Исследование свойств и оптимизация гетероструктур на подложках GaAs и разработка мощных лазеров на их основе: ? =0, 78-1, 3 мкм
Диссертация
Полупроводниковые лазеры составляют значительную и наиболее динамично развивающуюся часть мировой электронной промышленности. Лазерные диоды на базе арсенида галлия благодаря своей высокой эффективности, широкому спектральному диапазону и низкой стоимости находят самое широкое применение. Одномодовые лазеры используются в лазерной печати и записи информации, для накачки волоконных усилителей… Читать ещё >
Список литературы
- Ж.И. Алферов, Речь на открытии 8-й международной конференции «Nanostructures: Physics and Technology», St. Petersburg, Russia, June 2000.
- Н.Г.Басов, О. Н. Кроклин, Ю. М. Попов Письма в ЖЭТФ, вып.40, 1961 г. стр. 1320.
- Ж.И. Алферов, В. М. Андреев, В. И. Корольков, E.JI. Портной, Д. Н. Третьяков ФТП вып. 2, 1968 г. стр. 106
- Panish М.В., Hayashi I., Sumski S., Double-heterostructure injection lasers with room-temperature thresholds as low as 2300 A/cm2, Appl. Phys. Lett., V.16, № 8, 326−327, (1970).
- Hayashi I., Panish М.В., Foy P.W., Sumski S., Junction lasers which operate continuously at room temperature, Appl. Phys. Lett., V.17, № 3, pp. 109−111, (1970).
- Dyment J.C., D’Asaro L. A., North J.C., Miller B.I., Ripper J.E., Proton-bombardment formation of stripe-geometry heterostructure lasers for 300 К CW operation, Proc. IEEE, V.60, № 6, pp. 726−728, (1972).
- Dyment J.C., D’Asaro L. A., North J.C., Miller B.I., Ripper J.E., Proton-bombardment formation of stripe-geometri heterostructure lasers for 300 К CW operation, Proc. IEEE, V.60, № 6, pp. 726−728, (1972).
- Casey H.C., Jr., Panish M.B., Heterostructure Lasers, Academik Press, New York, San Francisko, London, 1978.
- Hartman RL., Schumaker NE., Dixon R.W., Continuously operated (Al, Ga) As double-heterostructure lasers with 700C lifetimes as longas two years, Appl. Phys. Lett., V.31, № 11, pp. 756−759, (1977).
- Богатов А.П., Долгинов JI.M., Елисеев П. Г., Мильвидский М. Г., Свердлов Б. Н., Шевченко Е. Г., Излучательные характеристики лазерных гетероструктур на основе InP-GalnPAs, ФТП, Т.9, вып. 10, сс. 1956−1961, (1975).
- Hsieh J.J., Room-temperature operation of GalnAs/InP double-heterostructure diode lasers emitting at 1.1 цт, Appl. Phys. Lett., V.28, № 5, pp. 283−285, (1976).
- Hsieh J.J., Rossi J.A., Donnelly J.P., Room-temperature cw operation of GalnAs/InP double-heterostructure diode lasers emitting at 1.1 pm, Appl. Phys. Lett., V.28, № 12, pp. 709−711, (1976).
- Yamamoto Т., Sakai K., Akiba S., Suematsu Y., Inl-xGaxAsyPl-y/InP DH lasers fabricated on InP (100) substrates, IEEE J. Quant. Electron., V. QE-14, № 2, pp. 95−98, (1978).
- Алфёров Ж.И., Арсентьев И. Н., Гарбузов Д. З., Румянцев В. Д., Красные инжекционные гетеролазеры в системе Ga-In-As-P, Письма в ЖТФ, Т.1, вып.9, сс. 406−408, (1975).
- Долгинов Л.М., Елисеев П. Г., Мильвидский М. Г., Свердлов Б. Н., Шевченко Е. Г., Полосковый гетеролазер непрерывного действия на основе четырёхкомпонентното твёрдого раствора GalnPAs, Крат, сообщ. по физике ФИАН, № 8, с. 38−41, (1976).
