CN1933264A - 具有量子阱结构的半导体光调制器 - Google Patents
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Abstract
一种光调制器包括第一波导层和势垒层、以及夹在该第一波导层和该势垒层之间的量子阱层，其中该量子阱层具有渐变组分，该渐变组分在最小带隙能量和该第一波导层和势垒层中至少一个的带隙能量之间改变该量子阱层的带隙能量。
Description
背景技术
基于半导体的光调制器已经通过使用许多不同的技术来进行开发，并被用于调制光通信的光。一种这样的基于半导体的光调制器被称为电吸收调制器。在一个例子中，半导体电吸收光调制器用于调制1550纳米(nm)波长的光，以供长距离光纤通信系统中使用。典型的半导体电吸收光调制器采用晶片处理技术来制造。该光调制器通常由外部电路施加反向偏压，以使当输入光源被耦合到该光调制器中时，输入光由光调制器中的一个或多个量子阱转换为光电流。光调制器中的量子阱吸收光子并将光子转换为光电流的光的波长取决于用于制造光调制器的层的材料和施加于光调制器的电偏压。光调制器中的量子阱吸收光子并将光子转换为光电流的光波长也会受到利用所谓的量子约束斯塔克效应的影响。量子约束斯塔克效应是一种使用施加于光调制器的反向电偏压使得用于形成调制器的量子阱的材料的基态次能带能量间距(separation)能够被减少的现象。次能带能量的减少产生了所谓的“场效应”光调制器。通过使用量子约束斯塔克效应，光调制器能够运行的速度大大超过了常规直接调制的半导体激光器能够传输数据的速度。
通常，用于形成量子阱层的材料的带隙小于用于形成势垒层材料的带隙，势垒层夹在各个量子阱层中间。当光调制器被施加合适的反向电偏压时，向量子阱引导的输入光被吸收，以在量子阱中产生电荷载流子，例如导带中的电子和价带中的空穴。然后从量子阱中提取电子-空穴对以产生光电流。用于形成量子阱层的材料和施加到光调制器上的电偏压大大地影响光调制器中量子阱的吸收系数。吸收系数是量子阱吸收光并产生电子-空穴对的能力的量度。
用于形成量子阱的材料和用于形成势垒层的材料大大地影响量子阱层释放光生电子-空穴对以产生光电流的能力。例如，在量子阱层与势垒层接合处的高能垒提供了显示出高吸收系数的边界明确的(well-defined)量子态。然而，在量子阱层与势垒层接合处的高能垒也使得难于提取电子-空穴对和产生大的光电流。如果未有效地提取光生载流子，那么将产生内部电场，从而导致光调制器的响应被减慢以及导致吸收特性相对于入射功率而饱和。
因此，期望提供一种光调制器，其显示出高吸收系数并产生大的光电流，同时以高的光功率最小化饱和度并维持快速响应。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种光调制器，包括：第一波导层，势垒层，以及夹在第一波导层和势垒层之间的量子阱层，其中量子阱层具有渐变组分(graded composition)，该渐变组分在最小带隙能量与第一波导层和势垒层中至少一个的带隙能量之间改变量子阱层的带隙能量。
本发明还提供一种用于产生光电流的方法，包括：提供具有至少一种元素的量子阱结构，所述元素在该量子阱结构内形成渐变组分，该渐变组分改变量子阱结构的带隙能量；将光引导到该量子阱结构上；在量子阱中将光转换成电子-空穴对；以及从量子阱中提取电子-空穴对以产生光电流。
所述具有用于提高有效光电流产生能力的量子阱结构的半导体光调制器分别使在量子阱中导带中电子和价带中空穴的波函数的峰值基本上对准。在一个实施例中，量子阱结构用具有渐变带隙能量分布的量子阱层来形成。在另一个实施例中，量子阱结构用邻近量子阱层设置的具有渐变组分的材料的附加层来形成。电子和空穴波函数的对准增大了量子阱的吸收系数。量子阱结构在量子阱和势垒层间的界面处提供了高能垒，同时允许有效地提取光生载流子以提供大的光电流。
附图说明
参考后面的附图可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定按照比例绘制，而是把重点放在清楚地说明本发明的原理上。而且，相同的附图标记在整个附图中表示相应的部分。
图1A是说明常规半导体光调制器10的一部分的示意图。
图1B是示出图1A的光调制器在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图。
图2A是说明根据本发明实施例制造的半导体光调制器的一部分的示意图。
图2B是示出图2A的光调制器在0或合适的(modest)正向电偏压(也称为“平带”条件)下的导带分布和价带分布的能带图。
图3A是说明在反向电偏压下图2A的半导体光调制器的一部分的示意图。
图3B是示出图3A的光调制器在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图。
