本文選題：Si基激光器　切入點：GaAs/Si異變外延　出處：《北京郵電大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：當代社會,信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展迫使網(wǎng)絡傳輸朝著更高速度和更大容量方向發(fā)展。光網(wǎng)絡中由于存在著大量的光-電、電-光轉(zhuǎn)換,使得人們?yōu)樘岣呔W(wǎng)絡傳輸效率而轉(zhuǎn)向光子器件和電子器件的集成(即光電集成)方向發(fā)展。作為已經(jīng)成熟的微電子半導體材料——Si是一種間接帶隙材料,使其在發(fā)光器件方面的發(fā)展受到了極大的限制。本文在光電集成的大背景下,從Ⅲ-Ⅴ化合物半導體在Si基上的異變外延著手,致力于解決Si基上的光源問題。 本文以實現(xiàn)光電集成為出發(fā)點,對Si基GaAs激光器材料生長作了較為系統(tǒng)的研究。同時,針對Si基GaAs激光器材料的特點,對后續(xù)激光器器件的制作工藝進行了探索研究。論文的主要內(nèi)容和成果如下： 1.在課題組前期的GaAs/Si異變外延工作的基礎(chǔ)上,研究了引入InAs量子點作為位錯阻擋層、插入非晶Si層的三步法以及采用無掩膜圖形襯底來進行GaAs/Si外延層的異變外延生長,結(jié)合循環(huán)退火,我們生長得到腐蝕坑密度在105cm-2量級(厚度為1.8μm)的Si基GaAs外延片,并分析了無掩膜圖形襯底提高外延層晶體質(zhì)量的機理。 2.研究了改善Si基上InGaAs/GaAs量子阱質(zhì)量的生長方案,并對GaAs/Si外延片熱應力過大的問題進行了探索研究。同時制備出載流子濃度分布良好、高質(zhì)量InGaAs/GaAs量子阱的Si基GaAs激光器材料。通過透射電鏡觀察顯示,位錯均被限制在下限制層以內(nèi),幾乎沒有位錯穿透到量子阱區(qū)域。 3.實現(xiàn)了Si基GaAs激光器芯片的制作和室溫下的脈沖激射,且閾值電流密度為1000A/cm2,斜率效率為1.03W/A,在300mA的脈沖驅(qū)動電流下峰值光功率達到了184mW。
[Abstract]:In contemporary society, the rapid development of information industry forces the network transmission to develop in the direction of higher speed and larger capacity. In order to improve the transmission efficiency of the network, people turn to the integration of photonic devices and electronic devices (i.e. photoelectric integration). As a mature microelectronic semiconductor material, Si is an indirect bandgap material. The development of luminescent devices has been greatly restricted. In the background of optoelectronic integration, this paper begins with the heteroepitaxial epitaxy of 鈪，

本文編號：1623594