- Kawaguchi Н., Takahei К., Toyoshima Y., Nagai Н., Iwane G., Room-temperature c.w. operation of InP/InGaAsP/InP double heterostructure diode lasers emitting at 1.55 pm, Electron. Lett. V.15, № 21, pp. 669−670 (1979).
- Akiba S., Sakai K., Matsushima Y., Yamamoto Т., Room temperature c.w. operation of biGaAsP/InP heterostructure lasers emitting at 1.56 jum, Electron. Lett. V.15, № 19, pp. 606+607 (1979).
- Arai S., Asada M., Suematsu Y., Itaya Y., Room temperature CW operation of GalnAsP/InP DH laser emitting at 1.51 цт, Japn. J. Appl. Phys., V.17, № 12, pp. 2333−2334, (1979).
- Thompson G.H.B., Kirkby P.A., (GaAl)As lasers with a heterostructure for optical confinement and additional heterojunctions for exstreme carrier confinement, IEEE J. Quant. Electron., Y. QE-9, № 2, pp. 311−318, (1973).
- Panish M.B., Casey H.C., Jr., Sumski S., Foy P.W., Reduction of threshold current density in GaAs-AlxGaixAs heterostructure lasers by separate optical and carrier confinement, Appl. Phys. Lett., V.22, № 11, pp. 590−591, (1973).
- Thompson G.H.B., Kirkby P.A., Low threshold-current density in 5-layer-heterostructure (GaAl)As/GaAs localised-gain-region injection lasers, Electron. Lett., V.9, № 13, pp. 295−296, (1973).
- Casey H.C., Jr., Panish M.B., Schlosser W.O., Paoli T.L., GaAs-AlxGa^As heterostructure laser with separate optical and carrier confinement, J. Appl. Phys., V.45, № 1, pp. 322−333, (1974).
- Tanbun-Ek Т., Temkin H., Chu S.N.G., Logan R.A., Reproducible growth of low-threshold single and multiple quantum well InGaAsP/InP lasers by a novel interlayer growth technique, Appl. Phyh. Lett., V.55, № 9, pp. 819−821 (1989).
- D.Z.Garbuzov, N.Yu.Antonishkis, A.D.Bondarev, S.N.Zhigulin, N.I.Katsavets, A.V.Kochergin, and E.U.Rafailov, 12th IEEE Intern. Semicond. Laser Conf., Davos, Switzerlend, 1990, (IEEE Service Center, Piscatavay NJ. 1990), p.2334−236.
- Garbuzov D.Z., Antonishkis N.Yu., Bondarev A.D., Gulakov A.B., Zhigulin S.N., Katsavets N.I., Kochergin A.V., Rafailov E.V., High-power 0.8 pm InGaAsP-GaAs SCH SQW lasers, IEEE J. Quant. Electron., V. QE-27, № 6, pp. 1531−1536,(1991).
- D.Z. Garbuzov, N.I.Katsavets, A.V. Kochergin and V.B. Khalfin, «An experimental and theoretical study of the local temperature rise of mirror facets in InGaAsP/GaAs and AlGaAs/GaAs SCH SQW laser diodes,» in Proc AIP Conf. 240, 1991, pp.6−13.
- InGaAsP Alloy semiconductors, Edited by T.P. Pearsall, New-York, 1982.
- M.B. Фуксман, Разработка жидкофазной технологии изготовления мощных низкопороговых зарощенных InGaAsP/InP лазеров, Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Санкт-Петербург, 1993.
- D.Z. Garbuzov, S.N. Zhigulin, A.V. Kochergin, M.Y. Fuksman, Proceedings of III European Conference on Crystal Growth, Budapesht, 1991, pp. 347−349.
- D.Z. Garbuzov, I.E. Berishev, Yu.V. Ilyin, N.D. Ilyinskaya, A.V. Ovchinnikov, N.A. Pihtin, I.S. Tarasov, J. Appl. Phys., v. 59, 1986, pp. 761 768.
