CN100375353C - 形成组合有半导体量子点的光电子器件有源区的方法 - Google Patents

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Abstract

借助于形成被具有延伸通过其中的应变区域的间隔层覆盖的第一层量子点，提供了一种形成组合有半导体量子点的光电子器件有源区的方法，此量子点在大致293K的温度下，在超过1350nm的波长处发生基态发射。间隔层然后形成为模板，其上可以形成具有受到下方第一层量子点影响的表面密度和构造的有源层的量子点。这使得能够选择更有利于形成长波长下以窄的不均匀加宽发射的有源层中的量子点的生长参数。作为一个例子，可以在比形成第一层量子点更低的温度下形成量子点的有源层。有源层的量子点然后承受与周围间隔层和帽层更少的相互混合，还能够保留更多的应变弛豫态，这导致具有更窄的不均匀加宽的长波长发射。此方法特别适合于GaAs衬底上的光电子器件的有源层的生长。

Description

形成组合有半导体量子点的光电子器件有源区的方法
本发明涉及到光电子器件领域，更确切地说，本发明涉及到组合有其大致293K温度下的基态发射发生在大于1350nm处的半导体量子点的光电子器件的领域。
半导体材料被用于许多光电子器件中。半导体结构通常被安置成使器件在特定器件所希望的波长下具有光学活性。在许多应用中，特别是在通信中，对于1250-1650nm波长的使用有所需求。这些波长非常适合于光纤传输和其它的光纤器件。
已知基于磷化铟(InP)衬底来制造用于这些波长的光电子器件。能够用砷化镓(GaAs)衬底而不用InP衬底来制造能够工作于这些波长的器件，可能是可取的。
GaAs衬底的主要优点是很容易得到且比InP更便宜。GaAs衬底已经被广泛地用于工作在较短波长(低于1200nm)的器件，且这种器件的制造、加工、以及封装方法已经被成功开发，并能够适合于工作在更长波长的器件。
以GaAs为基础的器件的性能在某些方面，特别是在温度敏感性方面，优越于以InP为基础的器件。与InP系统为了得到相同的结构可能要求的诸如晶片键合之类的复杂工艺相比，诸如垂直腔表面发射激光器之类的复杂结构能够以简单的生长步骤被容易地制造在GaAs系统上。而且，GaAs电子学已经成功开发，且同一个芯片上单片集成光功能以及控制它们所要求的电路的以GaAs为基础的光电子器件可以比较容易地提供。
从上面所述可见，若GaAs系统能够被制作成工作于更长的波长，则是非常可取的。
已经提出3种已知的技术来在GaAs衬底上实现更长波长的工作：(例如见V.M.Ustinov and A.E.Zhukov，“GaAs-based long-wavelength lasers”，Semicond.Sci.Technol.2000，15，R41)。它们是InAs或InGaAs量子点、GaInNAs量子阱或量子点、以及GaAsSb量子阱。
在GaInNAs量子阱和GaAsSb量子阱的情况下，氮或锑在结构中的加入减小了带隙，从而导致更长波长的发射。但利用目前的生长技术，当组合氮或锑时，材料的质量变坏。
而且，量子点有一些优点超越了(基于量子阱的)二种竞争的技术。这些优点是由于载流子的三维限制(与量子阱的一维限制相对比)以及由于不均匀地加宽的发射(与量子阱的均匀加宽的发射相对比)。这些优点是激光器的较小阈值电流、较低的温度敏感性或在较宽的波长带下工作的可能性。
另一个重要特点是量子点通常不仅能够在其基频跃迁中工作，而且还能够在短于其基频跃迁的宽波长带(对应于各个激发态)中工作。例如，从其基态产生1480nm的量子点发射不仅对于此波长下的应用很重要，而且还能够被用于诸如1300nm之类的较短波长(例如从其第二激发态)。于是，由于各个激发态增大了的简并度，与在1300nm下从其基态直接发光的量子点相比，就得到了一些好处。
