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《具有高PL强度的硅基InP QD》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： Lightfeng
  • 发布时间：2020-11-22

  • 美国伊利诺伊大学已经实现了硅基的单片磷化铟（InP）量子点（QD）技术，相对于在砷化镓（GaAs）上生长的结构而言，其光致发光（PL）强度仅降低了一点。该团队表示有望将InP QD用于微型发光二极管（micro-LED）和激光器。

    研究人员使用固体源分子束外延（MBE）生产QD样品。基板由GaP / Si和4.3μm的GaAsyP1-y逐步梯度缓冲液组成，将GaAs / Si材料切割成较小的块，以进行QD生长。

    将GaAs / Si与比较纯的GaAs零件一起加载到MBE设备中。在快速热退火（RTA）之前，去除表面InP QD和50nm AlGaInP来制备用于PL分析的QD样品。InP QD PL强度的最佳RTA条件是750°C 5分钟，其PL强度的维持归因于相对于螺纹位错密度的高点密度。

    自InP量子点的PL发射相对于整体InP发生了0.4eV蓝移。与纯GaAs衬底相比，在GaAs / Si上生长时，InGaP QW结构的PL强度降低了9倍。相比之下，InP量子点受GaAs / Si增长的影响相对较小，并且硅基InP QD的集成发射强度比InGaP QW的集成发射强度高8倍。发光谱显示，GaAs上InGaP-QWs和InP-QDs的基态发射分别为649nm波长（1.91eV）和713nm（1.74eV）。相应的半高全宽（FWHM）为24meV和65meV。

    AFM显示点密度为1.3×1011 / cm 2，该密度高于以前的报道。高的点密度被视为是硅基QD的发射器进行有效发光和缺陷容忍的必要条件。典型的InAs QD密度约为5x1010 / cm2。阴极发光表明穿线位错密度为3.3x107 / cm2，比InP点密度低大约四个数量级。

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