图4A是说明根据本发明替代实施例制造的半导体光调制器200的一部分的示意图。
图4B是示出图4A的光调制器在0或合适的正向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图。
图5A是说明在反向电偏压下图4A的半导体光调制器的一部分的示意图。
图5B是示出图5A的光调制器200在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图。
图6A是说明根据本发明另一实施例制造的半导体光调制器的一部分的示意图。
图6B是示出图6A的光调制器在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图。
图7是说明通过在光调制器的量子阱中的光吸收和随后的载流子提取而产生光电流的方法的流程图。
具体实施方式
下面将描述在磷化铟(InP)材料体系中实现的具有用于提高光电流产生能力的量子阱结构的半导体光调制器，并且具体而言是在InP衬底上使用铟镓砷磷(InGaAsP)制造的光调制器。然而，具有用于提高光电流产生能力的量子阱结构的半导体光调制器也可以在使用其它材料例如铝镓铟砷(AlGaInAs)制造的设备中实现。
图1A是说明常规半导体光调制器10的一部分的示意图。光调制器10包括p型材料层12，在其上面形成波导层14。量子阱层16形成于波导层14之上。势垒层18形成于量子阱层16之上。另一量子阱层22形成于势垒层18之上，并且另一波导层26形成于量子阱层22之上。n型材料层28形成于波导层26之上。形成光调制器10的层的材料可以从磷化铟材料体系或从其它材料体系中选取，这取决于期望的光调制器10的工作特性。
量子阱层16形成量子阱11，以及量子阱层22形成量子阱14。在此例中，波导层14也起量子阱11的势垒层的作用，以及波导层26起量子阱14的势垒层的作用。波导层14、量子阱层16和势垒层18形成量子阱结构20。势垒层18、量子阱层22和波导层26形成量子阱结构22。量子阱层16和22的材料具有比波导层14和26的材料以及势垒层18的材料低的带隙。虽然图1A示出两个量子阱结构，但是在光调制器10中可以形成更多或更少数量的量子阱结构。
图1B是示出图1A的光调制器10在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图15。光调制器10一般在反向电偏压下运行。导带52的分布和价带54的分布显示出能带能量随距离的变化。
在所示的例子中，量子阱层16和22的材料的导带能量小于波导层14和26以及势垒层18的能量。价带分布通常是导带分布的镜像，其中量子阱层16和22的材料的价带能量大于波导层14和26以及势垒层18的能量。导带和价带能量在量子阱层16与波导层14以及势垒层18的界面处突然改变。同样，导带和价带能量在量子阱层22与波导层26以及势垒层18的界面处突然改变。
当施加反向偏压时，光调制器10运行以将引导到量子阱结构20和22上的波长的光转换为在量子阱11和14中的电于空穴对。例如，光吸收将引起在导带52中的量子阱11中产生束缚电子62，以及在价带54中的量子阱11中产生束缚空穴64。为了使光调制器10快速响应并且不遭受由于以高的光功率的光吸收而引起的饱和，必须从量子阱中提取光生电子和空穴，并向触点偏移(未示出，但与p型材料层12和n型材料层28电接触)。然而，为了进行提取，电子和空穴必须克服在量子阱层和相邻势垒层的界面处的能垒，然后分别在所施加的场中向周围的n型和p型层漂移，并聚集在触点以成为光电流。
在66处说明了导带中电子的波函数，以及在68处说明了价带中空穴的波函数。如图1B所示，电子波函数66的峰值从空穴波函数68的峰值移动一个距离“d”。波函数66和68的峰值之间的位移是由于在量子阱结构20和22上的电场而产生的。作为反向偏压的结果，导带中的电子分布向光调制器的n型侧集中，以及价带中的空穴分布向光调制器10的p型侧集中。以相应波函数66和68的峰值之间的位移来说明电子和空穴的此集中。如所述的电子和空穴的集中意味着减少了电子和空穴波函数之间的空间重叠，并且导致吸收系数低于在相应波函数66和68的峰值更精密地对准时可能的吸收系数。峰值的未对准限制了光调制器10的吸收系数。
图2A是说明根据本发明实施例制造的半导体光调制器100的一部分的示意图。光调制器100包括p型材料层102，在其上形成波导层104。量子阱层106形成于波导层104上。在本发明的此实施例中，量子阱层106被形成以在整个层厚度上具有不均匀的渐变组分。在此例中，量子阱层106具有约为5-10纳米(nm)的厚度，并且在量子阱层-波导层界面处具有最小带隙能量以及在量子阱层-势垒层界面处具有接近势垒层108的带隙能量的最大带隙能量。在此例中，量子阱层106是线性渐变的，其具有在从波导层104朝着势垒层108的方向上增加的带隙能量，但是也可以采用其它的渐变。