通常根据Stranski-Krastanov生长模式来制造InAs或InGaAs量子点，来自衬底(GaAs)与点材料(InAs或InGaAs)之间的晶格失配的应变从而导致三维小岛的自形成。通常用二种主要技术来得到此生长：分子束外延(MBE)或金属有机化学气相淀积(MOCVD)。在常规生长条件(亦即相似于用于InGaAs量子阱的生长条件)下，横向点尺寸典型为14-30nm(见例如美国专利US-A-5614435)，且它们在300K下典型地在短于1200nm下发射。在此处提出的情况下，对于更长波长的发射，横向点尺寸通常更大。
为了进一步延伸InAs/GaAs量子点的波长，已经开发了不同的技术：R.P.Mirin et al.，“1.3μm photoluminescence from InGaAsquantum dots on GaAs”，Appl.Phys.Lett.1995，67，3795提出了采用交替层外延。R.Murray et al.，“1.3μm room temperatureemission from InAs/GaAs self-assembled quantum dots”，Jpn.J.Appl.Phys.1999，Part 1 38，528提出了采用低的InAs生长速率。但用这些技术得到的最长波长接近1300nm，最多1340nm。
一种涉及到用InGaAs覆盖各个点或在InGaAs上生长点或二者的变通方法得到了开发。K.Nishietal.，“Anarrow photoluminescencelinewidth of 21meV at 1.35μm from strain-reduced InAs quantumdots covered by In0.2Ga0.8As grown on GaAs substrates”，Appl.Phys.Lett.1999，74，1111提出了用InGaAs覆盖各个点，并用MBE得到了直至1350nm的发射。A.Passaseo et al.，“Wavelengthcontrol from 1.25-1.4μm in InxGa1-xAs quantum dot structuresgrown by metal organic chemical vapor depodition”，Appl.Phys.Lett.2001，78，1382采用了相似的技术，以便用MOCVD得到直至1390nm的发射。最后，J.Tatebayashi et al.，“Over 1.5μmlight emission  from InAs quantum dots embedded in InGaAsstrain-reduced layer grown by metaloganic chemical vapordeposition”，Appl.Phys.Lett.，2001，78，3469观察到了直至1520nm的发射，但发光效率被大幅度降低了，因而不适用于光电子器件。
量子点样品的另一个重要性质是，在低激发和在低温(典型为10K)下，由基态光致发光峰的半高宽(FWHM)测得的不均匀的发射加宽。对于诸如激光器之类的许多应用，FWHM必须尽可能小，以便得到最好的性能。在R.P.Mirin et al.，“Narrow photoluminescencelinewidth from ensembles of self-assembled InGaAs quantumdots”，J.Vac.Sci.Technol.B 2000，18，1510中，对于1300nm以上的发射波长，得到的最窄的FWHM是18meV。
有关本发明量子点的一个生长特点是简单地借助于生长相继紧密分隔的各个量子点层来生长垂直对准的量子点结构的可能性。早期就认识到了这一特点(例如见Q.Xie et al.，“Vertically self-organized InAs quantum box islands on GaAs(100)”，Phys.Rev.Lett.1995，75，2542)，且之后已经进行了大量研究。Mukhametzhanov et al.，“Independent manipulation of densityand size of stress-driven self-assembled quantum dots”，Appl.Phys.Lett.1998，73，1841利用了此特点来生长比用所用生长条件可能得到的点更大密度更低的第二层。生长了具有低密度的小量子点的第一层，此生长由于垂直层叠而确定了第二层的密度。得到的第二层中的量子点虽然以0.22ML/S的常规生长速率生长，但相似于(就密度、尺寸、以及发射性质而言)以低生长速率直接生长的量子点。
