CN101341022B - InP基板上的Ⅱ-Ⅵ/Ⅲ-Ⅴ层状构造 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种层状构造，所述层状构造包括InP基板以及II-VI和III-V材料的交替层。II-VI和III-V材料的所述交替层典型地与所述InP基板晶格匹配或假晶。典型地，所述II-VI材料选自CdZnSe、CdMgZnSe、BeZnTe、或BeMgZnTe合金，并且最典型地为CdxZn1-xSe，其中x介于0.55和0.57之间。典型地，所述III-V材料选自InAlAs或AlInGaAs合金，并且最典型地为InP或InyAl1-yAs，其中y介于0.53和0.57之间。所述层状构造可形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)。在另一方面，本发明提供一种层状构造，所述层状构造包括InP基板以及具有95％或更大的反射率的分布的布拉格反射器(DBR)，所述反射器包括不超过15层的外延半导体材料对。在另一方面，本发明提供包括层状构造的激光器或光电探测器。

Description

InP基板上的Ⅱ-Ⅵ/Ⅲ-Ⅴ层状构造
相关专利申请的交叉引用
本专利申请为2004年6月18日提交的现在未决的美国专利申请No.10/871,424的部分继续申请。
技术领域
本发明涉及包括InP基板以及II-VI和III-V材料的交替层的器件，诸如激光器或光电探测器，包括垂直空腔表面发射激光器(VCSEL)，所述交替层典型地形成分布的布拉格反射器(DBR)。
背景技术
日本未审查的专利申请(公开)2003-124508据称对具有AlGaInP型发光层的发光二极管要求权利。(权利要求1-8)。该参考文献在段落2、15和21中以及在权利要求1中强调带有GaAs基板的层的“格栅匹配”。该参考文献据称对带有ALGaInP型发光层的发光二极管要求权利，所述发光层包含具有结构体的DBR层，所述结构体包括层合的II-VI族材料层和AlGaAs型或AlGaInP型材料层对。(权利要求2-4)。该参考文献据称公开了带有AlGaInP型发光层的发光二极管，所述发光层包含GaAs基板上的GaAlAs/ZnSe DBR层(图1-3中的参考标号2，并且附有说明)；并且可选地包含第二DBR层，所述层为GaAlAs/AlAs DBR层(图3中的参考标号10，并且附有说明)。
美国专利No.5,206,871据称公开了一种包括反射镜的VCSEL，所述反射镜包括GaP或ZnS交替层和硼硅酸盐玻璃(CaF2、MgF2或NaF)层。
美国专利No.5,732,103据称公开了一种VCSEL，其包括InP基板以及晶格匹配的镜像层叠件，所述层叠件包括II-VI材料的交替层，特别是ZnCdSe/MgZnCdSe。
美国专利No.5,956,362据称公开了一种VCSEL。
国际专利公布No.WO 02/089268 A2据称公开了包含氧化物材料的用于VCSEL的高对比度反射镜。
发明内容
简言之，本发明提供一种层状构造，所述层状构造包括InP基板以及II-VI和III-V材料的交替层。II-VI和III-V材料的交替层典型地与InP基板晶格匹配或假晶。典型地，II-VI材料选自由下列组成的组：ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS以及它们的合金，更典型地选自由下列组成的组：CdZnSe、CdMgZnSe、BeZnTe、和BeMgZnTe合金，并且最典型地为CdxZn1-xSe，其中x介于0.47和0.57之间。典型地，III-V材料选自由下列组成的组：InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、以及它们的合金，更典型地选自由下列组成的组：InP、InAlAs、GaInAs、AlInGaAs以及GaInAsP合金，并且最典型地为InP或InyAl1-yAs，其中y介于0.47和0.57之间。II-VI和III-V材料的交替层中的一个可直接与InP基板接触，或可将附加层夹置在II-VI和III-V材料的交替层与InP基板之间。在一个实施例中，层状构造形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)。典型地，这种DBR可用不超过20对的II-VI和III-V材料的交替层制成，并且更典型地不超过15对的交替层。典型地，II-VI和III-V材料层具有介于约100nm和约200nm之间的平均厚度。
