Эпитаксиальные гетероструктуры AlGaInAs/InP для мощных импульсных лазерных излучателей спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.03, кандидат наук Горлачук, Павел Владимирович

• Горлачук, Павел Владимирович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Горлачук, Павел Владимирович

Содержание

Введение

Глава 1. Мощные полупроводниковые лазерные излучатели спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм

1.1 .Выбор системы материалов для волноводного слоя ГС

1.2.Причины ограничения мощности ЛД спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм

1.3.Особенности конструкции ГС АЮа1пА8/1пР и импульсных излучателей повышенной мощности на их основе

1.4.Эпитаксиальная интеграция лазерных секций излучателей спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм

Глава 2. Описание экспериментальных методик

2.1. Аппаратное оформление процесса получения ГС

2.2.Методы контроля параметров ГС

Глава 3. ГС АЮа1пА8/1пР и излучатели на их основе

3.1.Факторы, определяющие выходную мощность ЛД

3.2. Оптимизация ростовых условий и исследование ГС методом фотолюминесценции

3.3.Анализ характеристик ЛД на основе ГС АЮа1пА8/1пР

3.4.Анализ характеристик ЛЛД и РЛД на основе ГС АЮаЫАзЯпР

3.5.Перспективные направления развития конструкции ГС АЮаЪтАзЛпР

Глава 4. Эпитаксиально-интегрированные ГС для мощных лазерных излучателей

4.1.Выбор примеси для обеспечения вырожденного легирования областей и резкого перехода

4.2.Создание туннельного перехода для ГС АЮа1пАз/1пР

4.3.Создание эпитаксиально-интегрированной ГС

4.^Характеристики излучателей, полученных на основе «двойной» ГС

Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эпитаксиальные гетероструктуры AlGaInAs/InP для мощных импульсных лазерных излучателей спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм.»

Введение

В современной науке и технике полупроводниковые лазеры находят широчайшее применение, а их характеристики совершенствуются с каждым годом. Задача квантовой электроники заключается в конструировании и создании приборов с новыми свойствами и повышенной оптической мощностью. Получение полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур (ГС) является важнейшим этапом изготовления полупроводниковых лазеров, определяющим их ключевые параметры.

Важнейшей характеристикой лазерных излучателей для многих применений является их оптическая мощность. Спектр ближнего ИК-излучения охватывается полупроводниковыми лазерами на основе ГС с квантовыми ямами (КЯ) МгаАз/АЮаАз/ОаАя, ЫваАзР/СаАБ (0.8-1.1 мкм) и МаЛвР/Ш», АЮа1пАБ/1пР (1.3-1.8 мкм). В то время как для более коротковолновой области ИК-спектра получены мощности импульсного излучения решеток лазерных диодов (РЛД), зачастую превышающие 1 кВт с апертурой 1 мм , в спектральном диапазоне 1.51.6 мкм, ввиду фундаментальных и технологических ограничений, максимально достигнутая оптическая мощность существенно ниже. Повышение выходной оптической мощности таких излучателей возможно путем выбора системы материалов и оптимизации геометрии ГС. Известно, что ГС АЮа1пА5/1пР характеризуется повышенным ограничением электронов в КЯ по сравнению с ГС 1пСаАБР/1пР и способна обеспечить стабильность наклона ватт-амперной характеристики (ВтАХ) при высоких токах накачки [1,2].

Увеличение глубины КЯ возможно при использовании в качестве волноводного слоя АЮаГпАБ с увеличенной шириной запрещенной зоны. Расширение волновода обеспечивает снижение внутренних оптических потерь и представляет возможность дополнительного повышения выходной мощности излучения лазерных диодов (ЛД) [3]. Учитывая эти факторы, в данной работе проведено исследование влияния конструкции ГС на выходные параметры получаемых приборов.

Мощность лазерного излучателя может быть дополнительно увеличена при переходе от одиночного лазерного диода к сборке из нескольких излучающих элементов. Такие излучатели представляют собой линейки лазерных диодов (ЛЛД) и РЛД, а их выходная импульсная мощность увеличивается пропорционально количеству элементов [4].

Перспективным является подход интеграции излучающих областей в процессе эпитаксии посредством совмещения лазерных секций ГС через туннельный переход [5]. При таком подходе возможно получение излучателя с эффективностью, кратной числу секций ГС, и незначительным увеличением размеров апертуры. Применение туннельного перехода требует разработки его геометрии и технологических условий получения, поскольку сильнолегированные слои в процессе выращивания и последующих технологических операциях подвергаются диффузионному размытию, которое вызывает снижение максимальных концентраций и компенсацию примесей в области р-п-перехода, уменьшая напряженность электрического поля. Широко применяемый для легирования в данной системе материалов цинк обладает большим коэффициентом диффузии [6], поэтому для предотвращения размытия концентрационного профиля необходимо разработать подходы легирования туннельного перехода и условия его формирования, а также исследовать возможность использования альтернативных примесей р-типа проводимости, которые характеризуются более низким коэффициентом диффузии.

Таким образом, создание полупроводниковых излучателей повышенной мощности в диапазоне 1.5-1.6 мкм является актуальной и сложной задачей современной науки и технологии.

Целью работы являлось получение квантоворазмерных ГС раздельного ограничения АЮа1пАз/1пР, в том числе эпитаксиально-интегрированных, и мощных лазерных излучателей спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм на их основе.

Задачи:

1 .Исследование подходов по выбору геометрии активной области ГС АЮа1пАБ/1пР, обеспечивающей повышение импульсной выходной оптической мощности ЛД.

2.Разработка эпитаксиально-интегрированной ГС АЮаЪтАзЛпР с лазерными секциями, соединенными туннельным переходом на основе эпитаксиальных слоев р+-1пОаА8/п+-1пОаАз.

3.Получение ГС АЮаЬхАзЛпР для импульсных лазерных излучателей повышенной мощности и исследование характеристик.

4. Создание эпитаксиально-интегрированных ГС АЮа1пАзЛпР для импульсных излучателей и исследование их характеристик.

Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

¡.Предложены конструкции и получены ГС АЮа1пАзЛпР с повышенным электронным ограничением в КЯ, позволяющие создавать на их основе мощные ЛД спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм.

2.Показана возможность применения подхода эпитаксиальной интеграции для создания методом МОС-гидридной эпитаксии ГС АЮа1пАзЛпР с двумя излучающими областями, соединенными посредством туннельного перехода р+-1пОаА8/п+-1пОаА8.

3.На основе предложенных ГС АЮа1пА8/1пР созданы полупроводниковые лазерные излучатели спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм, импульсная мощность которых превышает 100 Вт при токе накачки -55 А.

4.Созданы ГС АЮа1пА8/1пР с двумя лазерными секциями. На их основе изготовлены импульсные ЛЛД, демонстрирующие увеличенный в 1.6-1.8 раз наклон ВтАХ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1.Увеличение энергетической глубины КЯ 1пОаА8/АЮа1пА8 до -220 мэВ в конструкции ГС с расширенным волноводом позволяет повысить наклон ВтАХ ЛД спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм.

2.Легирование эпитаксиальных слоев 1пОаАз кремнием и магнием позволяет создать высокоэффективный туннельный переход р+-1пОаА8/п+-1пОаА8.

3.Использование конструкции ГС АЮа1пА8/1пР с расширенным волноводом и глубокой КЯ позволяет создавать на ее основе лазерные излучатели спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм с импульсной выходной мощностью более 100 Вт.

4.Эпитаксиальная интеграция двух активных областей в ГС АЮаЫАзЛпР обеспечивает увеличение наклона ВтАХ ЛЛД спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм в 1.6-1.8 раз.