从一种情况看来，本发明提供了一种包括半导体量子点的光电子器件，此量子点能够发射、吸收或放大在大致293K下，在大于1350nm波长处的基态辐射或其激发态辐射至少上述情况之一。
从另一情况看来，本发明提供了一种形成组合有半导体量子点的光电子器件有源区的方法，此量子点在基本上293K的温度下，在大于1350nm的波长处发生基态发射，所述方法包含下列步骤：
生长形成在衬底层或缓冲层之一上的第一层量子点，所述第一层的所述量子点承受着由所述衬底层与所述第一层的所述量子点之间的晶格失配所造成的应变；
在所述第一层上生长间隔层，且所述间隔层承受着由所述第一层的所述量子点与所述间隔层之间的晶格失配所造成的覆盖所述第一层的量子点的应变区域中的应变；
在所述间隔层上生长量子点的有源层，所述有源层的量子点占优地形成在所述间隔层的应变区域上，致使所述有源层的量子点表面密度基本上决定于所述第一层的量子点表面密度，所述有源层的量子点处于应变弛豫状态，其中，所述有源层的所述量子点比生长在未应变的表面上的量子点承受着更小的应变，所述有源层的生长条件不同于第一层的生长条件，并被恰当地选择，确切地说，衬底的温度足够低，以便基本上保留所述应变弛豫状态并限制所述有源层的所述量子点与所述间隔层相互混合；以及
在所述有源层上生长帽层，所述帽层的生长条件被恰当地选择，确切地说，衬底的温度足够低，以便基本上保留所述应变弛豫状态并限制所述有源层的所述量子点与所述间隔层和与所述帽层相互混合。
本发明部分地依赖于生长第一层以设定第二层密度的可能性。虽然此技术已经被熟知多年，但并没有认识到用第一层来设计第二层的应变状态的可能性以及相互混合在生长和覆盖此第二层的过程中的效果的重要性。这是此技术没有被用来将量子点的发射延伸到室温下超过1350nm的所希望波长的原因。
可以理解的是，此技术特别适合于衬底是GaAs衬底的实施方案。
在适当的生长和覆盖条件下，有源层量子点中的应变弛豫导致较小的带隙，因而导致更长波长下的基态发射。覆盖条件可以被选择成从应变弛豫得到的好处(长波发射)不由于另一竞争机制而丧失。例如，应变弛豫的InGaAs量子点具有在覆盖过程中经受更多的镓/铟相互混合的趋向，这可能导致较短波长的发射。因此，可以使衬底温度足够低，以便避免这些相互混合作用。利用有源层量子点的表面密度由于应变相互作用而决定于第一层的事实，方便了这一点。有源层的生长参数因而能够被调整而不影响其量子点密度。这是不同于常规量子点层的，在常规量子点层中，生长参数的改变强烈地影响密度，且例如降低了的衬底温度导致在短波长下发射的高密度小量子点。
诸如使用InGaAs势垒或组合氮之类的已经用来延伸InAs量子点的发射波长的各种现有技术，通常与材料质量的退化因而与室温下发射强度的大幅度下降相关。这些技术可以在某些实施方案中被有利地避免，同时维持长波长和强的室温发射。
各层之间的应变相互作用以及降低了的相互混合还产生了均匀性更好的量子点。因而能够得到有源层光致发光发射中更窄得多的FWHM。
可以理解的是，间隔层的厚度可以根据具体的情况和被采用的物质而变化，但已经发现此间隔层的厚度为3×10-9-3×10-8米是有利的。
在优选实施方案中，第一层量子点被生长成其应变场强得足以基本上延伸通过间隔层是有利的。借助于以小于每秒0.06个单层的低生长速率来生长第一量子点层，方便了这一点。为方便起见，对于第二量子点层，此生长速率也可以保持不变。
可以理解的是，依赖于间隔层的厚度，有源层的量子点可以被电耦合到第一层的量子点，这对于某些应用是一个优点。
虽然可以理解依赖于特定的器件和应用，量子点的表面密度可以明显地变化，但本发明特别适用于量子点表面密度为每平方米1013-1015的实施方案。
可以理解的是，对于某些器件和在特殊的情况下，具有一个以上的量子点有源层，并借助于形成其它间隔层(可能由帽层提供)以及有源层，来产生具有所需性质的量子点的有源层叠层，可能是可取的。
