Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm
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HL: Halbleiterphysik
HL 29: Symposium: Infrarot-oberfl
ächenemittierende Halbleiterlaser
HL 29.2: Fachvortrag
Donnerstag, 30. März 2000, 11:00–11:30, H01
InP-basierende VCSELs für Telekommunikationswellenlängen — •Markus Ortsiefer, Robert Shau und Markus-Christian Amann — Walter Schottky Institut, Technische Universität München
Wir präsentieren ein neuartiges Strukturkonzept sowie dessen Realisierung für InP-basierende VCSELs bei 1.55 µm Wellenlänge. Eines der Hauptprobleme bei diesen Baulementen ist Erwärmung, die vorwiegend aus hohen Zuleitungs- bzw. Kontaktwiderständen auf der p-Seite rührt und zu erhöhten Schwellströmen führt. Eine Verringerung des Serienwiderstandes wird durch die Substitution von hochohmigem p- durch niederohmiges n-Material mit Hilfe eines Tunnelkontaktes erreicht. Einen zentralen Bestandteil des neuen Bauelementes bildet ein vergrabener niederohmiger InGa(Al)As-Tunnelkontakt, der in einem Zweifachepitaxieprozeß realisiert wird. Optische und elektrische Untersuchungen zeigen eine effiziente Stromeinengung sowie niedrige Serienwiderstände im Bereich von 60 Ω. Theoretische Berechnungen belegen darüberhinaus, daß aufgrund variierender Resonatorlänge eine starke Wellenführung besteht. Mit dieser Methode ist es uns bereits gelungen, einen 1.55 µm VCSEL mit nur 10 µm Durchmesser im gepulsten Betrieb bei Raumtemperatur zu realisieren. Wir verwenden dabei einen epitaktischen Auskoppelspiegel sowie einen dielektrischen MgF2/a-Si Rückspiegel. Die Laserarrays sitzen upside down auf einer galvanisierten Au-Wärmesenke, wobei das ursprünglich vorhandene InP-Substrat vollständig entfernt wurde. Die Schwellstromdichten der ersten Charge liegen noch im Bereich von 4 kAcm−2 und der differentielle Wirkungsgrad beträgt ca. 10%.