Практическая значимость.

1 .Реализована концепция расширенного волновода с повышенным электронным ограничением, которая позволила создать в условиях МОС-гидридной эпитаксии ГС АЮа1пА8/1пР для мощных импульсных излучателей спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм.

2.Развит подход эпитаксиальной интеграции посредством туннельного перехода на основе р+-1пОаА8/п+-1пОаА8, обеспечивающего низкое последовательное сопротивление.

3.Разработана конструкция и получены ГС АЮа1пА8/1пР, на основе которых созданы излучатели, достигающие в спектральном диапазоне 1.5-1.6 мкм импульсной мощности излучения свыше 100 Вт с площади менее 1 мм .

4.Получены эпитаксиально-интегрированные ГС, на основе которых изготовлены импульсные ЛЛД с наклоном ВтАХ, превышающим наклон характеристики для ЛЛД на основе "одиночной" ГС в 1.6-1.8 раза.

Апробация результатов работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на X Юбилейной Международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии» (Ставрополь, Россия, 2010), XVI Международном симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника» (Нижний Новгород, Россия, 2012), XV International Conference «Laser optics» (Санкт-Петербург, Россия, 2012), XIV Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, Россия, 2012), XV European Workshop on MOVPE (Аахен, Германия, 2013), IX Белорусско-Российском семинаре «Полупроводниковые лазеры и системы на их основе» (Минск, Беларусь, 2013), XI Российской конференции по физике полупроводников (Санкт-Петербург, Россия, 2013).

Достоверность результатов. Основные научные положения и выводы подтверждаются использованием современных методов исследования ГС и анализа приборных характеристик, публикациями в рецензируемых журналах и обсуждениями на международных конференциях.

Личный вклад автора.

Изложены результаты работ, выполненных автором лично и в соавторстве. Автором предложены варианты геометрии ГС с увеличенной глубиной КЯ, геометрии туннельного перехода и их реализация в условиях МОС-гидридной эпитаксии. Автором лично разработана и реализована технология получения эпитаксиально-интегрированных ГС, проведен анализ полученных характеристик излучателей, созданных на основе предложенных ГС.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 10 работ, из которых 2 в рецензируемых журналах и 8 в сборниках материалов и трудов конференций.

Структура и объем.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 116 страниц, включая 61 рисунок, 5 таблиц, список литературы из 102 позиций.

Глава 1. Мощные полупроводниковые лазерные излучатели спектрального

диапазона 1.5-1.6 мкм

Полупроводниковые лазерные излучатели спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм имеют многочисленные применения в современной науке и технике. Их основные преимущества связаны с наличием окна прозрачности 1.5-1.8 мкм, что позволяет передавать сигнал в атмосфере на значительные расстояния (рис. 1). Кроме того, вследствие низкой энергии импульса данные излучатели безопасны для человеческого зрения и могут быть применены в областях, в которых возможен непосредственный контакт глаза с излучением [7].

1.0

0.8

* 0.6

(и

ас

5 0.4

»4

у

0.2

0.9 1.2 1.5 1.8

X, мкм

Рис. 1. Спектр поглощения атмосферы в диапазоне 0.9-2.7 мкм.

Отдельной обширной областью применения излучателей диапазона 1.5-1.6 мкм является волоконная оптика. Поскольку широко распространенные волокна Б^БЮг характеризуются низкими потерями в данном спектральном диапазоне, сигнал высокой частоты может быть передан на значительные расстояния без использования усилителей [8,9]. Детектирование сигнала может быть осуществлено низкошумящими высокочастотными фотоприемниками на основе

1пОаАз.

Для многих практических применений в диапазоне 1.5-1.6 мкм востребованы излучатели повышенной мощности. Однако достижение высокой мощности излучения в данном спектральном диапазоне является сложной задачей [10-14]. Факторы, такие как оже-рекомбинация и выброс носителей заряда из КЯ, снижают выходную мощность и ограничивают применение излучателей в данном спектральном диапазоне [12-21]. В ряде случаев более привлекательным представляется использование ЛД спектрального диапазона 0.9-1.1 мкм, которые характеризуются значительно более высоким уровнем достижимой мощности, но их излучение представляет опасность для зрения человека [7]. Таким образом, для повышения конкурентной способности излучателей диапазона 1.5-1.6 мкм требуется решения задачи повышения выходной оптической мощности.

1.1. Выбор системы материалов для волноводного слоя ГС

Существует несколько подходов для решения задачи создания излучателей повышенной мощности. Поскольку одной из главных причин ограничения мощности является выброс носителей заряда из КЯ, необходимо исследовать возможности повышения ограничения электронов [12,18]. Это позволит локализовать носители заряда в КЯ и повысить вероятность рекомбинации. Исследование возможности снижения выброса электронов из КЯ следует начать с выбора системы материалов, которая бы обеспечила повышенное ограничение для электронов за счет большего разрыва зоны проводимости.

Наибольшее распространение в данном спектральном диапазоне получили системы материалов АЮаГпАБ и Оа1пАзР. В табл. 1 приведены основные характеристики этих систем материалов при согласовании их параметров решетки с подложкой 1пР. Эффективные массы электронов и дырок для рассматриваемых твердых растворов довольно близки и имеют максимум для Ino.53Gao.47As.

Таблица 1.

Основные параметры систем материалов АЮа1пАз и Оа1пА8Р [24-26].

Параметр Оа1пАзР АЮ^пАв

Её(комн), эВ 0.75-1.34 0.75-1.45

т/то 0.041-0.08 0.041-0.083

т/т0 0.47-0.85 0.47-0.87

/ле, см /В-с 13000-6000 13000-4600

АЕС/Её 0.45 0.72

П1.55 3.58-3.172 3.58-3.205

Основное различие систем материалов заключается в разрывах зон гетеропереходов Gao.47Ino.53As/InP и Gao.47Ino.53As/Alo.48lno.52As. Из литературных источников известно, что разрывы зоны проводимости составляют 45% и 72%, соответственно (рис. 2) [22]. Это принципиальное различие делает систему АЮа1пАз привлекательной для создания ГС для лазерных излучателей.

В работе [23] приведены экспериментальные зависимости ширины запрещенной зоны для ряда твердых растворов, входящих в ГС АЮа1пАз/1пР. Остальные важные для оценочных расчетов ГС параметры твердых растворов и соединений (диэлектрическая проницаемость, параметры Латтинжера, коэффициенты термического расширения, подвижность носителей заряда и т.д.), входящих в ГС АЮаТпАзЛпР, могут быть найдены в [24-26].

1п0.53&о0-67А5

1п0.5Эе°0-67А5

Рис. 2. Разрывы зон материалов, согласованных по параметру решетки с

подложкой 1пР [22].

Некоторые важные для формирования ГС для лазерных применений электрофизические характеристики рассматриваемого твердого раствора АЮаЬхАз исследованы в [22, 27]. Фоновый уровень и подвижность электронов исследовались с помощью эффекта Холла при комнатной температуре на образцах, полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Авторами отмечено, что во всем интервале составов твердый раствор (Оао 471П0.53А8)2(А1о.4в1по.52Аб) 1 характеризуются фоновой проводимостью п-типа с

низкой концентрацией собственных дефектов (1014-5-1015 см"3). Подвижность

2 2 электронов составила 11000 см /В с для Gao.47Ino.53As (г = 0) и 1200 см /В с для

Alo.48lno.52As (г - 1) и имеет минимум при ъ — 0.90. Этот минимум подвижности

может быть связан с рассеянием электронов на узлах кристаллической решетки

четырехкомпонентного твердого раствора, которое превосходит по величине

рассеяние в трехкомпонентном твердом растворе Alo.4sIno.52As. Рис. 3. показывает

зависимость холловской подвижности от состава (выражен в ширине

запрещенной зоны твердого раствора).

