TWI289961B - Semiconductor laser to widen the tunable range of wavelength by adjusting the quantum well sequence and the method thereof - Google Patents

Description

1289961 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係錢—種魏半導轉射波長 關於-種調整量子井排列順序來 ㉝關的技術’特別是 半導體雷雜構及其綠。 s，+導體雷較長可調範圍之 【先前技術】 端ϋ'ΓΐΓ興起’有關於光纖網路中不可或缺的部分，如傳送 元件I有二二端t都成為現今研究的重點。且由於半導體光電 兀件具有積體相自㈣短小，能發出高辨、高調 的光訊號，以及高可靠度等優點，使其在光纖通訊中成為必須的Γ員 舉例來說’半導體雷射是先_路中必要的光源，而可調波長 體雷射’對寬_光纖通訊而言更是重要，因為純職、元件測試 皆需要寬頻可調波長半導體雷射，甚至於在光纖網路中直接使用可調 波長半導體f射’可以減少庫存及網路計畫的成本ϋ面，雖然 摻斜光纖雷射（Eloped fiber· 1繼）也可細在光通赠統中，但因 其可用的頻寬仍然有限，侷限在C_band和L_band頻域之間（丨525〜丨6〇5 nm)’使彳于光纖的另一重要頻帶在13〇〇 ^左右完全無法使用摻铒光纖 雷射，使未來光通訊系統無法繼續依賴摻餌光纖雷射。 請參閱第一圖，其係為現今光纖之吸收頻譜圖，如圖所示，在此吸 收頻講圖上’其較低的實線係為在光纖核心（core)摻雜4%二氧化鍺 (GeCb )的單模（single Mode )光纖，其上方虛線則為多模（Multi Mode ) 光纖’另在1400 nm附近的峰值係因水分子存在於光纖玻璃中所造成 的，而其氫氧鍵結的共振波長在1385 nm，此吸收波峰在2000年時也 被Lucent Technology的新技術消除，所以光纖可以提供從1250 nm到 1650nm的大範圍低損耗波段。 由於現今光纖製作技術的日益精進，可供通訊之波長範圍越來越 1289961 寬’使光通訊的可用頻帶涵蓋㈣聰〜1650 nm。然而，推鉢光纖雷 射雖然與賴_合鱗較高，但是其增賴寬有限，故在c_band與 L-band的波長範_，即需要不同增益概之摻峨纖元件，且其ς 需的庫存據作成本皆高，被視為波長區段多工（刪^)系統 缺點之一，且在簡聰附近的頻帶根本無法使用任何摻鉢 先纖雷射。因此’以半導體雷射作為光纖通訊系統中的光源，最好其 =寬可在光通訊波長範圍！25〇nm〜165〇nm内皆具有良好且接近的辦 二體雷射只有約4〇聰的頻寬，對寬頻的光纖通訊而0 吕並不合乎需求。 H，就目前的研究報告指出，由電流注入所激發的載子在多層 置子井中分佈的並稍自，故若要增加料 頻^，必須將載子分佈不均勻的特性加以考慮。在‘前頻 I娜㈣細w職.， 6 t M14,25G’更早也有如赚-提出（_鄭.Utt ==9,觸），細材料來增加頻，但其從未考慮載子分佈 不均勻的特性，所以效果都相當的有限。 寬波之缺失’本_卩在提出—種子井順序增 3 ΙΓί導體雷射及其方法，其係至少二組不同的多層量 不均勺的特【子:的能階恰好能銜接，再考慮多層量子井内載子分佈 同的量子井内皆能有均句的載體注入，以得到超 發摘^ ’料導體㈣的錄，細之鮮可紐 1650 nm之超大頻寬。 