DE102015016139A1 - Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser - Google Patents

Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser Download PDF

Info

Publication number
DE102015016139A1
DE102015016139A1 DE102015016139.3A DE102015016139A DE102015016139A1 DE 102015016139 A1 DE102015016139 A1 DE 102015016139A1 DE 102015016139 A DE102015016139 A DE 102015016139A DE 102015016139 A1 DE102015016139 A1 DE 102015016139A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
growth
quantum dots
layer
laser
active
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102015016139.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Johann Peter Reithmaier
Saddam Banyoudeh
Florian Schnabel
Vitalii Sichkovskyi
Alireza Abdollahinia
Gadi Eisenstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Kassel
Original Assignee
Universitaet Kassel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Kassel filed Critical Universitaet Kassel
Priority to DE102015016139.3A priority Critical patent/DE102015016139A1/en
Priority to PCT/DE2016/100535 priority patent/WO2017101898A1/en
Publication of DE102015016139A1 publication Critical patent/DE102015016139A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02601—Nanoparticles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02387—Group 13/15 materials
    • H01L21/02392—Phosphides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02463—Arsenides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/02546—Arsenides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/341—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires
    • H01S5/3412—Structures having reduced dimensionality, e.g. quantum wires quantum box or quantum dash
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06226—Modulation at ultra-high frequencies

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines aktiven Materials (1) für einen Laser, welches Quantenpunkte aufweist, deren Emissionsspektrum bei einer Betriebstemperatur des Lasers ein Maximum bei einer Wellenlänge im Bereich von 1,1 μm bis 2 μm und insbesondere im Bereich von 1,3 bis 1,6 μm aufweist, wird auf einem Substrat (2) eine gitterangepasste Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) aufgewachsen. Auf die Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) wird eine aktive Schicht (6) aufgewachsen, die die Quantenpunkte umfasst. Auf die aktive Schicht (6) wird eine weitere Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) aufgewachsen. Anschließend können weitere aktive Schichten (6) und Grenzschichten (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) aufgewachsen werden, bis das aktive Material (1) eine vorgegebene Zahl von durch Grenzschichten (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) getrennten aktiven Schichten (6) aufweist. Die Wachstumsparameter für das Aufwachsen der aktiven Schicht (6) und/oder der Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) werden derart eingestellt, dass eine Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte in einer Richtung quer zu dem Substrat (2) minimiert und insbesondere kleiner als 2 nm ist, und dass gleichzeitig eine Dichte der Quantenpunkte innerhalb der aktiven Schicht (6) maximiert und insbesondere größer als 2 × 1010 cm–2 istIn a method for producing an active material (1) for a laser, which has quantum dots whose emission spectrum at a working temperature of the laser has a maximum at a wavelength in the range of 1.1 microns to 2 microns and in particular in the range of 1.3 to 1.6 μm, a lattice-matched boundary layer (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) is grown on a substrate (2). An active layer (6) comprising the quantum dots is grown on the boundary layer (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11). On the active layer (6), a further boundary layer (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) is grown. Subsequently, further active layers (6) and boundary layers (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) can be grown until the active material (1) has a predetermined number of boundary layers (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) has separate active layers (6). The growth parameters for the growth of the active layer (6) and / or the boundary layer (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) are set such that a scattering of the extent of the quantum dots in a direction transverse to the substrate ( 2) is minimized, and in particular less than 2 nm, and that at the same time a density of the quantum dots within the active layer (6) is maximized and, in particular, greater than 2 × 10 10 cm -2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von aktivem Material für einen Laser, welches Quantenpunkte aufweist, sowie einen Laser aufweisend ein aktives Material mit Quantenpunkten.The invention relates to a method for producing active material for a laser, which has quantum dots, and to a laser having an active material with quantum dots.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Materialsystemen bekannt, mit denen sich aktive Materialien für Laser realisieren lassen, welche auf Quantenpunkten basieren. Besonders verbreitet ist die Verwendung von aktiven Materialen, die auf GaAs-Substraten basieren. Mit diesen lassen sich Laser realisieren, die Licht bei einer Wellenlänge im Bereich von 0,8 μm bis 1,3 μm emittieren. Gerade für den Bereich der Datenübertragung mittels Glasfasern sind jedoch solche Laser gewünscht, die Licht bei einer Wellenlänge im Bereich der Telekommunikationswellenlängen um 1,3 μm oder 1,55 μm emittieren. Ein Materialsystem, mit dem sich diese Wellenlängen erreichen lassen, basiert auf einem InP-Substrat, auf dem eine aktive Schicht mit InAs-Quantenpunkten gewachsen ist, wobei die aktive Schicht zwischen Grenzschichten aus AlGaInAs eingebettet ist.Various material systems are known from the prior art with which it is possible to realize active materials for lasers which are based on quantum dots. Particularly popular is the use of active materials based on GaAs substrates. With these lasers can be realized that emit light at a wavelength in the range of 0.8 microns to 1.3 microns. Especially for the field of data transmission by means of glass fibers, however, those lasers are desired which emit light at a wavelength in the range of the telecommunications wavelengths by 1.3 μm or 1.55 μm. A material system capable of achieving these wavelengths is based on an InP substrate on which an active layer with InAs quantum dots has grown, the active layer being embedded between AlGaInAs boundary layers.

Die Herstellung eines solchen Materialsystem ist in der Veröffentlichung „High-density 1.54 μm InAs/InGaAlAs/InP(100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity” von Banyoudeh et al (S. Banyoudeh, J. P. Reithmeier: ”High-density 1.54 μm InAs/InGaAlAs/InP(100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity”, J. Cryst. Growth 425, 299–302, 2015) beschrieben. Im Rahmen der Veröffentlichung ist untersucht worden, wie sich verschiedene Wachstumsparameter auf die Form und Dichte der Quantenpunkte und auch auf die Eigenschaften des von dem Materialsystem emittierten Photolumineszenzlichts auswirken. Die Herstellung der Quantenpunkte erfolgte dabei gemäß dem Stranski-Krastanov-Verfahren. Für das Aufwachsen der Quantenpunkt-Schicht wurde eine Wachstumstemperatur von 490°C eingestellt. Demgegenüber wurden als Wachstumstemperatur für das Aufwachsen der InGaAlAs-Grenzschicht Temperaturen von 470°C, 485°C und 500°C eingestellt. Die Aufwachsrate beim Aufwachsen der Quantenpunkt-Schicht betrug 450 nm/h bzw. 570 nm/h. Die Menge an appliziertem Quantenpunkt-Material für eine Quantenpunkt-Schicht war äquivalent zu sechs Monolagen. Das Verhältnis der beim Aufwachsen der Quantenpunkt-Schicht zugeführten Atome der Hauptgruppe V zu den gleichzeitig zugeführten Atomen der Hauptgruppe III wurde dabei zwischen 21 und 12 variiert. Im Rahmen der Untersuchungen konnte ein Materialsystem mit einer Quantenpunkt-Schicht realisiert werden, bei dem die Quantenpunktdichte 6 × 1010 cm–2 beträgt und bei dem die Linienbreite des emittierten Photolumineszenzlichts 17 meV beträgt. Weiterhin konnte ein Materialsystem mit sechs Quantenpunkt-Schichten realisiert werden, welche jeweils zwischen InGaAlAs-Grenzschichten eingebettet sind, bei dem die Linienbreite des emittierten Photolumineszenzlichts 26 meV beträgt. Mit den untersuchten Materialsystemen konnte jedoch noch kein Laser realisiert werden.The production of such a material system is described in the publication "High-density 1.54 μm InAs / InGaAlAs / InP (100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity" of Banyoudeh et al (S. Banyoudeh, JP Reithmeier: "High-density 1.54 μm InAs / InGaAlAs / InP (100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity", J. Cryst. Growth 425, 299-302, 2015) described. The paper investigates how different growth parameters affect the shape and density of the quantum dots as well as the properties of the photoluminescent light emitted by the material system. The production of the quantum dots was carried out according to the Stranski-Krastanov method. For the growth of the quantum dot layer, a growth temperature of 490 ° C was set. On the other hand, as the growth temperature for growing the InGaAlAs layer, temperatures of 470 ° C, 485 ° C and 500 ° C were set. The growth rate in the growth of the quantum dot layer was 450 nm / h and 570 nm / h, respectively. The amount of applied quantum dot material for a quantum dot layer was equivalent to six monolayers. The ratio of the atoms of the main group V fed in the growth of the quantum dot layer to the simultaneously supplied atoms of the main group III was varied between 21 and 12. Within the framework of the investigations, a material system with a quantum dot layer could be realized in which the quantum dot density is 6 × 10 10 cm -2 and in which the line width of the emitted photoluminescence light is 17 meV. Furthermore, it was possible to realize a material system with six quantum dot layers which are embedded in each case between InGaAlAs boundary layers, in which the linewidth of the emitted photoluminescence light is 26 meV. However, no laser could be realized with the investigated material systems.