势垒层108形成于量子阱层106之上。具有渐变组分的另一量子阱层112形成于势垒层108之上，以及在结构上类似于波导层104的另一波导层116形成于量子阱层112之上。在此例中，量子阱层112具有约为5-10纳米(nm)的厚度，但是可以具有不同于量子阱层106的厚度的厚度。量子阱层112在量子阱层-势垒层界面处具有最小带隙能量以及在量子阱层-波导层界面处具有接近波导层116的带隙能量的最大带隙能量。在此例中，量子阱层112是线性渐变的，其具有在从势垒层108朝着波导层116的方向上增加的带隙能量，但是也可以采用其它的渐变。此外，在量子阱层106与波导层104的界面处的最小带隙能量可以不同于在量子阱层112与势垒层108的界面处的最小带隙能量。
n型材料层118形成于波导层116之上。形成光调制器100的层的材料可以从磷化铟材料体系或从其它材料体系中选取，这取决于期望的光调制器100的波长和工作特性。此外，可以使用诸如有机金属气相外延(OMVPE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或其它已知处理技术之类的已知半导体处理技术来形成光调制器100的这些层。
在此例中，波导层104也起量子阱110的势垒层的作用，以及波导层116起量子阱114的势垒层的作用。波导层104、量子阱层106和势垒层108形成量子阱结构120。势垒层108、量子阱层112和波导层116形成量子阱结构122。量子阱结构120和122分别限定量子阱110和114。虽然图2A中示出两个量子阱结构，但是在光调制器100中可以形成更多或更少数量的量子阱结构。
量子阱层106的合金材料包括与波导层104和势垒层108相同的元素，但是调整组分以相对于波导层104的带隙能量来降低量子阱层106的带隙能量。在此实施例中，量子阱层106的合金组分在远离波导层104的方向上逐渐改变，从而导致量子阱层106的带隙能量随远离波导层104的距离增加而增大。合金组分也可使用多分级(stepped)改变来进行改变。同样，量子阱层112的合金材料包括与波导层116和势垒层108相同的元素，但是调整组分以相对于势垒层108的带隙能量来降低量子阱层112的带隙能量。在此实施例中，量子阱层112中的合金组分在远离势垒层108的方向上逐渐改变，从而导致量子阱层112的带隙能量随远离势垒层108的距离增加而增大。
量子阱层106和112的渐变组分分别改变量子阱110和114的形状，以增强从量子阱结构120和122对光生载流子的提取，并且增大了吸收系数。应用于量子阱层106和112组分的渐变改变了在导带和价带中量子阱110和114的能级分布，以使导带和价带中的电子和空穴分别集中在量子阱层106与波导层104的界面处以及在量子阱层112与势垒层108的界面处，从而促进在这些区域中形成电子-空穴对。与常规光调制器相比，这导致了电子波函数和空穴波函数的峰值之间的距离“d”的减小。
在此例中，示出了被设计成以1550nm波长运行的调制器。p型层102的材料是磷化铟(InP)，以及波导层104的材料是铟镓砷磷(InGaAsP)，其具有示例性的组分In0.85Ga0.15As0.33P0.67。量子阱层106的材料是InxGal1-xAsyP1-y，其中0＜x＜1，并且0＜y＜1，以及其中铟的百分率(fraction)x和砷的百分率y随量子阱层的厚度而改变。在此例中，铟的百分率随离波导层104的距离增大而逐渐增大，以及砷的百分率随离波导层104的距离增大而逐渐减小。在此例中，在量子阱层106和波导层104的界面处，铟的百分率约为0.61，以及砷的百分率约为0.84。在量子阱层106和势垒层108的界面处，铟的百分率逐渐增加到约0.85的最大值，以及砷的百分率逐渐减小到约0.33。这里，组分值x被定义为材料中铟原子浓度与材料中所有III族原子(在此例中为铟加上镓)浓度的比率。同样，组分值y被定义为材料中砷原子浓度与材料中所有V族原子(在此例中为砷加上磷)浓度的比率。例如，百分之一的磷百分率意味着材料中平均每100个V族原子有一个磷原子。对于InGaAs0.99P0.01(具有0.01的磷百分率以及0.99的砷百分率的InGaAsP)，材料中平均每100个V族原子有1个磷原子以及99个砷原子。
势垒层108的材料是(In0.85Ga0.15As0.33P0.67)。量子阱层112的材料和结构通常与量子阱层106的材料和结构相似。波导层116的材料是(In0.85Ga0.15As0.33P0.67)，以及n型层118的材料是InP。
上述光调制器100的结构也可应用于使用铝铟镓砷(AlInGaAs)材料体系制造的光调制器。AlInGaAs材料体系也与InP晶格匹配，并且可以用于被设计成以1300-1350nm波长通信频带运行的调制器。
图2B是示出图2A的光调制器100在0或合适的正向电偏压(也称为“平带”条件)下的导带分布和价带分布的能带图150。
