Structure de laser à transistor (TL) basée sur InP *S

Le laser à transistor (TL) est un nouveau dispositif optoélectronique qui introduit des matériaux à puits quantiques à proximité de la région de base des transistors bipolaires traditionnels pour fournir un gain optique, et qui introduit des cavités de rétroaction formées par des plans de clivage ou des réseaux dans le dispositif. TL a à la fois la fonction de contrôle de courant des transistors et la fonction d'émission de lumière des lasers. En utilisant une entrée de signal électrique, il peut obtenir simultanément une sortie de signal électrique et une sortie de signal optique, avec de multiples caractéristiques supérieures et des perspectives d'application importantes. Le TL à longue longueur d'onde basé sur InP avec des longueurs d'onde d'émission de 1,3 um et 1,5 um est plus adapté aux applications de systèmes de communication à fibre optique que les dispositifs à base de GaAs à courte longueur d'onde. PAM-XIAMEN peut produire une plaquette épitaxiale laser à transistor longue longueur d'onde basée sur InP, en prenant par exemple la structure suivante :

1. Epi-Structure laser à transistor basée sur InP avec une longueur d'onde d'émission de 1,5 um

2. À propos du laser à transistors

Selon différentes structures, les guides d'ondes à crête TL comprennent principalement trois types : les guides d'ondes à crête peu profonde, les guides d'ondes à crête enterrés et les guides d'ondes à crête profonde. Le matériau actif du puits quantique dans le laser à transistor à crête peu profonde est placé dans le matériau de base fortement dopé, ce qui rend le laser à transistor à base d'InP uniquement capable de fonctionner à basses températures. Le laser à transistor basé sur InP avec structure enterrée adopte un matériau actif de type bande de crête enterrée à couche de blocage de courant InP de type npnp, et le processus de fabrication est trop complexe, ce qui n'est pas propice à la réduction des coûts du dispositif. Le matériau actif du puits quantique dans le laser à transistor à crête profonde est situé au-dessus du matériau de base fortement dopé, ce qui peut simultanément réduire les effets néfastes de la diffusion des impuretés dopantes et de l'absorption de la lumière du matériau de base. Comparé aux TL à crête peu profonde et enterrée, le guide d'ondes à crête profonde TL a un processus de fabrication plus simple et moins d'impact du matériau de base fortement dopé sur les performances optoélectroniques du dispositif.

La figure 1 est une image au microscope électronique à balayage de la section transversale d'un guide d'onde laser à transistor à crête profonde à base d'InP de type npn. Le matériau du puits quantique dans le dispositif est uniquement en contact avec le matériau de base de type p situé en dessous, ce qui réduit efficacement l'influence de la diffusion de Zn, impureté dopante de type p. En comparant les spectres de photoluminescence du même matériau de puits quantique InGaAs dans des structures TL à crête profonde et à crête peu profonde, on peut constater que les puits quantiques dans les structures laser à transistors à crête profonde ont une meilleure qualité de luminescence, se manifestant par une intensité de luminescence plus élevée et une largeur spectrale plus petite. Dans le même temps, l'impureté de dopage sévère de type p Zn vers l'expansion des matériaux de puits quantiques provoque également un décalage vers le bleu significatif dans la longueur d'onde d'émission des matériaux de puits quantiques dans les dispositifs à crête peu profonde. En plus de réduire l'influence de la diffusion du Zn, la distribution du champ lumineux dans les matériaux de base fortement dopés dans les TL à crête profonde est également réduite, ce qui peut réduire l'absorption de la luminescence du dispositif par les matériaux de base.

Fig. 1 Image SEM en coupe transversale d'un TL basé sur npn InP

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