Die Laser, die bislang mit auf Quantenpunkten basierenden Materialsystemen aus InAs/InGaAlAs/InP realisiert werden konnten, weisen noch einige Nachteile gegenüber der Verwendung von auf GaAs-basierenden Materialsystemen auf. Z. B. ist die Bandbreite der Laser typischerweise auf 10 GHz begrenzt, während sich mit Quantenpunkt-Lasern auf GaAs-Basis Bandbreiten im Bereich von 25 GHz erreichen lassen. Darüber hinaus weisen die Laser auch eine geringe Temperaturstabilität auf. Weiterhin ist die maximale Betriebstemperatur relativ gering.The lasers that have been realized so far with InAs / InGaAlAs / InP quantum dot-based material systems still have some disadvantages compared to the use of GaAs-based material systems. For example, the bandwidth of the lasers is typically limited to 10 GHz, while bandwidths in the range of 25 GHz can be achieved with GaAs-based quantum dot lasers. In addition, the lasers also have a low temperature stability. Furthermore, the maximum operating temperature is relatively low.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem sich auf Quantenpunkten basierendes aktives Material für einen Laser herstellen lässt, der Licht bei einer Wellenlänge im Bereich von 1,1 μm bis 2 μm emittiert und der hinsichtlich der Bandbreite, der Temperaturstabilität und/oder der maximalen Betriebstemperatur verbessert ist. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen derartig optimierten Laser aufzuzeigen.The invention has for its object to provide a method with which can be produced based on quantum dots active material for a laser that emits light at a wavelength in the range of 1.1 .mu.m to 2 .mu.m and in terms of bandwidth, temperature stability and / or the maximum operating temperature is improved. Furthermore, the invention has the object to show such an optimized laser.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.The object of the invention is achieved with the features of the independent claims. Further preferred embodiments according to the invention can be found in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es für die Maximierung der Bandbreite eines Lasers, der auf einem aktiven Material basiert, welches eine aktive Schicht mit Quantenpunkte enthält, zum einen essentiell ist, die Streuung der Größe der Quantenpunkte und insbesondere die Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte quer zum Substrat des aktiven Materials möglichst gering zu halten, so dass eine Linienbreite des von den Quantenpunkten emittierten Lichts möglichst schmal ist. Zum anderen ist es wichtig, eine hohe Dichte von Quantenpunkten innerhalb der aktiven Schicht bereitzustellen. In der Kombination kann so eine hohe differentielle Verstärkung erreicht werden, da viele Zustände gleicher Energie bereitgestellt werden, die für die Emission von Laserlicht genutzt werden können. Daraus resultiert, dass die Anregungssättigung erst bei hohen Anregungsströmen auftritt und eine Erhöhung der Bandbreite erreicht wird. Erfindungsgemäß werden die Wachstumsparameter für das Aufwachsen der aktiven Schicht und/oder der Grenzschicht daher derart eingestellt, dass die Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte in einer Richtung quer zu dem Substrat minimiert ist und gleichzeitig die Dichte der Quantenpunkte innerhalb der aktiven Schicht maximiert ist.According to the invention, it has been recognized that for maximizing the bandwidth of a laser based on an active material containing an active layer with quantum dots, on the one hand, it is essential to diversify the size of the quantum dots and, in particular, to spread the quantum dots across Keep the substrate of the active material as low as possible, so that a line width of the light emitted from the quantum dots is as narrow as possible. On the other hand, it is important to provide a high density of quantum dots within the active layer. In the combination, a high differential gain can be achieved as many states of equal energy are provided, which are responsible for the emission of laser light can be used. As a result, the excitation saturation occurs only at high excitation currents and an increase in the bandwidth is achieved. According to the invention, the growth parameters for the growth of the active layer and / or the boundary layer are therefore set such that the scattering of the extent of the quantum dots in a direction transverse to the substrate is minimized and at the same time the density of the quantum dots within the active layer is maximized.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung eines aktiven Materials für einen Laser, wobei das aktive Material Quantenpunkte aufweist, deren Emissionsspektrum bei einer Betriebstemperatur des Lasers ein lokales Maximum bei einer Wellenlänge im Bereich von 1,1 μm bis 2 μm und insbesondere im Bereich von 1,3 bis 1,6 μm aufweist. Der Laser mit solch einem Material eignet sich somit insbesondere für Anwendungen im Bereich der Datenübertragung über Glasfasern auch über lange Strecken. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Grenzschicht auf ein Substrat aufgewachsen, wobei die Grenzschicht in Bezug auf das Substrat gitterangepasst ist. Auf die Grenzschicht wird eine aktive Schicht, die die Quantenpunkte enthält, aufgewachsen. Anschließend wird eine weitere Grenzschicht auf die aktive Schicht aufgewachsen. Schließlich können abwechselnd weitere aktive Schichten mit Quantenpunkten und Grenzschichten aufgewachsen werden, bis eine vorgegebene Zahl an aktiven Schichten erreicht ist. Typischerweise weist das aktive Material insgesamt sechs aktive Schichten auf. Es können jedoch auch mehr oder weniger aktive Schichten vorgesehen sein.The method according to the invention is used to produce an active material for a laser, the active material having quantum dots whose emission spectrum at a laser operating temperature has a local maximum at a wavelength in the range of 1.1 μm to 2 μm and in particular in the range of 1, 3 to 1.6 microns. The laser with such a material is thus particularly suitable for applications in the field of data transmission over optical fibers over long distances. In the method according to the invention, a boundary layer is first grown on a substrate, wherein the boundary layer is lattice-matched with respect to the substrate. An active layer containing the quantum dots is grown on the boundary layer. Subsequently, a further boundary layer is grown on the active layer. Finally, alternately further active layers with quantum dots and boundary layers can be grown until a predetermined number of active layers is reached. Typically, the active material has a total of six active layers. However, more or less active layers can also be provided.

Die verschiedenen aktiven Schichten sind vorzugsweise jeweils aus dem gleichen Material hergestellt. Dies gilt ebenfalls für die Grenzschichten. Die aktiven Schichten bzw. die Grenzschichten können dabei jeweils eine konstante Schichtdicke aufweisen. Alternativ können sie unterschiedliche Schichtdicken aufweisen. Beispielsweise können die Schichtdicken der ersten sowie der letzten Grenzschicht größer sein als die Schichtdicken der dazwischenliegenden Grenzschichten. Weiterhin können randseitig der äußeren Grenzschichten auch weitere Schichten vorgesehen sein, die z. B. als Wellenleiter dienen und/oder über die eine elektrische Kontaktierung des aktiven Materials ermöglicht wird.The various active layers are preferably each made of the same material. This also applies to the boundary layers. The active layers or the boundary layers can each have a constant layer thickness. Alternatively, they may have different layer thicknesses. For example, the layer thicknesses of the first and the last boundary layer may be greater than the layer thicknesses of the intermediate boundary layers. Furthermore, at the edge of the outer boundary layers also other layers may be provided, the z. B. serve as a waveguide and / or an electrical contacting of the active material is made possible.

