包含>1%氮添加至该量子井。8.如申请专利范围第7项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷磷化镓(GaAsP)构成。9.如申请专利范围第7项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。10.如申请专利范围第8项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。11.如申请专利范围第7项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。12.如申请专利范围第9项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。13.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该量子井厚度最高至且包含50埃。14.如申请专利范围第13项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷磷化镓(GaAsP)构成。15.如申请专利范围第13项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层进一步由砷化铝镓(AIGaAs)构成。16.如申请专利范围第14项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层进一步由砷化铝镓(AIGaAs)构成。17.如申请专利范围第15项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层进一步由砷化铝镓(AIGaAs)构成。18.如申请专利范围第13项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。19.如申请专利范围第13项之垂直腔面射型雷射,其中该至少一量子井进一步包含>1%氮添加至该量子井。20.如申请专利范围第19项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷磷化镓(GaAsP)构成。21.如申请专利范围第19项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。22.如申请专利范围第20项之垂直腔面射型雷射,其中该局限层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。23.如申请专利范围第19项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。24.如申请专利范围第21项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。25.一种垂直腔面射型雷射(VCSEL),包含:至少一量子井,其具一至少40毫电子伏特之深度且由砷氮化铟镓锑(InGaAsSbN)构成;将该至少一量子井夹于其中之障壁层;及将该障壁层夹于其中之砷化铝镓(AIGaAs)局限层。26.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷磷化镓(GaAsP)构成。27.如申请专利范围第3项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。28.如申请专利范围第1项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。29.如申请专利范围第13项之垂直腔面射型雷射,其中该至少一量子井进一步包含>1%氮添加至该量子井。30.如申请专利范围第17项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷磷化镓(GaAsP)构成。31.如申请专利范围第17项之垂直腔面射型雷射,其中该障壁层由砷化铝镓(AIGaAs)构成。32.如申请专利范围第25项之垂直腔面射型雷射,其中该量子井厚度最高至且包含50埃。33.一种垂直腔面射型雷射(VCSEL),包含:至少一量子井,其具一至少40毫电子伏特之深度且由砷氮化铟镓锑(InGaAsSbN)构成;将该至少一量子井夹于其中之砷化铝镓(AIGaAs)障壁层;及将该障壁层夹于其中之砷化铝镓(AIGaAs)局限层。34.如申请专利范围第33项之VCSEL其中该量子井最多达并包括50之厚度。图式简单说明:图1为具砷化铝镓局限区,砷化镓障壁层与砷化铟镓量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图2为具砷化铝镓局限层,砷化镓障壁层与砷氮化铟镓量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图3为具砷氮化镓障壁层与砷氮化铟镓量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图4为具砷化铝镓局限层,砷氮化镓障壁层与砷氮化铟镓量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图5为具砷氮化镓障壁层与砷氮化铟镓锑量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图6为具砷化镓障壁层与砷氮化铟镓锑量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图7为具砷化铝镓障壁层与砷氮化铟镓量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图8为具砷化镓障壁层及具>1%氮之砷氮化镓锑(GaAsNSb)量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图9为具砷化铝镓局限层,砷氮化镓障壁层与砷化铟镓量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图10为具砷氮化镓障壁层与砷氮化镓锑量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图11为具砷化铝镓局限层,砷磷化镓障壁层与砷氮化镓锑量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"及“张力"图解说明;图12为根据本发明一具体实施例之垂直腔面射型雷射之一示范截面图式;图13为根据本发明另一具体实施例之垂直腔面射型雷射之另一示范戴面图式;图14为具三个价带深度~125毫电子伏特,且导带深度250毫电子伏特之量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明;图15为图14之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明,其中显示量子井内之再结合(recombination);图16为图14之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明,其中显示量子井内总功率;图17为具三个价带深度~60毫电子伏特,且导带深度120毫电子伏特之量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明;图18为图17之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明,其中显示量子井内之再结合;图19为图17之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明,其中显示量子井内总功率;图20为具三个价带深度~40毫电子伏特,且导带深度~80毫电子伏特之量子井之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明;图21为图21之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明,其中显示量子井内之再结合;及图22为图21之垂直腔面射型雷射,其“能量与位置"图解说明,其中显示量子井内总功率;