在导带152和价带154中以110示出具有渐变带隙能量分布的量子阱。现在导带152中的电子162和价带154中的空穴164集中在量子阱110的p型侧上。相应地，电子波函数166的峰值在量子阱层106和波导层104界面附近与空穴波函数168的峰值精密对准，从而大大减小了波函数166和168的峰值之间的距离。这导致光生载流子之间更大的空间重叠，并且导致更大的吸收系数和更大的消光比。消光比是在调制器的“开”和“关”状态之间光吸收的比率。
量子阱层106和112的渐变能量分布也增强了从量子阱110和114中提取电子-空穴对的能力。量子阱110的渐变能量分布为电子162提供了较低的能垒，因而使响应最大化并限制了光调制器100的饱和效应。
图3A是说明在反向电偏压下图2A的半导体光调制器100的一部分的示意图。相对于图3B的能带图150示出了半导体光调制器100以供参考，并且将不重复对其的描述。
图3B是示出图3A的光调制器100在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图155。
在运行时，施加反向电偏压到光调制器100以利用量子约束斯塔克效应。如上所述，量子约束斯塔克效应是一种使用施加于光调制器100的反向电偏压使得用于形成光调制器100的量子阱110和114的材料的次能带能量间距能够被移动的现象。利用施加的给定反向偏压，如果次能带能量间距的移动是足够的，那么特定波长的光将被光调制器100吸收并转换为光电流。次能带能量间距的移动与所施加的反向偏压成比例变化。光调制器100吸收光的能量被称为吸收限(edge)。增加反向电偏压降低了对应于光调制器的吸收限的能量。带隙限的移动产生了所谓的“场效应”。场效应光调制器可以以40-50吉比特每秒(Gb/sec)的数量级的速度运行。
在导带152和价带154中以110示出具有渐变带隙能量分布的量子阱。如上所述，导带中的电子162和价带中的空穴164集中在量子阱110的p型侧上。相应地，电子波函数166的峰值与空穴波函数168的峰值精密地对准，从而大大减小了波函数166和168的峰值之间的距离。这导致在光生载流子之间更大的空间重叠，并且导致更大的吸收系数和更大的消光比。
量子阱层106和112的渐变能量分布也减少了从量子阱110和114中提取电子所需的能量。量子阱110的渐变能量分布为量子阱110和114中的电子162提供了较低的能垒，从而最大化了可以由光调制器100产生的光电流以及光调制器100可以运行的速度。在替代实施例中，其中量子阱层在相反的方向上渐变，以使在量子阱层106和势垒层108的界面处价带中的带隙能量高于在量子阱层106和波导带104界面处价带中的带隙能量，从而将降低从量子阱110和114中提取空穴所需的能量。
图4A是说明根据本发明替代实施例制造的半导体光调制器200的一部分的示意图。光调制器200包括p型材料层202，在其上形成波导层204。量子阱层206形成于波导层204之上。在本发明的此实施例中，量子阱层206被形成为在该层的整个厚度上具有不均匀渐变组分。在此例中，量子阱层206具有约为5-10纳米(nm)的厚度，并且在量子阱层-波导层的界面处具有接近波导层204的带隙能量的最大带隙能量，以及在量子阱层-势垒层界面处具有最小带隙能量。在此例中，量子阱层206是线性渐变的，其具有在从波导层204朝着势垒层208的方向上降低的带隙能量，但是也可以采用其它的渐变。
势垒层208形成于量子阱层206之上。另一渐变组分的量子阱层212形成于势垒层208之上，以及在结构上与波导层204类似的另一波导层216形成于量子阱层212之上。在此例中，量子阱层212具有约为5-10纳米(nm)的厚度，但是可以具有不同于量子阱层206的厚度的厚度。量子阱层212在量子阱层-势垒层界面处具有接近势垒层208的带隙能量的最大带隙能量，以及在量子阱层-波导层界面处具有最小带隙能量。在此例中，量子阱层212是线性渐变的，其具有在从势垒层208朝着波导层216的方向上降低的带隙能量，但是也可以采用其它的渐变。此外，在量子阱层206和势垒层208界面处的最小带隙能量可以不同于在量子阱层212和波导层216界面处的最小带隙能量。
n型材料层218形成于波导层216之上。形成光调制器200的层的材料可以选自与光调制器100相同的材料族。此外，光调制器200的层可采用与用于形成光调制器100的相同的技术来形成。
在此例中，波导层204也起量子阱210的势垒层的作用，并且波导层216起量子阱214的势垒层的作用。波导层204、量子阱层206和势垒层208形成量子阱结构220。势垒层208、量子阱层212和波导层216形成量子阱结构222。量子阱结构220和222分别限定量子阱210和214。虽然图4A中示出两个量子阱结构，但是在光调制器200中可以形成更多或更少数量的量子阱结构。
