Исследование влияния легирования эмиттерных слоев на параметры диодных лазеров на основе твердых растворов AlGaAs и AlGaInP
Диссертация
Разработана технология выращивания слоев четверных твердых растворов АЮа1пРАЗа1пР/СаАз и лазерных гетероструктур на их основе. Показано, что качество и однородность слоев определяется, в частности, наличием переходных процессов при переключениях больших потоков гидридных газов арсина и фосфина. Разработаны технологические приемы легирования слоев твердых растворов донорными и акцепторными… Читать ещё >
Список литературы
- Manasevit Н.М. Single-Crystal Gallium Arsenide on Insulating Sub-strates//Appl.Phys.Lett.- 1968.-v. 12.-P. 156−159.
- Ludowise M.J. Metalorganic Chemical Vapor Deposition of III-V Semiconductors// J.Appl.Phys.- 1985.-v.58(8).- P. R31-R54.
- Nishizawa J., Kurabayashi T. On the Reaction Mechanism of GaAs MOCVD//J.Cryst.Growth.- 1990.-v.99.-P.525−529.
- Jensen K.F., Fotiadis D.I., Mountziaris T.J. Detailed Models of the MOVPE process//J.Cryst.Growth.- 1991.-v.107.-P.l-l 1.
- Miyamoto Y., Uesaka K., Takadou M., Furuya K., Suematsu Y. OMVPE Con-ditios for GalnAs/InP Heterointerfaces and Superlattices// Jpn. J. Appl. Phys.-1984.-v.23.-P.1182- 1187.
- Thrush E., Whiteaway J., Wale Evans G., Wight D., Cullis A. Compositional Transients in MOCVD Grown III-V Heterostructures//J. Crystal Growth.-1984.-v.68.-P.412−421.
- Roberts J., Mason N., Robinson M. Factors Influencing Doping Control and Abrupt Metallurgical Transitions During Atmospheric Pressure MOVPE Growth of AlGaAs and GaAs// J. Crystal Growth.- 1984.-v.68.-P.422−430.
- Clark I., Fripp A., Jesser W. MOCVD manifold switching effects on growth and characterization//J. Crystal Growth.- 1991 .-v. 109.-P.246−251.
- Kuesters К., Cooman В., Shealy J., Carter С. ТЕМ Observation of Compositional Variations in AlGaAs Grown by MOCVD//J.Ciystal Growth.- 1985.-v.71.-P. 514−518.
- Hemmati H., Lesh J. Environmental Testing of a DiodeLaser-Pumped Nd: YAG Laser and a Set of Diode-Laser-Arrays //SPIE Space Sensing Communications and Networking.-1989.-V. 1059.-P. 146- 153.
- Алферов Ж. И, Андреев B.M., Портной E.JI., Трукан М. К. Инжекционные лазеры на основе гетеропереходов в системе AlAs-GaAs с низким порогом генерации при комнатной температуре //ФТП.-1969.-т.З.-С.1328−1332.
- Dupuis R. D., Dapkus P. Room temperature operation of GaixAlxAs/GaAs double heterostructure lasers grown by metalorganic chemical vapor deposition// Appl. Phys. Lett.- 1977.-v.31 .-№ 7.-P.466−468.
- Dupuis R.D., Dapkus P. Single-longitudinal-mode CW room-temperarure Gaj. xAlxAs-GaAs channel-guide lasers grown by metalorganic chemical vapor deposition //Appl. Phys. Lett.- 1978.-v.33.-№ 8.-P.724−726.
- Hersee S., Baldy M., Assenat P., DeCremoux В., Duchemin J. Low Threshold GRIN SCH GaAs/AlGaAs Laser Structure Grown by OMVPE // Electron. Lett.- 1982.-v.18.-P.618.
- Harder C., Buchmann P., Meier H. High-power Ridge Waveguide AlGaAs GRIN-SCH Laser // Electron. Lett.- 1986.-v.22.-P. 1081−1082.
- Wada O., Sanada T., Kuno M., Fujii T. Very Low Threshold Current Ridge Waveguide AlGaAs/GaAs Single-Quantum Well Lasers// Electron. Lett.-1985.v.21.-P.1025−1026.
- Reep D., Ghandhi S. Electrical Properties of Organometallic Chemical Vapor Deposited GaAs Epitaxial Layers// J. Electrochem. Soc.- 1984.-v.l31.-№ 11.-P.l 697−2702.
