МЛЭ рост эпитаксиальных слоев InGaAlAs на подложке (001)InP / Колосовский Д.А., Дмитриев Д.В., Торопов А.И., Гилинский А.М., Гаврилова Т.А., Кожухов А.С., Журавлев К.С

В рамках создания интегрально-оптических сверхвысокачостотных модуляторов (ИОМ) МахаЦендера было предложено использовать гетероэпитаксиальные структуры (ГЭС) на основе твердыхрастворов InGaAs/InAlAs [1]. Авторы работы [2] предложили ГЭС с ассиметричными квантовымиямами (КЯ) на основе InGaAs/InAlAs, которая позволила получить большие изменения показателяпреломления на длине волны 1.55 мкм. Большим достоинством такого подхода является то, что всяГЭС состоит из решеточно-согласованных с подложкой (001)InP слоев InAlAs и InGaAs, чтоповышает точность получения требуемого состава и всей структуры в целом. Однако, большойкоэффициент поглощения в слоях InGaAs на длине волны 1.55 мкм не позволяет реализоватьвысокоэффективный ИОМ. В работе [3] представлен модулятор, где активная область состоит изInGaAlAs/InAlAs множественных КЯ. Добавление алюминия в InGaAs КЯ позволяет сдвинутьмаксимум коэффициента поглощения и эффективно проводить модуляцию на длине волны 1.55 мкм.Авторы приводят электрооптические характеристики ГЭС, однако параметры роста, структуру иморфологию поверхности ГЭС оставляют без обсуждения. Таким образом, целью работы являетсяотработка технологии роста методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) четверного твердогораствора InGaAlAs согласованного с подложкой (001)InP синтезируемого путем совмещения ростаотдельных моноатомных слоев InAlAs и InGaAs.Эпитаксиальные структуры синтезировались методом МЛЭ в установке Riber Compact-21T наepi-ready подложках (001)InP. Использовались процессы предэпитаксиальной подготовки подложкиInP описанные в работе [4]. Рост четверного твердого раствора InGaAlAs проводился методом МЛЭсинтезируемого путем совмещения роста отдельных слоев InAlAs и InGaAs при температурах 480-490°С. Таким образом, удавалось вести непрерывный процесс роста, что исключало захватнежелательных фоновых примесей химически активными Al-содержащими слоями и не позволялоперегреть слои InGaAs.Выращенные ГЭС были исследованы методом оптической дефектоскопией поверхности иатомно-силовой микроскопией. Плотность дефектов на более чем 90% поверхности структуры непревышает 500 см-2. Поверхность имеет явно выраженные моноатомные ступени, что характеризуетдвумерный слоевой рост. Среднеквадратичная шероховатость поверхности не превышает 0,7 нм, чтосоответствует 2-3 монослоям.Используя разработанную технологию эпитаксиального роста, были получены ГЭСInGaAlAs/InAlAs/InP, на которых изготовлены макеты ИОМ Маха–Цендера. В полученных ИОМнаблюдалось значительное изменение коэффициента преломления в электрическом поле.