X, мкм

1.5

1.0

Т=300К

I

♦1_.РЕ.(ВепсЫто1 а1 1983) -

Са1п АэР

о О.5.М.В.Е. (Ние1 1.алпЬег1 1986)

А1Са1пА5

• М.В.Е.иЫз \л/огк) ДМ.В.Е. (Оепоуа е! а1 1987)

100

J_I__I

0.75 0.8

1 1.2 1А5

Е (АЮа1пА8)

ё

Рис. 3. Зависимость холловской подвижности от состава твердого раствора

АЮа1пАз, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии [27].

Для сравнения приведены результаты подвижности Са1пАзР, выращенного методами жидкофазной эпитаксии и молекулярно-лучевой эпитаксии. Оба материала характеризуются схожей зависимостью от состава в интервале 0.75 -1.05 эВ, лишь при переходе к более широкозонным составам подвижность АЮа1пАз ухудшается. Таким образом, электрофизические характеристики твердого раствора АЮа1пА8 позволяют эффективно применять его для решения задач микро- и оптоэлектроники.

Авторы [27] также сравнили излучательные свойства слоев твердых растворов АЮаГпАэ и ОаЫАзР на примере ГС с геометриями, приведенными на вставке (рис. 4). В качестве оконного слоя использовались слои АПпАб (в случае Оа1пАзР - слой 1пР), которые позволяют подавить поверхностную рекомбинацию. Сравнение проводилось при комнатной температуре для слоев с краем поглощения вблизи 1100 нм. Интенсивность фотолюминесценции для

рассмотренных ГС различалась на небольшую величину. Это показывает, что структурное совершенство слоев твердого раствора AlGalnAs не уступает таковому для широко применяемых слоев InGaAsP.

X, мкм

1.15 1.10 105 1.00

1.05 1.10 1.15 1.20 1.25

Ehv, эВ

Рис. 4. Сравнение фотолюминесценции для твердых растворов AlGalnAs и GalnAsP, полученных методом молекулярно-лучевой эпитаксии [27].

Т=300К

AlGalnAs (М.В.Е.)

-1-г~

AI In As (InP) 1jjm

AlGalnAs (GalnAsP) 0.9*jti Al In As (InP) 05|Jm InP substrate

Теплофизические характеристики имеют важное значение при конструировании геометрии ГС для мощных ЛД. Теплопроводность волноводного слоя определяет эффективность отвода тепла от активной области и, тем самым, влияет на выходные характеристики. На рис. 5 приведены зависимости теплопроводности твердых растворов АЮа1пА8 и Оа1пА8Р, согласованных по периоду с подложкой 1пР. Оба твердых раствора характеризуются низкой теплопроводностью по сравнению с 1пР. В области составов 0.2-0.9 теплопроводность АЮа1пА8 превосходит теплопроводность ТпСаАзР, что также является преимуществом, позволяющим повысить

температурные характеристики приборов на основе твердого раствора АЮа1пАз [26].

а) б)

Рис. 5. Коэффициент теплопроводности: а) АЮа1пАз; б) ваЫАзР [26].

Таким образом, система материалов АЮаГпАэ обладает рядом сравнительных достоинств, которые позволяют создавать на ее основе ГС для лазерных излучателей спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм. Приведем литературные данные по коэффициентам оптических потерь для материалов, входящих в ГС. Для 1пР, применяемого в качестве эмиттерных слоев, легированных примесями п- и р-типа, в области 1.5-1.6 мкм наблюдается довольно слабое поглощение ввиду большой ширины запрещенной зоны. Поэтому в качестве коэффициента оптических потерь можно использовать коэффициент поглощения. Концентрационная зависимость поглощения приведена в [28-30]. Система материалов АЮа1пАз характеризуется сечениями поглощения в соответствии с уравнением (4) или (12), при этом в качестве уровня фоновой концентрации использован технологически достижимый уровень п =

16 3

Г10 см" . В таблице 2 приведены обобщенные данные по сечениям поглощения при концентрациях носителей, соответствующих току накачки выше порогового

значения:

Таблица 2.

Сечения поглощения материалов, применяемых в ГС.

Материал ап, см2 ар, см2

1пР [24,28] 1.0-10"17 2.0-10"17

1пОаА8 [24] 6.0-10"18 3.0-10"17

АЮаГпАБ [26] 6.5-10"18 1.3-10"17

АНПАБ [26] 6.5-10"18 1.310"17

Показатели преломления, необходимые для оценки распределения электромагнитной волны в волноводе, приведены в работе [23]. На рис. 6 показана их эволюция для различных составов, согласованных по периоду решетки с подложкой 1пР.

3.1 -1-'-1-

0.8 1.2 1.6 2.0 /.(мкм)

Рис. 6. Зависимость показателя преломления твердых растворов АЮа1пАз от

длины волны излучения [23].

Показано, что показатели преломления на длине волны —1.55 мкм имеют

значения выше, чем для 1пР (/7=3.172) для всего ряда твердых растворов АЮа1пАз, согласованных по периоду решетки с 1пР. Таким образом, применение слоев АЮа1пАБ различного состава позволяет реализовать оптическое ограничение между эмиттерными слоями 1пР.

1.2. Причины ограничения мощности ЛД спектрального диапазона 1.5-1.6

мкм

В ряде работ обсуждаются вопросы повышения выходной оптической мощности [18]. Для непрерывного режима генерации наиболее важное значение имеет сочетание электро- и теплофизических свойств материалов. Для таких применений наилучшие характеристики приборов достигаются при использовании материалов с высокой теплопроводностью и конструкции ГС с ограниченным применением не легированных областей. В импульсном режиме генерации при незначительном разогреве кристалла первостепенное значение имеют факторы, связанные с локализацией носителей в квантоворазмерной активной области и их взаимодействием.

Авторами [18] обсуждены проблемы ограничения мощности ЛД в импульсном режиме в ГС АЮа1пА5/1пР. В режиме импульсной генерации основными причинами низкой эффективности лазерных излучателей являются процессы безызлучательной рекомбинации и выброс носителей заряда. На рис. 7 показаны расчетные кривые, характеризующие различные механизмы взаимодействия носителей при увеличении тока накачки.

Рис. 7. Вклад различных механизмов взаимодействия носителей в полный ток, проходящий через ЛД на основе ГС АЮаГпАз: 1 - вертикальная утечка электронов; 2 - стимулированное излучение; 3 - оже-рекомбинация; 4 -спонтанное излучение; 5 - рекомбинация на дефектах[18].

Показано, что доминирующим механизмом является выброс электронов из КЯ в волновод. Электроны, выброшенные из КЯ, удерживаются в волноводе, либо достигают эмиттерного слоя р-1пР. Доля стимулированного излучения переходит через максимум и снижается, что обусловлено растущей долей выброса электронов и оже-процесса. Данные процессы сопровождаются изменениями в тепловыделении. Расчетные значения тепловой мощности показаны на рис. 8. На приведенном рисунке по левой вертикальной оси отложена расчетная плотность тепловой мощности, которая выделяется в процессе лазерной генерации. Правая ось показывает повышение температуры кристалла. Из рассчитанного построения можно сделать вывод о преобладании выделения тепла в области волновода

между квантоворазмерной активной областью и р-эмиттером.

