As estruturas de InxGa1-xComoyP1 ano (indium gallium arsenide phosphide) quantum well epitaxially grown on Substrato InP pode ser adquirido ou personalizado na PAM-XIAMEN. Ajustando a composição de xey, a faixa de comprimento de onda de cobertura é de 870 nm (GaAs) a 3,5um (InAs), que inclui os comprimentos de onda de comunicação de fibra óptica de 1,3um e 1,55um. As fontes de luz semicondutor de 1,3 e 1,55um para comunicação de fibra óptica usam principalmente materiais de poço quântico InGaAsP. Este material composto pode ser usado em dispositivos fotônicos. Mais detalhes para wafers InP junto com algum crescimento epitaxial no topo estão listados abaixo:
1. Estruturas baseadas em InGaAsP Quantum Well (PAM170109-IGP)
Estrutura 1: Epistacks InGaAsP / InP
| InP | Substrato tipo n, altamente dopado com S (1018cm−3) | |
| InP | Material SCH, levemente dopado ou não dopado | |
| hsch | Altura da camada InP SCH (ambos os lados) | 200 nm |
| Em1−xGaxComoyP1−y | Material QW | |
| x | Fração de Ga 0,25% de tensão compressiva | – |
| y | Como Fração de 0,25% de deformação compressiva | – |
| Quantum Well Eg | Gap Energy of InGaAsP | – |
| hqw | Altura QW do InGaAsP incorporado | 5nm |
| InP | Contato ôhmico superior altamente dopado tipo p (1018cm−3) | |
| htop | Altura do contato ôhmico superior | – |
Estrutura 2: Epitaxial In1−xGaxComoyP1−y Crescimento no InP
| InP | Substrato tipo n, altamente dopado com S (1018cm−3) | |
| InP | Material SCH, levemente dopado ou não dopado | |
| hsch | Altura da camada InP SCH (ambos os lados) | – |
| Em1−xGaxComoyP1−y | Material QW | |
| x | Fração de Ga 0,25% de tensão compressiva | – |
| y | Como Fração de 0,25% de deformação compressiva | – |
| Quantum Well Eg | Gap Energy of InGaAsP | – |
| hqw | Altura QW do InGaAsP incorporado | 4nm |
| InP | Contato ôhmico superior altamente dopado tipo p (1018cm−3) | |
| htop | Altura do contato ôhmico superior | 500 nm |
Estrutura 3: QWs InGaAsP baseados em InP
| InP | Substrato tipo n, altamente dopado com S (1018cm−3) | |
| Em1−xGaxComoyP1−y | Material SCH | |
| x | Estrutura de frações SCH Ga combinada | – |
| y | SCH As Fraction lattice combinada | – |
| SCH Eg | Energia SCH Gap de InGaAsP | 1 eV |
| hsch | Altura da camada InGaAsP SCH (ambos os lados) | – |
| Em 1−xGax Comoy P1−y | Material QW | |
| x | Fração de Ga 0,25% de tensão compressiva | – |
| y | Como Fração de 0,25% de deformação compressiva | – |
| Quantum Well Eg | Gap Energy of InGaAsP | – |
| hqw | Altura QW do InGaAsP incorporado | 5 nm |
| InP | Contato ôhmico superior altamente dopado tipo p (1018cm−3) | |
| htop | Altura do contato ôhmico superior | – |
Nota:
Não há muitas camadas: uma camada de SCH de InP, um poço quântico estreito GaxIn1-xAsyP1-y, uma segunda camada de SCH de InP e uma camada superior de InP fortemente dopada para contato ôhmico.
O segundo design é igual ao primeiro, mas as espessuras do InGaAsP QW são diferentes.
O terceiro e último projeto é substituir a camada InP SCH pelo InGaAsP com uma fração diferente. Caso contrário, todo o resto deve ser igual ao design 1.
2. Sobre as propriedades do fosfeto de arseneto de gálio e índio
EmxGa1-xComoyP1 ano 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:
Índice de refração n versus comprimento de onda para diferentes ligas de composição combinadas com InP. 300 K
A relação para o índice de refração n GaxIn1-xAsyP1-y versus a energia do fóton em 300 K é mostrada como o diagrama:
Índice de refração n versus energia do fóton para diferentes ligas de composição combinadas com InP. 300 K.
3. Sobre o material GaxIn1-xAsyP1-y
De um modo geral, o InGaAsP pertence ao sistema quaternário, que é composto por arseneto de índio, fosfeto de índio, arseneto de gálio e fosfeto de gálio.
Poços quânticos InGaAsP (QW), incluindo o poço quântico único e poço multiquântico, podem ser cultivados por MOCVD de baixa pressão no substrato InP. E o poço quântico é cultivado com uma composição InGaAsP de 1,3-um e 1,5-um, com barreira InP. Para estruturas diferentes, a espessura da camada QW de fosfeto de arseneto de gálio e índio está mudando de 18 para 1300Å. As estruturas são analisadas por fotoluminescência de baixa temperatura, mostrando um pico luminoso nítido e óbvio e as meias larguras de 4,8-1,3 meV.
Os materiais GaxIn1-xAsyP1-y emitem principalmente luz de excitons livres. À temperatura ambiente, o tempo de relaxamento da emissão do portador de materiais de fosfeto de arseneto de índio e gálio atinge 10,4 ns, e aumenta com o aumento da potência de excitação.
Os ICs ou PICs fotônicos fabricados em material InP geralmente adotam a liga GaxIn1-xAsyP1-y para fazer a estrutura do poço quântico, guia de ondas e outras estruturas fotônicas. A constante de rede InGaAsP é combinada ao substrato InP, tornando possível o crescimento de um filme fino epitaxial no wafer de InP. O poço quântico GaxIn1-xAsyP1-y é quase usado como um componente óptico (como fotodetector e modulador) em comunicações de banda C, bem como os dispositivos de infravermelho próximo de 1,55um.
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