Um eine möglichst hohe differentielle Verstärkung zu realisieren, werden die Wachstumsparameter für das Aufwachsen der aktiven Schicht und/oder der Grenzschicht insbesondere derart eingestellt, dass eine Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte in einer Richtung quer zu dem Substrat kleiner ist als 2 nm und dass eine Dichte der Quantenpunkte größer ist als 2 × 1010 cm–2. Bevorzugt beträgt die Streuung sogar weniger als 0,5 nm, und die Dichte der Quantenpunkte ist bevorzugt größer als 6 × 1010 cm–2.In order to realize the highest possible differential amplification, the growth parameters for the growth of the active layer and / or the boundary layer are adjusted in particular such that a scattering of the extent of the quantum dots in a direction transverse to the substrate is smaller than 2 nm and that a density the quantum dots are larger than 2 × 10 10 cm -2 . Preferably, the scattering is even less than 0.5 nm, and the density of the quantum dots is preferably greater than 6 × 10 10 cm -2 .

Die Wachstumsparameter, die erfindungsgemäß optimiert werden, können beispielsweise die Wachstumstemperatur beim Aufwachsen der Grenzschicht und/oder der aktiven Schicht, das Verhältnis der verschiedenartigen Atome, aus welchen die Quantenpunkte gewachsen werden, die Gesamtmenge an zugeführten Quantenpunktmaterial für das Aufwachsen der aktiven Schicht und/oder die Wachstumsrate beim Aufwachsen der Grenzschicht und/oder der aktiven Schicht sein. Diese Aufzählung ist lediglich beispielhaft. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Wachstumsparameter optimiert werden.The growth parameters which are optimized according to the invention can be, for example, the growth temperature during the growth of the boundary layer and / or the active layer, the ratio of the different atoms from which the quantum dots are grown, the total amount of quantum dot material supplied for the growth of the active layer and / or the growth rate in the growth of the boundary layer and / or the active layer. This list is only an example. Alternatively or additionally, other growth parameters can also be optimized.

Das Aufwachsen der aktiven Schicht mit den Quantenpunkten erfolgt vorzugsweise gemäß einem selbstorganisierten Wachstumsverfahren und insbesondere gemäß dem Stranski-Krastanov-Verfahren. Insbesondere kann das Verfahren zur Herstellung des aktiven Materials entsprechend dem in der Veröffentlichung von Banyoudeh et al beschriebenen Verfahren ausgeführt werden, wobei die Wachstumsparameter erfindungsgemäß optimiert sind.The growth of the active layer with the quantum dots is preferably carried out according to a self-organized growth method and in particular according to the Stranski-Krastanov method. In particular, the process for the preparation of the active material can be carried out according to the method described in the publication by Banyoudeh et al, wherein the growth parameters are optimized according to the invention.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Wachstumstemperatur – anders als bei dem aus der Veröffentlichung Banyoudeh et al bekannten Verfahren – zwischen dem Aufwachsen der Grenzschicht und dem Aufwachsen der aktiven Schicht mit den Quantenpunkten nicht variiert wird, sondern konstant gehalten wird. Indem die Wachstumstemperatur nicht verändert wird, muss keine Wartezeit zwischen dem Aufwachsen der Grenzschicht und dem Aufwachsen der aktiven Schicht in Kauf genommen werden, die erfahrungsgemäß zu einer Verschlechterung der Qualität, insbesondere der Homogenität und/oder der Dichte der Quantenpunkte, führt. Zwar könnte die Wartezeit bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren auch kurz gewählt werden. Dies hätte jedoch zur Folge, dass sich die Randbedingungen beim Aufwachsen der Schichten ändern, womit diese in Wachstumsrichtung insbesondere in den Übergangsbereichen inhomogen wären. Indem die Wachstumstemperatur bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht geändert wird, bleiben die Randbedingungen über die gesamte Dauer des Aufwachsens der jeweiligen Schicht konstant, ohne dass zwischen dem Aufwachsen der verschiedenen Schichten Wartezeiten in Kauf genommen werden müssen. Das aktive Material kann so also nicht nur besonders schnell, sondern auch mit hoher Qualität hergestellt werden.According to the invention, it has been found that it is particularly advantageous if, unlike the method known from the publication Banyoudeh et al, the growth temperature is not varied between the growth of the boundary layer and the growth of the active layer with the quantum dots, but is kept constant. By not changing the growth temperature, no waiting period between the growth of the boundary layer and the growth of the active layer has to be accepted, which experience has shown that the quality, in particular the homogeneity and / or the density of the quantum dots, deteriorates. Although the waiting time in the known from the prior art method could also be chosen short. However, this would mean that the boundary conditions change as layers grow, which would make them inhomogeneous in the growth direction, especially in the transition regions. By not changing the growth temperature in the preferred embodiment of the method according to the invention, the boundary conditions remain constant over the entire duration of the growth of the respective layer, without having to wait between the growth of the different layers. So the active material can not only be produced very fast, but also with high quality.

Vorzugsweise wird als Wachstumstemperatur eine Temperatur zwischen 485°C und 495°C und bevorzugt eine Temperatur von 490°C eingestellt. Durch die Wahl einer Temperatur in diesem Bereich für das Aufwachsen der Grenzschicht wird einerseits eine hohe Oberflächenrauhigkeit der Grenzschicht erreicht, was sich positiv auf die Inselbildung und damit auf die Dichte der nachfolgend aufwachsenden Quantenpunkte auswirkt. Andererseits ist eine Wachstumstemperatur in diesem Bereich für die Bildung der Quantenpunkte optimal, da hier die Nukleaktionswahrscheinlichkeit von Quantenpunktmaterial an der Oberfläche der Grenzschicht besonders hoch ist. Insgesamt kann durch die Einstellung einer Wachstumstemperatur im Bereich von 485°C und 495°C und bevorzugt von 490°C somit eine besonders hohe Dichte der Quantenpunkte in der aktiven Schicht erreicht werden.Preferably, a temperature between 485 ° C and 495 ° C and preferably a temperature of 490 ° C is set as the growth temperature. By choosing a temperature in this area For the growth of the boundary layer, on the one hand, a high surface roughness of the boundary layer is achieved, which has a positive effect on the island formation and thus on the density of the subsequently growing quantum dots. On the other hand, a growth temperature in this range is optimal for the formation of the quantum dots, since the nucleation probability of quantum dot material at the surface of the boundary layer is particularly high here. Overall, by setting a growth temperature in the range of 485 ° C and 495 ° C and preferably of 490 ° C thus a particularly high density of the quantum dots in the active layer can be achieved.

Für das Aufwachsen der aktiven Schicht wird vorzugsweise ein V/III-Halbleitermaterial, wie z. B. InAs, verwendet. Bevorzugt werden beim Aufwachsen der aktiven Schicht mindestens 18-mal so viele Atome der Hauptgruppe V appliziert wie Atomen der Hauptgruppe III. So kann einerseits eine hohe Nukleationswahrscheinlichkeit auf der Oberfläche der Grenzschicht und somit auch eine hohe Dichte der Quantenpunkte erreicht werden. Andererseits kann sich das Verhältnis von mindestens 18 positiv auf die Schnelligkeit des Wachstumsprozesses auswirken, womit sich z. B. die Wahrscheinlichkeit von Größenunterschieden zwischen den Quantenpunkten einer Schicht aufgrund von thermischen Fluktuationen minimieren lässt.For the growth of the active layer is preferably a V / III semiconductor material, such as. InAs. When growing the active layer, at least 18 times as many atoms of the main group V are preferably applied as are atoms of the main group III. Thus, on the one hand, a high nucleation probability on the surface of the boundary layer and thus also a high density of the quantum dots can be achieved. On the other hand, the ratio of at least 18 can have a positive effect on the speed of the growth process, which z. B. minimizes the likelihood of size differences between the quantum dots of a layer due to thermal fluctuations.