О

Тепло рекомбинации

0.0

Тепло Томсона

5.0

-I—|—1—I—I—I—|—I' I-

5.5 6.0

X, мкм

Г 40

тепло Джоуля-Лен ца

0

6.5

Рис. 8. Плотность тепловыделения и температурный профиль по глубине

кристалла ЛД [18].

Это тепловыделение обусловлено протеканием тока через низколегированный слой АЮа1пА5 и подтверждает предположение о выбросе электронов из КЯ. Кроме того, для выброса электронов из КЯ требуется передача энергии от кристаллической решетки электронам, на что указывают отрицательные значения тепла Томсона.

К аналогичному заключению пришли авторы работы [12]. Экспериментально показано, что снижение стимулированного квантового выхода обусловлено выбросом электронов из КЯ и их последующей локализацией вблизи кулоновской потенциальной ямы. Кулоновская потенциальная яма возникает из-за притяжения дырок, находящихся в валентной зоне КЯ.

При больших токах накачки в длинноволновых полупроводниковых лазерах проявляются безызлучательные процессы, основным из которых является оже-

рекомбинация. Данный механизм включает взаимодействие трех частиц, в результате чего появляются высокоэнергетичные носители.

Влияние оже-рекомбинации на выходные характеристики ЛД спектрального диапазона 1.5-1.6 мкм исследовано в ряде работ [15-21]. Вклад различных механизмов в скорость стимулированной рекомбинации Е$[ описывается выражением:

К=^--Спр2-Впр

яК

(1)

г]1 — внутренняя квантовая эффективность, <7 - заряд электрона, / - ток накачки, Уд - объем активной области,

В- коэффициент излучательной спонтанной рекомбинации, где С - коэффициент безызлучательной рекомбинации, п, р - концентрации электронов и дырок.

Приведенный в выражении (1) коэффициент оже-рекомбинации характеризует совокупность процессов, протекающих в различных областях КЯ и затрагивающих взаимодействие электронов и дырок в различных конфигурациях [29, 30]. Скорости оже-процесса имеет резкую зависимость от концентрации.

Известно, что коэффициент оже-рекомбинации С увеличивается с длиной волны (рис. 9) [19,20], поэтому в отличие от излучателей спектрального диапазона 0.8-1.1 мкм достигнутая оптическая мощность ЛД в исследуемой области спектра значительно ниже. Поскольку зависимость является фундаментальной, для реализации лазерной генерации в диапазоне 1.5-1.6 мкм необходимо рассмотреть другие факторы, которые могут повлиять на вклад оже-рекомбинации в выходную оптическую мощность.

1.8

1 6

■о

о

—■-1 а

1.4

1.2

1.0-

о

0.84

Т-'-'-'-г

-7 16','

О

1 2;

1.3.

и км

о

21; 1 1.5 мкм ^0.8 ;

0 84 0 87 0 90 0 93 0 96

я>

О °0 Ее, О В

и

о оо

СО

0.86

0.88 рЭ1

б)

0.90

0.92

эВ

Рис. 9. Зависимость коэффициента оже-рекомбинации от ширины запрещенной зоны материала КЯ: а) в интервале 0.5-0.8 эВ [19]; б) в интервале 0.84-0.96 эВ. На вставке приведена экстраполированная в коротковолновую область зависимость

[20].

Величина С зависит от геометрии КЯ, в частности, от ее ширины. Зависимость коэффициента оже-рекомбинации от ширины КЯ 1пОаАз исследована в работах [17,30]. Авторы указывают на наличие максимума С в диапазоне толщин КЯ —5-10 нм, хотя расчетные данные имеют значительный разброс. Причина различия в оценке положения максимума заключается в выборе приближений. Экспериментальное исследование оже-процесса в силу сложности и неоднозначности эксперимента (применение давления ~109 Па, низких температур [20]) может дать лишь приблизительный результат.

Использование КЯ уменьшенной до 3 нм ширины приводит к снижению коэффициента оже-рекомбинации, как показано на рис. 10. Однако применение узких КЯ подразумевает также уменьшение усиления и при фиксированных внутренних оптических потерях не позволяет получить высокой выходной мощности. Таким образом, оже-рекомбинация является фактором, который препятствует повышению мощности излучения.

1.00

0.75 _

■р. у

и

0.50

0.25

О

ГпСоАэЛпР QW

Т = 300 К

т 10

15

т

20

Рис. 10. Расчетная скорость оже-рекомбинации при различных толщинах КЯ

ТпваАБ [17].

Наиболее эффективным способом снижения влияния оже-рекомбинации представляется снижение пороговой плотности тока. Снижение пороговой плотности приводит к уменьшению концентрации носителей заряда в КЯ, а значит, к уменьшению фактора Спр2.

Одним из способов снижения пороговой концентрации носителей заряда является асимметричное расположение КЯ в волноводе [31]. При смещении квантоворазмерной активной области уменьшается фактор оптического ограничения для мод высоких порядков [21,31].

1.3. Особенности конструкции ГС АЮа1пА8ЯпР и импульсных излучателей

повышенной мощности на их основе

Существуют различные подходы к повышению выходной оптической мощности лазерных излучателей, работающих в импульсном режиме генерации. Повышение оптической мощности требует разработки геометрии, в которой

реализуются приемы, направленные на снижение действия этих ограничений. Задача разработки конструкции ГС для импульсных применений позволяет использовать ряд подходов, которые имеют ограничения в непрерывном режиме генерации.

В ряде работ исследуется подход расширения волновода, что обеспечивает повышение фактора оптического ограничения в волноводных слоях и квантоворазмерной активной области [2,11-13,31-34]. Используя этот подход, удается снизить рассеяние электромагнитной волны на свободных носителях. На рис. 11 приведена геометрия ГС АЮа1пА8/1пР с узким и расширенным волноводом для ЛД, излучающих на длине волны 1.8 мкм [35].

со

л

ао

1.4 1.2 1.0 0.8 0.6

1—'—I—"—I—"—I—'—г

АНпАб АПпАб

1—'—I—I—I—|—I—г

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Горлачук, Павел Владимирович, 2013 год

Список литературы

1. Ohnoki N., Okazaki G., Koyama F., Iga K. Record high characteristic temperature (T0=122 К) of 1.55 |im strain-compensated AlGalnAs/AlGalnAs MQW lasers with AlAs/AlInAs multiquantum barrier // Electronics Letters, 1999. - Vol.35. - No.l. — p.51-52.

2. Слипченко С.О., Лютецкий A.B., Пихтин H.A., Фетисова Н.В., Лешко А.Ю., Рябоштаи Ю.Л., Голикова Е.Г., Тарасов И.С. Низкопороговые лазерные диоды на основе AlInGaAs/InP-гетероструктур (AM.2-1.5 fjm) // Письма в ЖТФ. - 2003. -Том 29. - Вып. 3. - с.65-73.

3. Винокуров Д.А., Зорина С.А., Капитонов В.А., Мурашова A.B., Николаев Д.Н., Станкевич А.Л., Хомылев М.А., Шамахов В.В., Лешко А.Ю., Лютецкий A.B., Налет Т.А., Пихтин H.A., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Фетисова Н.В., Тарасов И.С. Мощные полупроводниковые лазеры на основе асимметричных гетероструктур раздельного ограничения // Физика и техника полупроводников. - 2005. - Том 39. -Вып. 3. - с.388-392.

4. Ладугин М.А., Коваль Ю.П., Мармалюк A.A., Петровский В.А., Багаев Т.А., Андреев А.Ю., Падалица A.A., Симаков В.А. Мощные импульсные лазерные излучатели спектрального диапазона 850 - 870 нм на основе гетероструктур с узкими и широкими волноводами // Квантовая электроника. - 2013. - Том 43. -Вып.5. - с.407-409.