- Д.З. Гарбузов, C.H. Жигулин, A.B. Кочергин, И. А. Мокина, Э. У. Рафаилов, Н. А. Стругов, М. В. Фуксман, А. П. Шкурко, Тезисы I Всесоюзной конференции «Физические основы твердотельной электроники», Ленинград, 1989, с.7−8.
- K.Petermann «Laser diode modulation and noise», Kluwer Academic Publishers, 1988, p.36.
- M.A. Бородицкий, A.E. Дулькин, И. В. Кочнев, Д. А. Лившиц, H.O. Соколова, Э. У. Рафаилов, И. С. Тарасов, Ю. М. Шерняков, Б. С. Явич.
- Мощные одномодовые InGaAsP/GaAs лазеры (X = 0.98 мкм), выращенные МОГФЭ методом", Письма в ЖТФ, 1994, т.20, вып. 6, стр. 62−66.
- М.А.Иванов, Ю. В. Ильин, Н. Д. Ильинская, Ю. А. Корсакова, А. Ю. Лешко, А. В. Лунёв, А. В. Лютецкий, А. В. Мурашова, Н. А. Пихтин, И. С. Тарасов. «Полосковые одномодовые InGaAsP/InP лазеры излучающие на длине волны 1.55 мкм», Письма в ЖТФ, 1995, в.21, с.70−75.
- D.Z .Garbuzov, N.Yu. Antonishkis, S.N. Zhigulin, N.D. Il’inskaya, A.V. Kochergin, D.A. Livshits, E.U. Rafailov, M.V. Fuksman, «High power buried InGaAsP/GaAs (0.8 mkm) laser diodes», Appl.Phys.Lett1993, 62(10), pp.10 621 064.
- A.W. Snyder, J.D. Love, Optical Waveguide Theory: Chapman and Hall (1983)
- D.Z. Garbuzov, V.B. Khalfin, N.A. Katsavets, Appl. Phys. Lett., 58(10) (1991).
- P. Meissner, E. Patzak, D. Vevic. Opt. Commun., 50 (1984).
- G.H.B. Thompson. Physics of semiconductor laser devices. London: John Willey & Sons (1980).
- M.Yamada, M. Shimuzu, T. Takeshita, M. Okayashi, M. Horiguchi, S. Ushera, S. Suigita, «Er-doped fiber amplifier pumped by 0.98mm laser diodes», IEEE Photonics Technol. Lett., December 1989, v. l, (12).
- K.Mobarhan, M. Razeghi, R. Blondeau, «GabiAs/GaAs/GaAsP buried ridge structure single quantum well laser emitting at 0.98mkm», Electronics Letters, 1992, v.28,(16)
- A.V.Belov, E.M.Dianov, D.D.Gusovskiy, V.I.Karpov, V.F.Khopin, A.S.Kurkov, Y.M.Shernyakov, B.S.Yavich, «Investigation of the 980nm LD-pumped,» Soviet Lightwave Communications, v.3, No. 3, 1993.
- A.E.Dulkin, S.A.Moshkalyov, V.Z.Pyataev, A.S.Smirnov, K.S.Frolov. «III-V Compound Semiconductor Reactive Ion Etching in Chlorine and Methane Containing Mixtures», Microelectronics Engineering, 1992, v. 17, pp.345−348.
- Д.З.Гарбузов, М. Л. Бородицкий, Н. Д. Ильинская, Д. А. Лившиц, Д. Н. Марьинский, Э. У. Рафаилов, «Управление модовым составом мощных зарощенных лазеров на основе InGaAsP/GaAs с длиной волны 0.8 мкм», ФТП, 1994, т.28, вып.2, с.315−320.
- А.С. Трифонов, К. И. Урих, Письма в ЖТФ, 1992, т. 18, вып. 7, с. 73.
- Т. Ito, S. Machida, К. Nawata, Т. Ikegami, IEEE J. Quant. Electron. 1977, QE-13, p.574.
