双掺杂量子点有源区外延结构及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种双掺杂量子点有源区外延结构，所述量子点有源区被配置为周期性的双掺杂量子点叠层结构，所述量子点有源区包括：周期排列的n型掺杂层以及p型掺杂层；其中，所述p型掺杂层与所述n型掺杂层发生协同作用。2.根据权利要求1所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述量子点有源区还包括：第一隔层，设置在所述周期排列的n型掺杂层和所述p型掺杂层之间；第二隔层，设置在所述p型掺杂层的另一侧，所述另一侧与所述第一隔层所在一侧不同；所述第一隔层用于提供应力调控；所述第二隔层用于提供应力缓解。3.根据权利要求1所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述n型掺杂层采用n型掺杂源掺杂的化合物半导体材料组成的零维量子点材料，所述化合物半导体材料包括inas、gasb、insb的一种，所述的n型掺杂源包括与n型掺杂层相适配的n型掺杂元素，所述n型掺杂层的掺杂浓度为(0.0001-5)
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。4.根据权利要求1所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述p型掺杂层包括p型掺杂的化合物半导体材料，所述化合物半导体材料包括与所述n型掺杂层材料体系相适配的多元化合物，所述的p型掺杂源包括与p型掺杂层相适配的p型掺杂元素，所述第三盖层的掺杂浓度为(0.0001-5)
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。5.根据权利要求2所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述第一隔层包括第一盖层与第二盖层，所述第二盖层和所述第二隔层采用与p型掺杂层晶格匹配的化合物半导体材料。6.根据权利要求5所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述第一盖层采用与所述n型掺杂层和所述p型掺杂层材料体系相适配的多元化合物，所述化合物半导体材料包括in、ga、as、p、sb或al的多种元素的组合。7.根据权利要求1所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述n型掺杂层包括未掺杂的第一量子点层、第三量子点层以及n型掺杂的第二量子点层。8.根据权利要求1所述的双掺杂量子点有源区外延结构，所述量子点叠层周期数为1-100。9.一种双掺杂量子点有源区外延结构的制备方法，包括：在外延片上生长未掺杂的所述第一量子点层，量子点生长厚度为0-3单原子层；随后生长n型掺杂的所述第二量子点层，掺杂浓度的大小与量子点材料的面密度有关，量子点生长厚度为0-3单原子层，最后再生长未掺杂的第三量子点层，量子点生长厚度为0-3单原子层；所述的第一量子点层、第二量子点层和第三量子点层的总厚度为0.1-9单原子层；在所述第三量子点层上生长所述第一盖层，生长厚度为0-20nm；在所述第一盖层上生长所述第二盖层，生长厚度为0-50nm；在所述第二盖层上生长所述p型掺杂层，生长厚度为0.1-100nm；在所述p型掺杂层上生长所述第二隔层，生长厚度为0-50nm；重复制作1-100周期的量子点有源区形成叠层结构，形成多周期的量子点有源区。10.根据权利要求1-8任一所述双掺杂量子点有源区外延结构在半导体光电子器件的
应用。

技术总结
本发明公开了一种双掺杂量子点有源区外延结构及其制备方法和应用，双掺杂量子点有源区外延结构量子点有源区被配置为周期性的双掺杂量子点叠层结构，量子点有源区包括：周期排列的n型掺杂层以及p型掺杂层；其中，p型掺杂层与所述n型掺杂层发生协同作用，第一隔层，设置在周期排列的n型掺杂层和p型掺杂层之间；第二隔层，设置在p型掺杂层的另一侧，另一侧与所述第一隔层所在一侧不同；第一隔层或第二隔层用于提供应力调控或应力缓解，本发明通过空间分离的交替掺杂的结构，降低载流子的损耗，提高材料的光学质量；改善量子点导带和价带准费米能级移动的不对称性，提升材料峰值增益和微分增益。分增益。分增益。


技术研发人员：汪帅 杨涛 吕尊仁
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/4/29