【發明内容】 本發明之轉目的係在減—_整量子井順辆 及其方法’其係利用不同量子井的順序改變，並配: 随度’使量子相賴子分歧為响，以達到擴 Β雷射日_寬之目的者，進而增寬半導難射波長之可調範圍厂 1289961 本發明之^ _目的係在提供整量子井順辆寬波長可調範 導體雷射及其方法’其係使轉體雷射之波長可域圍擴充的 非承寬，對於光通訊系_測試極為方便，亦可直接顧於系統中， 用以取代其他多樣性的元件，崎低系統整合所需的成本者。 發s之再目的係在提供__種調整量子井順序職波長可調範 之半導體雷射及其方法，其係配合利用不同寬度多層量子井增加半 導體光電元件之發光技術，使量子井内㈣載子二維分佈的優勢 載子為電子或制，以達収寬的增益頻寬或更好的溫度特性。 本=之-實施態樣係在提出_種調整量子井順序增寬波長可調 範，之半導體，射’其係包括—轉體基板，在此基板上設有至少二 組量子井’且每-組量子井的發光波長不同，#(電洞擴散時間+電洞 捕捉時間）大於（電子擴散時間+電子捕㈣間），_等量子井 列順序必須是靠p型半導體_量子井具有較高之二維能階密产去 (電子擴散時間+電子捕捉時間）大於（電洞擴散時間+電洞捕捉^ ，），則該«子井__序賴是# N型轉體_量子井具 南之二維能階密度，以得到較均勻的載子分佈。 本發明之實絲_在提種機奸 雷射波長可補圍之方法，其方法係、包括先提供—射2體 係具有至少二組量子井結構，且每—組量子井的發光波長不同1利 用（電洞擴散_+電_捉刺）與（電子練時間+電子捕捉 比較之結果’蚊轉量子井_舰序應該是#近ρ财導體 量子井具錄高之二維_紐，献紐Ν料導體側的量子井且 有較咼之二維能階密度，以得到較均勻的載子分佈。 /、 【實施方式】 1289961 就半導體雷射而言，單衫重量子聽構並無法保證發錢寬可以 增加’還必須考慮載子不均勻分佈的雜：且由於載子在多層量子井 内的分佈相當不均勻，且會隨量子井的結構、排列順序及材料的不同 而產生極大的差異，使得設計時Μ考慮此觀數。所以，本發明係 先針對超寬頻❹層量子賴構所需考慮之因素加以詳細說明，缺後 再說明_量子井排刺序改變，配合量子井材制能階密度，係可 達到拓增增益頻寬之目的’域討大A增加半導财射增益頻寬的 排列順序，進而增寬半導體雷射波長可調範圍。 對於欲設計超寬頻的不同寬度多層量子井結構可由以下各點加以 綜合考慮： 一、同寬度量子井的能階：係可將欲發光之波長，湘不同寬度的多 層量子井的堆疊’來達驗計寬锻構之目的。但須將下列情況列 入考慮· a、 若這些不同寬度量子井的井底及位障材料相同，由量子力學之計 算得知較寬的量子井’其4子倾階較低、發級長較長；而較 窄之量子井’其量子化能階較高、發光波長較短。由增益頻譜的 詳細計算中指出’欲達到相同的增^，其較寬的量子井所需的載 子濃度較低，但這是會影響最終的發光頻譜。 b、 若使用不耐料組成的量子井底或位障，職計的自由度增加， 係可_不同㈣域的不同寬0層量子井，輯其發光波長 不同但是其量子化能階相近，慨可有效增寬，且在增益大於零 之處，其增益值相當一致。 c、 考慮較高紐的量子麵發出之統量較高，會被較低能階的量 子，再度吸收，故設計多層不同寬度量子井的數目時，較高能量 的量子井數目應該較多，但詳細的情況必須經由增益頻譜的計算 確切的量子井數目後才能決定。 -、分離舰異質結構（SCH)的長度··在轉體量子井結構中，電流 注入所激發的電子制對，分別由P接點與N接驗人，經由分 1289961 ^侷限異質結構進人主_域並結合發光，所域子在sch區域 '移動的速度歧了其控制量子井内二維載子分佈的能力。— 子較&進人里子相，則電子為控制量子井内二維载子的優 載子。最終的二轉子分佈將依據電子的空間分佈（電子由N 接點注入，必絲靠N接點處的電子濃度會較高）並根據電荷中 性，則做出對應的分佈，電洞為優勢載子的情況減。利用以下 簡單的模型可以判斷何種載子為優勢載子：