- Stringfellow G. Fundamental Aspects of Vapor Growth and Epitaxy//J. Crystal Growth.- 1991 .-v. 115 .P. 1−11.
- Takahashi Y., Soga Т., Sakai S., Umeno M., Hatttori S. Solid Composition and
- Growth Rate of Gal-xAlxAs Grown Epitaxially by MOCVD// Jpn. J. Appl.
- Phys.- 1983.-v. 22.-№ 9.-P.1357−1360.
- Jones M., Ridge M., Daniel D., Butlin R. Evaluation of large area heterostruc-ture material for high power laser structures// Chemotronics.- 1987.-V.2.-P.69−77.
- Stringfellow G. The Role of Impurities in III/V Semiconductors Grown by Organometallic Vapor Phase Epitaxy// J. Crystal Growth.- 1986.-v.75.-P.91−100.
- Ильичев Э. А., Масловский В. M., Полторацкий Э. А. Электрофизические свойства изолирующих слоев твердого раствора GaAlAs, полученных МОС-гидридным методом// ФТП.- 1988.-Т. 20.-№ 4.-С.594−602.
- Terao Н., Sunakawa Н. Effect of Oxygen and Water Vapour Introduction During MOCVD Growth of GaAs// J. Crystal Growth.- 1984.-v.68.- P.157−162.
- Hata M., Takata H., Yako Т., Fukuhara N., Maeda Т., Uemura Y. The Effect of Oxygen Impurity in TMA on AlGaAs Layers grown by MOVPE// J. Crystal Growth.- 1992.-v.124.-P.427−432.
- Hersee S., Forte-Poisson M. Di, Baldy M., Duchemin J. A new approach to the «gettering' of oxygen during the growth of GaAlAs by low pressure MOCVD// J. Crystal Growth.-1981.-v.55.-P.53−57.
- Dupuis R.D., Dapkus P.D. Room temperature operation of AlGaAs/GaAs double heterostructure lasers grown by metalorganic vapor de-postion//Appl.Phys.Lett.-1977.-v:31 .-№ 7.-P.466−468.
- Dupuis R.D., Dapkus P.D. Continuous room-temperature operation of GaAlAs-GaAs double-heterostructure lasers grown by metalorganic chemical vapor deposition//Appl.Phys.Lett.- 1978.-v.7.-№ 32.P.406−407.
- Dupuis R., Dapkus. P. Very low threshold GaixAlxAs-GaAs double heterostructure lasers grown by metalorganic chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett.- 1978.-v.32.-№ 8.-P.473−475.
- Holonyak N., Kolbas R.M., Vojak B.A. Low threshold continues wave operation (300 337K) of multylayers MOCVD AlGaAs/GaAs quantum well het-erostructures// Appl.Phys.Lett.- 1978.-v.33.-№l.-P.73−75.
- Hersee S., Badly M., Assenat P., De Cremoux B., Duchemin J.P. Low threshold GRIN SCH GaAs/AlGaAs laser structure grown by OMVPE// Electron.Lett.-1982.-v.18.-P.618−620.
- Hersee S., Badly M., Assent P., De Cremoux B., Duchemin J.P. Very low threshold GRIN SCH GaAs/AlGaAs laser structure grown by OMVPE// Elec-tron.Lett.- 1982.-v. 18.-P.870−871.
- Dupuis R.D., Dapkus P.D., Karner C.M. Abrupt GaAlAs-GaAs quantum well hetrostructures grown by metalorganic chemical vapor deposition// Appl.Phys.Lett.-1974.-v.34.-№ 5.-P.335−337.
- Dupuis R., Dapkus P., Kolbas R. Quantum Well AlGaAs-GaAs Heterostruc-ture Lasers Grown by MOCVD// IEEE J.Quant.EIectr.-1979.-v.l5.-№ 8.-P.756−761.
- Herseee S., Krakowski M., Blondeau R., Duchemin J. Abrupt OMVPE Grown GaAs/GaAlAs Heterojunctions// J. Crystal Growth.- 1984.-v.68.- P.383−388.
- Yonezu H., Sakuma I., Kobayashi K. Lateral current spreading in stripe-geometry DH laser diodes//Japan.J.Appl.Phys.-1973.-v. 12.- P.1585−1592.
