基于GaAs膜的GaInP/AlGaInP无杂质空位扩散诱导量子阱混杂的研究（英文）

在红光半导体激光器芯片上采用GaAs介质膜进行无杂质空位扩散诱导量子阱混杂研究。激光器芯片的有源区由一个9 nm厚的GaInP量子阱和两个350 nm厚的AlGaInP量子垒构成,利用MOCVD方法在芯片表面生长GaAs介质膜。在950℃的情况下进行不同时长不同GaAs层厚度的高温快速热退火诱发量子阱混杂。通过光致发光光谱分析样品混杂之后的波长蓝移情况和光谱半峰全宽变化规律。当退火时间达到120 s时,样品获得53.4 nm的最大波长蓝移;在1 min退火时间下获得18 nm的最小光谱半峰全宽。

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。

基于SiO_2膜的GaInP/AlGaInP无杂质空位扩散诱导量子阱混杂的研究（英文）

在红光半导体激光器芯片上采用Si O2介质膜进行无杂质空位扩散诱导量子阱混杂研究。激光器芯片的有源区是由两个6 nm厚的Ga In P量子阱和三个8 nm厚的Al Ga In P量子垒构成,利用电子束蒸发方法在芯片表面生长了250 nm Si O2介质膜。在不同温度下进行时长60 s的高温快速退火诱发量子阱混杂。通过光致发光光谱分析样品混杂之后的波长蓝移情况和光谱半峰全宽变化规律。当退火温度达到900℃时,样品获得29.5 nm的最大波长蓝移;在750℃的退火温度下获得43 nm的最小光谱半峰全宽。

InGaAs(P)/InP量子阱混合处理对其光电特性的影响

用离子注入诱导无序(IICD)和无杂质空位扩散诱导无序(IFVD)方法研究了InGaAs(P)/InP量子阱结构的混合造成材料光电特性变化、带隙蓝移的规律。研究结果发现,IICD造成的带隙蓝移与离子注入的种类、剂量、注入后退火温度、时间有关,也和样品存在的应力有关。具有压应力的样品产生的蓝移量比具有张应力的大。IFVD方法造成的带隙蓝移量与介质膜的种类、后继退火温度、退火时间有关。同时还发现,蓝移量与半导体盖层成分和介质层成分的组合有关,InGaAs与SiO2组合产生的蓝移比InGaAs与Si3N4组合产生的蓝移大;与此相反,InP与Si3N4组合产生的蓝移比InP与SiO2组合的大。介质层的掺杂也影响蓝移量,掺P的SiOxPyNz可以产生高达224meV的蓝移,目前尚未见其他报道。二次离子质谱(SIMS)研究说明,量子阱层元素的互扩散可能是造成带隙蓝移的主要原因。

使用SiO_2介质膜实现InGaAsP量子阱混杂(英文)

报道了使用SiO2 介质膜导致的无杂质空位扩散实现InGaAsP多量子阱混杂的实验 ,得到 2 0 0nm的最大带隙波长蓝移 .另外 ,采用量子阱混杂制作了蓝移的FP腔激光器 。

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。

采用IFVD-QWI技术制备电吸收调制DFB激光器

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法在InGaAsP多量子阱/InP缓冲层/InGaAs层上沉积SiO2薄膜,通过N2气氛下快速热退火(RTA)方法实现无杂质空位扩散(IFVD)的量子阱混杂(QWI)。对不同退火温度下量子阱增益峰值波长的蓝移特性进行了实验摸索,在780℃@80s的退火条件下,可以获得最大72.8nm的相对波长蓝移量,并且发现快速热退火RTA温度低于780℃以下时,LD区的波长蓝移量随温度变化基本能控制在10nm以内。通过选取合适退火条件实现了光荧光(PL)峰值波长约50nm的蓝移量,在选区制备出合适带隙波长材料的基础上,在LD区制作全息光栅并二次外延P型掺杂电接触层后,采用标准化浅脊波导电吸收调制(EAM)分布反馈激光器(EML)工艺制备了1.5μm波长的EML管芯,器件阈值为20mA,出光功率达到2mW@90mA,静态消光比在+6V反偏压下为9.5dB。

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。