940nm應變量子阱激光器及其可靠性研究.pdf

1、　　940nm應變量子阱半導體激光器是近幾年來國際上受到高度重視，具有廣闊應用前景和發(fā)展十分迅速的一種新型半導體激光器。 本論文從器件設計、材料生長和可靠性分析等方面所做的工作如下：分析940nmInGaAs/GaAs/AlGaAs應變量子阱激光器的有源層、波導層及限制層等結構參數(shù)對器件閾值電流及其溫度特性、發(fā)散角、效率的影響，并對激光器的阱層、波導層、限制層厚度和組分進行了優(yōu)化設計。優(yōu)化了目前常用的遠場發(fā)散角近似公式，通過模擬計

2、算表明：我們的近似公式在半導體激光器實際使用的波導層范圍，具有很好的精度，可以大大簡化計算，為器件結構的設計提供了便捷的依據(jù)。利用VGV80H分子束外延系統(tǒng)對GaAs、AlGaAs單晶材料及InGaAs/GaAs/A1GaAs應變量子阱結構材料進行了外延生長。分析了生長溫度、生長速度、Ⅴ/Ⅲ族束流比、襯底偏向、摻雜、橢圓缺陷等條件對生長質(zhì)量的影響。利用高能電子衍射(RHEED)、光熒光(PL)、雙晶X射線衍射、電化學C-V、掃描電鏡(S

3、EM)等手段對材料進行了檢測和分析，獲得了高質(zhì)量應變量子阱激光器材料生長的最佳工藝條件。對940nm應變量子阱激光器進行了可靠性分析，采用大光腔結構、n型GaAs作為阻擋層及氦離子注入形成非電流注入?yún)^(qū)、金錫合金焊料的管芯燒結技術有效地提高了COD的閾值。　　采用MBE方法獲得了高質(zhì)量的940nm波長應變量子阱激光器外延材料，材料的閾值電流密度分別低達190A/cm2(腔長為800μm)及175A/cm2(腔長為1800μm)。采用大光