Вертикально-Излучающие Лазеры Спектрального Диапазона 1.55 Мкм, Изготовленные По Технологии Спекания Гетероструктур, Выращенных Методом Молекулярно-Пучковой Эпитаксии Из Твердотельных Источников

Abstract

<jats:p> The GaAs-InGaAsP heterointerfaces formation have been studied and optimized using a direct intermolecular wafer bonding (fusion)of an active region heterostructure on an InP substrate and distributed Bragg reflector heterostructures on GaAs substrates for the fabrication of hybrid heterostructures of long-wave vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSEL). The heterostructures were grown by solid-source molecular beam epitaxy. It was shown that in the case of incomplete removal of oxide films during the preparation of the wafers before fusion and/or the presence of adsorbed water on the wafer surfaces, the fused interface contains a large number of amorphous inclusions, most likely related to the III-group oxides. Optimization of the formation regimes of a buried tunnel junction on the surface of the InP-based heterostructure made it possible to reduce the surface roughness down to 1 nm and to ensure the thickness of the GaAs-InGaAsP fused interface &lt; 5 nm, with no dislocations or other extended defects in the region of the fused heterointerfaces. The 1.55 μm-range VCSELs fabricated from the hybrid heterostructures created by using the developed technology demonstrate efficient lasing under continuous wave pumping over a wide temperature range, which indicates the high optical quality of the fused heterointerfaces in the VCSEL heterostructure. </jats:p>

Эффект Насыщающегося Поглотителя В Длинноволновых Вертикально-Излучающих Лазерах, Реализованных По Технологии Спекания

“…В рамках гибридной конструкции ВИЛ с высококонтрастными диэлектрическими РБО уменьшение актуальной глубины травления туннельного перехода (т. е. толщины n-слоя) позволяет частично решить данную проблему [6], а применение дополнительного рельефа в контактном слое n-InGaAs позволяет сохранить одномодовый режим генерации вплоть до диаметров ЗТП 7 µm [7]. Недавно нами была предложена оригинальная конструкция туннельного перехода n ++ -InGaAs/p ++ -InGaAs/p ++ -InAlGaAs, позволяющая эффективно использовать технологию МПЭ для заращивания поверхностного рельефа [8], а также выполнять двукратное спекание гетероструктур AlGaAs/GaAs и InAlGaAsP/InP для формирования гибридной конструкции ВИЛ спектрального диапазона 1.55 µm [9]. В настоящей работе представлены результаты апробации такой конструкции, приведен анализ причин сохранения одномодового режима генерации при диаметре ЗТП до 8 µm и исследован механизм возникновения резкого возрастания выходной мощности на пороге генерации при меньших размерах ЗТП.…”

“…Эпитаксиальный рост гетероструктур верхнего и нижнего РБО AlGaAs/GaAs на подложках GaAs и гетероструктуры оптического полурезонатора InAlGaAsP на подложке InP, а также процесс заращивания поверхностного рельефа слоем n-InP выполнялись в рамках технологии МПЭ. Более детальное описание конструкции и нюансов изготовления исследуемых лазеров приведено в работах [8,9].…”

“…Благодаря малой толщине эмиттера p-InAlAs латеральным растеканием тока можно пренебречь и принимать площадь прокачиваемой части активной области равной площади ЗТП. Анализ гетероструктур СП-ВИЛ методом просвечивающей электронной микроскопии [9] и изготовленных лазеров методом растровой электронной микроскопии с применением локального травления фокусированным пучком ионов не выявил образования воздушных полостей на границе ЗТП и/или интерфейсах спекания. Поскольку при МПЭ-заращивании поверхностного рельефа перепад высот сохраняется, контраст эффективного показателя преломления n e f f между частями СП-ВИЛ в центральной области ЗТП и в области периферийного блокирующего обратносмещенного p + −n-диода можно оценить на уровне 0.01, используя метод эффективного показателя преломления [15].…”