在另一方面，本发明提供一种层状构造，所述层状构造包括：InP基板以及具有95％或更大的反射率的分布的布拉格反射器(DBR)，所述反射器包括不超过15层的外延半导体材料对。
在另一方面，本发明提供一种激光器，所述激光器包括根据本发明所述的层状构造。
在另一方面，本发明提供一种光电探测器，所述光电探测器包括根据本发明所述的层状构造。
在本申请中：
“晶格匹配的”是指，结合两种晶体材料(诸如基板上的外延膜)来讲，处于隔绝中的每种材料均具有晶格常数，并且这些晶格常数基本上相等，典型地彼此相差不超过0.2％，更典型地彼此相差不超过0.1％，并且最典型地彼此相差不超过0.01％；而
“假晶的”是指，结合具有给定厚度的第一晶体层和第二晶体层(诸如外延膜和基板)来讲，处于隔绝中的每个层均具有晶格常数，并且这些晶格常数为足够类似的，以使得呈给定厚度的第一层可在该层的平面内接纳第二层的晶格间距而基本上不产生失配缺陷。
本发明的一个优点是提供如下的层状构造：所述层状构造可用作用于长波长InP器件的高反射率DBR，所述器件(诸如激光器或光电探测器)包括VCSEL、以及(特别是)可用较少层来适宜地实现高反射率的器件。
附图说明
图1为作为DBR的根据本发明所述的层状构造的示意图。
图2为根据本发明所述的层状构造的横截面的扫描电子显微图。
图3为针对在下文的实例中描述的根据本发明所述的2对的CdZnSe/InAlAs DBR测量的反射率对波长的坐标图(迹线A)。图3还示出根据本发明所述的2对的CdZnSe/InAlAs DBR的模拟反射率数据(迹线B)。图3还示出两个对比III-V/III-V DBR的模拟反射率数据：2对的InGaAsP/InP DBR(迹线C)和2对的AlGaAsSb/AlAsSb DBR(迹线D)。
图4为具有15对II-IV和III-V材料的交替层的本发明的层状构造示意图。
图5为本发明的光电探测器示意图。
具体实施方式
简言之，本发明提供一种层状构造，所述层状构造包括InP基板以及II-VI和III-V材料的交替层。II-VI和III-V材料的交替层典型地与InP基板晶格匹配或假晶。
在实施本发明时，可以使用任何合适的II-VI材料。典型地，II-VI材料选自由下列组成的组：ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS以及它们的合金。合适的合金典型地包括1-4种不同的II族材料以及1-3种不同的VI族材料，更典型地包括1-3种不同的II族材料和1-2种不同的VI族材料。合适的合金可包括根据化学式M1 nM2 (1-n)M3 pM4 (1-p)所述的那些，其中M1和M2独立地选自Zn、Cd、Be和Mg；M3和M4独立地选自Se、Te和S；其中n为0和1之间的任何数值；其中p为0和1之间的任何数值。合适的合金可包括根据化学式M5 qM6 (1-q)M7所述的那些，其中M5和M6独立地选自Zn、Cd、Be和Mg；M7选自Se、Te、和S；并且其中q为0和1之间的任何数值。在前述化学式中，n、p和q典型地需要选择，以便提供与InP晶格匹配或假晶的合金。在一个实施例中，合金的晶格常数通过线性内推法从合金的双组分的晶格常数估算得出，以便找到与InP晶格匹配或假晶的合金组成。更典型地，II-VI材料选自由下列组成的组：CdZnSe、CdMgZnSe、BeZnTe、BeMgZnTe，并且最典型地为CdxZn1-xSe，其中x介于0.47和0.57之间。II-VI材料可通过任何合适的方法或通过包含任何合适的掺杂物(包括氯或氮掺杂)而成为n型掺杂的、p型掺杂的、或无掺杂的。
在实施本发明时，可以使用任何合适的III-V材料。典型地，III-V材料选自由下列组成的组：InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、以及它们的合金。合适的合金典型地包括1-3种不同的III族材料以及1-3种不同的V族材料，更典型地包括1-2种不同的V族材料。合适的合金可包括根据化学式M8 rM9 (1-r)M10 sM11 (1-s)所述的那些，其中M8和M9独立地选自In、Al和Ga；M10和M11独立地选自As、P、和Sb；其中r为0和1之间的任何数值；其中s为0和1之间的任何数值。合适的合金可包括根据化学式M12 tM13 (1-t)M14所述的那些，其中M12和M13独立地选自In、Al和Ga；M14选自As、P、和Sb；并且其中t为0和1之间的任何数值。在前述化学式中，r、s和t典型地需要选择，以便提供与InP晶格匹配或假晶的合金。在一个实施例中，合金的晶格常数通过线性内推法从合金的双组分的晶格常数估算得出，以便找到与InP晶格匹配或假晶的合金组成。更典型地，III-V材料选自由下列组成的组：InP、InAlAs、GaInAs、AlInGaAs、GaInAsP，并且最典型地为InP或InyAl1-yAs，其中y介于0.47和0.57之间。III-V材料可通过任何合适的方法或通过包含任何合适的掺杂物成为n型掺杂的、p-型掺杂的、或无掺杂的。
