InGaAsP 및 AlGaInAs와 같은 4차 직접 밴드갭 화합물 재료는 InP와 격자 일치하는 InP 기판에서 성장할 수 있습니다. 현재 다양한 분야의 연구자들이 InP 기판 위에 성장하는 이 두 가지 물질을 이용하여 반도체 레이저, 광증폭기, 검출기 등을 설계하고 있다. 광 증폭기의 경우 AlGaInAs/InP MQW 기반의 고출력 1460nm 반도체 레이저가 이상적인 펌프 소스입니다. PAM-XIAMEN은 1460nm AlGaInAs/InP 펌프를 성장시킬 수 있습니다.레이저 다이오드 에피택셜 웨이퍼광학 증폭용. 정확한 펌프 레이저 에피 구조는 아래 표를 참조하십시오.
1. 1460nm 펌프 레이저 다이오드 에피택시 구조
PAM230509 – 1460LD
| 레이어 번호 | 자료 | 두께(nm) | 도펀트 | 유형 |
| 6 | InP를 | – | – | – |
| 5 | GaIn (x) As | – | – | – |
| 4 | 게인(x)As(y)P | – | – | – |
| 3 | InP를 | 2100 | – | – |
| 2 | AlGaInAs MQW + SCH
PL 1430~1460nm |
– | – | – |
| 1 | InP 버퍼 | – | 규소 | N |
| InP 기판 |
1300~1700nm 범위의 레이저 파장을 갖는 양자 우물 구조의 경우 일반적으로 InP 기판을 기반으로 하는 에피택시 펌프 레이저 다이오드 웨이퍼를 사용하고 InGaAlAs 재료를 양자 우물로 사용합니다. AlGaInAs 조성을 조정하고 적절한 양자 우물 두께를 선택함으로써 넓은 범위에 걸쳐 다이오드 펌프 레이저 파장을 자유롭게 설계할 수 있습니다. 그림 1에서 라만 펌프 레이저용 AlGaInAs/InP 재료 시스템의 조정 가능한 해당 파장은 1.3μm에서 1.5μm까지 가능하다는 것을 알 수 있습니다.
그림 1. AlGaInAs/InP 재료에 따른 파장 범위
2. InP의 AlGaInAs 재료 성장에 대한 과제
AlGaInAs의 에피택시 성장의 어려움은 주로 다음과 같습니다.
1) Al 성분은 쉽게 산화되어 O와 깊은 에너지 준위를 형성합니다.
2) Al(Ga)InAs/InP 계면에서는 As와 P의 상호확산이 일어나기 쉬워 에피택셜층의 품질에 영향을 미친다. 온도와 V/II 비율을 높이면 고품질의 Al 함유 재료를 얻을 수 있습니다. 그러나 고온은 In 함유 물질의 성장에 해롭습니다. 고온에서는 In의 사전 반응과 성장 표면의 탈착이 더 심해 표면에 In 방울 분포가 쉽게 형성되어 재료의 발광 효율에 영향을 미칩니다. 더욱이, 성장 온도가 높을수록 AlGaInAs와 InP 사이의 계면에서 As와 P 상호 확산 문제가 더 심각해지며, 이는 계면의 균일성과 평탄도에 영향을 미칩니다. 따라서 고품질 AIGalnAs 재료의 성장 온도 범위는 매우 제한적이며 정밀한 제어가 필요합니다.
3. AlGalnAs/InP 양자우물 레이저의 에너지 밴드 구조 최적화
펌프 레이저 광섬유 증폭기 장치의 온도 특성을 더욱 개선하고 레이저 활성 영역 양쪽의 캐리어 제한 능력을 향상시키기 위해 최근 AIGalnAs/InP 변형 양자우물 레이저의 에너지 밴드 구조가 최적화되었습니다. . 간단히 요약하면:
1) 경사지수 도파로층 또는 제한층에 전자장벽층(ESL)을 도입하여 전자가 제한층으로 누출되는 것을 방지한다. MQW와 p-SCH 층 사이에 p-AllnAs 전자 장벽 층을 추가하면 펌프 레이저 다이오드의 특성 온도와 기울기 효율을 향상시킬 수 있습니다.
2) N측 정공의 가두기 능력을 향상시키기 위해 활성 영역의 N측에 InP를 도입합니다.
3) 전하 캐리어의 가두기 능력을 향상시키기 위해 가두기 층에 AllInAs/AlGalnAs 다중 양자 장벽(MQB)을 도입합니다.
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