虽然可以用不同材料可能性范围来应用本技术，但在优选实施方案中，这些量子点是InAs量子点、InGaAs量子点、或GaInNAs量子点之一。以相似的方式，至少部分衬底层可以由各种材料组成，但最好是GaAs或AlGaAs之一。间隔层和帽层也可以至少部分地由诸如GaAs、AlGaAs、InGaAs、InAlGaAs、或GaInNAs之类的各种不同的互补材料组成。特别是用InGaAs代替GaAs来形成间隔层的最后部分或帽层的第一部分或二者，是有利的。
依赖于特殊的应用，用上述技术制作的光电子器件能够具有各种各样的不同功能和形式，但当有源层可用来执行至少辐射的发射、辐射的放大、辐射的探测、以及辐射的吸收之一时，本发明是特别有用的。
根据目前技术且与其改进的性能相关的有源区的第一特点在于，有源层中的点密度决定于第一层的点密度。这使得能够独立于用来生长和覆盖它的生长参数而选择有源层中点的密度。
此技术的第二特点在于，第一特点被用来选择有源层的生长参数，以便保留有源层的点的应变弛豫状态以及尽可能降低相互混合作用。这是获得具有更窄的加宽的更长波长发射的二个重要因素。
制作光电子器件的这一方法的特别有利的特点是，有源层在比生长第一层更低的温度下生长。利用间隔层的应变区域在提供有源层量子点的位置时的模板/锁定作用，以便在低于不存在间隔层时形成这种量子点可能要求的温度下来形成，方便了这一点。在较其它方面要求的更低的温度下形成有源层的量子点倾向于改善其均匀性和性能特性，例如在更长波长下具有更窄FWHM的发射。
当间隔层在形成有源层的量子点之前承受退火时，间隔层在提供用于形成有源层中量子点的模板/锁定中的作用被改善。
根据本发明，提供一种形成组合有半导体量子点的光电子器件有源区的方法，此量子点在基本上293K下，在大于1350nm的波长处发生基态发射，所述方法包含下列步骤：
生长形成在衬底层或缓冲层之一上的第一层量子点，所述第一层的所述量子点经受由所述衬底层与所述第一层的所述量子点之间的晶格失配所造成的应变；
在所述第一层上生长间隔层，且所述间隔层经受由所述第一层的所述量子点与所述间隔层之间的晶格失配所造成的覆盖所述第一层的量子点的应变区域中的应变；
在所述间隔层上生长量子点的有源层，形成在所述间隔层的应变区域上的量子点的表面密度大于在所述间隔层的未应变区域上的量子点的表面密度，致使所述有源层的量子点表面密度基本上决定于所述第一层的量子点表面密度，所述有源层的量子点处于应变弛豫状态，处于该状态的量子点比生长在未应变的表面上的量子点承受更小的应变，所述有源层的生长条件不同于第一层的生长条件并被恰当地选择，确切地说，衬底的温度足够低，以便基本上保留所述应变弛豫状态并限制所述有源层的所述量子点与所述间隔层相互混合；以及
在所述有源层上生长帽层，所述帽层的生长条件被恰当地选择，确切地说，衬底的温度足够低，以便基本上保留所述应变弛豫状态并限制所述有源层的所述量子点与所述间隔层和与所述帽层相互混合。
优选地，所述有源层中的量子点的平均尺寸不同于所述第一层中的量子点的平均尺寸。
下面参照附图仅仅用举例的方法来描述本发明的实施方案，其中：
图1示意地示出了光电子器件有源区的形成；
图2示意地示出了具有5个量子点有源层的光电子器件有源区的层结构；
图3示意地示出了具有3个量子点有源层的光电子器件有源区的层结构；
图4示出了间隔层和帽层仅仅由GaAs组成的光电子器件有源区的低温低激发光致发光谱；
图5示出了与图4所示相同的光电子器件有源区的室温高激发光致发光谱；
图6示出了间隔层的最后部分和帽层的第一部分由InGaAs组成的光电子器件另一有源区的低温低激发光致发光谱；而
图7示出了与图6所示相同的光电子器件有源区的室温高激发光致发光谱。
描述了一种生产高质量量子点层的方法，此量子点在较长波长(1350nm以上)下从其基态发射，具有良好的发光效率和窄的FWHM。这种结构能够被用作生长在GaAs衬底上且工作于1350nm以上波长的许多光电子器件的有源区。利用点的激发态中的发射和吸收，这种有源区还能够提供对工作于较短波长的光电子器件的显著改善。
图1示意地示出了光电子器件有源区的形成。在步骤(a)中，典型地以晶片的形式提供了诸如GaAs衬底之类的衬底。诸如GaAs的缓冲层可以被生长在此衬底上。