在一个实施例中，层状构造包括II-VI层(其内包括BeZnTe或BeMgZnTe)以及III-V层(其内包括InAlAs或AlInGaAs)。例如，II-VI层可包括BeZnTe，并且III-V层可包括InAlAs；II-VI层可包括BeZnTe，并且III-V层可包括AlInGaAs；II-VI层可包括BeMgZnTe，并且III-V层可包括InAlAs；或II-VI层可包括BeMgZnTe，并且III-V层可包括AlInGaAs。这种实施例可为掺杂的，以提供具有p型电导率的层状构造。例如，BeZnTe可掺杂有N，和/或InAlAs可掺杂有Be。这种掺杂可提供适用于(例如)激光二极管或光电二极管的低电阻。
在一个实施例中，层状构造包括II-VI层(其内包括CdZnSe或CdMgZnSe)以及III-V层(其内包括InAlAs或AlInGaAs)。例如，II-VI层可包括CdZnSe，并且III-V层可包括InAlAs；II-VI层可包括CdZnSe，并且III-V层可包括AlInGaAs；II-VI层可包括CdMgZnSe，并且III-V层可包括InAlAs；或II-VI层可包括CdMgZnSe，并且III-V层可包括AlInGaAs。这种实施例可为掺杂的，以提供具有n型电导率的层状构造。例如，CdZnSe可掺杂有Cl，和/或InAlAs可掺杂有Si。这种掺杂可提供适用于(例如)激光二极管或光电二极管的低电阻。
在一个实施例中，层状构造包括II-VI层(其内包括ZnSeTe)以及III-V层(其内包括InAlAs或AlInGaAs)。例如，II-VI层可包括ZnSeTe，并且III-V层可包括InAlAs，或II-VI层可包括ZnSeTe，并且III-V层可包括AlInGaAs。这种实施例可为掺杂的，以提供具有p型或n型电导率的层状构造。例如，ZnSeTe可掺杂有Cl以提供n型电导率，或掺杂有N以提供p型电导率，和/或InAlAs可掺杂有Si以提供n型电导率，或掺杂有Be以提供p型电导率。这种掺杂可提供适用于(例如)激光二极管或光电二极管的低电阻。
在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括CdSe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括BeSe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括MgSe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnTe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括CdTe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括BeTe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括MgTe或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnS或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括CdS或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括BeS或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括MgS或它们的合金；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。
在一个实施例中，II-VI材料包括CdZnSe；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括CdMgZnSe；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括BeZnTe；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括BeMgZnTe；并且III-V材料包括InAs、AlAs、GaAs、InP、AlP、GaP、InSb、AlSb、GaSb、或它们的合金。