Über die Wahl der Menge an appliziertem Quantenpunktmaterial kann Einfluss genommen werden auf die Größe der Quantenpunkte, womit wiederum auf die Hauptemissionswellenlänge des aktiven Materials beeinflusst werden kann. Daneben hat die Größe der Quantenpunkte auch Einfluss auf den Energieabstand zwischen dem ersten angeregten Zustand und höheren angeregten Zuständen, was wiederum Einfluss auf die thermische Stabilität des Lasers hat, bei dem das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte aktive Material eingesetzt wird.The choice of the amount of applied quantum dot material can influence the size of the quantum dots, which in turn can influence the main emission wavelength of the active material. In addition, the size of the quantum dots also has an influence on the energy gap between the first excited state and higher excited states, which in turn influences the thermal stability of the laser using the active material produced by the method according to the invention.

Bevorzugt wird ein Äquivalent von etwa fünf Monolagen appliziert. So wird einerseits erreicht, dass die Quantenpunkte eine Hauptemissionswellenlänge im gewünschten Bereich um 1,3 und 1,6 μm aufweisen. Andererseits wird auch ein großer Energieabstand zwischen dem ersten angeregten Zustand und höheren angeregten Zuständen erreicht. Dieser ist dabei idealerweise mindestens zweimal so groß ist wie die thermische Energie bezogen auf die Betriebstemperatur des Lasers, so dass die Wahrscheinlichkeit von thermischen Anregungen in einen höheren angeregten Zustand gering ist.Preferably, an equivalent of about five monolayers is applied. Thus, on the one hand it is achieved that the quantum dots have a main emission wavelength in the desired range around 1.3 and 1.6 μm. On the other hand, a large energy gap between the first excited state and higher excited states is also achieved. This is ideally at least twice as large as the thermal energy relative to the operating temperature of the laser, so that the probability of thermal excitations in a higher excited state is low.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung des Verfahrens wird beim Aufwachsen der aktiven Schicht und/oder der Grenzschicht eine Wachstumsrate im Bereich von 400 bis 500 nm/h und bevorzugt von 450 nm/h eingestellt. Bei einer solchen Wachstumsrate erfolgt das Wachstum der Schichten einerseits ausreichend schnell, um die Gefahr von zeitlichen Fluktuationen der Wachstumsrandbedingungen, die zu Inhomogenitäten beim Wachstum führen könnten, auf das Wachstum nehmen könnten, gering zu halten. Andererseits erfolgt das Wachstum ausreichend langsam, um ein inhomogenes Wachsen gerade im Übergangsbereich der Schichten zu vermeiden.According to an embodiment of the method according to the invention, a growth rate in the range from 400 to 500 nm / h and preferably 450 nm / h is set when the active layer and / or the boundary layer grow. At such a growth rate, on the one hand, the growth of the layers takes place sufficiently fast to minimize the risk of temporal fluctuations of the growth boundary conditions, which could lead to inhomogeneities in growth, to growth. On the other hand, the growth is slow enough to avoid inhomogeneous growth, especially in the transition region of the layers.

Um ein aktives Material für einen Laser herzustellen, der Licht bei einer Wellenlänge im Bereich der Telekommunikationswellenlängen bereitstellt, kann als Substrat insbesondere ein InP-Substrat verwendet werden, wobei auf das Substrat eine InGaAlAs-Grenzschicht aufgewachsen wird, auf die wiederum eine aktive Schicht mit InAs-Quantenpunkten aufgewachsen wird.In order to produce an active material for a laser which provides light at a wavelength in the range of the telecommunication wavelengths, an InP substrate can be used as substrate in particular, wherein an InGaAlAs boundary layer is grown onto the substrate, to which in turn an active layer with InAs -Quantant points is grown.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Laser mit einem aktiven Material das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lasers gelten die obigen Ausführungen entsprechend. Beispielsweise kann das aktive Material ein InP-Substrat und mindestens eine aktive Schicht mit InAs-Quantenpunkten aufweisen, wobei die aktive Schicht zwischen InGaAlAs-Grenzschicht eingebettet ist. Der Laser kann dabei beispielsweise eine Breitstreifen- oder Rippenwellenleiterstruktur aufweisen mit beid- oder einseitig verspiegelten Endflächen.Furthermore, the invention relates to a laser with an active material which is produced according to the inventive method. With regard to the preferred embodiments of the laser according to the invention, the above statements apply accordingly. For example, the active material may comprise an InP substrate and at least one InAs quantum dots active layer, wherein the active layer is embedded between InGaAlAs interface. In this case, the laser can, for example, have a broad-band or rib waveguide structure with end faces which are mirrored on both sides or on one side.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte in einer Richtung quer zu dem Substrat (d. h. in Wachstumsrichtung) so klein, dass die volle Halbwertsbreite eines lokalen Maximums des resultierenden Energiespektrums des von dem Laser emittierten Lichts kleiner ist als 30 meV. Anders ausgedrückt ist das aktive Material so ausgebildet, dass das von dem Laser emittierte Licht eine vergleichsweise kleine Linienbreite aufweist. Wenn zusätzlich eine Dichte der Quantenpunkte innerhalb der aktiven Schicht mindestens 2 × 1010 cm–2 und bevorzugt mindestens 5 × 1010 cm–2 beträgt, kann ein Laser mit einer besonders hohen Bandbreite erreicht werden. Insbesondere kann dieser eine Bandbreite von 16 GHz und mehr aufweisen.According to a preferred embodiment, a spread of the quantum dots in a direction transverse to the substrate (ie, in the growth direction) is so small that the full half-width of a local maximum of the resulting energy spectrum of the light emitted by the laser is less than 30 meV. In other words, the active material is formed so that the light emitted from the laser has a comparatively small line width. In addition, if a density of the quantum dots within the active layer is at least 2 × 10 10 cm -2, and preferably at least 5 × 10 10 cm -2 , a laser having a particularly high bandwidth can be achieved. In particular, this may have a bandwidth of 16 GHz and more.

Bevorzugt weist jeder Quantenpunkt eine maximale laterale Erstreckung in Bezug auf das Substrat (d. h. quer zur Wachstumsrichtung) auf, die nicht höchsten doppelt so groß ist wie die Erstreckung in einer Richtung quer zu dem Substrat (d. h. in Wachstumsrichtung). Die Quantenpunkte sind somit nicht drahtförmig. Vielmehr weisen diese idealerweise eine Kugelform auf. Insbesondere kann so erreicht werden, dass der Energieabstand zwischen dem ersten angeregten Zustand und höheren angeregten Zuständen so groß ist, dass die Wahrscheinlichkeit einer thermischen Anregung in einen höheren angeregten Zustand effektiv reduziert ist. So kann eine hohe thermische Stabilität des Lasers erreicht werden.Preferably, each quantum dot has a maximum lateral extent with respect to the substrate (ie, transverse to the growth direction) that is no more than twice the extension in a direction transverse to the substrate (ie, in the direction of growth). The quantum dots are thus not wire-shaped. Rather, they ideally have a spherical shape. In particular, this can be achieved will be that the energy gap between the first excited state and higher excited states is so large that the probability of thermal excitation to a higher excited state is effectively reduced. Thus, a high thermal stability of the laser can be achieved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs ”mindestens” bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Schicht die Rede ist, so ist dies so zu verstehen, dass genau eine Schicht, zwei Schichten oder mehrere Schichten vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht. Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". If, for example, a layer is mentioned, then this is to be understood as meaning that exactly one layer, two layers or several layers are present. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question. The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 zeigt schematisiert den Verlauf der Leitungsbandkanten von Schichten eines aktiven Materials, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. 1 shows schematically the course of the conduction band edges of layers of an active material, which is produced by the inventive method.

2 zeigt schematisiert die Verstärkung aufgetragen über der Energie für verschiedene aktive Materialien und für verschiedene Betriebsbedingungen. 2 schematically shows the gain versus energy for different active materials and for different operating conditions.

