Напряженные квантово-размерные структуры и сверхрешетки в системе InGaAsP/InP : МОС-гидридная эпитаксия, свойства и применения в оптоэлектронных приборах

• Автор: Лабутин, Олег Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы
1.1. Толстые плёнки 1пР и твёрдых растворов на его основе
1.2. Изопериодичные квантово - размерные структуры на основе ІпСаАвР/ІпР
1.3. Напряжённые квантово - размерные структуры и сверхрешётки
1.4. Полупроводниковые лазеры на основе напряжённых квантово -размерных структур
1.5. Выводы по анализу литературы
Глава 2. Экспериментальное оборудование и методика экспериментов
2.1. Эпитаксиальное оборудование
2.2. Диагностическое оборудование
2.3. Экспериментальная процедура роста
Глава 3. Моделирование квантово - размерных структур для полупроводниковых лазеров, излучающих на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм
3.1. Постановка задачи
3.2. Напряжение, квантово - размерный эффект и критическая толщина
3.3. Напряжённые гетероструктуры на основе ІпСіаЛаР/ІпР для полупроводниковых лазеров, излучающих на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм
3.4. Краткие выводы
Глава 4. Оптимизация условий МОС - гидридной эпитаксии и напряжений в слоях квантово - размерных структур на основе ІпОаАвР/ІпР
4.1. Постановка задачи
4.2. Толстые слои твёрдых растворов
4.3. Влияние окружающих слоев и температуры эпитаксии на оптические свойства квантовых ям и сверхрешёток на

основе ІпСаАз/ІпР
4.4. Связь отношения У/Ш с температурой эгштаксии квантовых ям 1пАзР/1п(СаАз)Р
4.5. Рост напряжённых квантовых ям 1пА8Р/1п{СаАв)Р: сравнение между двумя типами МОС - гидридных реакторов
4.6. Оптимизация условий роста и напряжений в многослойных квантово - размерных структурах на основе четверных твёрдых растворов
4.7. Формирование жидкой фазы на поверхности напряжённых споёв и структур
4.8. Краткие выводы
Глава 5. Применение напряжённых квантово - размерных структур
в полупроводниковых лазерах
5.1. Постановка задачи
5.2. Полупроводниковые лазеры, излучающие на длине волны 1.55 мкм
5.3. Полупроводниковые лазеры, излучающие на длине волны
1.3 мкм
5.4. Краткие выводы
Заключение

Список литературы

В настоящее время, полупроводниковые гетероструктуры на основе 1пОаАзР/1пР широко используются в оптоэлектронных приборах для волоконно-оптических линий связи спектрального диапазона 1.3 - 1.55 мкм. Изопериодичные с подложкой 1пР четверные и тройные твёрдые растворы обладают достаточно высоким кристаллографическим и оптическим совершенством. Однако, характеристики приборов, создаваемых на их основе, практически достигли своих пределов и не отвечают высоким требованиям, предъявляемым современными оптоэлектронными системами. Дальнейший прогресс в этой области связан с разработкой и оптимизацией новых эпитаксиальных структур и технологий их выращивания.
Напряжённые квантово-размерные гетероструктуры предоставляют широкие возможности для улучшения характеристик оптоэлектронных приборов. Под действием напряжения и квантово-размерного эффекта энергетические зоны полупроводников в слоях таких гетероструктур претерпевают значительные изменения. В результате, например, в лазерных диодах снижается пороговая плотность тока, повышается дифференциальная квантовая эффективность и максимальная мощность излучения, уменьшается температурная чувствительность приборных характеристик. Правильный выбор условий эпитаксиального роста и напряжений в слоях гетероструктур обеспечивают высокий уровень параметров и надёжную работу приборов.
Одним из современных методов выранщвания тонких плёнок является эпитаксия из металлорганических и гидридных источников (МОС-гидридная эпитаксия). МОС-гидридная эпитаксия обеспечивает точный контроль скорости роста, состава плёнок, а также возможность осаждения разных по составу слоёв с резкими гетерограницами. Благодаря этому напряжённые плёнки могут быть псевдоморфно выращены с величиной упругой деформации кристаллической решётки до нескольких процентов и толщиной в единицы молекулярных слоёв. Кроме того, этот метод позволяет осаждать однородные по составу и толщине эпитаксиальные плёнки на большой площади загрузки, что делает его очень привлекательным для промышленного производства оптоэлектронных приборов.
МОС-гидридная эпитаксия напряженных квантово-размерных структур и сверхрешеток (СР) в системе 1пСаЛзР/1пР интенсивно исследовалась в последнее время. Большая часть работ в этой области посвящена изучению свойств

Табл. 3.2.2. Эффективные массы носителей заряда, использованные в расчётах квантово - размерного эффекта.
ваР 1пР ОаАв 1пАз
Ше, Ш0 0.17 0.08 0.067 0
Шьь, то 0.47 0.56 0.45 0
тш, т0 0.17 0.12 0.082 0