5. Зверков М.В., Коняев В .П., Кричевский В.В., Ладугин М.А., Мармалюк A.A., Падалица A.A., Симаков В.А., Сухарев A.B. Двойные интегрированные наноструктуры для импульсных лазерных диодов, излучающих на длине волны 0.9 мкм // Квантовая Электроника. - 2008. - Том 38. - Вып.11. - с.989-992.

6. Ettenberg М.Н., Lange M.J., Sugg A.R., Cohen M. J., Olsen G.H. Zinc Diffusion in InAsP/InGaAs Heterostructures // Journal of Electronic Materials. - 1999. - Vol.28. -No. 12. - p. 1433-1439.

7. International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection «Revision Of Guidelines On Limits Of Exposure To Laser Radiation Of Wavelengths Between 400 nm And 1.4 |ш1» // Health Physics. - 2000. - Vol.79. - No.4. - p.431-440.

8. Ralston, J.D., Mathur, A., Li, G.P. High-power 1550 nm distributed-feedback lasers for externally-modulated fiber-optic transmission // Proceedings on 22nd European Conference Optical on Communication. - 1996. - 19 Sept. - Vol.1. - p.111-114.

9. Ralston J.D., Li, G.P., Mathur A., Rogers G., Lo T. High-power fibre-coupled 1550 nm DFB laser modules for externally-modulated fibre-optic transmission // Electronics Letters. - 1997. - Vol.33. - No.3 - p.230-232.

10. Голикова Е.Г., Горбылев B.A., Давидюк Н.Ю., Курешов В.А., Лешко А.Ю., Лютецкий А.В., Пихтин Н.А., Рябоштан Ю.А., Симаков В.А., Тарасов И.С., Фетисова Н.В. Мощные InGaAsP-гетеролазеры раздельного ограничения, полученные методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений // Письма в ЖТФ. - 2000. - Том 26. - Вып. 6. - с.5-11.

11. Голикова Е.Г., Курешов В.А., Лешко А.Ю., Лютецкий А.В., Пихтин Н.А., Рябоштан Ю.А., Скрынников Г.А., Тарасов И.С., Алферов Ж.И. Свойства гетеролазеров на основе InGaAsP/InP с широким мезаполосковым контактом // Физика и техника полупроводников. - 2000. - Том 34. - Вып. 7. - с.886-890.

12. Лешко А.Ю., Лютецкий А.В., Пихтин Н.А., Скрынников Г.В., Соколова З.Н., Тарасов И.С., Фетисова Н.В. О внутреннем квантовом выходе и выбросе носителей в квантово-размерных лазерах на основе InGaAsP/InP // Физика и техника полупроводников. - 2000. - Том 34. - Вып. 12. - с.1457-1461.

13. Скрынников Г.В., Зегря Г.Г., Пихтин Н.А., Слипченко С.О., Шамахов В.В., Тарасов И.С. О внутреннем квантовом выходе стимулированного излучения InGaAsP/InP-гетеролазеров (А=1.55 мкм) // Физика и техника полупроводников. -2003. - Том 37. - Вып. 2. - с.234-248.

14. Винокуров Д.А., Капитонов В.А., Пихтин Н.А., Слипченко С.О., Соколова З.Н.,

Станкевич A.JI., Хомылев М.А., Шамахов В.В., , Арсентьев И.Н., Тарасов И.С. Насыщение ватт-амперных характеристик мощных лазеров (AM .0-1.8 мкм) в импульсном режиме генерации // Физика и техника полупроводников. - 2007. -Том 41.-Вып. 8. - с.1003-1009.

15. Dutta N. К., Nelson R.J., Temperature dependence of threshold of InGaAsP/InP double-heterostructure lasers and Auger recombination // Applied Physics Letters. - 1981.

- Vol.38. - No.6. - p.407-409.

16. Smith, C. & Abram, R. A. Theory of Auger Recombination In A Quantum Well Heterostructure // Superlattices and Microstructures. - 1985. - Vol.1. - No. 2. - p.119-123.

17. Hausser S., Fuchs G., Hangleiter A., Streubel K., Tsang W. T. Auger recombination in bulk and quantum well InGaAs // Applied Physics Letters. - 1990. - Vol.56. - No.10. -p.913-915.

18. Piprek J., White J. K., Springthorpe A. J. What Limits the Maximum Output Power of Long-Wavelength AlGalnAs/InP Laser Diodes? // IEEE Journal Of Quantum Electronics. - 2002. - Vol.38. - No.9. - p. 1253-1259.

19. Gfroerer T. H., Wanlass M. W. Recombination in low bandgap InGaAs // Proceedings of 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (IEEE). - 2006.

- p.780-782.

20. Massé N. F., Adams A. R., Sweeney S. J. Experimental determination of the band gap dependence of Auger recombination in InGaAs4nP multiple quantum well lasers at room temperature // Applied Physics Letters. - 2007. - Vol.90. - No. 16. - p. 161113.

21. Лютецкий A.B., Борщев K.C., Пихтин H.A., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Тарасов И.С. Вклад оже-рекомбинации в насыщение ватт-амперных характеристик мощных полупроводниковых лазеров (ХМ .0-1.9 мкм) // Физика и техника полупроводников. - 2008. - Том 42. - Вып. 1. - с. 106-112.

22. Allowon M., Quillec M. Interest in AlGalnAs on InP for optoelectronic applications // Journal of IEE Proceedings. - 1992. - Vol.139. - No.2. - p.148-152.

23. Иванов A.B., Курносов В.Д., Курносов K.B., Мармалюк А.А., Романцевич В.И., Рябоштан Ю.Л., Чернов Р.В. Показатели преломления света твердых растворов AlGalnAs // Квантовая Электроника. - 2007. - Том 37. - Вып. 6. - с. 545-548.

24. Adachi S. Physical Properties Of III-V Semiconductor Compounds InP, InAs, GaAs, GaP, InGaAs, and InGaAsP. New York.: John Wiley & Sons. - 1992. - 336p.

25. Vurgaftman I., Meyer J. R., Ram-Mohan L. R. Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys // Journal of Applied Physics. - 2001. - Vol.89. - No.l 1. -p.5815-5875.

26. Adachi S. Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors. Chichester: John Wiley & Sons. - 2009. - 400p.

27. Praseuth J.P., Quillec M., Gerard J.M. Molecular beam epitaxy of AlGalnAs for optoelectronics // Proceedings of SPIE Materials and Technologies for Optical Communications. - 1987. - Vol.866. - No.36. - p.36-38.

28. Bugajski M., Lewandowski W. Concentration-dependent absorption and photoluminescence of n-type InP // Journal of Applied Physics. - 1985. - Vol.57. - No.2. - p.521-530.

29. Гельмонт Б.Л., Соколова 3.H., Халфин В.Б. Оже-рекомбинация в вырожденной электронно-дырочной плазме твердых растворов InGaAsP // Физика и техника полупроводников. - 1983. - Том 17. - Вып. 3. - с.453-458.

30. Гунько Н.А., Полковников А.С., Зегря Г.Г. Расчет коэффициентов оже-рекомбинации в гетероструктуре с квантовыми ямами InGaAsP/InP // Физика и техника полупроводников. - 2000. - Том 34. - Вып. 4. - с.462-466.

31. Слипченко С.О., Винокуров Д.А., Пихтин Н.А., Соколова З.Н., Станкевич А.Л., Тарасов И.С., Алферов Ж.И. Сверхнизкие внутренние оптические потери в

квантово-размерных лазерных гетероструктурах раздельного ограничения // Физика и техника полупроводников. - 2004. - Том 38. - Вып. 12. - с. 1477-1486.

