[发明专利]一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构

摘要

本发明是一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构，即阱中量子点(DWELL)中红外激光器结构，即在量子阱(WELL)中嵌入量子点(DOT)，通过增加器件中DWELL的有效周期数目提升器件效率。减少有源区In组分和优化量子点、阱宽度和覆盖层，将外延层的应变减至最小。由于量子点的发射效率、光增益都强于量子阱；DWELL对电子的俘获能力、反射率和光限制能力强于单层量子点和多量子阱结构，所以这种DWELL结构具有较高的发射效率。DWELL结构的中红外激光器兼备了传统量子阱和量子点激光器的特点，在DWELL中载流子复合效率更高，可以在更高温度下工作。

主权项

一种采用DWELL的中红外锑化物激光器结构包括：n型GaSb衬底(1)，n型GaSb缓冲层(2)，n型Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97下限制层(3)，n型Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98下波导层(4)，3-5个周期的DWELL层(5)，DWELL层(5)包括势垒层Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，InGaSb量子点层(8)，p型Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98上波导层(9)，p型Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97上限制层(10)，p+型GaSb欧姆层(11)。衬底(1)为材料外延生长的基底，采用Te掺杂的GaSb衬底；生长0.5μm的Te掺杂GaSb缓冲层(2)；下限制层为厚度为1.2μm，Al含量0.9的Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97层(3)；下波导层为厚度为0.35μm，Al含量0.3的Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98层(4)；有源区为利用3-5个周期DWELL层(5)；上波导层为厚度为0.35μm，Al含量0.3的Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98层(9)；上限制层为厚度为1.2μm，Al含量0.9的Al0.9Ga0.1As0.03Sb0.97层(10)；欧姆接触层为200nm的p型GaSb层(11)。其中DWELL(5)为40nm势垒层Al0.3Ga0.7As0.02Sb0.98(6)，15nm量子阱层In0.2Ga0.8As0.02Sb0.98(7)，以及嵌在其中的2.5原子层InGaSb量子点层(8)。