在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括InAs或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括AlAs或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括GaAs或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括InP或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括AlP或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括GaP或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括InSb或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括AlSb或它们的合金。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括GaSb或它们的合金。
在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括InAlAs。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括GaInAs。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括AlInGaAs。在一个实施例中，II-VI材料包括ZnSe、CdSe、BeSe、MgSe、ZnTe、CdTe、BeTe、MgTe、ZnS、CdS、BeS、MgS、或它们的合金；并且III-V材料包括GaInAsP。
在实施本发明时，可以使用任何合适的InP基板。该InP基板可为n型掺杂的，p型掺杂的，或半绝缘的，这可通过任何合适的方法或通过包含任何合适的掺杂物来实现。
在根据本发明所述的层状构造的一个实施例中，II-VI和III-V材料的交替层中的至少一个直接与InP基板接触。在一个替代实施例中，附加层夹置在II-VI和III-V材料的交替层与InP基板之间。如果附加层夹置在II-VI和III-V材料的交替层与InP基板之间，则它们可包括任何合适的层。典型地，这些夹置层与InP基板晶格匹配或假晶。夹置层可包括VCSEL的元件，诸如电接触层、缓冲层、光学波导层、活性层、量子势阱层、电流散布层、包覆层、阻挡层等等。夹置层可包括光电探测器的元件，诸如电接触层，包覆层、吸收层、缓冲层等等。
II-VI和III-V材料层可具有任何合适的厚度。II-VI和III-V材料层可具有(单个地或平均地)介于0.1nm和10,000nm之间，更典型地介于10和1,000nm之间，更典型地介于50nm和500nm之间，并且更典型地介于100nm和200nm之间的厚度。
在一个实施例中，层状构造形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)。形成DBR的层状构造可包括任何合适数目的II-VI和III-V材料对，所述数目可为2至某个非常大的数目。在一个实施例中，层状构造具有足够的反射率，使得DBR可由如下数目的材料制成：不超过20对II-VI和III-V材料层，更典型地不超过15对，更典型地不超过12对，更典型地不超过10对。在其它实施例中，层状构造具有足够的反射率，使得适宜地有效的DBR可由不超过8对，并且更典型地不超过5对材料层制成。
在DBR中，层厚度为该材料中的光的波长的四分之一：
t = λ 4 n
其中t为该层的厚度，λ为光的波长，n为该材料的折射率。例如，根据本发明所述的包括Cd0.52Zn0.48Se和In0.52Al0.48As层的DBR反射镜，其被设计成在1.55μm的波长处具有峰值反射率。Cd0.52Zn0.48Se在1.55μm处的折射率为2.49，因此Cd0.52Zn0.48Se层的厚度应当为156nm。In0.52Al0.48As在1.55μm处的折射率为3.21，因此In0.52Al0.48As层的厚度应当为121nm。在一个实施例中，层状构造形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)，所述反射器在在1-2微米范围内的波长处具有最大反射率。