量子阱层206的合金材料包括与波导层204和势垒层208相同的元素，但是调整组分以相对于势垒层208的带隙能量来降低量子阱层206的带隙能量。在此实施例中，量子阱层206中的合金组分沿远离波导层204的方向逐渐改变，从而导致量子阱层206的带隙能量随离波导层204的距离增加而减少。合金组分也可以采用多分级改变来进行改变。同样，量子阱层212的合金材料包括与波导层216和势垒层208相同的元素，但是调整组分以相对于波导层216的带隙能量来降低量子阱层212的带隙能量。在此实施例中，量子阱层212的合金组分沿远离势垒层208的方向逐渐改变，从而导致量子阱层212的带隙能量随离势垒层208的距离增加而减小。
渐变组分的量子阱层206和208分别改变了量子阱210和214的形状，以增强从量子阱结构220和222中对光生载流子的提取，并且增大了吸收系数。应用于量子阱层206和212的组分的渐变改变了导带和价带中量子阱210和214的能量分布，以使导带和价带中的电子和空穴分别集中在量子阱层206和势垒层208的界面处以及量子阱层212和波导层216的界面处，从而促进在这些区域中形成电子-空穴对。在图4A所示的实施例中，量子阱层206和212的材料的渐变使得载流子朝着相应量子阱层206和212的n型侧集中。与常规方阱光调制器相比，这导致电子波函数和空穴波函数的峰值之间的距离的减小。
在图4A所示的例子中，这些层的材料可以与图2A中所示的光调制器100中相应材料层类似，其细节将不进行重复。在此实例中，量子阱层206中铟的百分率随远离波导层204而逐渐减小，以及量子阱层206中砷的百分率随远离波导层204而逐渐增大。在此实例中，在量子阱层206和波导层204的界面处铟的百分率约为0.85，以及砷的百分率约为0.33。在量子阱206和势垒层208的界面处，铟的百分率逐渐降低到约0.61，以及砷的百分率增大到约0.84。量子阱层212的材料和结构可以与量子阱层206的材料和结构类似。
图4B是示出图4A的光调制器200在0或合适的正向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图250。
在导带252和价带254中以210示出具有渐变带隙能量分布的量子阱。导带252中的电子262和价带254中的空穴264集中在量子阱210的n型侧上。相应地，在量子阱层206和势垒层208的界面附近，电子波函数266的峰值与空穴波函数268的峰值精密地对准，从而大大减小了波函数266和268之间的距离。这导致在光生载流子之间更大的空间重叠，并且导致更大的吸收系数和更大的消光比。
量子阱206和212的渐变能量分布也增强了从量子阱210和214中提取空穴的能力。量子阱210的渐变能量分布为朝着量子阱210和214的p型侧的空穴264提供较低的能垒，从而改善了响应并限制了光调制器200的饱和效应。
图5A是说明在反向电偏压下图4A的半导体光调制器200的一部分的示意图。相对于图5B的能带图255示出了半导体光调制器200以供参考，并且将不重复对其的描述。
图5B是示出图5A的光调制器200在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图255。
如上所述，在运行时，施加反向电偏压到光调制器200以利用量子约束斯塔克效应。在导带252和价带254中以210示出具有渐变带隙能量分布的量子阱。在此实施例中，导带中的电子262和价带中的空穴264集中在量子阱210的n型侧上。相应地，电子波函数266与空穴波函数268的峰值精密地对准，从而大大减小了波函数166和168的峰值之间的距离。这导致在光生载流子之间更大的空间重叠，并且导致更大的吸收系数和更大的消光比。
量子阱层206和212的渐变能量分布也降低了从量子阱210和214中提取空穴所需的能量。量子阱210的渐变能量分布为朝着量子阱210和214的p型侧的空穴264提供了较低的能垒，从而最大化了可以由光调制器200产生的光电流。
图6A是说明根据本发明另一实施例制造的半导体光调制器300的一部分的示意图。光调制器300包括p型材料层302，在其上形成波导层304。在本发明的此实施例中，渐变组分层325形成于波导层304之上，以及固定组分层306形成于渐变组分层325之上。渐变组分层325和固定组分层306形成量子阱层330。在此例中，固定组分层306具有约5-10纳米(nm)的厚度。渐变组分层325被形成为在该层的整个厚度上具有不均匀的合金组分。在此例中，渐变组分层325具有约1-10纳米(nm)的厚度，并且在渐变组分层-固定组分层的界面处具有最小带隙能量，以及在渐变组分层-波导层界面处具有接近波导层304的带隙能量的最大带隙能量。在此例中，渐变组分层325是线性渐变的，其具有在从波导层304朝着固定组分层306的方向上降低的带隙能量，但是也可以采用其它的渐变。此外，术语“固定”并不排除由于处理变化等引起的组分的小的变化。
