InGaAsP や AlGaInAs などの四元直接バンドギャップ化合物材料は、InP と格子整合する InP 基板上に成長できます。 現在、InP基板上に成長させたこれら2種類の材料を用いて、さまざまな分野で半導体レーザー、光増幅器、検出器などが設計されています。 光増幅器にとって、AlGaInAs / InP MQW ベースの高出力 1460nm 半導体レーザーは理想的な励起光源です。 PAM-XIAMEN は 1460nm AlGaInAs / InP ポンプを成長可能レーザーダイオードエピタキシャルウェーハ光増幅用。 正確なポンプ レーザーのエピ構造は、以下の表を参照してください。
1. 1460nmポンプレーザーダイオードのエピタキシー構造
PAM230509 – 1460LD
| レイヤー番号 | 材料 | 厚さ(nm) | ドーパント | タイプ |
| 6 | InP | – | – | – |
| 5 | ゲイン（X）と | – | – | – |
| 4 | ゲイン(x)As(y)P | – | – | – |
| 3 | InP | 2100 | – | – |
| 2 | AlGaInAs MQW + SCH
PL1430～1460nm |
– | – | – |
| 1 | InPバッファー | – | シリコン | N |
| InP基板 |
1300 ～ 1700 nm の範囲の発振波長を持つ量子井戸構造の場合、通常、InP 基板に基づいたエピタキシー ポンプ レーザー ダイオード ウェーハを使用し、量子井戸として InGaAlAs 材料を使用します。 AlGaInAs組成を調整し、適切な量子井戸厚を選択することにより、広い範囲にわたってダイオード励起レーザー波長を自由に設計できます。 図1から、ラマンポンプレーザー用のAlGaInAs/InP材料システムの調整可能な対応波長は1.3μmから1.5μmであることがわかります。
図1 AlGaInAs/InP材料に対応する波長範囲
2. InP 上での AlGaInAs 材料成長の課題
AlGaInAs のエピタキシャル成長の難しさは主に次のとおりです。
1) Al 成分は酸化されやすく、O と深いエネルギー準位を形成します。
2) Al (Ga) InAs / InP 界面では As と P の相互拡散が起こりやすく、エピタキシャル層の品質に影響を与えます。 温度とV/II比を高めることにより、高品質のAl含有材料を得ることができます。 ただし、高温は In 含有材料の成長に悪影響を及ぼします。 高温では、In の予備反応と成長表面の脱離がより激しくなり、表面上に In 液滴分布が形成されやすくなり、材料の発光効率に影響を及ぼします。 さらに、成長温度が高くなるほど、AlGaInAsとInPの間の界面におけるAsとPの相互拡散の問題がより深刻になり、界面の均一性と平坦性に影響を及ぼします。 したがって、高品質の AIGalnAs 材料の成長温度範囲は非常に限られており、正確な制御が必要です。
3. AlGalnAs/InP量子井戸レーザーのエネルギーバンド構造の最適化
ポンプレーザ用ファイバ増幅器の温度特性をさらに改善し、レーザ活性領域の両側のキャリア制限能力を高めるため、近年、AIGalnAs/InPひずみ量子井戸レーザのエネルギーバンド構造の最適化が進められています。 。 簡単に要約すると、次のようになります。
1) 電子障壁層 (ESL) は、電子が制限層に漏れるのを防ぐために、屈折率分布型導波路層または制限層に導入されます。 ポンプレーザーダイオードの特性温度とスロープ効率は、MQW 層と p-SCH 層の間に p-AllnAs 電子障壁層を追加することで改善できます。
２）活性領域のＮ側にＩｎＰを導入して、Ｎ側の正孔の閉じ込め能力を向上させる。
3) 閉じ込め層に AllInAs/AlGalnAs 多重量子障壁 (MQB) を導入して、電荷キャリアの閉じ込め能力を強化します。
詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.