- D.Z. Garbuzov, N.Y. Antonishkis, A.D. Bondarev, A.B. Gulakov, S.N. Zhigulin, N.I. Katsavets, A.V. Kochergin and E.U. Rafailov, «High-power 0.8 pm InGaAsP/GaAs SCH SQW lasers,» IEEE J. Quantum Electron., Vol.27, pp.1531−1536, 1991.
- D.Z. Garbuzov, N.Ju. Antonishkis, S.N. Zhigulin, N.D. Il’inskaya, A.V. Kochergin, D.A. Lifshitz, E.U. Rafailov, and M.V. Fuksman: 'High-power buried InGaAsP/GaAs (1 = 0.8 цт) laser diodes' Appl. Phys. Lett., Vol. 62, pp. 1062−1064, 1993.
- S.L. Yellen, A.H. Shepard, C.M. Harding, J.A. Baumann, R.G. Waters, D.Z. Garbuzov, V. Pyataev, V. Kochergin and P. S. Zory, «Dark-line-resistant, alimiinium-free diode laser at 0.8 jum,» IEEE Photon. Technol. Lett., vol.4, pp. 1328−1330, 1992.
- L.J. Mawst, A. Bhattacharya, M. Nesdial, J. Lopez, D. Botez, J.A. Morris and P. Zory, «High CW output power and 'wallplug' efficiency Al-free InGaAs/TnGaAsP/TnGaP double quantum well diode lasers,» Electron. Lett., vol.31, pp.153−1154, 1995.
- D.Z. Garbuzov, L. Xu, S R. Forrest, R. Martinelli and J.C. Conolli, «1.5 jum wavelength, SCH-MQW broadened-waveguide laser diodes with low internal loss and high output power,» Electron. Lett., vol.32, pp.1717−1718, 1996.
- N.I.Katsavets, D.A.Livshits, I.S.Tarasov «Study of optical mirror facet strength of CW operated separate confinement heterostructure laser diodes» -Proceeding of SPIE’s on International Symp. 96, San Jose 1996.
- A. Al-Muhanna, L. Mawst, D. Botez, D. Garbuzov, R. Martinelli, J. Connolly: 'High power (>10W) continuous-wave operation from lOO-pm-aperture 0.97-]um-eniitting Al-free diode lasers' Appl. Phys. Lett. Vol.73, pp. 11 821 184, 1998.
- X. He, S. Srinivasan, S. Wilson, C. Mitchell and R. Patel, «10.9W continuous wave optical power from lOOjum aperture InGaAs/AlGaAs (915nm) laser diodes,» Electron. LeU. 1998, 34, (22), pp. 2126−2127.
- D. Botez, «Design consideration and analytical approximations for high continuous-wave power, broad-waveguide diode lasers,» Appl. Phys. Lett., Vol. 74, pp. 3102−3104, 1999.
- D. Botez: «High power, Al-free laser diodes,» Compound Semiconductor, 5(6), pp.24−29 (1999).
- D.A. Livshits, I.V. Kochnev, V.M. Lantratov, N.N. Ledentsov, T.A. Nalyot, I.S. Tarasov and Zh.I. Alferov, «High Catastrophic Optical Mirror Damage Level in InGaAs/AlGaAs Laser Diodes,» Electron. Lett., vol. 36, (22), (2000).
- L.J. Mawst, A. Bhattacharya, M. Nesdial, J. Lopez, D. Botez, J.A. Morris and P. Zory, «High CW output power InGaAs/InGaAsP/InGaP diode lasers: Effect of substrate misorientation,» Appl.Phys.Lett., vol.67(20), pp.2901−2903, (1995).
- J. Wang, B. Smith, X. Xie, X. Wang, G.T. Burnham: «High-efficiency diode lasers at high output power,» Appl. Phys. Lett., 74, (11), pp. 1525−1527, (1999).
- D. Botez, L.J. Mawst, A. Bhattacharya, L. Lopez, J. Li, V.P. Iakovlev, G.I. Suruceanu, A. Caliman, A.V. Syrbu, Electron. Lett., vol. 32(21), pp. 2012−2013,(1996).
