gaasgainp应变补偿超晶格的结构设计与制备

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1、学号：S13010066硕士学位论文GaAs/GaInP应变补偿超晶格的结构设计与制备研究生姓名：李尚桦学科、专业：物理电子学二○一六年三月分类号：密级：公开UDC：编号：GaAs/GaInP应变补偿超晶格的结构设计与制备DESIGNANDPREPARATIONOFGaAs/GaInPSTRAIN-COMPENSATEDSUPERLATTICE学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：物理电子学（077401）研究方向：半导体激光器原理与器件申请学位级别：硕士指导教师：李林研究生：李尚桦论文起止时间：2013.1

2、1—2015.12联系方式：长春理工大学硕士（或博士）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士（或博士）学位论文，《GaAs/GaInP应变补偿超晶格的结构设计与制备》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用

3、规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要通过理论分析和CrossLight软件的Lastip模块模拟，探究了垒层应变量、厚度、周期数对于InGaAs/GaInP/GaAs应变补偿超晶格结构增益的影响，并以超晶格结构为有源区，讨论了阈值电

4、流和斜率效率的变化。选取合适的垒层厚度和组分可以得到最高的增益，并实现对阱层InGaAs的应变补偿，同时作为有源区能够保证较高的斜率效率和较低的阈值电流。利用实验室的MOCVD设备进行了GaInP和InGaAs材料的生长实验，探究了衬底偏向角和生长温度对于GaInP有序度的影响，以及InGaAs材料中In的设计组分与实际生长组分的差距。此外，分析了半导体激光器的波导结构对于输出特性的影响，针对980nm半导体激光器，提出了一种“折射率反渐变分布波导层”（RGRIN），通过探究RGRIN层的组分和厚度对于波导特性的影响，在不减小限制因子的

5、前提下扩展近场光场，改善激光器的远场特性，从而得到了低阈值电流、小垂直发散角的激光器结构。关键字：超晶格GaInP半导体激光器MOCVDAbstractTheeffectofthicknessandcomponentofbarrierandthenumberofwellsonsuperlatticeisinvestigatedbysimulationofCrossLight.Thethresholdcurrentandslopeefficiencyofsemiconductorlaserwhichhassuperlatticeasact

6、iveregionisdiscussed.Thehighestgaincoefficiencyandlowthresholdcurrentandhighslopeefficiencycanbeobtainedbyappropriatethicknessandcomponentofbarrier,aswellasthestraincompensation.ExperimentsofgrowthofGaInPandInGaAsmaterialsaredone.Theeffectofdeviationangleofsubstrateandgr

7、owthtemperatureontheorderdegreeofGaInPisinvestigated,andthedissimilaritybetweentheorycalculationandacturalInGaAsmaterialisdiscussed.Besides,theoutputperformanceofsemiconductorisanalyzed,andanewstructureof“Reversed-GradedIndexWaveguideLayer”(RGRIN)isproposedfor980nmsemico

8、nductorlaser.ByinvestigatingtheeffectofthicknessandcomponentofRGRINlayer,thenear-fieldopticalfieldcanbe