3 zeigt beispielhaft die Abhängigkeit einer Schwellstromdichte bzw. einer Differenz von Betriebsstrom und Schwellstrom eines erfindungsgemäßen Lasers von der Betriebstemperatur des Lasers bei konstanter Gesamtausgangsleistung des Lasers. 3 shows by way of example the dependence of a threshold current density or a difference of operating current and threshold current of a laser according to the invention on the operating temperature of the laser at a constant total output power of the laser.

4 zeigt beispielhaft die Gesamtausgangsleistung eines erfindungsgemäßen Lasers aufgetragen über den Betriebsstrom für verschiedene Betriebstemperaturen. 4 shows by way of example the total output power of a laser according to the invention plotted over the operating current for different operating temperatures.

5 zeigt beispielhaft die Ausgangspegelleistung eines erfindungsgemäßen Lasers aufgetragen über der Frequenz für verschiedene Betriebsströme und verschiedene Betriebstemperaturen sowie die Abhängigkeit der Bandbreite des erfindungsgemäßen Lasers von der Betriebstemperatur. 5 shows by way of example the output level power of a laser according to the invention plotted against the frequency for different operating currents and different operating temperatures as well as the dependence of the bandwidth of the laser according to the invention on the operating temperature.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

1 zeigt stark schematisiert den energetischen Verlauf von Leitungsbandkanten der verschiedenen Schichten eines aktiven Materials 1, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Das aktive Material 1 weist ein Substrat 2 auf. Bei dem Substrat 2 kann es sich z. B. um ein InP-Substrat handeln. Das Substrat kann beispielsweise eine Dicke in Wachstumsrichtung 3 von ca. 200 nm aufweisen. 1 shows very schematically the energetic course of conduction band edges of the different layers of an active material 1 , which is produced by a method according to the invention. The active material 1 has a substrate 2 on. At the substrate 2 can it be z. For example, it may be an InP substrate. For example, the substrate may have a thickness in the direction of growth 3 of about 200 nm.

Auf das Substrat 2 ist eine Grenzschicht 4 aufgewachsen, auf die eine weitere Grenzschicht 5 aufgewachsen ist. An die weitere Grenzschicht 5 schließt eine Schichtfolge von aktiven Schichten 6 und Grenzschichten 7 an. Dabei schließt die Schichtfolge mit einer Grenzschicht 8 ab, auf welche eine weitere Grenzschicht 9 aufgewachsen ist.On the substrate 2 is a boundary layer 4 grew up on the one more boundary layer 5 grew up. To the further boundary layer 5 closes a layer sequence of active layers 6 and boundary layers 7 at. The sequence of layers concludes with a boundary layer 8th on which another boundary layer 9 grew up.

Wie durch die gleichen Linienhöhen angedeutet, weisen die Grenzschichten 4 und 9 bzw. die Grenzschichten 5, 7 und 8 bzw. die aktiven Schichten 6 jeweils die Leitungsbandkanten bei der gleichen Energie auf, wie es z. B. durch die Verwendung der gleichen Materialzusammensetzung erreicht werden kann. Darüber hinaus ist der Aufbau im Wesentlichen symmetrisch um die Schichtfolge aus den Grenzschichten 7 und den aktiven Schichten 6. Konkret kann es sich bei den Grenzschichten 4 und 9 um InAlAs-Grenzschichten mit einer Dicke von ca. 200 nm handeln, während die Grenzschichten 5 und 8 InAlGaAs-Grenzschichten mit einer Schichtdicke von ca. 200 nm sind. Die aktiven Schichten 6 sind aus InAs-Quantenpunkten gebildet, und die Grenzschichten 7 sind InAlGaAs-Grenzschichten. Die Dicke der aktiven Schichten 6 und der Grenzschichten 7 liegt dabei typischerweise im Bereich um 1 nm.As indicated by the same line heights, the boundary layers point 4 and 9 or the boundary layers 5 . 7 and 8th or the active layers 6 in each case the conduction band edges at the same energy, as z. B. can be achieved by using the same material composition. In addition, the structure is essentially symmetrical about the layer sequence of the boundary layers 7 and the active layers 6 , Specifically, it can be at the boundary layers 4 and 9 to act InAlAs boundary layers with a thickness of about 200 nm, while the boundary layers 5 and 8th InAlGaAs boundary layers with a layer thickness of about 200 nm. The active layers 6 are formed of InAs quantum dots, and the boundary layers 7 are InAlGaAs boundary layers. The thickness of the active layers 6 and the boundary layers 7 is typically in the range of 1 nm.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf die Grenzschicht 9 eine weitere Grenzschicht 10 aufgewachsen, auf die wiederum eine Grenzschicht 11 aufgewachsen ist. Beispielsweise kann die Grenzschicht 10 eine 1700 nm dicke InP-Schicht sein, und bei der Grenzschicht 11 kann es sich um eine 200 nm dicke p-dotierte InGaAs-Schicht handeln, die als p-seitiger Kontakt dient.At the in 1 shown embodiment is on the boundary layer 9 another boundary layer 10 grown up, in turn, a boundary layer 11 grew up. For example, the boundary layer 10 a 1700 nm thick InP layer, and at the interface 11 it may be a 200 nm thick p-doped InGaAs layer serving as a p-side contact.

Durch den in 1 gezeigten Aufbau wird insbesondere eine Wellenleiterstruktur erreicht, die sich symmetrisch um die Schichtfolge aus den aktiven Schichten 6 und den Grenzschichten 7 erstreckt, wobei die randseitigen Schichten, d. h. das Substrat 2 und die Grenzschicht 11 gleichzeitig für den n- bzw. p-seitigen Kontakt genutzt werden können.By the in 1 In particular, a waveguide structure is achieved, which is symmetrical about the layer sequence of the active layers 6 and the boundary layers 7 extends, wherein the edge-side layers, ie the substrate 2 and the boundary layer 11 can be used simultaneously for the n- or p-side contact.

Das Aufwachsen der verschiedenen Schichten erfolgt vorzugsweise mit so optimierten Wachstumsparametern, dass eine Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte quer zur Wachstumsrichtung 3 minimiert ist und gleichzeitig eine Dichte der Quantenpunkte innerhalb der aktiven Schichten 6 maximiert ist. Eine Maßnahme hierfür kann sein, für das Aufwachsen der verschiedenen Schichten ein und dieselbe Wachstumstemperatur einzustellen. Weitere Maßnahmen können die Optimierung eines oder mehrerer der folgenden Wachstumsparameter betreffen: das Verhältnisses der verschiedenartigen Atome, aus welchen die Quantenpunkte gewachsen werden; die Gesamtmenge an zugeführten Quantenpunktmaterial für das Aufwachsen der aktiven Schicht; die Wachstumsrate beim Aufwachsen der Grenzschicht und/oder der aktiven Schicht.The growth of the different layers preferably takes place with growth parameters optimized in such a way that a scattering of the extension of the quantum dots transversely to the direction of growth 3 is minimized while maintaining a density of quantum dots within the active layers 6 is maximized. One measure for this may be to set one and the same growth temperature for the growth of the different layers. Other measures may involve the optimization of one or more of the following growth parameters: the ratio of the diverse atoms from which the quantum dots are grown; the total amount of quantum dot material supplied for the growth of the active layer; the growth rate in the growth of the boundary layer and / or the active layer.

Mit den optimierten Wachstumsparametern weist das aktive Material 1 idealerweise eine hohe Dichte an Quantenpunkten in den aktiven Schichten 6 sowie eine verschwindende Streuung der Größe der Quantenpunkte in der Wachstumsrichtung 3 auf. So kann erreicht werden, dass viele gleichartige Zustände zur Verfügung stehen, in die Ladungsträger angeregt werden können und von denen sie in einen nicht-angeregten Zustand übergehen können unter Emission von Licht bei der Laserwellenlänge. Anders ausgedrückt ist die differentielle Verstärkung für den gewünschten Laserübergang ausreichend hoch, um eine hohe Modulierbarkeit, d. h. eine hohe Bandbreite zu erreichen.With the optimized growth parameters, the active material exhibits 1 ideally a high density of quantum dots in the active layers 6 and a vanishing dispersion of the size of the quantum dots in the growth direction 3 on. Thus it can be achieved that there are many similar states in which charge carriers can be excited and from which they can go into a non-excited state with the emission of light at the laser wavelength. In other words, the differential gain for the desired laser transition is sufficiently high to achieve high modulability, ie high bandwidth.