- D P. Bour and A. Rosen, J.Appl.Phys. 66, 2813 (1989)
- D.Z. Garbuzov, N.I. Katsavets, A.V. Kochergin, V.B. Khalfin, «An experimental and theoretical study of the local temperature rise of mirror facets in InGaAsP/GaAs and AlGaAs/GaAs SCH SQW laser diodes,» Proceeding of AIP Conf 240, pp.6−13, (1991).
- Jay S. Yoo, Hong H. Lee, Peter Zory «Temperature rise at mirror facet of CW semiconductor lasers" — IEEE J. of Quantum Electr., vol.28 (3), pp.635−639, (1992).
- P.O'Brien, J. O'Callaghan and J. McInerney „Internal temperature distribution measurements in high power semiconductor lasers“, Electron. Lett., vol.34, pp., (1998).
- J.K. Wade, L.J. Mawst, D. Botez, R.F. Nabiev, M. Jansen, J.A. Morris: '6.1W continuous wave front-facet power from Al-free active region (X = 805 nm) diode lasers' Appl.Phys.Lett. vol 72(1), 1998, pp.4−6.
- X. Кейси, M Паниш, &bdquo-Лазеры на гетерострукгурах,» Москва, Мир, 1981.
- D. Botez and М. Ettenberg, IEEE J. Quantum Electron., Vol.14, pp.827−829, (1978).
- M. Meyer, «The compound semiconductor industry in the 1990's», Compound Semiconductor 5(9), 26−30 (1999).
- W. W. Chow, K. D. Choquette, M. H. Crawford, K. L. Lear, and G. R. Hadley, «Design, fabrication and performance of infrared and visible vertical-cavity surface-emitting lasers», IEEE J. Quantum Electron. 33(10), 1810−1821 (1997).
- D. I. Babic, K. Streubel, R. P. Mirin, N. M. Margalit, J. E. Bowers, E. L. Hu, D. E. Mars, L. Yang, and K. Carey, «Room-temperature continuous-wave operation of 1.54-jnm vertical-cavity lasers», IEEE Photon. Technol. Lett. 7(10), 1225−1227 (1995).
- M. Kondow, K. Uomi, A. Niwa, T. Kitatani, S. Watahiki, and Y. Yazawa, «GalnNAs: A novel material for long-wavelength-range laser diodes with excellent high-temperature performance», Jpn. J. Appl. Phys. 35(2B), 1273−1275 (1996).
- M. Weyers and M. Sato, «Growth of GaAsN alloys by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition using plasma-cracked NH3», Appl. Phys. Lett. 62(12), 1396−1398 (1993).
- M. Kondow, K. Uomi, K. Hosomi, and T. Mozume, «Gas-source molecular beam epitaxy of GaNxAsi"x using a N radical as the N source», Jpn. J. Appl. Phys. 33(8A), L1056-L1058 (1994).
- W. G. Bi and C. W. Tu, «Bowing parameter of the band-gap energy of GaNxAsix», Appl. Phys. Lett. 70(12), 1608−1610 (1997).
- A. Ougazzaden, Y. Le Bellego, E. V. K. Rao, M. Juhel, L. Leprince, and G. Patriarche, «Metal organic vapor phase epitaxy growth of GaAsN on GaAs using dimethylhydrazine and tertiarybutylarsine», Appl. Phys. Lett. 70(21), 2861−2863 (1997).
- H. P. Xin and C. W. Tu, «GahiNAs/GaAs multiple quantum wells grown by gas-source molecular beam epitaxy», Appl. Phys. Lett. 72(19), 2442−2444 (1998).
- S. Sato and S. Satoh, «Metalorganic chemical vapor deposition of GahiNAs lattice matched to GaAs for long-wavelength laser diodes», J. Cryst. Growth 192, 381−385 (1998).
- S. Francoeur, G. Sivaraman, Y. Qiu, S. Nikishin, and H. Temkin, «Luminescence of as-grown and thermally annealed GaAsN/GaAs», Appl. Phys. Lett. 72(15), 1857−1859 (1998).