- Tsang W.T. The effect of lateral current spreading, carrier out diffusion, an-doptical mode losses on the threshold current density of GaAs-AlxGai.xAs stripe geometry DH lasers// J.Appl.Phys.-1978.-v.49.-N3.-P.1031−1044.
- Matsumura S., Kuwano N., Oki K. Ordered Structures and Phase States in Epitaxial Layers of III-V Semiconductor Alloys// Jpn.J.Appl.Phys.- 1990.-v.29.-№ 4.-P.688−695.
- Ueda O., Takikawa M., Komeno J., Umebu I. Atomic Structure of Ordered InGaP Crystal Growth on (OOl)GaAs Substrates by Metalorganic Chemical Vapor Deposition //Jpn.J.Appl.Phys.-1987.-v.26.-Nl 1.-P.L1824-L1827.
- Gomyo A., Suzuky T., Kobayashi K., Kawata S., Hino I., Yuasa T. Evidence for existance of an ordered state of GaO.5InO.5P grown by metalorganic vaporphase epitaxy and its relation to band gap energy I I Appl.Phys.Lett.- l987.-v.50.-P.673−675.
- Valster A., Brouwer A., Chang C.V.J., Van der Poel C.J. Strained AlGalnP quantum well visible light-emitting laser diodes//Proc. Conf. Lasers and Elec-trooptics (CLEO) Tech. Dig.-1993.-v. 11.-P.476−477.
- Lin J., Jou M., Chen C., Lee B. Effect of substrate misorientation on the optical properties and hole concentration of Ga.5In.5P and (A1.5Ga.5).5In.5P grown by low pressure metalorganic vapor phase epitaxy// J. Crystal Growth.-1992.-v. 124.-P.415−419.
- Kurtz S., Olson J., Arent D., Bode M., Bertness K. Low-band-gap Ga.5In.5Pr1grown on (511)B GaAs substrates // J.Appl.Phys.-1994.-v.lO.-№ 75.P. 51 105 113.
- Su L., Ho I., Stringfellow G. Effects of substrate misorientation and growth rate on ordering in GalnP// J.Appl.Phys.- 1994.-v.l0.-№ 75.-P.5135−5141.
- Kurtz S., Olson J., Kibbler A. Incorporation of zinc in MOCVD growth of Ga.5In.5P//J.Crystal Growthio- 1992.-v.124.-P.462−469.
- N»" 45. Nisikawa J., Tsuburai Y., Nozaki C., Ohba Y., Kokobun Y., Kinishita H. Zn
- Nishikawa Y., Ishikawa M., Sugawara H., Hatakashi G., Kokubun Y. Anomalous dependence of In incorporation on substrate temperature into Zn-doped InGaAlP grown by low pressure MOCVD// J.Cryst.Growth.- 1991.-v.112.-P.628−634.
- Honda M., Ikeda M., Mori Y., Kaneko K., Wataabe N. The energy levels of Zn and Se in AlGalnP// Jap.J.Appl.Phys. -1985.- v.24.-P.L187-L189.
- Liedenbaum C.T.F.H., Valster A., Severens A.L.G.J., W’t Hooft G. Determination of the GalnP/AlGalnP band offset // Appl.Phys.Lett.- 1990.-v.57.-P.2698−2670.
- Tanaka H., Kawamura Y., Nojima S., Wakita K., Asahi H. InGaP/InGaAlP double heterostructure and miltiquantum laser diodes grown by molecular beam epitaxy// J.Appl.Phys. -1987.-v.61 .-P. 1713−1719.
- Hatakoshi G., Nitta K., Itaya K., Nishikawa Y., Okajama M. High-power InGaAlP laser diodes for high-density optical recording//Jap.J.Appl.Phys.- 1992.-v.31.-P.501−507.
- Hatakoshy G., Itaya K., Ishikawa M., Okajama M., Uematsu Y. Short-wavelength InGaAlP visible laser diodes// IEEE J. Quantum Electron.- 1991.-v.27.-P.1476−1482.
- Bour D.P., Treat D.W., Thornton R.L., Geels R.S., Welch D.F. Drift leakage current in AlGalnP quantum well lasers // IEEE J.Quantum.Electron.-1992.-v.29.1. P.145−149.
- Hamada H., Shono M., Honda S., Hiroyama R., Jodoshi K., Yamaguchi T. Al-GalnP visible laser diodes grown on misoriented substrates//IEEE J.Quantum.Electron.-1991 .-v.27.-P. 1483−1490.
