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2μm双极级联激光器的设计与制备

作　者: 李倩影
导　师: 李梅
学　校: 长春理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 分子束外延隧道结半导体激光器
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

2-5μm中红外波段是非常重要的大气窗口,工作于该波段的激光器在军事和民用的许多领域都有重要的应用。本论文利用锑化物材料制备了2μm InGaAsSb/AlGaAsSb双极级联激光器,结合隧道结的光学、电学等特性的分析。选择禁带宽度较小,遂穿几率高,且具有较高的折射率的GaSb做为辐射波长为2μm的InGaAsSb/AlGaAsSb半导体激光器的隧道结材料。并选择Be和Te分别作为p型和n型掺杂剂,制备了高质量的GaSb隧道结,p+ GaSb的厚度30nm, n+ GaSb的厚度为60nm。我们采用V80H全固态源分子束外延设备对GaSb隧道结,InGaAsSb/AlGaAsSb应变量子阱等材料进行了外延生长。通过X射线双晶衍射和光致发光光谱(PL)方法研究了InGaAsSb/AlGaAsSb应变量子阱激光器外延材料的基本性质。用X射线衍射仪测得的曲线中出现了4级卫星峰,PL谱测量发光波长达到2μm。我们在多量子阱材料研究的基础上,利用GaSb重掺杂隧道结来实现两个多量子阱激光器的耦合,设计并生长的新结构外延片,经过激光器的后工艺制作,获得了初步器件结果,室温激射波长为2.097μm。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-7
第一章文献综述  7-13
  1.1 半导体激光器的发展  7-9
  1.2 2μmInGaAsSb/AlGaAsSb激光器发展  9-11
  1.3 双极级联激光器的研究进展  11-12
  1.4 本论文的主要研究内容  12-13
第二章分子束外延技术及测试技术  13-19
  2.1 MBE(分子束外延)技术  13-15
  2.2 X射线双晶衍射  15-17
  2.3 光致发光分析方法  17-19
第三章 2μm双极级联激光器的结构设计  19-29
  3.1 双极级联激光器的特性  19-21
  3.2 隧道结的设计  21-25
  3.3 InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构  25-28
  3.4 2μm量子阱激光器的结构  28-29
第四章 2μm双极级联激光器的制备  29-36
  4.1 InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构的MBE生长  29-32
  4.2 双极级联激光器的结构设计  32-33
  4.3 2μm双极级联激光器的工艺流程  33-35
  4.4 双极级联激光器器件工艺及结果  35-36
总结  36-37
参考文献  37-39
致谢  39

2μm双极级联激光器的设计与制备

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