- T. Kageyama, T. Miyamoto, S. Makino, F. Koyama, and K. Iga, «Thermal annealing of GalnNAs/GaAs quantum wells grown by chemical beam epitaxy and its effect on photoluminescence», Jpn. J. Appl. Phys. 38(3B), L298-L300 (1999).
- T. Kitatani, K. Nakahara, M. Kondow, K. Uomi, and T. Tanaka, «Mechanism analysis of improved GalnNAs optical properties through thermal annealing», J. Cryst. Growth 209, 345−349 (2000).
- K. Nakahara, K. Kondow, T. Kitatani, Y. Yazawa, and K. Uomi, «Continuous-wave operation of long-wavelength GalnNAs/GaAs quantum well laser», Electron. Lett. 32(16), 1585−1586 (1996).
- M. Kondow, S. Nakatsuka, T. Kitatani, Y. Yazawa, and M. Okai, «Room-temperature pulsed operation of GalnNAs laser diodes with excellent high-temperature performance», Jpn. J. Appl. Phys. 35(11), 5711−5713 (1996).
- K. Nakahara, M. Kondow, T. Kitatani, M. C. Larson, and K. Uomi, «1.3-pm continuous-wave lasing operation in GalnNAs quantum-well lasers», IEEE Photon. Technol. Lett. 10(4), 487−488 (1998).
- D. Mars, D. I. Babic, Y. Kaneko, Y.-L. Chang, S. Subramanya, J. Kruger, P. Perlin, and E. R. Weber, «Growth of 1.3 pm InGaAsN laser material on GaAs by molecular beam epitaxy», J. Vac. Sci. Technol В 17(3), 1272−1275 (1999).
- S. Sato and S. Satoh, «Room-temperature pulsed operation of strained GalnNAs/GaAs double quantum well laser diode grown by metal organic chemical vapor deposition», Electron. Lett. 34(15), 1495−1496 (1998).
- F. Hohnsdorf, J. Koch, S. Leu, W. Stolz, B. Borchert, and M. Druminski, «Reduced threshold current densities of (GaIn)(NAs)/GaAs single quantum well lasers for emission wavelengths in the range 1.28−1.38 pm», Electron. Lett. 35(7), 571−572 (1999).
- S. Sato and S. Satoh, «Room-temperature continuous-wave operation of 1.24-|um GalnNAs lasers grown by metal-organic chemical vapor deposition», IEEE J. Selected Topics in Quantum Electron. 5(3), 707−710 (1999).
- S. Sato and S. Satoh, «1.3 цт continuous-wave operation of GalnNAs lasers grown by metal organic chemical vapour deposition», Electron. Lett. 35(15), 12 511 252 (1999).
- C. P. Hains, N. Y. Li, K. Yang, X. D. Huang, and J. Cheng, «Room-temperature pulsed operation of triple-quantum-well GalnNAs lasers grown on misoriented GaAs substrates by MOCVD», IEEE Photon. Technol. Lett. 11(10), 1208−1210(1999).
- X. Yang, M. J. Jurkovic, J. B. Heroux, and W. I. Wang, «Low threshold InGaAsN/GaAs single quantum well lasers grown by molecular beam epitaxy using Sb surfactant», Electron. Lett. 35(13), 1082−1083 (1999).
- A. Yu. Egorov, D. Bernklau, D. Livshits, V. Ustinov, Zh. I. Alferov, and H. Riechert, «High power CW operation of InGaAsN lasers at 1.3 jum», Electron. Lett. 35(19), 1643−1644 (1999).
- М. Kondow, Т. Kitatani, S. Nakatsuka, M.C.Larson, К. Nakahara, Y. Yazawa, К. Uomi, «GalnNAs: A novel material for long-wavelength semiconductors laser,» IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., 1997, 3, (3), pp. 719−730
- S. Sato and S. Satoh, «High-Temperature Characteristic in 1.3- jum-Range Highly Strained GalnNAs Ridge Stripe Lasers Grown by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition» «, IEEE Photon. Technol. Lett. 11(12), 1560−1562 (1999).