- Ueno Y., Fujii H., Sawano H., Endo K., Kobayashi K., Hara K. 30 mW 690 nm high power strained-quantum-well AlGalnP laser with A1203-coated mirror facets// Appl.Phys.Lett.-1992.-v.56.-P.218−219.
- Serreze H., Chen Y., Naters R. High power, very low threshold GalnP/AlGalnP visible diode lasers // Appl Phys.Lett.-1991.-v.58.-P.2464−2465.
- Hashimott J., Katsuyama T., Shinkai J., Yoshida I. Effect of strained-layer structures on the threshold current density of AlGalnP/GalnP visible lasers// Appl.Phys.Lett.-1991 .-v.58.-P.789−891.
- Bour D., Treat D., Thornton R., Paoli T., Bringans R., Drusor B., Geels R. Low threshold, 633 nm, single tensile strained quantum well GalnP/AlGalnP lasers// Appl .Phys.Lett.-1992.-v.60.-P. 1927−1929.
- Valster A., Van Der Poel C., Finke M., Boermans M. Effect of strain on the threshold current of GalnP/AlGalnP quantum well lasers emitting at 633 nm// Abstracts of 13th IEEE Int. Semiconductor Laser.Conf.-1992.-P.152−153.
- Summers H., Blood P. Room temperature operation of ultrashort wavelength (619nm) AlGalnP/GalnP tensile strained quantum well laser// Electron.Lett.-1993 .-v.29.-P. 1007−1008.
- Takagi Т., Koyoma F., Iga K. Electron wave reflection by multyquantum bar-ier// Jpn. J. Appl.Phys.- 1992.-v.31.-P. 197−200.
- Kishino K., Kikuchi A., Kaneko Y., Nomura I. Enhanced carrier confinement effect by the multiquantum barrier in 660 nm GalnP/AlInP visible lasers// Appl.Phys.Lett.-1991.-v.58.-P.789−891.
- Hamada H., Tominaga K., Shono M., Honda S., Yodoshi K., Yamaguchi T. Room temperature cw operation of 610 nm band AlGalnP strained multyquantum well laser diodes with multyquantum barrier//Electron.Lett.-1992.-v.28,P.l834−1836.
- Чарный И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах.-М.:Недра, 1975 г.
- Гусейнзаде М.А., Друнина Л. И., Петрова О. Н., Степанова О. Н. Гидродинамические процессы в сложных трубопроводных системах.-М.:Недра, 1991 г.
- Исаев С.И., Кожинов И.А., .Кофанов В. И. Теория тепломассообмена: Учебник для вузов- под ред. Леонтьева А.И.-М.:Высшая школа, 1979.-С.175.
- Шервуд Т., Пикфорд Р., Уилки Ч. Массопередача.- М.:Химия, 1982.-С.567−595.
- Отчет по ОКР Каркас- ФГУП НИИ Полюс- Гл. конструктор А. А. Чельный .-№Г36 417.-уч.2203.- 1999.
- Сюэ-Сень Ц. Физическая механика//М.-Мир.-1965.-С.424−425.
- Рейф Ф. Статистическая физика.- М.:Наука, 1977.-С.294.
- Отчет по НИР Калина- ФГУП НИИ Полюс- Научн. руководитель В. А. Горбылев. № 2110.- УДК 621.385.2.- М.-1990.-Зам.научн.руководителя А. А. Чельный.
- Vdovin V., Milvidsky М., Chelny A. Ordered Structure in MOCVD epitaxial AIGalnP alloys // Inst.Phys.Con?-1997.-ser.N155.-Chapter 12.-P.913−916.
- Bour D. P., Geels R. S., Treat D. W., Paoli T. L., Ponce F., Thornton R. L., Krusor B. S., Brigans R. D., Welch D. F. Strained GalnP/AlGalnP Het-erostructures and Quantum-Well Laser Diodes //IEEE J.Q. Electron.-1994.-v.30.-N2.-P.593−606.
- Aoyagi Т., Kimura Т., Yoshida N., Kadowaki Т., Murakami Т., Kaheno N., Seiwa Y., Mizuguchi K., Susaki W. Threshold current density dependence on p-doping in AIGalnP lasers //SPIE Laser-Diode Technology and Applications II.- 1990.-v.1219.-P.6−15.
