[发明专利]带有应变源的GeSn量子阱红外发光器

摘要

本发明提供一种带有应变源的GeSn量子阱红外发光器，其结构如下：在硅衬底上面为弛豫层GeSn，弛豫层上面是应变源势垒n⁺型SiGe与p⁺型SiGe，成对生长在有源区GeSn的四周区域，应变源势垒SiGe的一端为金属接触电极。应变源SiGe材料的晶格常数比有源区GeSn材料的小，从而对有源区GeSn材料形成沿z轴方向的单轴压应变，沿xy平面的双轴张应变，这种应变状态有利于GeSn材料从间接带隙变成直接带隙；通过GeSn与SiGe形成异质结量子阱结构，实现电子-空穴快速高效的辐射复合。这种结构能有效地将电子、空穴束缚在阱内，增大电子、空穴对的复合几率，从而提高发光器的发光效率。

主权项

一种带有应变源的GeSn量子阱红外发光器，其特征在于，包括：一弛豫层（102），生长在硅衬底（101）之上；一有源区（103），为单晶GeSn材料，位于弛豫层（102）之上；一第一应变源（105），为单晶n⁺型SiGe材料，与第二应变源（106），为单晶p⁺型SiGe材料，它们位于弛豫层（102）之上，并成对分布于有源区（103）四周区域；一第一电极（107），与第一应变源（105）相连；一第二电极（108），与第二应变源（106）相连；其中应变源材料的晶格常数比有源区材料的晶格常数小；应变源材料的带隙比有源区材料的带隙宽。