lLF

Vp,diffusion + Tn,diffusion •αρ,η

4Z)0 4D · + ^pTcp t dnTc

W Ο) 在上述公式⑴中，似)代表電洞（電子）要擴散到量子井所 動的距離（即SCH區域的長度），仏與从為材料的繼係數，w是量 f井的寬度，& ~和心⑺是根據量子力學所得到之捕捉時間，故等 號右邊的四項日彳間分別係為··電洞在SCH區域+之擴散時間、電子在 SCH區域巾之擴散咖、電洞被量子井她的等效賴以及電子被量 子井捕捉的較咖；且為了考慮未被量子賴㈣載子堆積在SCH 區域中而使得纖時間加長，所以必須注意載子的等效捕捉時間為：量 子力學所計算出的捕捉時間乘上一體積比 <(式)/w。 卜將上述式⑴中的電洞部份時間（電洞擴散+電洞等效捕捉時間） 定義為電洞由注人SCH區域到被量子井捕捉進人二維能階的時 間τρ·如+ l哪，與電子由注入sch區域到被量子井 捕捉進入—維此階的時間r〃_/= τ(電子擴散+ 電子等，捕捉時間）相比較。當Γ_> τ_,時，則電子會較 快進入量子井二維能階，而形成靠近Ν型半導體側（N_side)處 具有較高的電子濃度，而後進人量子井二雜階的電洞會大致依 據電子的分佈而做出類似的分佈，故二維載子濃度在靠近N 導體側，量子井較高；相反的當τ_> Γ_時，則電洞會車t 快進入量子井二維能階，而形成靠近P型半導體側（P-Side)處 具有較高的電洞濃度，而後進入量子井二維能階的電子，會大致 1289961 依照電洞的分佈而做出類似的分佈， 半導體側的量子井較高；在兩者相較之下，若電近p型 其較重的等效質量使得其對溫度的敏感性較低，故以 =寬優勢載子，其載子在量子井内的分佈會; C、載子在量子井时佈之均勻度：㈣子㈣ 就是量子井捕捉載子的能力與量子井的二維能階密：率4 井的二維能階密度越高，其捕捉載子的能力就越強，再配合= 優勢載^的決定，就會影響鮮在獨紐多層量子轴的分= 情形。若欲制更寬的發辆譜，·使載子能佈: 設計的多料同紐好料，姊鱗會齡 發光特性，如發光效率。 d、有下列因素係會影響载子在量子相分佈的均句度： 卜量子絲及位_材料組成，量子絲度與錢 井之順序^據分析，材料組成會經由二維與三維能階 係，影響1子井侷限載子的能力，而影響最終二維載子的分佈 (包括優勢載子的選擇）。而量子井的寬度會影響量子井的二 維能階密度，進而影響其載子分佈及載子分佈的均句性；且: 有不同材料、不同寬度的量子井，便可利用多層不同寬度量子 井的順序，再配合優勢載子的決定來影響量子井捕捉載子的能 力，進而影響載子分佈的均勻性。 第二圖係為量子井之能量與能階密度關係圖，請參閱此圖式所示， 不同的拋物線代表不同哺料，也就是不同的三維能階密度，量子井 之能階成步階函數的形狀；3D與3D /為不同材料，而Ε1與Ε1 >為不 同量子井寬度’若設計的量子井量化能階差不多，則二維能階密度的 差別主要來自實體材料組成時之差異；且能階密度會影響量子井捕捉 載子的能力，所以會影響二維載子分佈的均勻性，由此可和，二維能 階密度與量子井寬度、量子井之材料組成有極大的_，在設計時需 1289961 詳加考慮。 2、 位障的寬度^高度：在多層量子井結_，量子的位障愈 寬’其多層S子相的載子分佈朗勻，而量子雜障的高度 愈低，其量子井内的二維載子分佈也就愈均句。 