在一个实施例中，层状构造形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)，所述反射器形成激光器例如VCSEL的一部分。VCSEL可工作在任何合适的波长。在一个实施例中，VCSEL工作在介于1μm和2μm之间的波长，此范围在穿过光学纤维的传输期间可提供减小的分散和衰减。典型地，VCSEL工作在光学纤维网络所工作的波长，典型地为约1.3μm或1.55μm。
在一个实施例中，层状构造形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)，所述反射器形成光电探测器的一部分。光电探测器可用于通信，在其中其能够进行吉赫频率信号的光电转换。典型的光电探测器以如下方式工作：吸收光能并相关地产生截流子，在整个吸收区上传输光生截流子，并且集合截流子而产生光电流。
图5表示利用了本发明的层状构造93的光电探测器90的基本元件，其中所示的其它元件为：DBR部分91；电触点96和97以及反射镜98。
根据本发明所述的层状构造可通过任何合适的方法制造，所述方法可包括分子束外延、化学气相沉积、液相外延和汽相外延。典型地，根据本发明所述的层状构造可无需晶片熔合而制造。
本发明可用于光电技术，包括光电通信技术。
下面的实例进一步说明了本发明的目标和优点，但是这些实例中所提到的具体材料和它们的数量，以及其它条件和细节，均不应被解释为是对本发明的不当限制。
实例
实例1
DBR的形成
在InP基板上生长出分布布拉格反射器(DBR)反射镜，所述反射镜具有2对II-VI和III-V外延半导体材料的交替层。所得的结构体示意性地显示于图1中，并且其包括InP基板10、InAlAs缓冲层20、第一CdZnSe层30、第一InAlAs层40、第CdZnSe层50、第二InAlAs层60、和InGaAs覆盖层70。CdZnSe层30和50以及InAlAs层40和60构成DBR 80。II-VI材料为Cd0.52Zn0.48Se，其n-型地掺杂了Cl。III-V材料为In0.52Al0.48As，其n型地掺杂了Si。
该反射镜被设计成在1.55μm处具有峰值反射率。因此之故，InAlAs和CdZnSe层厚度的标称值分别为121nm和156nm。
所用装置为Perkin-Elmer 430固体源分子束外延(MBE)系统。该系统包括两个由超高真空传送管连接的生长室，其中的一个用于As基的III-V材料，而另一个用于II-VI材料。将晶片在这两个室中来回传送，以便通过超高真空管道施加不同的层。
将(100)取向的n型、掺杂有S的InP基板于565℃时在As过压下在III-V室中脱氧。然后在540℃下生长120nm厚的InAlAs缓冲层，将其用作沉积源：In泻流室、Al泻流室以及As有阀裂化室。在缓冲层生长之后，将晶片转移至II-VI室，以用于第一CdZnSe层的生长。该生长由185℃下的15分钟的Zn暴露来启动，然后通过迁移增强外延(MEE)在200℃下生长薄的掺杂有Cl的CdZnSe层。然后将基板温度增大至270℃，并且使掺杂有Cl的CdZnSe层的其余部分生长至156nm的厚度。在CdZnSe生长之后，将样本转移回III-V室。在300℃下生长5nm厚的、掺杂有Si的InAlAs封堵层，以便在高-温InAlAs生长期间减小CdZnSe层的任何组分的损耗。然后在540℃下生长121nm厚的、掺杂有Si的InAlAs层的其余部分，因此形成第一CdZnSe/InAlAs反射镜偶。第二反射镜偶在与第一反射镜偶相同的生长条件下生长。最后，在该结构体的顶部生长5nm厚的n-InGaAs覆盖层，其由n型掺杂了Si的In0.53Ga0.47As构成。
X射线衍射
X射线衍射(XRD)使用Bede科学型QCla双晶衍射仪在校正样本上进行，需确认InP基板上的InAlAs和CdZnSe层的组成为晶格匹配的。生长两个独立的校正样本：InP基板上的CdZnSe以及InP基板上的InAlAs。
SEM
将如上所述方法制成的DBR反射镜横截开，并且放在HitachiS4700扫描电镜(SEM)下检查。图2为所述样本的扫描电子显微图。该显微图示出InP基板10、InAlAs缓冲层20、第一CdZnSe层30、第一InAlAs层40、第CdZnSe层50、第二InAlAs层60、以及InGaAs覆盖层70。该显微图示出CdZnSe和InAlAs层的厚度值分别为大约142nm和116nm，略微薄于预期值。
反射率
