Cấu trúc Laser bán dẫn (TL) dựa trên InP *S

Laser bán dẫn (TL) là một thiết bị quang điện tử mới, sử dụng vật liệu giếng lượng tử gần vùng cơ sở của bóng bán dẫn lưỡng cực truyền thống để cung cấp mức tăng quang và đưa ra các khoang phản hồi được hình thành bởi các mặt phẳng phân cắt hoặc cách tử trong thiết bị. TL vừa có chức năng điều khiển dòng điện của bóng bán dẫn vừa có chức năng phát xạ ánh sáng của laser. Bằng cách sử dụng một đầu vào tín hiệu điện, nó có thể đồng thời thu được một đầu ra tín hiệu điện và một đầu ra tín hiệu quang, với nhiều đặc điểm ưu việt và triển vọng ứng dụng quan trọng. TL bước sóng dài dựa trên InP với bước sóng phát xạ 1,3um và 1,5um phù hợp hơn cho các ứng dụng hệ thống truyền thông sợi quang so với các thiết bị dựa trên GaAs bước sóng ngắn. PAM-XIAMEN có thể sản xuất wafer epiticular laser bóng bán dẫn bước sóng dài dựa trên InP, lấy cấu trúc sau làm ví dụ:

1. Cấu trúc Epi Laser bán dẫn dựa trên InP với bước sóng phát xạ 1,5um

2. Về Laser bán dẫn

Theo các cấu trúc khác nhau, ống dẫn sóng sườn núi TL chủ yếu bao gồm ba loại: ống dẫn sóng sườn núi nông, ống dẫn sóng sườn núi chôn và ống dẫn sóng sườn núi sâu. Vật liệu giếng lượng tử hoạt động trong laser bóng bán dẫn có gờ nông được đặt trong vật liệu cơ bản được pha tạp nhiều, khiến laser bóng bán dẫn dựa trên InP chỉ có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp. Laser bóng bán dẫn dựa trên InP với cấu trúc chôn vùi sử dụng vật liệu hoạt động loại sọc InP loại npnp chôn vùi, và quy trình sản xuất quá phức tạp, không có lợi cho việc giảm chi phí thiết bị. Vật liệu hoạt động của giếng lượng tử trong laser bóng bán dẫn sườn sâu nằm trên vật liệu cơ bản được pha tạp nặng, có thể đồng thời làm giảm các tác động bất lợi của việc khuếch tán tạp chất pha tạp và hấp thụ ánh sáng của vật liệu cơ bản. So với TL có gờ nông và chìm, TL ống dẫn sóng có gờ sâu có quy trình chế tạo đơn giản hơn và ít tác động hơn của vật liệu nền được pha tạp nhiều đến hiệu suất quang điện tử của thiết bị.

Hình 1 là hình ảnh qua kính hiển vi điện tử quét của mặt cắt ngang của ống dẫn sóng laser bóng bán dẫn sườn sâu loại npn dựa trên InP. Vật liệu giếng lượng tử trong thiết bị chỉ tiếp xúc với vật liệu cơ bản loại p bên dưới, làm giảm hiệu quả ảnh hưởng của sự khuếch tán tạp chất pha tạp loại p loại p. So sánh quang phổ phát quang của cùng một vật liệu giếng lượng tử InGaAs trong cấu trúc TL sườn sâu và sườn nông, có thể thấy rằng các giếng lượng tử trong cấu trúc laser bóng bán dẫn sườn sâu có chất lượng phát quang tốt hơn, biểu hiện ở cường độ phát quang cao hơn và độ rộng phổ nhỏ hơn. Đồng thời, tạp chất Zn pha tạp loại p nghiêm trọng đối với sự giãn nở của vật liệu giếng lượng tử cũng gây ra sự dịch chuyển màu xanh đáng kể trong bước sóng phát xạ của vật liệu giếng lượng tử trong các thiết bị có rãnh nông. Ngoài việc giảm ảnh hưởng của khuếch tán Zn, sự phân bố trường ánh sáng trong vật liệu cơ bản pha tạp nặng ở rãnh sâu TL cũng giảm, điều này có thể làm giảm sự hấp thụ phát quang của thiết bị bởi vật liệu cơ bản.

Hình 1 Ảnh SEM mặt cắt ngang của npn InP dựa trên TL

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tại[email protected] và [email protected].