2 veranschaulicht den Einfluss der Dichte der Quantenpunkte und der Streuung der Größe der Quantenpunkte auf die Verstärkung g(E) aufgetragen über der Energie E. Konkret ist in den 2a) bis c) für verschiedene aktive Materialien die Verstärkung hinsichtlich des Übergangs von dem ersten angeregten Zustand zu dem Grundzustand bei der Energie E0 und hinsichtlich des Übergangs von dem zweiten angeregten Zustand zu dem Grundzustand bei der Energie E1 gezeigt. Dabei ist für jedes Beispiel einerseits die Verstärkung für einen Betriebspunkt N1 geringfügung oberhalb der Schwellstromdichte und andererseits für einen Betriebspunkt N2 gezeigt, wie er typischerweise für eine Telekommunikationsanwendung eingestellt wird, bei der es um die Bereitstellung von digital moduliertem Licht geht. 2 illustrates the influence of the density of the quantum dots and the scattering of the size of the quantum dots on the gain g (E) plotted against the energy E. Specifically, in the 2a) to c) for various active materials the gain in terms of the transition from the first excited state to the ground state at the energy E 0 and with respect to the transition from the second excited state to the ground state at the energy E 1 is shown. In this case, for each example, the gain for an operating point N 1 is shown above the threshold current density and, on the other hand, for an operating point N 2 , as is typically set for a telecommunications application involving the provision of digitally modulated light.

Bei dem in 2a) dargestellten Beispiel weist das zugrundeliegende aktive Material eine geringe Dichte an Quantenpunkten in den aktiven Schichten auf. Zudem variiert die Größe der Quantenpunkte stark, wodurch insbesondere das lokale Maximum der Verstärkung um die Übergangsenergie E0 für den Übergang vom ersten angeregten Zustand in den Grundzustand sehr breit ist. Wie in 2a) gezeigt, ändert sich daher auch die Verstärkung kaum mit einer Änderung der Betriebsbedingungen. Vielmehr geht der Verstärkung für den Übergang von dem ersten angeregten Zustand in den Grundzustand in Sättigung. Entsprechend ist die differentielle Verstärkung dg/dN klein. Folglich lässt sich mit einem solchen aktiven Material nur eine geringe Bandbreite erreichen, da sich mit einer Änderung z. B. des Betriebsstroms kaum eine Änderung in der Verstärkung und somit in der Intensität des emittierten Lichts bei der Energie E0 erreichen lässt.At the in 2a) As shown, the underlying active material has a low density of quantum dots in the active layers. In addition, the size of the quantum dots varies greatly, whereby in particular the local maximum of the gain around the transition energy E 0 for the transition from the first excited state to the ground state is very wide. As in 2a) Therefore, even the gain hardly changes with a change in operating conditions. Rather, the gain saturates for the transition from the first excited state to the ground state. Accordingly, the differential gain dg / dN is small. Consequently, can be achieved with such an active material only a small bandwidth, since with a change z. B. the operating current can hardly achieve a change in the gain and thus in the intensity of the emitted light at the energy E 0 .

Demgegenüber ist bei dem in 2b) gezeigten Beispiel die modale Verstärkung höher, z. B. aufgrund einer Steigerung der Dichte der Quantenpunkte in der aktiven Schicht. So kann eine frühzeitige Sättigung verhindert werden. D. h. die differentielle Verstärkung ist höher im Vergleich zu dem in 2a) dargestellten Beispiel. Folglich lässt sich mit auch eine höhere Bandbreite erreichen.In contrast, in the in 2 B) example shown, the modal gain higher, z. Due to an increase in the density of the quantum dots in the active layer. Thus, early saturation can be prevented. Ie. the differential gain is higher compared to the in 2a) illustrated example. Consequently, a higher bandwidth can also be achieved.

Bei dem in 2c) gezeigten Beispiel ist die modale Verstärkung für den Übergang mit der Energie E0 weiter gesteigert. Dies resultiert daraus, dass die Linienbreite schmaler ist als bei dem in 2b) gezeigten Beispiel, was sich z. B. durch eine weniger starke Streuung der Größen der Quantenpunkte zumindest in Wachstumsrichtung erreichen lässt. So lassen sich die differentielle Verstärkung und somit auch die erreichbare Bandbreite weiter steigern.At the in 2c) In the example shown, the modal gain for the transition with the energy E0 is further increased. This results from the fact that the line width is narrower than in the 2 B) Example shown what z. B. can be achieved by a less strong scattering of the sizes of the quantum dots, at least in the direction of growth. This further increases the differential gain and thus the achievable bandwidth.

Je höher die Energiedifferenz ΔE der Energien E0 und E1, ist, umso höher ist die Temperaturstabilität des Lasers mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiven Material, da mit steigender Energiedifferenz die Wahrscheinlichkeit von thermischen Anregungen von Ladungsträgern aus dem ersten angeregten Zustand in den zweiten oder höhere angeregte Zustände abnimmt. Vorzugsweise beträgt die Energiedifferenz ☐E mindestens das Zweifache der thermischen Energie bezogen auf die Betriebstemperatur des Lasers. Ein typischer Wert, der sich mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten aktiven Material erreichen lässt, ist eine Energiedifferenz ΔE von 90 meV (dies entspricht in etwa dem 2,5-fachen der thermischen Energie in dem Leitungsband bei Raumtemperatur unter der Annahme eines Leitungsband-Offsets von 70%).The higher the energy difference .DELTA.E of the energies E 0 and E 1, is, the higher is the temperature stability of the laser with the product prepared by the novel process active material, since with increasing energy difference, the probability of thermal excitations of charge carriers from the first excited state to the second or higher excited states decreases. Preferably, the energy difference .DELTA.E is at least twice the thermal energy relative to the operating temperature of the laser. A typical value that can be achieved with the active material prepared by the method of the invention is an energy difference ΔE of 90 meV (this corresponds approximately to 2.5 times the thermal energy in the conduction band at room temperature, assuming a conduction band Offsets of 70%).

3 zeigt beispielhaft die Abhängigkeit der Schwellstromdichte von der Betriebstemperatur eines erfindungsgemäßen Lasers, der als Breitstreifenlaser ausgeführt ist und eine Länge von 292 μm aufweist, mit einer Nennkontaktweite von 100 μm (durchgezogene Linie). Zusätzlich ist die Abhängigkeit der Differenz von Betriebsstrom und Schwellstrom des so ausgebildeten Lasers für eine konstante Ausgangsleistung von 150 mW dargestellt (gestrichelte Linie). 3 shows by way of example the dependence of the threshold current density of the operating temperature of a laser according to the invention, which is designed as a wide-strip laser and has a length of 292 microns, with a nominal contact width of 100 microns (solid line). In addition, the dependence of the difference between the operating current and the threshold current of the thus formed laser for a constant output power of 150 mW is shown (dashed line).