3、 分離侷限異質結構（SCH)區_厚度：由於電子的移動速度 ^電洞快許多，因此電子可以报快擴散至量子井區，一般而 言’電子的擴散係數約為電洞的％❺，雖然電洞可以較快被 捕捉到里子井内’但在其到達量子井區前，捕捉動作不可能發 ^。若要讓電子及電洞_時進人量子井内，就要讓電洞到達 里子井區的咖不能落後電子太多，因此sch區域的厚度 很大的影響。—言之，（電子擴散日销+電子捕捉_必須 大約等於（電洞擴散時間+電洞捕捉時間）。雖然電洞捕捉時間 比電子捕捉時間短，但兩者差異約在2微微秒（ps)内。如果 SCH區域的厚度太大，電洞可能比電子晚⑺％到達量子 區，即使電洞被捕捉到量子井内的時間很快（可以小於 但（電洞擴散時間+電洞捕捉時間）仍遠大於（電子擴散時間+ =子捕捉_ )，使得電子成紐勢鮮，致使載子分佈不均 勻。因此’ SCH區域的厚度必須適當選擇，令（電子擴散時間 +電子捕捉咖）土（電洞擴散喃+制槪時間）。 4、 摻雜擴散的影響··將轉體摻雜成ρ麟，此些摻雜的離子容 易擴散，可能在長晶過程或製程中渗入量子井區域内，因 低了罪近Ρ型半導體側之量子井所能提供的增益，因此 止摻雜離子擴散的不好影響。 5、 量子井的排_序：如果前述因素已足崎載子在量子 佈的均勻度良好’那麼量子井的排列順序就不重要。但事; 上’有時藉由前述因素仍難以達到均勻度良好的載子分佈 =用量子井的排列順序係可改善載子在量子井时佈的均 11 1289961 由於影，超寬頻的半導體雷射之因素相當多，而本發明係在揭露一 翻用調整量子麵雜合量子井的紐紐，來增寬半導體雷射波 長可調範圍之技術。 本發明之半導體雷射及其方法主要係在於：先提供—半導體雷射， 其係在-料體基板製作二組不同類型之量子井結構，每一組量子井 H個里子井且每一組量子井的發光波長係為不同者。其中， 1 (電洞Θ擴散時間+電洞捕捉時間）大於（電子擴散時間+電子捕捉時 f .使得電子成為優勢載子，則載子有傾向於分佈在N型半導體侧 y-sid^)的^子井’此時若靠p型半導體侧（ρ·恤）的量子井是二 =^密度較高的材料’其捕捉載體的能力較強，則可以平衡此現象， 在p-side的量子井而得到較均句的載子分佈，增益就 井提供’而使頻寬增加’因此該等量子井的排列順序必 j 1體觸量子井具有較高之二維能階密度；反之，當（電 ΓΓ電子捕娜D大於（翻擴散時間+制捕捉時間），使 t 分佈在p-side的量子井，此時 較^，mr井是"雜階密度較高的材料，其捕域體的能力 _樹細，刚寬增加，因 彡N_side的量子井具有較高之二維 月bi%在度，以付到較均勻的載子分佈。 由於半導體雷射之二維能階密度與量庳旦 ，大的_ ’故可_每_組量子井的 長以不同類型❹層量鋒疊侧 皮 =，，係利_之組成與二維能階;:之關:== 侷限載子的能力，進㈣響最終三維載 …置子井 係根據每-材料的能帶結構計算而來，取其“井之:一: 階的密度。當每一組量子井之寬度為不相者能 子井的二維膽度，㈣響術嫩 12 1289961 4能階密度雜據該量子相雜計算㈣， 階的密度。 丨口里卞化月匕 材料、砰量子井寬度來設計量子井，其量化能階 不夕8，，則-維能階密度的差別主要來自實體材料組成時之差異， 密度會雜量子轴㈣子的能力，亦會影響二_子分佈的 /、中上述之S子井崎餘成係翻於光通赠 五族者。域量子井_域料導蹄_由二六獻素組成、i 素組成、弟四族和三五族元素組成、第四族和第二六族元素組 成、、第二五族和弟二六族元素組成或是由第_、三五族和二六族所 組成，並可包含兩種或以上的元素成份。 另外’在本發贿作㈣半導體雷射巾，射糊前述公式⑴的 方程式觸電子或制為聽载子。