本文所述的構(gòu)成qcl材料的所有層滤祖，包括有源區(qū)和波導(dǎo)，都是通過(guò)低壓MOCVD進(jìn)行的瓶籽。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括一個(gè)淋浴噴頭氣體注入裝置匠童，位于靠近晶圓的位置，從而大限度地減少“死亡”體積塑顺，并允許層之間的瞬態(tài)氣體切換時(shí)間非常短汤求。該系統(tǒng)還配備了Epison超聲波氣體濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這對(duì)控制金屬有機(jī)源的輸出氣體流量至關(guān)重要严拒。這種原位反饋回路會(huì)自動(dòng)修改流速扬绪，從而調(diào)整生長(zhǎng)速度和成分，以補(bǔ)償因環(huán)境變化而產(chǎn)生的波動(dòng)裤唠。
量子級(jí)聯(lián)激光器-長(zhǎng)波紅外（λ>6 μm）的材料與制造封裝
MOCVD特別適合生長(zhǎng)非常厚的層种蘸，通常包括在QCL結(jié)構(gòu)中墓赴，需要很長(zhǎng)的生長(zhǎng)時(shí)間。為了得到非常尖銳的多量子阱界面劈彪，對(duì)襯底溫度竣蹦、界面切換機(jī)制、生長(zhǎng)速率沧奴、V/III比等生長(zhǎng)參數(shù)進(jìn)行了迭代生長(zhǎng)條件優(yōu)化痘括。雖然還沒(méi)有完全解釋，界面粗糙度肯定在QCL性能的定義中起作用。模擬和實(shí)測(cè)X射線衍射曲線對(duì)比如圖1所示纲菌。測(cè)量是在用于MWIR QCL設(shè)計(jì)的InGaAs/InAlAs多層材料上進(jìn)行的挠日，生長(zhǎng)應(yīng)變分別為~ 1%的拉伸/壓縮應(yīng)變平衡『采啵總的來(lái)說(shuō)嚣潜，需要在完整的結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)少量的殘余應(yīng)變，并且x射線圖中的衛(wèi)星峰需要窄才能認(rèn)為材料質(zhì)量好椅贱。仿真曲線與實(shí)驗(yàn)曲線吻合較好控制生長(zhǎng)參數(shù)懂算。用極化子C-V測(cè)試來(lái)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)中的摻雜情況。采用高分辨率掃描電子顯微鏡（SEM）和諾瑪斯基顯微鏡（Nomarski microscope）技術(shù)對(duì)生長(zhǎng)的晶圓表面質(zhì)量進(jìn)行了檢測(cè)庇麦。
圖1
該激光器采用埋置異質(zhì)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)制備计技，用于高功率RT操作。激光條紋寬度一般在4 ~ 10 μm之間山橄，空腔長(zhǎng)度一般在3 ~ 5mm之間垮媒。在MOCVD生長(zhǎng)完成后，通過(guò)化學(xué)刻蝕定義脊?fàn)畈▽?dǎo)航棱，并在激光波導(dǎo)側(cè)面重新生長(zhǎng)絕緣Fe:InP睡雇。極化子C-V和霍爾測(cè)試已被用來(lái)確保Fe:InP是一個(gè)良好的電絕緣體。橫向再生的目的是雙重的：它允許激光模式的光學(xué)限制在橫向方向饮醇，并有助于優(yōu)化散熱它抱，通過(guò)改善在活躍區(qū)域產(chǎn)生的熱量的橫向傳輸，并通過(guò)平面化設(shè)備的頂面朴艰，從而允許向下安裝激光器抗愁。通過(guò)電子束蒸發(fā)沉積頂部和底部觸點(diǎn)金屬，隨后在頂部觸點(diǎn)上電解鍍一層厚金層呵晚，從而完成了器件的制造蜘腌。這些器件被切成小塊，銦被焊接到銅支架上饵隙，以獲得非常佳的散熱效果撮珠。設(shè)備溫度由安裝在設(shè)備本身附近的溫度傳感器監(jiān)測(cè)。圖2(A)顯示了安裝的器件和完整波導(dǎo)的面金矛。
圖2
在分布式反饋（DFB）激光器的情況下芯急，MOCVD生長(zhǎng)在包括InP緩沖層和InGaAs犧牲光柵層的有源核心完成后被中斷。電子束光刻是為了直接在InGaAs犧牲層的頂部跟蹤光柵圖案驶俊，然后蝕刻以獲得單模工作所需的波導(dǎo)有效折射率的周期調(diào)制娶耍。包層和頂層生長(zhǎng)在圖案核心材料的頂部，特別小心饼酿，以便在光柵層頂部再生的末端獲得一個(gè)平坦的表面榕酒。隨后的器件制造過(guò)程如下對(duì)于法布里-珀羅埋地異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件胚膊。在圖2(b)中可以看到z終DFB制造器件沿著波導(dǎo)腔切割的SEM圖像，其中活性材料頂部的薄光斑表明存在InGaAs犧牲層想鹰。在側(cè)裂波導(dǎo)中紊婉，這代表了通過(guò)電子束圖案化和蝕刻InGaAs層獲得的周期性結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要時(shí)辑舷，通過(guò)介質(zhì)沉積在先前隔離的激光切面上的金屬涂層進(jìn)行電子束蒸發(fā)來(lái)完成HR涂層喻犁。金屬涂層的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)所有波長(zhǎng)的背面輻射都具有高反射性，但缺點(diǎn)是由于焊接材料和背面金屬化之間發(fā)生電接觸何缓，降低了外延側(cè)向下安裝設(shè)備的成品率肢础。
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