Wie aus 3 ersichtlich ist, weist der Laser eine gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Quantenfilm-Lasern erheblich verbesserte Temperaturstabilität der Schwellstromdichte auf, was sich anhand der deutlich größeren charakteristischen Temperatur T0, mit der sich der Verlauf der Schwellstromdichte jth beschreiben lässt (jth = j0 × exp(T/T0)). Konkret weist der erfindungsgemäße Laser eine charakteristische Temperatur T0 von mehr als 100 K auf. Demgegenüber konnten mit den aus dem Stand der Technik bekannten Quantenfilm-Lasern lediglich charakteristische Temperaturen T0 im Bereich von 50 K bis 60 K erreicht werden. How out 3 As can be seen, the laser has a relation to the known from the prior art quantum well lasers significantly improved temperature stability of the threshold current density, which can be described on the basis of the much larger characteristic temperature T 0 , which can describe the course of the threshold current density j th (j th = j 0 × exp (T / T 0 )). Specifically, the laser according to the invention has a characteristic temperature T 0 of more than 100 K. In contrast, only characteristic temperatures T 0 in the range from 50 K to 60 K could be achieved with the quantum-film lasers known from the prior art.

Darüber hinaus ist auch die charakteristische Temperatur T1, welche zur Bewertung der Temperaturstabilität der Ausgangsleistung dient und anhand des Verlaufs der Differenz von Betriebsstrom und Schwellstrom in Abhängigkeit von der Temperatur (gestrichelte Linie) ermittelt werden kann, höher als die, die vergleichbare aus dem Stand der Technik bekannte Quantenfilm-Laser aufweisen. Konkret weist der erfindungsgemäße Laser eine charakteristische Temperatur T1 im Bereich von 400 K auf. Demgegenüber konnten mit den aus dem Stand der Technik bekannten Quantenfilm-Lasern lediglich charakteristische Temperaturen T1 im Bereich von 100 K bis 200 K erreicht werden.In addition, the characteristic temperature T 1 , which is used to evaluate the temperature stability of the output and can be determined by the course of the difference between operating current and threshold as a function of the temperature (dashed line), higher than that, the comparable of the state comprise quantum well lasers known in the art. Specifically, the laser according to the invention has a characteristic temperature T 1 in the range of 400 K. In contrast, only characteristic temperatures T 1 in the range from 100 K to 200 K could be achieved with the quantum-film lasers known from the prior art.

4 zeigt beispielhaft die Gesamtausgangsleistung eines erfindungsgemäßen Lasers aufgetragen über den Betriebsstrom für verschiedene Betriebstemperaturen. Der hierfür verwendete Laser weist eine Rippenwellenleiterstruktur auf mit einer Resonatorlänge von 338 μm und einer Rippenweite von 2,25 μm. Eine rückseitige Endfläche ist dabei mit einer hochreflektierenden Beschichtung versehen, und eine vorderseitige Endfläche, welche durch Spaltung gebildet ist (cleaved). 4b) liegt ein Betrieb des Lasers in einem gepulsten Modus zugrunde, während 4c) ein Betrieb des Lasers in einem kontinuierlichen Modus zugrundliegt. Wie aus den 4b) und c) ersichtlich ist, ändert sich der Betriebsstrom bzw. die erreichbare Gesamtleistung vergleichsweise wenig mit steigender Temperatur. 4 shows by way of example the total output power of a laser according to the invention plotted over the operating current for different operating temperatures. The laser used for this purpose has a ridge waveguide structure with a resonator length of 338 μm and a ridge width of 2.25 μm. A rear end surface is provided with a highly reflective coating, and a front end surface, which is formed by cleavage. 4b) is based on an operation of the laser in a pulsed mode, while 4c) an operation of the laser is based in a continuous mode. Like from the 4b) and c), the operating current or the achievable total power changes comparatively little with increasing temperature.

5 zeigt beispielhaft die Ausgangspegelleistung eines erfindungsgemäßen Lasers aufgetragen über der Frequenz für verschiedene Betriebsströme und verschiedene Betriebstemperaturen (5a)) sowie die Abhängigkeit der Bandbreite des erfindungsgemäßen Lasers von der Betriebstemperatur (5b)). Der Aufbau des hierfür verwendeten Lasers entspricht dem Aufbau des Lasers mit dem die in 4 gezeigten Untersuchungen durchgeführt wurden. Für die in 5a) gezeigten Untersuchungen, wurde die Betriebstemperatur zwischen 20°C und 80°C variiert, wobei sich die Ausgangspegelleistung mit der Variation der Betriebstemperatur – wie aus 5a) ersichtlich wird – nur unwesentlich ändert. Die hohe Temperaturstabilität wird auch anhand 5b) deutlich, in der gezeigt ist, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Laser über einen großen Temperaturbereich eine konstant hohe Bandbreite im Bereich von 16 GHz erreichen lässt. 5 shows by way of example the output level power of a laser according to the invention plotted against the frequency for different operating currents and different operating temperatures ( 5a) ) as well as the dependence of the bandwidth of the laser according to the invention on the operating temperature ( 5b) ). The structure of the laser used for this purpose corresponds to the structure of the laser with the in 4 investigations were carried out. For the in 5a) The operating temperature has been varied between 20 ° C and 80 ° C, with the output power level varying with the operating temperature - as shown 5a) becomes apparent - only insignificantly changes. The high temperature stability is also based 5b) clearly shows that can be achieved with the laser according to the invention over a wide temperature range, a constantly high bandwidth in the range of 16 GHz.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
aktives Materialactive material
22
Substratsubstratum
33
Wachstumsrichtunggrowth direction
44
Grenzschichtinterface
55
Grenzschichtinterface
66
aktive Schichtactive layer
77
Grenzschichtinterface
88th
Grenzschichtinterface
99
Grenzschichtinterface
1010
Grenzschichtinterface
1111
Grenzschichtinterface
gG
Verstärkungreinforcement
Ee
Energieenergy
E0 E 0
Energieenergy
E1 E 1
Energieenergy
N1 N 1
Betriebspunktoperating point
N2 N 2
Betriebspunktoperating point
ΔEAE
Energiedifferenzenergy difference
T0 T 0
charakteristische Temperaturcharacteristic temperature
jth j th
Schwellstromdichtethreshold current
T1 T 1
charakteristische Temperaturcharacteristic temperature

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Banyoudeh et al (S. Banyoudeh, J. P. Reithmeier: ”High-density 1.54 μm InAs/InGaAlAs/InP(100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity”, J. Cryst. Growth 425, 299–302, 2015) [0003] Banyoudeh et al (S.Banyoudeh, JP Reithmeier: "High-density 1.54 μm InAs / InGaAlAs / InP (100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity", J. Cryst. Growth 425, 299-302, 2015) [0003]

Claims (11)

