砷化鋁鎵/砷化鎵埋層異質雷射於半絕緣基板之研究

Abstract

大部份之半導體雷射均系制作於導電性之基板上, 若能將其制作於半絕緣基板上, 則 可與其他電路元件如場效電晶體, 構成一個單石之光電積體元件。由於絕緣基板上之 導線具有低的寄生電容, 該電路可適合高頻率之操作。本論文所探討之埋層異質結構 雷射二極體, 其活性層完全被低折射率、高能帶之材料所包圍, 此種結構之雷射, 具 有低的起振電流、穩定的橫向模態、及線性之光強度與電流(L–I)等特性。 在本論文中, 我們利用兩次液相磊晶成長及其他相關制程技術, 成功地於半絕緣基板 上制作砷化鋁鎵/ 砷化鎵異質埋層結構雷射二極體。所使用之主要制程技術包括液相 磊晶成長、光阻印刻、濕性蝕刻、鋅擴散及蒸鍍電極等技術。我們測試及分析該雷射 二極體之電、光特性, 測試項目包括I-V、L-I、遠場分布、近場分布及光譜等特性。 由測試結果顯示, 最低起振電流48mA(3微米條狀),最高外在量子效率為46.2%;於脈衝 操作下, 輸出功率可達10mW, 在功率8.5mW 以下, L–I曲線具有良好之線性關系, 遠 場分布呈現穩定之橫向基本模態操作, 其半高寬之測量值與理論值亦相當吻合。