如上所述方法制成的DBR反射镜的反射率，使用Perkin-ElmerLambda 900UV/VIS/NIR光度计测量。所得的数据呈现于图3中，即迹线A。对于2对的CdZnSe/InAlAs DBR反射镜，峰值反射率为1.45μm处的66％。该反射镜的反射率基于通过使用由SEM得到的厚度值所作的转移矩阵计算而模拟得出。(关于转移矩阵计算的更多内容，请参见：Theodor Tamir编，“Guided-Wave Optoelectroncs”，第2版，Springer-Verlag)。如图3所示，模拟曲线(图3中的迹线B)与实验数据很好地相符。图3还示出两个对比III-V/III-V DBR的作为波长的函数的模拟反射率：2对的InGaAsP/InP(迹线C)以及2对的AlGaAsSb/AlAsSb DBR(迹线D)。对于2对的AlGaAsSb/AlAsSb DBR反射镜，反射率仅为46％，而对于2对的InGaAsP/InP反射镜，反射率仅为40％。与目前可用的具有类似厚度的长波长DBR相比，根据本发明所述的DBR显示具有极大地改善的反射率。由此数据所作的外推表明，具有95％的反射率的DBR可用15对或更少对的层来实现。
实例2
InP上的AlInAs/BeZnTe/AlInAs的生长
将(001)InP基板晶片传送进超高真空(UHV)分子束外延(MBE)室，所述室配备有As有阀裂化室、以及Al和In Knudsen泻流室。将InP基板在As过压下加热，直到天然氧化物被解吸。用光学高温计测量的氧化物解吸温度为大约560℃。反射高能电子衍射(RHEED)图案(在氧化物脱离时)从(1×1)变化至(2×4)，表征V族封端的表面。
在RHEED图案过渡至(2×4)之后，将基板温度减小至介于500℃和530℃之间，以便于标称晶格匹配的AlInAs的生长。在富As的V-III通量比下，AlInAs的生长速率为大约1μm/hr。
在AlInAs层生长之后，在As过压下将基板温度减小至小于300℃，以形成过量As表面。在此时，将基板移出第一MBE室，并且通过UHV管道传送至装备有Be、Zn、和Te Knudsen泻流室的第二MBE室。
在传送进第二MBE室时，将基板加热至过量As被解吸的温度(大约360℃)，留下呈现(2×4)RHEED图案的As封端的表面。在此室中，温度通过分析基板加热器的辐射穿过InP基板的透射频谱来间接地测量。InP的能带隙的温度依赖性、因而频谱的吸收边缘是已知的。
在AlInAs RHEED过渡至(2×4)之后，将基板冷却至大约300℃，此时开始标称晶格匹配的BeZnTe的生长。在富Te的VI-II通量比下，BeZnTe的生长速率为大约0.8μm/hr，其呈现(2×1)RHEED图案。
在BeZnTe层的生长之后，将基板从第二MBE室移除，并且通过UHV管道传送回第一MBE室。在传送进第一MBE室时，将基板加热至AlInAs生长温度(介于500℃和530℃之间)。在介于350℃和450℃之间的中间温度下，将BeZnTe表面暴露于As通量。当基板温度达到AlInAs生长温度时，第二AlInAs层以与第一AlInAs层相同的速率和源通量生长。
在不背离本发明的范围和原则的前提下，本发明的各种修改和更改对本领域内的技术人员来说将是显而易见的，并且应该理解，本发明不应不当地限于上文所述示例性实施例。

Claims (4)

1.一种层状构造，其包括：
InP基板；以及
II-VI和III-V材料的交替层；
包括CdZnSe的II-VI材料和包括InAlAs或AlInGaAs的III-V材料；其中所述II-VI材料为CdxZn1-xSe，其中x介于0.47和0.57之间但不包括0.47和0.54之间的x。
2.一种层状构造，其包括：
InP基板；以及
II-VI和III-V材料的交替层：
所述交替层的材料选自下列：包括BeZnTe或BeMgZnTe的II-VI材料和包括InAlAs的III-V材料；包括CdZnSe或CdMgZnSe的II-VI材料和包括InAlAs的III-V材料；或包括ZnSeTe的II-VI材料和包括InAlAs的III-V材料；其中所述III-V材料为InyAl1-yAs，其中y介于0.47和0.57之间但不包括0.47和0.52之间的y。
3.一种层状构造，其包括：
InP基板；以及
II-VI和III-V材料的交替层；
包括ZnSeTe的II-VI材料和包括InAlAs或AlInGaAs的III-V材料。
4.根据权利要求1、2或3所述的层状构造，其中所述II-VI和III-V材料的交替层形成一个或多个分布的布拉格反射器(DBR)。 
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