势垒层308形成于固定组分层306之上。另一渐变组分层327形成于势垒层308之上，以及另一固定组分层312形成于渐变组分层327之上。渐变组分层327和固定组分层312形成量子阱层334。在结构上与波导层304相似的另一波导层316形成于固定组分层312之上。在此例中，固定组分层312具有约5-10纳米(nm)的厚度，但是可以具有与固定组分层306的厚度不同的厚度。
渐变组分层327在渐变组分层-固定组分层的界面处具有最小带隙能量，以及在渐变组分层-势垒层的界面处具有接近势垒层308的带隙能量的最大带隙能量。在此例中，渐变组分层327是线性渐变的，其具有在从势垒层308朝着固定组分层312的方向上降低的带隙能量，但是也可以采用其它的渐变。此外，在渐变组分层325和固定组分层306的界面处的最小带隙能量可以不同于在渐变组分层327和固定组分层312的界面处的最小带隙能量。
n型材料层318形成于波导层316之上。形成光调制器300的层的材料可以从磷化铟材料体系或从其它材料体系中选取，这取决于期望的光调制器300的工作特性。此外，光调制器300的层可以采用如上所述的已知半导体处理技术来形成。
在此例中，波导层304也起量子阱层330的势垒层的作用，以及波导层316起量子阱层334的势垒层的作用。波导层304、量子阱层330和势垒层308形成量子阱结构320。势垒层308、量子阱层334和波导层316形成量子阱结构322。量子阱结构320限定了量子阱310，以及量子阱结构322限定了量子阱314。虽然图6A中示出两个量子阱结构，但是在光调制器300中可以形成更多或更少数量的量子阱结构。
固定组分层306和312的合金材料具有对于波导层304和316以及势垒层308的带隙能量来降低固定组分层306和312的带隙能量的组分。在此实施例中，固定组分层306和312具有导致恒定带隙能量的固定组分。渐变组分层325由与波导层304和势垒层308相同的元素形成，但是其合金组分逐渐改变以相对于波导层304和势垒层308的带隙能量来降低渐变组分层325的带隙能量。在此实施例中，渐变组分层325使用InGaAsP形成，其中随离波导层304的距离增加，铟含量逐渐降低以及砷含量逐渐增加，从而导致渐变组分层325的带隙能量随离波导层304的距离增加而降低。合金组分也可以采用多分级改变来进行改变。同样，渐变组分层327由与波导层316和势垒层308相同的元素形成，但是其合金组分逐渐改变以相对于波导层316和势垒层308的带隙能量来降低渐变组分层327的带隙能量。在此实施例中，渐变组分层327使用InGaAsP形成，其中随离势垒层308的距离增加，铟含量逐渐减小以及砷含量逐渐增大，从而导致渐变组分层327的带隙能量随离势垒层308的距离增加而降低。
渐变组分层325和327分别改变了量子阱310和314的形状，以增强从量子阱结构320和322中对光生电荷载流子的提取，并且增大吸收系数，同时提供边界明确的量子阱310和314。应用于渐变组分层325和327的渐变改变了导带和价带中在固定组分层渐变组分层的界面处的能量分布，以使导带和价带中的电子和空穴分别在边界明确的量子阱310和314中产生，同时在固定组分层-渐变组分层的界面处提供减小的能垒，以使空穴可以容易地从量子阱310和314中被提取。在替代实施例中，反转渐变组分层325和327的渐变方向将改善从光调制器300中对电子的提取。
在所示的例子中，p型层302、波导层304和316以及势垒层308的材料与上述光调制器100和200中相应层的材料类似。
在一个例子中，固定组分层306和312的材料为In0.61Ga0.39As0.84P0.16。渐变组分层325的材料为铟镓砷磷(InxGa1-xAsyP1-y)，其中0＜x＜1，并且0＜y＜1，其中铟含量x和砷含量y随渐变组分层的厚度而改变。在此例中，随着离波导层304距离的增加，铟的百分率逐渐降低以及砷的百分率逐渐增加。在此例中，在渐变组分层325和固定组分层306的界面处铟含量约为0.7，以及砷含量约为0.7。在渐变组分层325和波导层304的界面处铟含量增加到约0.85，以及砷含量降低到约0.33。
上述的光调制器300的结构也可以应用于使用铝铟镓砷(AlInGaAs)材料体系制造的光调制器。AlInGaAs材料体系与InP的晶格匹配，并且可用于被设计成以1300-1350nm波长通信频带运行的调制器中。
渐变组分层327的材料与渐变组分层325的材料类似。
图6B是示出图6A的光调制器300在反向电偏压下的导带分布和价带分布的能带图355。
如上所述，在运行时，施加反向电偏压到光调制器300以利用量子约束斯塔克效应。在导带352和价带354中量子阱能量分布在310处示出。渐变组分层能量分布提供了边界明确的量子阱310和314，同时仍允许载流子易于从量子阱310和314中提取，以使光调制器300可以以最小饱和度快速地调制和运行。
