[发明专利]长波长GaInNAs/InGaAs复合量子点垂直腔面发射激光器在审
| 申请号： | 201911212035.0 | 申请日： | 2019-12-02 |
| 公开（公告）号： | CN110768104A | 公开（公告）日： | 2020-02-07 |
| 发明（设计）人： | 黄珊珊;黄辉廉;文宏;叶旺;刘建庆 | 申请（专利权）人： | 中山德华芯片技术有限公司 |
| 主分类号： | H01S5/183 | 分类号： | H01S5/183;H01S5/30 |
| 代理公司： | 44245 广州市华学知识产权代理有限公司 | 代理人： | 冯炳辉 |
| 地址： | 528437 广东省中山*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 非掺杂 量子点 复合量子点 包覆层 势垒层 衬底 源层 制备 光谱线 垂直腔面发射激光器 晶格常数差异 衬底上表面 控制激光器 岛状结构 发射波长 功率输出 依次设置 阈值电流 电极 长波长 下表面 下电极 缓冲 与非 掺杂 外部 | ||
1.长波长GaInNAs/InGaAs复合量子点垂直腔面发射激光器，包括GaAs衬底，其特征在于：所述GaAs衬底为n型单晶片，即n型GaAs衬底，在所述n型GaAs衬底上表面按照层状叠加结构由下至上依次设置有n型GaAs缓冲层、n型DBR、非掺杂量子点有源层和p型DBR，在所述p型DBR上制备有上电极，在所述n型GaAs衬底的下表面制备有下电极；其中，所述非掺杂量子点有源层由非掺杂GaInNAs/InGaAs复合量子点和非掺杂GaAs势垒层混合而成，所述非掺杂GaInNAs/InGaAs复合量子点区分有内、外两部分，其内部为呈3D岛状结构的GaInNAs量子点，其外部为InGaAs包覆层，所述InGaAs包覆层包覆GaInNAs量子点，通过调整InGaAs包覆层中的铟的含量来缓冲GaInNAs量子点与非掺杂GaAs势垒层间由晶格常数差异导致的应力，通过调整GaInNAs量子点中的氮及铟的含量来控制激光器的发射波长达到1.31至1.55μm。
2.根据权利要求1所述的长波长GaInNAs/InGaAs复合量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述GaInNAs量子点采用应变自组装方法生长，且利用了层-岛生长模式，即SK模式：当外延层的带隙低于衬底，并与衬底晶格具有大的正失配，且具有小的界面能时，在外延初始阶段是二维层状生长，这种二维层称为浸润层，随着浸润层厚度增加和应变能不断积累，达到临界厚度时，外延生长由二维层状生长转变为三维岛状生长，由于应变能是以形成3D岛的形式得到部分释放，这些岛中不含有位错，岛的尺寸有规律分布，底部直径为几十纳米，高几个纳米，当用禁带宽度大的材料将其包围起来，小岛中的载流子将受到三维限制，形成量子点，利用应变自组装技术能够制备出尺寸和空间分布均匀的无缺陷的量子点材料。
3.根据权利要求1所述的长波长GaInNAs/InGaAs复合量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述GaInNAs量子点的生长温度在480～520℃，直径3nm至30nm。
4.根据权利要求1所述的长波长GaInNAs/InGaAs复合量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述InGaAs包覆层的生长温度在480～520℃，厚度为3nm至30nm。
5.根据权利要求1所述的长波长GaInNAs/InGaAs复合量子点垂直腔面发射激光器，其特征在于：所述非掺杂GaAs势垒层的厚度为5nm至50nm。
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