Die Strukturen von InxGa1-xAlsyP1-ja (indium gallium arsenide phosphide) quantum well epitaxially grown on InP-Substrat kann von PAM-XIAMEN gekauft oder angepasst werden. Durch Einstellen der Zusammensetzung von x und y reicht der Wellenlängenbereich der Abdeckung von 870 nm (GaAs) bis 3,5 µm (InAs), was die Wellenlängen der Glasfaserkommunikation von 1,3 µm und 1,55 µm einschließt. Die 1,3- und 1,55-um-Halbleiterlichtquellen für die Glasfaserkommunikation verwenden hauptsächlich InGaAsP-Quantentopfmaterialien. Dieses Verbundmaterial kann in photonischen Geräten verwendet werden. Weitere Details a für InP-Wafer zusammen mit epitaktischem Wachstum oben sind unten aufgeführt:
1. Strukturen basierend auf InGaAsP Quantum Well (PAM170109-IGP)
Struktur 1: InGaAsP/InP-Epistacks
| InP | Substrat n-Typ, hoch S-dotiert (1018cm−3) | |
| InP | SCH-Material, leicht dotiert oder undotiert | |
| hsch | Höhe der InP SCH-Schicht (beide Seiten) | 200 nm |
| In1−xGaxAlsyP1−y | QW-Material | |
| x | Ga-Anteil 0,25% Druckdehnung | – |
| y | Als Fraktion 0,25% Druckdehnung | – |
| Quantenbrunnen Eg | Lückenenergie von InGaAsP | – |
| hqw | Eingebettete InGaAsP-QW-Höhe | 5 nm |
| InP | Hochdotierter oberer ohmscher Kontakt p-Typ (1018cm−3) | |
| htop | Höhe des oberen ohmschen Kontakts | – |
Struktur 2: Epitaxiales In1−xGaxAlsyP1−y Wachstum auf InP
| InP | Substrat n-Typ, hoch S-dotiert (1018cm−3) | |
| InP | SCH-Material, leicht dotiert oder undotiert | |
| hsch | Höhe der InP SCH-Schicht (beide Seiten) | – |
| In1−xGaxAlsyP1−y | QW-Material | |
| x | Ga-Anteil 0,25% Druckdehnung | – |
| y | Als Fraktion 0,25% Druckdehnung | – |
| Quantenbrunnen Eg | Lückenenergie von InGaAsP | – |
| hqw | Eingebettete InGaAsP-QW-Höhe | 4nm |
| InP | Hochdotierter oberer ohmscher Kontakt p-Typ (1018cm−3) | |
| htop | Höhe des oberen ohmschen Kontakts | 500 nm |
Struktur 3: InP-basierte InGaAsP-QWs
| InP | Substrat n-Typ, hoch S-dotiert (1018cm−3) | |
| In1−xGaxAlsyP1−y | SCH-Material | |
| x | SCH Ga Fraktionsgitter angepasst | – |
| y | SCH As Fraktionsgitter angepasst | – |
| SCH Eg | SCH-Lückenenergie von InGaAsP | 1 eV |
| hsch | Höhe der InGaAsP SCH-Schicht (beide Seiten) | – |
| In 1−xGax Alsy P1−y | QW-Material | |
| x | Ga-Anteil 0,25% Druckdehnung | – |
| y | Als Fraktion 0,25% Druckdehnung | – |
| Quantenbrunnen Eg | Lückenenergie von InGaAsP | – |
| hqw | Eingebettete InGaAsP-QW-Höhe | 5 nm |
| InP | Hochdotierter oberer ohmscher Kontakt p-Typ (1018cm−3) | |
| htop | Höhe des oberen ohmschen Kontakts | – |
Hinweis:
Es gibt nicht viele Schichten: eine SCH-Schicht aus InP, einen schmalen GaxIn1-xAsyP1-y-Quantentopf, eine zweite SCH-Schicht aus InP und eine stark dotierte InP-Deckschicht für den ohmschen Kontakt.
Das zweite Design ist das gleiche wie das erste, aber die Dicken der InGaAsP-QW sind unterschiedlich.
Das dritte und letzte Design ersetzt die InP SCH-Schicht durch InGaAsP mit einem anderen Anteil. Ansonsten sollte alles wie bei Design 1 sein.
2. Über die Eigenschaften von Indium-Gallium-Arsenid-Phosphid
InxGa1-xAlsyP1-ja is quaternary solid solution with a narrow band gap. The following figure shows the relationship between refractive index n and wavelength for different composition InGaAsP lattice matched to InP at 300K:
Brechungsindex n in Abhängigkeit von der Wellenlänge für Legierungen unterschiedlicher Zusammensetzung, gitterangepasst an InP. 300 K
Die Beziehung für den GaxIn1-xAsyP1-y-Brechungsindex n gegenüber der Photonenenergie bei 300 K ist als Diagramm dargestellt:
Brechungsindex n gegen Photonenenergie für Legierungen unterschiedlicher Zusammensetzung, gitterangepasst an InP. 300 K.
3. Über GaxIn1-xAsyP1-y-Material
Im Allgemeinen gehört InGaAsP zum quaternären System, das aus Indiumarsenid, Indiumphosphid, Galliumarsenid und Galliumphosphid besteht.
InGaAsP-Quantentöpfe (QW), einschließlich der Einzelquantenmulde und der Mehrfachquantenmulde, können durch Niederdruck-MOCVD auf einem InP-Substrat gezüchtet werden. Und der Quantentopf wird mit einer InGaAsP-Zusammensetzung von 1,3 &mgr;m und 1,5 &mgr;m mit einer InP-Barriere gezüchtet. Für verschiedene Strukturen ändert sich die Schichtdicke der Indium-Gallium-Arsenid-Phosphid-QW-Schicht von 18 auf 1300 Å. Die Strukturen werden durch Niedertemperatur-Photolumineszenz analysiert, was einen deutlichen, scharfen Leuchtpeak und Halbwertsbreiten von 4,8-1,3 meV zeigt.
GaxIn1-xAsyP1-y-Materialien emittieren hauptsächlich Licht von freien Exzitonen. Bei Raumtemperatur erreicht die Ladungsträgeremissions-Relaxationszeit von Indium-Gallium-Arsenid-Phosphid-Materialien 10,4 ns und nimmt mit der Zunahme der Anregungsleistung zu.
Die auf InP-Material hergestellten photonischen ICs oder PICs verwenden normalerweise eine GaxIn1-xAsyP1-y-Legierung, um die Quantentopfstruktur, den Wellenleiter und andere photonische Strukturen herzustellen. Die InGaAsP-Gitterkonstante ist an das InP-Substrat angepasst, was das Aufwachsen eines epitaktischen Dünnfilms auf einem InP-Wafer ermöglicht. Der GaxIn1-xAsyP1-y-Quantentopf wird fast als optische Komponente (wie Fotodetektor und Modulator) in der C-Band-Kommunikation sowie in den 1,55 um nahen Infrarotgeräten verwendet.
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