在步骤(b)中，根据Stranski-Krastanov生长模式，生长诸如InAs量子点之类的第一层量子点，来自衬底与量子点之间的晶格失配的应变导致构成量子点的三维小岛的自形成。
在步骤(c)中，诸如GaAs间隔层之类的间隔层被淀积在第一层的顶部上。第一层的量子点与间隔层之间的晶格常数失配导致间隔层与量子点之间的应变场，它向上穿越延伸到达间隔层的顶部表面，从而在对应于第一层的下方量子点的间隔层的顶部表面上产生应变区域。
在步骤(d)中，诸如InAs量子点之类的量子点的有源层被淀积在间隔层的顶部上。间隔层顶部表面上的应变区域形成用来形成被对准来覆盖第一层的量子点的有源层的量子点的模板。如可以用反射高能电子衍射(RHEED)测得的那样，此应变场的存在通常呈现从2D改变到3D生长所要求的InAs覆盖性的降低。有源层的量子点表面密度被间隔层顶部表面上的应变区域提供的模板，而不是被用来形成有源层的特殊生长参数有效地控制。因此，能够用不同于在不存在下方第一层和间隔层时形成量子点有源层所要求的生长参数来形成量子点的有源层。有源层量子点的生长参数与有源层量子点表面密度的这一至少部分地脱钩，使得能够使用这些生长参数，更有利于得到量子点有源层的长波长发射特性。作为一个例子，可以在导致量子点材料与下方间隔层更低的相互混合的较低温度下生长量子点的有源层。这样形成的量子点有源层的较高的均匀性，导致了更窄的不均匀加宽。而且，由于间隔层被下方的第一层应变，故具有更紧密地匹配有源层量子点的应变区域中的晶格常数，因此，有源层的量子点比形成在未被应变的表面上的量子点更加应变弛豫。这与降低了的相互混合一起对所希望的长波长发射有贡献。
在步骤(e)中，诸如GaAs之类的帽层被形成在量子点的有源层上。为了避免生长中断，此帽层，特别是其开始的几nm，通常但不一定要在与生长有源层相同的条件下被生长。
可以理解的是，图1所示的简单例子使用了一种材料系统，亦即GaAs和InAs，但其它的可能性也存在，例如形成InGaAs的而不是GaAs的帽层和/或间隔层或其部分。作为其它的变通，可以用诸如具有InAlGaAs间隔的AlGaAs之类的材料系统来代替上述的GaAs和InGaAs层。GaInNAs也可以被用作量子点或间隔层/帽层的材料。
图1实施方案示出了单个有源层的形成。图2示出了其中借助于重复地淀积间隔层和有源层而形成了其它有源层的光电子器件的有源区。在图2的例子中，一旦量子点的起始第一层已经被形成，5组相关的帽层/间隔层以及有源层就被淀积在其上，随之以最终的帽层。
图3示出了光电子器件有源区的一个变通实施方案。在此实施方案中，形成了3个有源层。此器件由3组层组成，各组层包含第一层、间隔层、有源层、以及帽层。在第一帽层已经被淀积之后，另一个第一层被淀积在其上，且此过程被重复。
图3实施方案中帽层与间隔层之间的区分涉及到相对于间隔层厚度的帽层厚度。帽层通常更厚得多，以便应变区域不延伸通过它。
图4示出了根据上述技术制作的光电子器件有源区的低温(10K)低激发的光致发光谱。在此第一例子中，间隔层和帽层仅仅由GaAs组成。如可以看到的那样，比较高的1280nm处的发射峰具有窄的全宽和14meV的半最大值，表明已经形成了量子点的高均匀性。
图5示出了同一个器件的室温高激发谱。在此情况下，可以看到发射峰已经沿此器件的这一室温工作区的波长上移到大约基态发射的1390nm，甚至延伸到1430nm。这使得有可能制造工作于1350nm以上波长的以GaAs为基础的器件。而且，在1300nm附近观察到了第一激发态发射。由于可以从第一激发态得到的最大光增益是可以从基态得到的光增益的2倍，因此，这种有源区能够改善工作于1300nm附近的以GaAs为基础的量子点器件的性能。
下面提供说明此技术好处的量子点样品的另一例子。与前述例子不同之处在于InGaAs被用来代替GaAs覆盖点。得到的发射波长甚至更大，在室温下观察到位于1480nm处。
图6示出了根据上述技术形成的这一另外有源区的低温(10K)低激发的光致发光谱。与前述例子的差别在于InGaAs被用于间隔层的最后部分和帽层的第一部分中来代替GaAs。如可以看到的那样，发射峰位于1350nm(10K下)的甚至更高的波长处，具有14.5meV的窄的FWHM。