32. Голикова Е.Г., Курешов В.А., Лешко А.Ю., Лившиц Д.А., Лютецкий A.B., Николаев Д.Н., Пихтин H.A., Рябоштан Ю.А., Слипченко С.О., Тарасов И.С., Фетисова Н.В. Свойства InGaAsP/InP-гетеролазеров со ступенчатым расширенным волноводом // Письма в ЖТФ. - 2000. - Том 26. - Вып. 20. - с.40-45.

33. Голикова Е.Г., Курешов В.А., Лешко А.Ю., Лютецкий A.B., Пихтин H.A., Рябоштан Ю.А., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Фетисова Н.В., Бондарев А.Д., Тарасов И.С. Мощные InGaAsP/InP лазеры, излучающие на длине волны 1.8 [im // Письма в ЖТФ. - 2002. - Том 28. - Вып. 3. - с.66-72.

34. Лютецкий A.B., Пихтин H.A., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Фетисова Н.В., Лешко А.Ю., Шамахов В.В., Андреев А.Ю., Голикова Е.Г., Рябоштан Ю.А., Тарасов И.С. 1.7-1.8 мкм лазерные диоды на основе квантово-размерных InGaAsP/InP-гетероструктур // Физика и техника полупроводников. - 2003. - Том 37. - Вып. 11.-с.1394-1401.

35. Лютецкий A.B., Борщев К.С. Бондарев А.Д., Налет Т.А., Пихтин H.A., Слипченко С.О., Фетисова Н.В., Хомылев М.А., Мармалюк A.A., Рябоштан Ю.Л.,

1

Симаков В.А., Тарасов И.С. 1.8 мкм лазерные диоды на основе квантово-размерных AlInGaAs/InP-гетероструктур // Физика и техника полупроводников. - 2007. -Том 41. - Вып. 8. - с.883-887.

36. Соловьев С.А., Ясиевич И.Н., Чистяков В.М. Захват носителей в квантовые ямы и их термический выброс в полупроводниках АШВУ // Физика и техника полупроводников. - 1995. - Том 29. - Вып. 7. - с. 1264-1276.

37. Соколова З.Н., Тарасов И.С., Асрян Л.В. Захват носителей заряда и выходная мощность лазера на квантовой яме // Физика и техника полупроводников. — 2011. — Том 45. - Вып. 11.- с.1553-1559.

38. Adachi H., Kamiyama S., Kidoguchi I., Uenoyama T. Self-sustained pulsation in 650 nm band AlGalnP visible-laser diodes with highly doped saturable absorbing layer // IEEE Photonics Technology Letters. - 1995. - Vol.7. -No.7. - p. 1406-1408.

39. Пихтин H.A., Слипченко С.О., Шашкин И.С., Ладугин М.А., Мармалюк A.A., Подоскин A.A., Тарасов И.С. Температурная зависимость внутренних оптических потерь в полупроводниковых лазерах (А,=900-920 нм) // Физика и техника полупроводников. - 2010. - Том 44. - Вып. 10. - с.1411-1416.

40. Пихтин H.A., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Тарасов И.С. Анализ пороговой плотности тока и усиления в квантово-размерных лазерах на основе твердых растворов InGaAsP // Физика и техника полупроводников. - 2002. - Том 36. -Вып. 3. - с.364-374.

41. Пихтин H.A., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Тарасов И.С. Внутренние оптические потери в полупроводниковых лазерах // Физика и техника полупроводников. - 2004. - Том 38. - Вып. 3. - с.374-381.

42. Алферов Ж.И., Иванов C.B., Копьев П.С., Леденцов H.H., Мельцер Б.Я., Шапошников C.B. (In, Ga, Al)As ДГС PO лазеры на длину волны 1.1 мкм с (In, Ga)As напряженной квантовой ямой, ограниченной короткопериодной сверхрешеткой // Физика и техника полупроводников. - 1990. - Том 24. - Вып. 2. -с.359-361.

43. Алферов Ж.И., Журавлева В.В., Иванов C.B., Копьев П.С., Корольков В.И., Леденцов H.H., Мельцер Б.Я., Табаров Т.С. Электрические и оптические эффекты при резонансном туннелировании в (Al, Ga)As-GaAs-reTepocTpyKTypax с двойным барьером // Физика и техника полупроводников. - 1990. - Том 24. - Вып. 2. - с.361-363.

44. Безотосный В.В., Карга П.В., Чанг Ч.Д., Чанг К.Л., Гуан Х.Г., Моделирование и экспериментальное изучение инжекционных AlGaAs/GaAs-лазеров спектрального

диапазона 780—808 нм с электронными сверхрешеточными барьерами // Квантовая электроника. - 1995. - Том 22. - Вып.З. - с.216-218.

45. Иванов С.В., Торопов А.А., Сорокин С.В., Шубина Т.В., Ильинская Н.Д., Лебедев А.В., Седова И.В., Копьев П.С., Алферов Ж.И., Лугауэр Х.Д., Решер Г., Кайм М., Фишер Ф., Вааг А., Ландвер Г. Молекулярно-пучковая эпитаксия переменно-напряженных многослойных гетероструктур для сине-зеленых лазеров на основе ZnSe // Физика и техника полупроводников. - 1998. - Том 32. - Вып. 10. -с.1272-1276.

46. Asryan L.V., Kryzhanovskaya N.V., Maximov M.V., Egorov A.Yu., Zhukov A.E. Bandedge-engineered quantum well laser // Semiconductors Science and Technology. -2011,-Vol.26.-p.055025.

47. Saso K., Sekine S., Konodo Y., Yamamoto M. Low- threshold (3.2mA per element) 1.3pm InGaAsP MQW laser array on a p-type substrate // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1993,- Vol.29, -p. 1805-1809.

48. Botez D., Scifres D.R. Diode laser arrays. Cambridge: Cambridge University Press. -1994. - 448p.

49. Безотосный B.B., Коваль Ю.П., Маркова H.B., Попов Ю.М., Грудень М.Н., Швейкин В.И. Излучательные характеристики линеек инжекционных лазеров на длине волны 805-810 нм для накачки твердотельных лазеров // Квантовая Электроника. - 1995. - Том 22. - Вып.2. - с.101-104.

50. Uomi К., Oka A., Tsunchiya Т., Komori М., Kawano Т., Oishi A. Ultralow threshold and uniform operation (1.3 ± 0.09pm) in 1.3-(im strain-MQW 10-element laser arrays for parallel high-density optical interconnects // IEEE Photonics Technology Letters. - 1995. - Vol.7.-p.1-3.

51. Безотосный В.В., Кумыков Х.Х., Маркова Н.В. Тепловой режим мощных монолитных линеек инжекционных лазеров // Квантовая Электроника. - 1996. -Том 23. - Вып.9. - с.775-778.

52. Адливанкин A.C., Безотосный В.В., Маркова Н.В., Микаелян Г.Т., Попов Ю.М., Порезанов С.Н. Излучательные характеристики двумерных матриц инжекционных лазеров на основе AlGaAs/GaAs на длине волны 0.81 мкм для систем накачки твердотельных активных элементов // Квантовая Электроника. - 1996. -Том 23. - Вып. 11. - с.974-976.

53. Безотосный В.В., Кумыков Х.Х., Маркова Н.В. Предельные выходные параметры линеек и матриц лазерных диодов // Квантовая Электроника. - 1997. -Том 24. - Вып.6. - с.495-498.