若該^,〉，則電子會較 快進入量子井二維能階’而形成靠近N型轉體側具有較高的電子濃 度而後進入6亥里子井二維能階的電洞會大致依據電子的分佈而做出 類似的分佈，使二維載子濃度在靠近N型半導體側的量子井較高，所 以在設計It等量子箱賴順料，必須是#近p料導體侧的量子 .井，有較高之二維能階密度。若該r _〉、編，職_會較快進 入里子井，維能階，而形成#近p型半導體側具有較高的電洞濃度， 而後進入知子井二雜階的電子會大致依據該制的分佈而做出類 似的分佈」使二維載子濃度在靠近p型半導體_量子雜高，所以 在設計該等量子井畴_料，_是靠近N型半導咖的量子井 具有較高之二維能階密度。 、，為了確認量子井的排刺序對頻寬之影f，藉由上述酬設計出三 組半導體田射的n结構示意圖’如第三圖、第四圖及第五圖所示， 其皆係以、兩種不同材料、不同寬度量子井的設計，此兩種量子井10、 12材料分顺InG67G^33AsG72pG28以及‘你 ^ 1.3 L55 14 ΐη〇86〇α〇14Αδ〇Λ7； 13 1289961 分離=限異質結構（SCH)區域16的厚度則為m奈米（聰）。 八中’第二圖所示之量子井1()靠近p型半 田 子井12係靠近N型半導體側（N_side)，稱為 ·:所且董 量子井㈣靠近㈣e，且量子井12 #近p_ ^ =所= 將上述二種好井順序的實例，實驗製作出半 ;放在雷射共振腔中，_外腔型雷前構，架射嫩長半導^ 射，用光栅之旋轉改變雷射的共振波長。此 ^ ^ 何結構都是彎曲波導型，尺寸都-樣，以利於比=故放大㈣幾 =驗結果献參卿六圖所示，其係為此三種順序的量子井結 八在外腔型雷射架構中，臨界電流和波長的義，由圖中可以看°出A 順序可以獲得最寬的波長可調範圍，可調範圍從1300啲到154〇nm ; Γϋ和其相反的B順序’其波長可調範圍最窄，可調範圍從129〇nm π _^°^介於兩種之間的c順序，其波長可調細也介於兩種之 間，可調乾圍從1320聰到15〇〇聰。 又 Α順序還經過進一步實驗，利用脊狀波導Fabry-Per〇t型的雷射二 $ ’透過抗反射賴，形成铸體光放大器，_外腔型雷射架構， 二、可調波長半導體雷射，其波長可調範圍從⑵5碰到邮，其 果如第七圖所示’可調範圍高達275伽。再利用驗_⑽型的雷 極體’沒有抗反射制，外腔型雷射雜，也能架成可調波 半導體魏，在波導寬錄窄之下，其所需f流大紐低，其臨界 ，抓和波長的關係如第八圖所示，在测邮的波長範圍内，其臨界電 P低於MOmA。以上的結果係為本發明之實施例，在製程進一步改 。下利用更適當的量子井結構，同樣考慮排列順序下，可調範圍應 可進一步擴大。 4 上所述’誠可見本發明針對波長可辭賴雷射之可觸寬範圍 技術’係可彻適當的量子井_順序而制，並能充分發揮其預期 之功效。 v 1289961 因此’本發明_不同量子井的順序改變，姐合量子井材料的能 階密度’使量子__子分佈更為均勻，以_擴增詩增益頻寬 之目的者’進而增寬铸體雷射波長之可鋪s ;且因半導體雷射之 波長可調細擴充的㈣寬，對於规訊系統_試極為方便亦可 直接應用於祕中，用以取代其他多樣性的元件，以降低系統整合所 需的成本者。 σ ▲以上所狀實細鶴魏明本發明之技術思想及特點，其 使熟習此項技藝之人士_瞭解本發明之内容並據以實施，ς 之限定本發明之專利顧，即纽依本發類揭示之精神所二之ς 變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍内。 二 【圖式簡單說明】 第一圖為習知光纖之吸收頻譜圖。 第=圖為量子井之能量與能階密度關係圖。 第三圖為Α順序之量子井私結構示意圖。 第四圖為B順序之量子綠晶結構示意圖。 第^圖為C順序之量子移晶結構示意圖。 序的量子絲構在外_浦架構巾之臨界電流和波長 ^ 順序之1子井蟲晶結構在外腔型雷射架構中之可調光摄 腔型雷 射謝之心物θ 【圖號簡單說明】 10量子井 12量子井 14位障 16 SCH區域 15