Verfahren zum Herstellen eines aktiven Materials (1) für einen Laser, welches Quantenpunkte aufweist, deren Emissionsspektrum bei einer Betriebstemperatur des Lasers ein Maximum bei einer Wellenlänge im Bereich von 1,1 μm bis 2 μm und insbesondere im Bereich von 1,3 bis 1,6 μm aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Aufwachsen einer gitterangepassten Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) auf ein Substrat (2), – Aufwachsen einer aktiven Schicht (6), die die Quantenpunkten umfasst, auf die Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11), – Aufwachsen einer weiteren Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) auf die aktive Schicht (6), – Wiederholen des zweiten und dritten Schritts bis das aktive Material (1) eine vorgegebene Zahl von durch Grenzschichten (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) getrennten aktiven Schichten (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Wachstumsparameter für das Aufwachsen der aktiven Schicht (6) und/oder der Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) derart eingestellt werden, dass – eine Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte in einer Richtung quer zu dem Substrat (2) minimiert und insbesondere kleiner als 2 nm ist und – eine Dichte der Quantenpunkte innerhalb der aktiven Schicht (6) maximiert und insbesondere größer als 2 × 1010 cm–2 ist.Method for producing an active material ( 1 For a laser, which has quantum dots whose emission spectrum at a laser operating temperature has a maximum at a wavelength in the range of 1.1 microns to 2 microns and in particular in the range of 1.3 to 1.6 microns, the method comprising the steps of: - growing a lattice-matched boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) on a substrate ( 2 ), - growing an active layer ( 6 ), which comprises the quantum dots, on the boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ), - growing up another boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) on the active layer ( 6 ), Repeating the second and third steps until the active material ( 1 ) a predetermined number of by boundary layers ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) separate active layers ( 6 ), characterized in that growth parameters for the growth of the active layer ( 6 ) and / or the boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) can be adjusted such that - scattering of the extension of the quantum dots in a direction transverse to the substrate ( 2 ) is minimized and in particular less than 2 nm, and - a density of the quantum dots within the active layer ( 6 ) and in particular is greater than 2 × 10 10 cm -2 . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufwachsen der Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) und beim Aufwachsen der aktiven Schicht (6) die gleiche Wachstumstemperatur eingestellt wird.Method according to claim 1, characterized in that during the growth of the boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) and when growing the active layer ( 6 ) the same growth temperature is set. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wachstumstemperatur zwischen 485°C und 495°C und bevorzugt 490°C beträgt.A method according to claim 2, characterized in that the growth temperature between 485 ° C and 495 ° C and preferably 490 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Aufwachsen der aktiven Schicht (6) ein V/III-Halbleitermaterial verwendet wird, wobei beim Aufwachsen der aktiven Schicht (6) mindestens 18-mal so viele Atome der Hauptgruppe V wie Atome der Hauptgruppe III zugeführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the growth of the active layer ( 6 ) a V / III semiconductor material is used, wherein upon growth of the active layer ( 6 ) at least 18 times as many atoms of the main group V as atoms of the main group III are supplied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Aufwachsen der aktiven Schicht (6) eine Menge von Quantenpunktmaterial appliziert wird, die äquivalent ist zu einer vorgegebenen Zahl von Monolagen, wobei die vorgegebene Zahl von Monolagen entsprechend der gewünschten Emissionswellenlänge des Lasers ausgewählt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the growth of the active layer ( 6 ) is applied an amount of quantum dot material equivalent to a given number of monolayers, wherein the predetermined number of monolayers is selected according to the desired emission wavelength of the laser. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von appliziertem Quantenpunktmaterial äquivalent ist zu 5 Monolagen.A method according to claim 5, characterized in that the amount of applied quantum dot material is equivalent to 5 monolayers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufwachsen der aktiven Schicht (6) und/oder der Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) eine Wachstumsrate im Bereich von 400 bis 500 nm/h und bevorzugt von 450 nm/h eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during growth of the active layer ( 6 ) and / or the boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) a growth rate in the range of 400 to 500 nm / h and preferably 450 nm / h is set. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – als Substrat (2) ein InP-Substrat verwendet wird, – für das Aufwachsen der Grenzschicht (4, 5, 7, 8, 9, 10, 11) InGaAlAs verwendet wird und – für das Aufwachsen der aktiven Schicht (6) mit den Quantenpunkten InAs verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - as substrate ( 2 ) an InP substrate is used, - for the growth of the boundary layer ( 4 . 5 . 7 . 8th . 9 . 10 . 11 ) InGaAlAs is used and - for the growth of the active layer ( 6 ) is used with the quantum dots InAs. Laser mit einem aktiven Material (1) hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Laser with an active material ( 1 ) prepared according to a method according to any one of the preceding claims. Laser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Streuung der Erstreckung der Quantenpunkte in einer Richtung quer zu dem Substrat (2) so klein ist, dass die volle Halbwertsbreite eines Maximums des resultierenden Energiespektrums des von dem Laser emittierten Lichts kleiner oder gleich 30 meV ist, und – eine Dichte der Quantenpunkte innerhalb der aktiven Schicht (6) mindestens 2 × 1010 cm–2 beträgt.Laser according to Claim 9, characterized in that a scattering of the extent of the quantum dots in a direction transverse to the substrate ( 2 ) is so small that the full half width of a maximum of the resulting energy spectrum of the light emitted by the laser is less than or equal to 30 meV, and a density of the quantum dots within the active layer ( 6 ) is at least 2 × 10 10 cm -2 . Laser nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Quantenpunkt eine maximale laterale Erstreckung in Bezug auf das Substrat (2) aufweist, die nicht mehr als doppelt so groß ist wie die Erstreckung in einer Richtung quer zu dem Substrat.Laser according to claim 9 or 10, characterized in that each quantum dot has a maximum lateral extent with respect to the substrate ( 2 ) which is not more than twice as large as the extension in a direction transverse to the substrate.
DE102015016139.3A 2015-12-14 2015-12-14 Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser Ceased DE102015016139A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015016139.3A DE102015016139A1 (en) 2015-12-14 2015-12-14 Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser
PCT/DE2016/100535 WO2017101898A1 (en) 2015-12-14 2016-11-17 Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015016139.3A DE102015016139A1 (en) 2015-12-14 2015-12-14 Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015016139A1 true DE102015016139A1 (en) 2017-06-14

Family

ID=57629206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015016139.3A Ceased DE102015016139A1 (en) 2015-12-14 2015-12-14 Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015016139A1 (en)
WO (1) WO2017101898A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020114367A1 (en) * 2000-09-22 2002-08-22 Andreas Stintz Quantum dot lasers
US20070210300A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Fujitsu Limited Semiconductor device and manufacturing method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008091420A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Fujitsu Ltd Method of manufacturing quantum dot optical semiconductor element
JP2011124479A (en) * 2009-12-14 2011-06-23 Fujitsu Ltd Optical semiconductor device and method of manufacturing the same, repeater, receiver, and optical communication system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020114367A1 (en) * 2000-09-22 2002-08-22 Andreas Stintz Quantum dot lasers
US20070210300A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Fujitsu Limited Semiconductor device and manufacturing method thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Banyoudeh et al (S. Banyoudeh, J. P. Reithmeier: "High-density 1.54 μm InAs/InGaAlAs/InP(100) based quantum dots with reduced sized inhomogeneity", J. Cryst. Growth 425, 299–302, 2015)
Banyoudeh, S.; Reithmaier, J.P.: „High-density 1.54 µm InAs/InGaAlAs/InP(100) based quantum dots with reduced size inhomogeneity". In: Journal of Crystal Growth 425 (2015) 299 – 302. *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017101898A1 (en) 2017-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2427937B1 (en) High output dfb laserdiode with lateral coupling
DE2643503C3 (en) Method of manufacturing an injection laser
DE60015431T2 (en) Source of optical pulses and method of compressing optical pulses
EP1399994B1 (en) Photon emitter and data transmission device
DE2453347A1 (en) MULTI-LAYER MATERIAL WITH REDUCED TENSION
DE69735327T2 (en) An optical semiconductor device and method of manufacturing the same
DE102006010277A1 (en) Quantum dot semiconductor optical amplifier has several quantum dots on lower barrier layer, with side barrier layer
DE112015005885B4 (en) Optoelectronic component
WO2009082999A2 (en) Edge-emitting semiconductor laser chip having a structured contact strip
DE2747371A1 (en) SEMICONDUCTOR LASER
DE60313140T2 (en) QUANTUM NANO COMPOSITION SEMICONDUCTOR LASER AND QUANTUM NANO COMPOSITION ARRAY
DE102007061458A1 (en) Method for producing a radiation-emitting component and radiation-emitting component
DE112016007396T5 (en) Saturable absorption mirror made of composite structure
DE102008040374A1 (en) Laser device comprises two semiconductor lasers, which are arranged on top of each other and formed as edge emitter
DE102007002819B4 (en) Unipolar quantum cascade laser of high efficiency
DE602004002440T2 (en) Optical semiconductor device on indium phosphide substrate for high wavelength operation
DE102015016139A1 (en) Method for producing a quantum dot laser material and quantum dot laser
DE60116827T2 (en) InGaAsP semiconductor laser
DE60223772T2 (en) Photo semiconductor device and manufacturing method
EP3414368B1 (en) Terahertz antenna and method for producing a terahertz antenna
EP3345224B1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing same
EP2478601A2 (en) Edge-emitting semiconductor laser
EP4283802A2 (en) Laser diode with improved electrical conduction properties
DE3709134A1 (en) SEMICONDUCTOR COMPONENT
EP2866315A2 (en) Semiconductor laser diode with adjustable emission wavelength

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final