54. Lin С.С., Liu K.S., Wu M.С., Shiao Н.Р. Highly uniform characteristics 12-element 1.5 (im strain-compensated AlGalnAs/InP laser arrays with low threshold current and high characteristic temperature // IEEE Electronics letters. - 1998. - Vol.34. - No.2. - p. 186187.

55. Безотосный В.В., Кумыков Х.Х. Моделирование тепловых параметров мощных линеек лазерных диодов. Двумерная нестационарная модель // Квантовая Электроника. - 1998. - Том 25. - Вып.З. - с.225-228.

56. Микаелян Г.Т. Исследование линеек полупроводниковых лазеров с неустойчивыми резонаторами // Квантовая Электроника. - 2006. - Том 36. -Вып.6. - с.517-519.

57. Микаелян Г.Т. Анализ тепловых режимов мощных полупроводниковых лазеров и наборных решеток // Квантовая Электроника. - 2006. - Том 36. - Вып.З. - с.222-227.

58. Мармалюк A.A., Ладугин М.А., Яроцкая И.В., Панарин В.А., Микаелян Г.Т. Линейки лазерных диодов на основе гетероструктур AlGaPAs/GaAs с компенсацией механических напряжений // Квантовая Электроника. - 2012. - Том 42. - Вып.1. -с.15-17.

59. Дегтярева Н.С., Кондаков С.А., Микаелян Г.Т., Горлачук П.В., Ладугин М.А., Мармалюк A.A., Рябоштан Ю.Л., Яроцкая И.В. Непрерывные мощные лазерные

линейки спектрального диапазона 750-790 нм //Квантовая Электроника. - 2013. -Том 43. - Вып.6. - с.509-511.

60. Коняев В.П., Мармалюк А.А., Ладугин М.А., Багаев Т.А., Зверков М.В., Кричевский В.В., Падалица А.А., Сапожников С.М., Симаков В.А. Решетки лазерных диодов с повышенной мощностью и яркостью импульсного излучения на основе эпитаксиально-интегрированных гетероструктур // Физика и техника полупроводников. -2014. -Том 48. - Вып. 1. - с.104-108.

61. Garcia Ch., Rosencher Е., Collot Ph., Laurent N., Guyaux J.L., Vinter В., Nagle J. Epitaxially stacked lasers with Esaki junctions: A bipolar cascade laser // Applied Physics Letters. - 1997. - Vol.71. - No.26. - p.3752.

62. Kim J.K., Hall E., Sjolund O., Coldren L. A. Epitaxially-stacked multiple-active-region 1.55mm lasers for increased differential efficiency // Applied Physics Letters. -1999. - Vol.74. -No.22. - p.3251-3253.

63. Yang R.Q., Qiu Y. Bipolar cascade lasers at emitting wavelengths near 2 [im // Applied Physics Letters. - 2003. - Vol.83. - No.4. - p. p.599-601.

64. Yang R.Q., Qiu Y. Bipolar cascade lasers with quantum well tunnel junctions // Journal of Applied Physics. - 2003. - Vol.94. - No. 11. - p.7370-7372.

65. Зверков M.B., Коняев В.П., Кричевский В.В., Ладугин М.А., Мармалюк А.А., Падалица А.А., Симаков В.А., Сухарев А.В. Двойные интегрированные наноструктуры для импульсных лазерных диодов, излучающих на длине волны 0.9 мкм // Квантовая Электроника. - 2008. - Том 38. - Вып.11. - с.989-992.

66. Давыдова Е.И., Зверков М.В., Коняев В.П., Кричевский В.В., Ладугин М.А., Мармалюк А.А., Падалица А.А., Симаков В.А., Сухарев А.В., Успенский М.Б. Мощные импульсные лазерные диоды на основе тройных интегрированных гетероструктур InGaAs/AlGaAs/GaAs, излучающие на длине волны 0.9 мкм // Квантовая Электроника. - 2009. - Том 39. - Вып.8. - с.723-726.

67. Boucher J.-F., Vilokkinen V., Rainbow P., Uusimaa P., Lyytikäinen J., Ranta S. Ultra high efficiency 1550nm multi-junction pulsed laser diodes // Proceedings of SPIE. - 2009. - Vol.7480.-p.74800K.

68. Винокуров Д.А., Коняев В.П., Ладугин M.A., Лютецкий A.B., Мармалюк A.A., Падалица А.А.,А.Н.Петрунов, Н.А.Пихтин, Симаков В.А., Слипченко С.О., Сухарев A.B.,Н.В.Фетисова, Шамахов В.В., Тарасов И.С. Исследование эпитаксиально-интегрированных туннельно-связанных полупроводниковых лазеров, выращенных методом МОС-гидридной эпитаксии гетероструктур // Физика и техника полупроводников. - 2010. - Том 44. - Вып. 2. - с.251-255.

69. Винокуров Д.А., Ладугин М.А., Лютецкий A.B., Мармалюк A.A., Петрунов А.Н., Пихтин H.A., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Станкевич А.Л., Фетисова Н.В., Шашкин И.С., Аверкиев Н.С., Тарасов И.С. Двухполосная генерация в эпитаксиально интегрированных туннельно-связанных полупроводниковых лазерах гетероструктур // Физика и техника полупроводников. - 2010. -Том 44. - Вып. 6. -с.833-836.

70. Давыдова Е.И., Коняев В.П., Ладугин М.А., Лебедева Е.И., Мармалюк A.A., Падалица A.A., Петров C.B., Сапожников С.М., Симаков В.А., Успенский М.Б., Яроцкая И.В. // Двухволновые лазерные диоды на основе эпитаксиально-интегрированных гетероструктур // Квантовая Электроника. - 2010. - Том 40. -Вып.8. - с.697-699.

71. Мармалюк A.A., Давыдова Е.И., Зверков М.В., Коняев В.П., Кричевский В.В., Ладугин М.А., Лебедева Е.И., Петров C.B., Сапожников С.М., Симаков В.А., Успенский М.Б., Яроцкая И.В., Пихтин H.A., Тарасов И.С. Лазерные диоды с несколькими излучающими областями (А.=800-1100 нм) на основе эпитаксиально-интегрированных гетероструктур // Физика и техника полупроводников. - 2011. -Том 45. - Вып. 4. - с.528-534.

72. Yamamoto Y., Kanbe H. Zn Diffusion in InxGai_xAs with ZnAs2 Source // Japanese Journal Of Applied Physics. - 1980. - Vol.19. - No. 1. - p. 121-128.

73. Kobayashi T., Kurishima K., Gosele U. Growth temperature dependence of Zn diffusion in InP/InGaAs heterojunction bipolar transistor structures grown by metalorganic chemical vapor deposition // Journal of Crystal Growth. - 1995. - Vol.146. - p.533-537.

74. Tai C.Y., Seiler J., Geva M. Modeling of Zn Diffusion in InP/InGaAs Materials During MOVPE Growth // 11th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials. - 1999. - 16-20 May. - Davos, Switzerland. - TuA2-5.

75. Ettenberg M.H., Lange M.J., Sugg A.R., Cohen M.J., Olsen G.H. Zinc Diffusion in InAsP/InGaAs Heterostructures // Journal of Electronic Materials. - 1999. - Vol.28. -No.12. - p.1433-1439.

76. Vanhollebeke K., D'Hondt M., Moerman I., Van Daele P., Demeester P. Zn Doping of InP, InAsP/InP, and InAsP/InGaAs Heterostructures Through Metalorganic Vapor Phase Diffusion (MOVPD) // Journal of Electronic Materials. - 2001. - Vol.30. - No.8. -p.951-959.