图7示出了同一个有源区的室温高激发谱。在此情况下，可以看到来自基态的室温发射的峰值位于1480nm处，并延伸超过1500nm。这再次使得有可能制造工作于这些长波长的以GaAs为基础的器件。还在1390nm处得到了第一激发态发射，并在1300nm附近得到了第二激发态发射。由于可以从第二激发态得到的最大光增益是可以从基态得到的光增益的4倍以及第一激发态的光增益是从基态的光增益的2倍，因此，这种有源区能够改善工作于这些波长的以GaAs为基础的量子点器件的性能。
下面提供用来制作其低温和室温谱被示于图4和5中的示例性光电子器件的参数的一个更具体的例子。
2英寸的n+掺杂的GaAs晶片被装载在分子束外延(MBE)系统中，并抽空到超高真空。衬底温度确定为620℃，以便清除氧化物。在580℃下生长100nm的GaAs缓冲层之后，将温度降低到500℃，以便生长第一量子点层。在MBE系统中，衬底温度的绝对值是难以评估的。在我们的情况下，参考温度是GaAs表面重构从2×4图形改变到c4×4图形时的温度，用反射高能电子衍射(RHEED)方法来监视此图形。对于此处所用的砷本底压力(2.6×106mbar)，用光测高温计测得此参考温度为500℃。其它的温度用热偶相对于此参考温度来测定。第一量子点层由在500℃下以每秒0.015个单层的生长速率淀积2.2个单层InAs并立即用12nm的GaAs覆盖来组成。然后将温度升到580℃，样品被退火10分钟，将温度降回到470℃，以便生长有源量子点层。此层由在470℃下淀积2.7个单层InAs并立即在470℃下用10nm的GaAs覆盖来组成。然后将温度升到580℃，以便生长其余的GaAs帽层(100nm)。这种样品的低温和室温光致发光可参见图4和5。
对于第二例子(图6和7)，差别仅仅在于间隔层由10nm的GaAs随之以具有15％的铟组分的2nm的InGaAs组成以及在于帽层第一5nm被具有26％的铟组分的5nm的InGaAs代替。
附图的索引
图4
低温低激发光致发光谱。发射的峰值在0.968eV(1280nm)处，具有表明量子点的高均匀性的14meV的窄的半高宽。
图5
室温高激发谱。基态发射的峰值在1390nm处，且延伸直到1430nm附近。第一激发的发射出现在1300nm附近。
图6
第二例子(包含间隔层和帽层中的InGaAs)的低温低激发光致发光谱。发射的峰值在0.918eV(1350nm)处，具有表明量子点的高均匀性的14.5meV的窄的半高宽。
图7
第二例子(包含间隔层和帽层中的InGaAs)的室温高激发光致发光谱。基态发射的峰值在1480nm处，且延伸超过1500nm。第一激发态的发射出现在1390nm，而第二激发态的发射在1300nm附近。

Claims (21)

1.一种形成组合有半导体量子点的光电子器件有源区的方法，此量子点在基本上293K下，在大于1350nm的波长处发生基态发射，所述方法包含下列步骤：
生长形成在衬底层或缓冲层之一上的第一层量子点，所述第一层的所述量子点经受由所述衬底层与所述第一层的所述量子点之间的晶格失配所造成的应变；
在所述第一层上生长间隔层，且所述间隔层经受由所述第一层的所述量子点与所述间隔层之间的晶格失配所造成的覆盖所述第一层的量子点的应变区域中的应变；
在所述间隔层上生长量子点的有源层，形成在所述间隔层的应变区域上的量子点的表面密度大于在所述间隔层的未应变区域上的量子点的表面密度，致使所述有源层的量子点表面密度基本上决定于所述第一层的量子点表面密度，所述有源层的量子点处于应变弛豫状态，处于该状态的量子点比生长在未应变的表面上的量子点承受更小的应变，所述有源层的生长条件不同于第一层的生长条件并被恰当地选择，确切地说，衬底的温度足够低，以便基本上保留所述应变弛豫状态并限制所述有源层的所述量子点与所述间隔层相互混合；以及
在所述有源层上生长帽层，所述帽层的生长条件被恰当地选择，确切地说，衬底的温度足够低，以便基本上保留所述应变弛豫状态并限制所述有源层的所述量子点与所述间隔层和与所述帽层相互混合。