- Sakaki F. Doping optimization in InGaAsP DH lasers and improved characteristics in BH lasers grown by MOCVD// J. Crystal Growth.-1988.-v.93.-P.838
- Алуев A.B., Морозюк A.M., Кобякова М. Ш., Чельный A.A. Мощные непрерывные 2,5Вт диодные лазеры, изготовленные в системе А1-GaAs/GaAsZ/Квантовая электроника.- 2001.-т.31.-№ 7.-С.627−628.
- Журавлева О.В., Киселева, Курносов В.Д., Малашина О. Ю., Чельный
- A.A., Шишкин В. А. Одночастотные GaAlAs/GaAs-лазеры //Квантовая Н.Н.электроника.-1994.-T.21 .-№ 3.- С.205−208.
- Eliseev P.G., Chelny A.A., Aluev A.B., Davydova E.I., Kobyakova M.Sh., Morozyuk A.M. Single-Mode Laser Diode at 780-nm Wavelength: Effect of p-Doping //IEEE Photonics Technology Letters.-2002.-v.l4.-Nl-P.15−17.
- Крюкова И.В., Мармалюк A.A., Матвеенко E.B., Поповичев B.B., Симаков
- B.А., Чельный A.A., Чуковский H.H. Перспективные полупроводниковые лазеры с мощностью излучения до 200 мВт для межспутниковых оптических линий связи//Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана.-Сер.Приборостроение.- 2002.-№ 3.-С. 18−33.
- Инжекционный лазер: пат. № 2 168 249/ Елисеев П. Г., Кобякова М. Ш., Симаков В. А., Чельный А. А. Изобретения. Бюллетень Российского Агентства по патентам и товарньщ знакам № 15−2000 001,-2000.
- Polyakov A.Y., Pakhomov A.V., Tishkin M.V., Omeljanovsky E.M. Plazma enhanced hydrogen passivation of shallow levels in InP //Semi-Insulating III-V Materials / eds.A.G.Milns and C.J.Miner/Adam Hilger, London and Bristol, 1990.-P.247−257.
- Pearton S.J.,.Corbett J. W, Stavola M. Hydrogen in Crystalline Semiconductors.- Springer, Heidelberg.-1992.
- Joyce W. B. Role of the conductivity of the confining layers in DH laser spatial hole burning effect// IEEE J. Quant. Electron.- 1982.-v.l8.-№ 12.-P.2005−2009.
- Eliseev P. G., Glebov A. G., Osinski M. Current self-distribution effect in diode lasers: analytic criterion and numerical study// IEEE J. Sel. Topics Quant. Electron.- 1997.-v.3.-№ 2.-P. 499−506.
- Chelny A.A., Kobyakova M.S., Eliseev P.G. Effect of the Doping Level of a p-Cladding Layer on the Performance of GaAs-AlGaAs Multiquantum-Well Lasers //IEEE Journal of Quantum Electronics .-2004.-v.40.-№ 2.-P.l 13−117.
- Кейси X, Паниш M. Лазеры на гетероструктурах т.1.-1981.-Мир.-М.1. С. 275.
- S.W.Corzine, R. Yan, L. Colden Optical Gain in III-V Bulk and Quantum Well Semiconductors// in Quantum Well Lasers 1993,-Academic Press.Inc.,-P.91.
- Ch.Su, V. Lanzisera, R. Freeman High Speed InGaAsP Lasers by Gain Enhans-ment Doping// US Patent N4,706,253,-1987.
- Киреев П.С. Физика полупроводников. Учебн. пособие для вузов. М.:Выс-шая школа, 1975.-С.456−458.
- Кейси X., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах,-т.1.-М.:Мир.-1981.-С.222−240.
- Sugimura A. Threshold Currents for AlGaAs Quantum Well Lasers//IEEE J. Quantum Electronics.- 1984.-v.20.-№ 4.-P.33 6−343.
- Бузанева E.B. Микроструктуры интегральной электроники.М.:Радио и связь, 1990,-С. 167.
- Яманиси М. Теоретические основы работы лазеров с квантоворазмерны-ми слоями// в Физика полупроводниковых лазеров под ред. Такумы X. J1. М. :Мир, 1989,-С. 168. /
- Гусейнзаде М.А., Юфин В. А. Методы расчета неустановившегося движения нефтепродыктов и нефтей в магистральных трубопроводах с промежуточными насосными станциями.- М.:Недра, 1973,-С.53.