Разработка и исследование гетероструктур InGaAsP/InР легированных различными примесями для высокоэффективных излучателей

• Автор: Гацоев, Казбек Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 181 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ ІпСаАзР/ІпР ДЛЯ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ.С

ДЛИНОЙ ВОЛНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ 1,3 МКМ (ОБЗОР)

1.1. Твердые растворы ІпСаА^Р, из опернодиче ские с ІпР

1.1.1. Краткая характеристика системы ІпСаАвР - ІпР

1.1.2. Данные по фазовой диаграмме ІпСаА&Р - ІпР

1.1.3. Особенности получения слоев ІпСаАвР жидкофазной . эпитаксией

1.1.4. Легирование и получение нелегированных эпитаксиальных слоев

1.1.5. Свойства эпитаксиальных слоев

1.2. Гетероструктуры ІпСаАвР/ІпР для излучателей

1.2.1. Особенности получения гетероструктур

І.-2.2. Свойства и параметры излучателей на основе гетероструктур
1.3. Выводы
ГЛАВА 2. ГЛЕТОДИКИ ПОЛУЧЕНИЯ И ЛЕГИРОВАНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР
ІпСаАяР/ІпР. МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Установка для жидкофазной эпитаксии
2.2. Методика получения эпитаксиальных слоев ІпР,
ІпСаАзР и гетероструктур на их основе для излуча- . телей
2.3. Методика легирования различными примесями
2.4. Методика изготовления излучателей
2.4.1. Методика изготовления лазеров
2.4.2. Методика изготовления светодиодов

2.5. Методики измерений
2.5.1. Методики определения концентрации носителей заряда, состава, толщин слоев, положения р-п-перехода.и
. несоответствия параметров решетки
2.5.2. Методики исследования фото- и электролюминесценции .
и внешнего квантового выхода излучения
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ЛЕГИРОВАНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР ІпСаАйР/ІпР
РАЗЛИЧНЫМИ ПРИМЕСЯМИ И ИХ ЛШШЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА
3.1. Особенности легирования эпитаксиальных слоев различными примесями и их лкминесцентные свойства
3.1.1. Нелегированные эпитаксиальные слои
3.1.2. Эпитаксиальные слои, легированные редкоземельными элементами и изотипные ДГС на их основе
3.1.3. Эпитаксиальные слои, легированные Ьпи 5е и изотипные ДГС на их основе
3.1.4. Эпитаксиальные слои, легированные £п, СсА и М^
. и изотипные ДГС на их основе
3.2. Сравнительное исследование квантового выхода ани-зотипных ІпбаАяР/ІпР гетероструктур с промежуточным слоем при оптическом и токовом возбуждении
3.3. Исследование влияния термообработки на квантовый выход излучения изотипных и анизотипных гетеро-
•// структур
3.4. Выводы

ГЛАВА 4. СВОЙСТВА И ПАРАМЕТРЫ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ
НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТРУКТУР 1пСаА&Р/1пР (Л-1,3 МКМ)
4.1. Люминесцентные свойства спонтанных излучателей
4.1.1. Спектральный состав излучения
4.1.2. Светодиоды плоской конструкции
4.1.3. Светодиоды мезаконструкции
4.1.4. Торцевые светодиоды
4.2. Люминесцентные свойства когерентных излучателей
4.2.1. Лазеры с широким контактом
4.2.2. Полосковые лазеры
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
- £0
чение ^ПОр составляет 3,5 - 4,5 кА/см2 мкм для гетеролазеров с длиной резонатора//~300 мкм£79И1, 79Н2].
Для достижения непрерывного режима генерации при комнатной температуре в лазерах на основе ДГС 1п0аАзР/1пР необходимо создание лазеров полосковой конструкции. В таких лазерах достигается ограничение области протекания тока и распространения света, при этом усиление локализуется в участке структуры сравнимом с размером канала генерации. Это приводит к снижению порогового тока, стабилизации модовой структуры излучения в плоскости р-п-перехода и улучшению линейности ваттамперной характеристики.
Первое сообщение о непрерывном режиме генерации при комнатной температуре появилось в 1976 году £76X2]. Полосковые лазеры были получены протонной бомбардировкой р-эмиттера с шириной полоска 25 мкм; их пороговый ток составлял 265 мА; Я =1,1 мкм. Позднее были созданы лазеры непрерывного действия при ЗООК на Я - 1,3 мкм на основе полосковой конструкции полученной с помощью маски 0^ £7702]. Ширина полоскового контакта была 20 мкм, пороговый ток составлял 650 мА. В последующих работах использование конструкции с двумерным электронным и оптическим ограничением позволило снизить пороговые токи до 10 мА на длине волны 1,3 мкм £80X2].
В настоящее время количество конструкций полосковых лазеров с резонатором Фабри-Перо составляет около 30. Несколько наиболее распространенных из этих конструкций представлены на рис.18. Полосковые лазеры без двумерного электронного и оптического ограничения области генерации (рис.18а, б, в) позволяют снизить пороговые токи до 75 - 100 мА при ширине области протекания тока'л/ = 10--15 мкм и получить непрерывный режим генерации при ЗООК С 83ГЗ,78Я1, 78X1], но имеют малый диапазон по токам одномодового режима генерации. Дальнейшее уменьшение ширины полоскового контакта в таких