Claims (1)

1289961 拾、申請專利範圍： 卜-種調整量子井順序增寬波長可調範圍之半導體雷射，包括： 一半導體基板；以及 至井L其係製作於該半導體基板上，且每一組量子井的發 時間+電子捕捉時間），則兮蓉 擴政 子捕捉trt 二維能階密度，# (電子擴散時間+電 s於（電洞擴散時間+電洞捕捉時間），則該等量子 井的排列順序必縦靠N型半導體側的量 階密度，以得到較均勻的載子分佈。 $^之-維此 2 · _請袖_ i顯述之轉體雷射，其巾 少具有一個量子井。 里于开至 3、如申請專利範圍第i項所述之半導體雷射，其中，該每一組 材料組成係為不同者。 井的 4 '如申請專利範圍第3項所述之半導體雷射 J =不同的，组成，則其二維能階密度係= 帶H十异而來，取其量子井之第一個量子化能階的密度。 5、如寬撕靖嶋，其中，縣—組量子井之 6 1申請專利範圍第5項所述之半導體雷射，其中，該每一組量子井 不胃的量子井寬度’則其二維能階密度餘據該量子井 的能階計算而來，取其第-個量子倾_紐。 里于开 7、 =申請專利範圍第i項所述之半導體雷射，其中，利用該每―且量子 ^的能階可將欲發光之波長料_型的多層量井堆叠而成 8、 如申請專利範圍第丨項所述之半導體雷射，其中，在該至少二紐 井結構中’係利用以下簡單的模型來判斷何種載子為優勢载子·里 16 1289961 dn^cn W 4D, LF TP，diffusion + ^n,diffusion + ^ααρ,ρ W ψ 離所需移動距離（即分 井的寬声^翻域的長度），乌狀為材料的擴散係數，r是量子 ΓΓΛ 5四項時間刀別係為.電洞在分離侷限 _的_1=== 洞等效捕捉:===:電:部份時間(電洞擴散+電 子井捕捉進入二:;為： 入該麵㈣質結構區域到：井：;入 :捉 1=;:^ 9、 如申睛專利範圍第8項所述之半導體雷射，其中，若 進入;子井二維能階’而形成靠近1^型半導體側具°有 子的分佈二會大_該電 =較高，所以該等量子井的排列順序二;二::= 罝子井具有較高之二維能階密度。 i牛導體側的 10、 如中請專利範圍第8項所述之半導體·，其中，若 電洞會較快•量子井二維請，而形成#iJ型^二 ^較關電贿度，錢駄該量子井二輪_電子會大致依 的分佈祕__分佈，使二賴子濃度 高，所以該等量子井的排列順序必須是靠近N= 側的ΐ子井具有較高之二維能階密度。 導體 17 1289961 1卜如f請翻綱第8項所述之半導财射，其巾，該鮮在量子井 内it均勾度，即載子被量子井捕捉的速率，該量子井的二維能階 密A’d尚其捕捉載子的能力就愈強，再配合該優勢載子的決定，會 影響載子在不同寬度多層量子井内的分佈情形。 12、 如巾請專利侧第8項所述之半導體#射，其中，該二維能階密戶 與量子井寬度、#子井之材料組成有極大_係，若以不同材料、^ 設計量子井’其量化能階差不多時，則二維能階密度 的差別主要來自倾材齡斜之差異，且請密度會脾量子 捉載子的能力，亦會影響二維載子分佈的均句性。 s 13、 如_請專利制第！項所述之半導體雷射，其中 組成係適驗光通訊純發光頻寬之三五族者。0井的㈣ 14、 如申請專職圍第丨項所述之半導體雷射，其中，該量 ^半導體材質係選自二六族元素、三五族元素及第四族元素的至少 其中之-’並可包含兩誠以上的元素成份。 