642 nm紅光激光器有源區(qū)量子阱混雜的研究.pdf

1、隨著激光顯示技術(shù)的快速發(fā)展，對高性能紅光激光光源的需求愈發(fā)迫切。采用張應(yīng)變的GaIn P量子阱可以獲得更短波長的紅光，但其受到的光學(xué)災(zāi)變損傷效應(yīng)更為嚴(yán)重，因而光電特性和可靠性面臨著挑戰(zhàn)。采用非吸收窗口結(jié)構(gòu)可以有效抑制腔面光吸收造成的材料損傷，通過量子阱混雜技術(shù)制作非吸收窗口是一種工藝方便，可靠性較好的方法，具有很好的應(yīng)用潛力。
　　本論文主要針對642nm紅光激光器的有源區(qū)開展了量子阱混雜的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中642nm紅光激光器外延

2、結(jié)構(gòu)采用MOCVD技術(shù)生長而成，有源區(qū)采用9nm厚的張應(yīng)變Gao.65Ino.35P雙量子阱。分別采用了離子注入法和雜質(zhì)擴(kuò)散法的兩種方法來誘導(dǎo)量子阱混雜。離子注入誘導(dǎo)混雜時(shí)，需要引入快速后退火工藝來加速混雜過程，雜質(zhì)擴(kuò)散法誘導(dǎo)混雜時(shí)，需要先在外延結(jié)構(gòu)上生長ZnO薄膜來提供雜質(zhì)源。
　　離子注入誘導(dǎo)混雜時(shí)，采用低能生物改性離子注入設(shè)備在去掉了表面GaAs歐姆接觸層的642nm紅光激光器外延結(jié)構(gòu)中注入N離子，注入能量為40KeV，注入

3、劑量為le17 ions/cm2；離子注入完成后對樣品進(jìn)行快速熱退火來加速誘導(dǎo)量子阱混雜，退火溫度為730℃，退火時(shí)間為60s-300s，間隔為60s。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所有樣品均發(fā)生了波長藍(lán)移，且藍(lán)移量隨退火時(shí)間增加的而增加，300s時(shí)獲得了24.7nm的最大藍(lán)移量。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)長時(shí)間的退火會(huì)對紅光激光器外延結(jié)構(gòu)的晶體品質(zhì)和表面形貌造成不利影響。
　　雜質(zhì)擴(kuò)散法誘導(dǎo)混雜時(shí)，首先釆用磁控濺射在GaAs襯底上生長ZnO薄膜，根據(jù)測試結(jié)果得到了最