带有非吸收窗口的大功率915nm半导体激光器

为了实现大功率输出,应用无杂质空位诱导量子阱混合(IFVD)方法制备带有非吸收窗口结构的915 nm半导体激光器单管。通过实验确定促进和抑制量子阱混合的Si O2和Si3N4薄膜的厚度分别为300和500 nm,退火条件为800℃,90 s。最终制备出的带有非吸收窗口的激光器,与普通激光器的阈值电流和斜率效率几乎一样。但普通激光器在电流为10 A时发生灾变性光学损伤(COD)并失效,而带有非吸收窗口的激光器在电流达到13 A时仍然可以正常工作,相比普通激光器其最大输出功率增加了15%。每种器件各20个在20℃,电流为9 A时进行直流老化试验,普通激光器在老化时间达到100 h时全部失效,而带非吸收窗口器件在老化200 h时仅有两个失效,这表明非吸收窗口结构显著提高了器件的抗COD能力。

离子注入结合无杂质空位诱导量子阱混合的研究

离子注入诱导无序（IICD）和无杂质空住扩散（IFVD）方法是在同一基片上生长量子阱以后再导致部分区域量子阱混合（QWI）的重要方法。本文采用磷离子注入（注入能量为160keV，剂量分别为1×10^11，1×10^12，1×10^13，3×10^13，7×10^14ion／cm^2）和用无杂质空位扩散（PECVD 200nm SiO2电介质膜）相结合的方法来实现InGaAsP／InP多量子阱的混合（高纯氮保护下进行快速热退火，退火温度为780℃，退火时间为30s）。同时，和相同条件下纯磷离子注入诱导混和结果进行了比较。试验发现，先用PECVD镀200nm的SiO2电介质膜再进行磷离子注入的方法造成的带隙蓝移值比在同样条件下纯离子注入方法小，而先进行磷离子注入在用覆盖200nm的SiO2电介质膜造成的带隙蓝移值比在同样条件下纯离子注入方法稍大。说明，离子注入造成的缺陷比介质膜SiO2中的缺陷多。带隙兰移主要由离子注入引起。但用两种方法结合时，SiO2中的缺陷也起到促进作用。

PECVD沉积SiOP电介质膜及其XPS研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术沉积含P电介质薄膜,用于无杂质空穴扩散(IFVD)技术中InGaAsP InPMQW结构中新的包封层,替代传统的SiO2层。经X射线光电子谱(XPS)研究证明,该膜就是SiOP结构。快速退火(RTA)研究表明,该膜结构基本稳定,但膜中P原子存在明显扩散,它增强了InPMQW结构中In原子的外扩,却抑制了Ga原子的外扩。这些都明显区别于常规SiO2膜的性质。

基于循环退火技术的InGaAs/AlGaAs量子阱混杂

为了解决由于激光器腔面处的光吸收引起的腔面光学灾变损伤(COD),采用无杂质空位扩散(IFVD)法,研究了由SiO2电介质层诱导的InGaAs/AlGaAs量子阱结构的带隙蓝移。使用等离子化学气相沉积(PECVD)在InGaAs/AlGaAs量子阱的表面生长SiO2电介质层;然后采用IFVD在N2环境下进行高温退火实验,从而实现量子阱混杂(QWI)。实验结果表明:蓝移量的大小随退火时间和电介质层厚度的变化而变化,样品覆盖的电介质层越厚,在相同的退火温度下承受的退火时间越长,得到的蓝移量也越大。然而,在高温退火中的时间相对较长时,退火对量子阱造成的损坏相当大。高温短时循环退火,能够在保护量子阱晶体质量的同时实现QWI。通过在850℃退火6min下循环退火5次,得到了46nm的PL蓝移,且PL峰值保持在原样品的80%以上。