15、 -種調整量子井順序增寬轉體雷射波長可調制之方法， 提供-半導體雷射，係具有至少组量 發光波長不同；以及 里子井4且母-組1子井的 電洞擴散時間+電_捉時間）大於（電子擴散 間），則該等量子井的排列順序必須是靠P 捕捉夺 =二維能階密度’當(電子擴散時間+電子捕捉時間 體側的量子井具有較高之i維ί必須是靠N型半導 1ή . . ’喊讀，以制較_喊子分佈。 有-如:量，r 一 17組圍第15項所述之方法，其中’該每一組量子井的材料 18、如申請彻_ 17佩咖m«子井的差異 1289961 若是因為不同的材料組成，則其 — 構計算而來，取其量子井密度餘據各材料的能帶結 19、如申物咖第丨密度。 係為不同者。 决，其中，該母一組量子井之寬度 專利範圍第19項所述之 右疋因為不同的量子井寬度 组里子井的差異 階計算而來，取其第一個量子化能讀係根據該量子井的能 2卜如_請專利細第叫所述之方法， 能階不同，可將欲發光之波長以不同類型組量子井的 22、如申請專利範圍第15項所述之方法 二且而成者。 構中，係利用以下簡單的模型來判斷何種載子為^子二組量子井結 TLF = Tp dmsi〇n + τ"離^ τ哪 p 〜p/ 1 + 皮 dnTm 4DP 叫 Τ+ΊΓ 式子中祕)代表制（電子）要擴散 又’ ^和仏〃是根據量子力學所得到之捕捉 邊的四項㈣分聽為：制在分軸限„結構輯巾之 間、電子在分離侷限異質結顧域中之擴散時間、電職量子井捕^ 的等效時間及電子被量子井歡的等效時間；且為了考慮未被量 捕捉的載子堆積在分離侷限異質結構區域中，使得擴散時間加長，必 須注意載子的等效捕捉時間為：量子力學所計算出的捕捉時間乘上一 體積比佩)/w;以及將該式子中的電洞部份時間（電洞擴散+電洞等 效捕捉時間）係設為電洞由注人該分離侷限異質結構區域到被量子井 捕捉進入二維能階的時間r_,= Γρ，離-+ ，與電子由注入該分 離侷限異質結構區域到被量子井捕捉進人二維能__ τ_,= τ «，離心ι+ τα^,ρ (電子擴散+電子等效捕捉時間）相比較，先被捕捉入 二維能階的為優勢載子。 23、如申請專利範_ 22項所述之方法，其中，若該τ_，則 1289961 ==進==’而形成靠近N型半導體侧具有較 的分佈而做出類_分會大致依據該電子 子井較高，物笨：L::維栽子濃度在靠近_半導體侧的量 子井具有較高之I維i階紐/㈣序必須是靠-型半導體侧的量 24姑如申請專利範_22項所述之方法，苴中，若該r 該電洞會較快進入量子弈— 八 ηΜα1 ΓΡ，_/，則 高的電洞濃度，而後’而形成靠近ρ型半導體側具有較 的分佈而做出類似的大致依據該電洞 子井較高，所以兮等=养^^裁子濃度在靠近p型半導體侧的量 子井具有較高之k維列順序必須是靠近_半導體侧的量 25之項所述之方法’其中，該載子在量子井内分佈 高，其^捉載子二’該量子井的二維能階密度愈 子在不同寬度多；_定，會影響載 26井3請ί 2圍第22項所述之方法，其中，該二維能階魏與量子 井寬i來二旦=料ΐί有ΐ大的關係，若以不同材料、不同量子 士 £井’’、魏能階差不多時，則二維能階密度的差別 f + j㈣組猶之差異，錢階紐會影#量子井雛載子 的月b力，亦會影響二維載子分佈的均勻性。 27範圍第15項所述之方法，其中，該量子井的材料組成係 適用於光通訊糸統發光頻寬之三五族者。 28、如申請專利範圍第15項所述之方法，其中，該量子井材料組成的半 導體材質魏自二六族元素、三五族元纽第四族元素的至少其中之 一，並可包含兩種或以上的元素成份。 20