渐变组分层325和327的渐变能量分布为朝着量子阱310和314的p型侧的空穴364提供了较低的能垒，从而使响应最大化并且限制了光调制器300的饱和效应。在替代实施例中，反转渐变组分层325和327的渐变方向将为朝着量子阱310和314的n型侧的电子362提供较低的能垒，这提供与上述类似的益处。
图7是说明通过在光调制器的量子阱中的光吸收和随后的载流子提取而产生光电流的方法的流程图400。虽然在流程图400中公开了特定操作，但是这样的操作是示例性的。本发明的实施例适于执行各种其它操作或者在流程图400中所述的操作的变化。此外，可以以不同于所述的顺序来执行流程图400中的操作。在块402中，提供渐变组分量子阱结构。在块404中，在光调制器中吸收光。在块406中，在光调制器的渐变量子阱结构中产生电子-空穴对。在块408中，从渐变量子阱结构中有效提取载流子。
本公开使用说明性的实施例详细描述了本发明。然而应当理解，由所附权利要求书限定的本发明不限于所述的这些确切实施例。
Claims (22)
1、一种光调制器，包括：
第一波导层和势垒层；以及
夹在该第一波导层和势垒层之间的量子阱层，其中该量子阱层具有渐变组分，该渐变组分在最小带隙能量与该第一波导层和势垒层中至少一个的带隙能量之间改变该量子阱层的带隙能量。
2、如权利要求1所述的光调制器，其中量子阱层的材料包括与第一波导层和势垒层的材料相同的元素。
3、如权利要求2所述的光调制器，其中至少一种元素的百分率在量子阱层上是渐变的，该至少一种元素的百分率朝着该势垒层增大；以及至少另一种元素的百分率在量子阱层上是渐变的，该至少另一种元素的百分率朝着该势垒层减小。
4、如权利要求2所述的光调制器，其中至少一种元素的百分率在量子阱层上是渐变的，该至少一种元素的百分率朝着该势垒层减小；以及至少另一种元素的百分率在量子阱层上是渐变的，该至少另一种元素的百分率朝着该势垒层增大。
5、如权利要求2所述的光调制器，其中该第一波导层包括磷化铟(InP)，以及该量子阱层包括铟镓砷磷(InGaAsP)。
6、如权利要求5所述的光调制器，其中该量子阱层包括铟镓砷磷(InxGa1-xAsyP1-y)，其中0≤x≤1并且0≤y≤1。
7、如权利要求6所述的光调制器，其中在量子阱层上施加反向电偏压，在量子阱层中导带电子的分布基本上与价带空穴的分布对准。
8、如权利要求7所述的光调制器，其中该量子阱层具有在In0.61Ga0.39As0.84P0.16和In0.85Ga0.15As0.33P0.67之间范围的渐进组分。
9、如权利要求1所述的光调制器，其中该量子阱层还包括：
渐变组分层和固定组分层，该渐变组分层夹在该第一波导层和该固定组分层之间，以及该渐变组分层具有在该第一波导层和该固定组分层的带隙能量之间的带隙能量。
10、如权利要求9所述的光调制器，其中该渐变组分层的材料包括与该第一波导层和该固定组分层的材料相同的元素。
11、如权利要求10所述的光调制器，其中至少一种元素的百分率在渐变组分层上是渐变的，该至少一种元素的百分率朝着该势垒层增大；以及至少另一种元素的百分率在渐变组分层上是渐变的，该至少另一种元素的百分率朝着该势垒层减小。
12、如权利要求10所述的光调制器，其中至少一种元素的百分率在渐变组分层上是渐变的，该至少一种元素的百分率朝着该势垒层减小；以及至少另一种元素的百分率在渐变组分层上是渐变的，该至少另一种元素的百分率朝着该势垒层增大。
13、如权利要求10所述的光调制器，其中该第一波导层、势垒层和固定组分层包括磷化铟(InP)，以及该渐变组分层包括铟镓砷磷(InGaAsP)。
14、如权利要求13所述的光调制器，其中该渐变组分层包括铟镓砷磷(InxGa1-xAsyP1-y)，其中0≤x≤1并且0≤y≤1。
15、如权利要求14所述的光调制器，其中在量子阱层上施加反向电偏压，在量子阱层中导带电子的分布基本上与价带空穴的分布对准。
16、如权利要求15所述的光调制器，其中该渐变组分层具有在In0.70Ga0.30As0.70P0.30和In0.85Ga0.15As0.33P0.67之间范围的渐进组分。
17、如权利要求15所述的光调制器，其中该渐变组分层在该固定组分层和渐变组分层的界面处的带隙能量与该第一波导层和该势垒层中至少一个的带隙能量之间改变该量子阱层的带隙能量。
18、一种调制光的方法，包括：
提供具有至少一种元素的量子阱结构，所述元素在该量子阱结构内形成渐变组分，该渐变组分改变量子阱结构的带隙能量；
将光引导到该量子阱结构上；
将光转换为电子-空穴对；以及
从该量子阱中提取电子-空穴对以产生光电流。
19、如权利要求18所述的方法，还包括使在量子阱结构中量子阱层的组分渐变，以在邻近该量子阱层的层的带隙能量之间改变该量子阱层的带隙能量。
20、如权利要求18所述的方法，还包括：
在该量子阱结构中提供附加材料层；以及
使该附加材料层的组分渐变，以在量子阱层和邻近该附加材料层的波导层的带隙能量之间改变该附加材料层的带隙能量。