2.权利要求1所述的方法，其中，所述间隔层被生长到厚度为3×10-9-3×10-8米。
3.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述第一层量子点以小于每秒0.06个单层的生长速率被生长。
4.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述第一层中的所述量子点被生长成具有每平方米1013-1015的表面密度。
5.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述帽层用作生长一个或更多个另外的有源层和帽层的间隔层。
6.权利要求1和2中任何一个所述的方法，包含在所述帽层上生长一个或更多个另外的第一层、间隔层、有源层、以及帽层的组。
7.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述量子点是下列之一：
(i)InAs量子点；
(ii)InGaAs量子点；以及
(iii)GaInNAs量子点。
8.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，至少部分所述衬底层或所述缓冲层是下列之一：
(i)GaAs；
(ii)AlGaAs。
9.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，至少部分所述间隔层是下列之一：
(i)GaAs；
(ii)AlGaAs；
(iii)InGaAs；
(iv)InAlGaAs；以及
(v)GaInNAs。
10.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，至少部分所述帽层是下列之一：
(i)GaAs；
(ii)AlGaAs；
(iii)InGaAs；
(iv)InAlGaAs；以及
(v)GaInNAs。
11.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述有源层可操作来执行至少下列之一：
(i)发射辐射；
(ii)放大辐射；
(iii)探测辐射；以及
(iv)吸收辐射。
12.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述有源层中的量子点的平均尺寸不同于所述第一层中的量子点的平均尺寸。
13.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述有源层在比生长所述第一层更低的温度下被生长。
14.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述帽层在比生长所述第一层更低的温度下被生长。
15.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，在所述间隔层上生长所述有源层之前，所述间隔层被退火。
16.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中在所述间隔层和所述有源层的生长之间改变生长参数。
17.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中在所述有源层和所述帽层的生长之间改变生长参数。
18.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述第一层的量子点被电耦合到所述有源层的量子点。
19.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述有源层的所述量子点可操作来执行至少发射、吸收或放大其基态中的光之一。
20.权利要求1和2中任何一个所述的方法，其中，所述有源层的所述量子点可操作来执行至少发射、或吸收、或放大其激发态中的光之一。
21.一种光电子器件，它包含根据权利要求1和2中任何一个所述的方法生长的有源层。
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