Разработка и исследование свойств гетероструктур InGaAsP/InP для когерентных излучателей с ламбда-1,3мкм

• Автор: Усиков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 209 c. : ил

ГЛАВА I. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕТЕРОЛАЗЕРОВ В СИСТЕМЕ ІпСаАбР ,
ИХ СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ (ОБЗОР)
1.1. Получение и свойства твердых растворов ІпСаАяР, изопериодических с ІгіР
1.1*1. Общая характеристика системы
1*1.2. Расчет фазовой диаграммы
1.1.3. Особенности получения твердых растворов ІійаА$Р методом жидкофазовой эпитаксии
1.1.4. Легирование 1пР и твердых растворов ІпСаАзР
1*1.5, Другие методы получения твердых растворов ІпСаАвР
1.2. Свойства и параметры гетеролазеров в системе ІпСаАяР/ІпР
1.2*1. Лазеры с широким контактом
1.2.2. Полосковые гетеролазеры
1.3. Выводы
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕТЕРОЛАЗЕРОВ В СИСТЕМЕ
1пСаА$Р/1пР. МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.Т. Получение слоев 1пР и твердых растворов ІпСаАаР
методом жидкофазовой эпитаксии
2.2. Получение слоев 1пР эпитаксией из газовой фазы
2.3. Методика изготовления гетероструктур
2.4; Методика изготовления полосковых гетеролазеров
2.4.1. Полосковые гетеролазеры, полученные ионной имплантацией
2.4.2. Зарощенные мезаполосковне гетеролазеры, полученные гибридной технологией
2.5. Методики измерений

2.5.1. Методика исследования фото- и электролюминесценции
2.5.2. Методики определения состава слоев твердых растворов
1лСаАзР, положения р-п-перехода, толщин слоев
2.5.3. Методика определения несоответствия параметров
решеток и различия коэффициентов термического расширения слоя и подложки в гетероструктурах 1лСаАзР/1пР
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ ПРИ ЖИДКОФАЗОВОЙ ЭПИТАКСИИ И КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ В СИСТЕМЕ 1п6аАвР. ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКТИВНОГО ЗАРАЩИ-ВАНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР ГАЗОФАЗОВОЙ ЭПИТАКСИЕЙ
3.1. Фазовые равновесия в системе 1п-@а-Аа-Р
3.2. Особенности кристаллизации при жидкофазовой эпитаксии с учетом кинетических эффектов
3.3. Исследования коэффициентов термического расширения
в гетероструктурах 1пОаАзР/1шР
3.4. Особенности получения зарощенннх мезаполосковнх структур
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛШШЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ГЕТЕРОЛАЗЕРНЫХ
СТРУКТУР 1пеаАвР/1пР
4.1. Влияние взаимного положения р-п-перехода и гетеро-границ на люминесцентные свойства двойных гетеро-структур 1п0-аАзР/1пР
4.2. Влияние безызлучательной рекомбинации на характеристики лазерных диодов
4.3. Выводы

- 49 -
р-п-перехода от гетерограницы. В зависимости от степени разрешения указанных проблем получаются ІпСаАзР/ІпР гетеролазеры с различными электрическими и оптическими характеристиками. Ниже мы рассмотрим свойства и параметры как гетеролазеров с широким контактом, так и полосковой геометрии.
І.2.І. Лазеры с широким контактом.
Вначале - немного об истории развития гетеролазеров ІнСаАзР/ІпР. Первое сообщение о создании таких гетеролазеров появилось в 1974 г. [74БІ]. Лазеры работали при 77 К на длине волны Л -1,02 мкм с пороговой плотностью тока в импульсном режиме 0 Шр = 0,6-4 кА/см2. Импульсный режим работы при 300 К с ^ПОр =10,4 кА/см2 на длине волны Я-1,02 * 1,11 мкм был получен в 1975 г. І76БІІ. В 1976 году пороговая плотность тока в импульсном режиме при 300К была снижена до 2,8 кА/см2 для Я* 1,1 мкм [76С2]. Мощность излучения в этих лазерах при 2-ЗПОр достигала 135 мВт, а дифференциальная квантовая эффективность 17 % в одну сторону. В 1978 г. нами была снижена ЗПОТ) до 1,2 кА/см2 на длине волны Я =* 1,336 мкм при 300 К, а при 77 К был установлен абсолютный рекорд 0 ПОр = 0,05 кА/см для полупроводниковых лазеров [78АЗ]. В этих ДОС нами впервые был использован магний в качестве акцепторной примеси и показана принципиальная ВОЗМОЖНОСТЬ достижения пороговых плотностей тока ЗПОр- 0,25 кА/см2 при комнатной температуре. В дальнейшем по мере совершенствования технологии изготовления ДОС пороговая плотность тока была снижена до 0,67 кА/см2 при 300 К (Я~І,35 мкм) [79Н2].
Первые лазеры, излучающие на длине волны 1,65 мкм, появились в 1978 г., изготовленные с помощью МПЭ, и имели ^пор = 3,2 -3,8 кА/см2 [78ИІІ. В том же году с помощью ЖФЭ получили лазеры, работающие на той же самой длине волны, но с пороговыми плотностя-