21.如权利要求18所述的方法，还包括在量子阱结构上施加反向电偏压，以使在该量子阱结构中导带电子的分布基本上与价带空穴的分布对准。
22、一种光调制器，包括：
第一波导层和势垒层；以及
夹在该第一波导层和该势垒层之间的量子阱层，其中该量子阱层具有渐变组分，该渐变组分随着离该第一波导层的距离的增加而在最小带隙能量和该第一波导层和势垒层中至少一个的带隙能量之间改变该量子阱层的带隙能量。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103296165A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-11 | 中国科学院半导体研究所 | 一种可调控能带的led量子阱结构 |
| CN103682981A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 广东高聚激光有限公司 | 具有极化补偿机制的氮化物量子阱、激光器及发光二极管 |
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| US4761620A (en) * | 1986-12-03 | 1988-08-02 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Optical reading of quantum well device |
| US4839899A (en) * | 1988-03-09 | 1989-06-13 | Xerox Corporation | Wavelength tuning of multiple quantum well (MQW) heterostructure lasers |
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| US5229878A (en) * | 1990-07-02 | 1993-07-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for modulating light using semiconductor element having quantum well structure |
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| US5170407A (en) * | 1991-10-11 | 1992-12-08 | At&T Bell Laboratories | Elimination of heterojunction band discontinuities |
| DE69217344T2 (de) * | 1991-12-16 | 1997-08-21 | Ibm | Abstimmbarer Laser mit gekoppelter Quantumwell-Struktur |
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| JPH09171162A (ja) * | 1995-12-20 | 1997-06-30 | Fujitsu Ltd | 半導体光変調器 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103296165A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-11 | 中国科学院半导体研究所 | 一种可调控能带的led量子阱结构 |
| CN103296165B (zh) * | 2013-06-19 | 2016-08-10 | 中国科学院半导体研究所 | 一种可调控能带的led量子阱结构 |
| CN103682981A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-03-26 | 广东高聚激光有限公司 | 具有极化补偿机制的氮化物量子阱、激光器及发光二极管 |
| CN106054411A (zh) * | 2015-04-09 | 2016-10-26 | 三菱电机株式会社 | 半导体光调制器以及光模块 |
| CN113376772A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-10 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种基于锗硅电吸收调制器的硅光收发模块 |
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