77. Lin T., Jiang L., Wei X., Wang G.H., Zhang G.Z., Ma X.Y. Growth of heavily Zn-doped InGaAs at low temperature by LP-MOCVD // Journal of Crystal Growth. - 2004. -Vol. 261. - p.490-495.

78. Cunningham B.T., Guido L.J., Baker J.E., Major J.S., Holonyak N., Stillman G.E. Carbon diffusion in undoped, n-type, and p-type GaAs //Applied Physics Letters. - 1989. - Vol.55.-p.687-689.

79. Chin T.P., Kirchner P.D., Woodall J.M., Tu C.W. Highly carbon-doped p-type Ga0.5In0.5As and Ga0.5In0.5P by carbon tetrachloride in gas source molecular beam epitaxy // Applied Physics Letters. - 1991. - Vol.59. - p.2865-2867.

80. Stockman S.A., Hanson A.W., Colomb C.M., Fresina M.T., Baker J.E., Stillman G.E. A Comparison of TMGa and TEGa for Low-Temperature Metalorganic Chemical Vapor

Deposition Growth of CCI4-Doped InGaAs // Journal of Electronic Materials. - 1994. -Vol. 23.-No. 8. -p.791-799.

81. Cui D., Hubbard S. M., Pavlidis D., Eisenbach A., Chelli C. Impact of doping and MOCVD conditions on minority carrier lifetime of zinc- and carbon-doped InGaAs and its applications to zinc- and carbon-doped InP/lnGaAs heterostructure bipolar transistors // Semicond. Sei. Technol. - 2002. - Vol.17. - p.503-509.

82. Ambree P., Gruska B. Cd Diffusion in Ino.53Gao.47As // Crystal Research and Technology. - 1989. - Vol. 24. -No.3 -p.299-305.

83. Beneking H., Grote N., Seiders J. LPE Growth Of GaJn^xAs Layers On InP Under PH3 Partial Pressure And Results On Mg Doping // Journal of Crystal Growth. - 1981. -Vol.54.-p.59-63.

84. Takeda Y., Kondo M., Okano N., Sasaki A. Evaluation Of Magnesium And Manganese As The p-type Dopant For InP/lnGaAs Heterojunction Transistors // SolidState Electronics. - 1985. - Vol.29. - No.2. - p.241-246.

85. Abernathy C. R., Wisk P. W., Pearton S. J., Ren F. Mg doping of InP and InGaAs grown by metalorganic molecular beam epitaxy using biscyclopentadienyl magnesium // Applied Physics Letters. - 1993. - Vol.62. - p.258-260.

86. Ohkubo M., Osabe J., Shiojima T., Yamaguchi T., Ninomiya T. Magnesium-doped InGaAs using (CiHsCsH^Mg: application to InP-based HBTs // Journal of Crystal Growth. - 1997. - Vol. 170. - p. 177-181.

87. Bahl S.R., Moll N., Robbins V.M., Kuo H.-C., Moser B.G., Stillman G.E. Be diffusion in InGaAs/InP heterojunction bipolar transistors // IEEE Electron Device Letters. - 2000. - Vol.21. - No.7. - p.332-334.

88. Behet M., Hovel R., Kohl A., Küsters A.M., Opitz B., Heime K. MOVPE Growth Of III-V Compounds For Optoelectronics And Electronic Applications // Microelectronics. -1996. - Vol.27. - No.4-5. - p.297-334.

89. Kuphal E., Pocker. A. Phase Diagram for Metalorganic Vapor Phase Epitaxy of Strained and Unstrained InGaAsP/InP // Japanese Journal of Applied Physics. - 1998. -Vol.37. - Part 1. - No.2. - p.632.

90. Мармалюк A.A. Получение Четырехкомпонентных Твердых Растворов Методом МОС-Гидридной Эпитаксии // Материалы Электронной Техники. Известия вузов. - 2005. - Том 2. - с.25-31.

91. Stringefellow G.B. Organometallic Vapor-Phase Epitaxy: Theory and Practice. San Diego: Academic Press! - 1989. - 398p.

92. Knauer A., Wenzel H., Erbert G., Sumpf В., Weyers M. Influence Of Oxygen In AlGaAs-Based Laser Structures with Al-Free Active Region On Device Properties // Journal of Electronic Materials. - 2001. - Vol.30. - No.l 1. - p.1421-1424.

93. Mircea A., Ougazzaden A., Primot G., Kazmierski C. Highly thermally stable, highperformance InGaAsP: InGaAsP multi-quantum-well structures for optical devices by atmospheric pressure MOVPE // Journal of Crystal Growth. - 1992. - Vol.124. - No. 1-4. -p.737-740.

94. Булаев П.В., Капитонов B.A., Лютецкий A.B., Мармалюк A.A., Никитин Д.Б., Николаев Д.Н., Падалица A.A., Пихтин H.A., Бондарев А.Д., Залевский И.Д., Тарасов И.С. InGaAs/GaAs/AlGaAs-лазеры с широким контактом, полученные методом МОС-гидридной эпитаксии // Физика и техника полупроводников. - 2002. - Том 36. - Вып.9. - с.1144-1148.

95. Ладугин М.А., Лютецкий A.B., Мармалюк A.A., Падалица A.A., Пихтин H.A., Подоскин A.A., Рудова H.A., Слипченко С.О., Шашкин И.С., Бондарев А.Д., Тарасов И.С. Температурная зависимость пороговой плотности тока и внешней дифференциальной квантовой эффективности в полупроводниковых лазерах (Х=900-920 нм) // Физика и техника полупроводников. - 2010. - Том 44. - Вып. 10. - с. 14171421.

96. Кейси X., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах. Основные принципы. Том 1.

-М.:Мир.- 1981.-299с.

97. Song G.H. Two-Dimensional Simulation of Quantum-well Lasers Including Energy Transport. - 1990. - Ph.D. Dissertation. - Urbana-Champaign. - University of Illinois. -79p.

98. Воробьев JI.E., Зерова В.Л., Борщев К.С., Соколова З.Н., Тарасов И.С., Belenky G. Концентрация и температура носителей заряда в квантовых ямах лазерных гетероструктур в режимах спонтанного и стимулированного излучения // Физика и техника полупроводников. - 2008. - Том 42. - Вып.6. - с.753-761.

99. Шашкин И.С., Винокуров Д.А., Лютецкий А.В., Николаев Д.Н., Пихтин Н.А., Растегаева М.Г., Соколова З.Н., Слипченко С.О., Станкевич А.Л., Шамахов В.В., Веселов Д.А., Бондарев А.Д., Тарасов И.С. Температурная делокализация носителей заряда в полупроводниковых лазерах (Л.=1010-1070 нм) // Физика и техника полупроводников. - 2012. - Том 46. - Вып.9. - с.1230-1233.

100. Лютецкий А.В., Пихтин Н.А., Фетисова Н.В., Лешко А.Ю., Слипченко С.О., Соколова З.Н., Рябоштан Ю.Л., Мармалюк А.А., Тарасов И.С. // Физика и техника полупроводников. - 2012. - Том 43. - Вып.12. - с.1646-1649.

101. Шашкин И.С., Винокуров Д.А., Лютецкий А.В., Николаев Д.Н., Пихтин Н.А., Растегаева М.Г., Соколова З.Н., Слипченко С.О., Станкевич А.Л., Шамахов В.В., Веселов Д.А., Бондарев А.Д., Тарасов И.С. // Физика и техника полупроводников. -2012. - Том 46. - Вып.9. - с.1234-1238.

102. Зи.С. Физика полупроводниковых приборов. Том 2. М.: Мир. - 1984. - 456с.