InGaAsP/InP量子阱结构、波导结构外延
InxGa1-xAsyP1-y/InP量子阱材料具有较高的晶体对称性和较大的饱和电子漂移率。它的电学性质可以通过施加电场来改变，在半导体光电子器件的应用中具有很大的优势。通过调整x和y的组成，覆盖波长范围从870nm（GaAs）到3.5um（InAs），其中包括1.3um和1.55um的光纤通信波长。用于光纤通信的1.3和1.55nm半导体光源主要使用InGaAsP量子阱材料。可供InGaAsP/InP量子阱外延材料，具体以1500nm激光结构为例：
1. InGaAsP / InP 量子阱激光外延结构
| 外延层 | 厚度 | 掺杂 | 备注 |
| p-InGaAs 接触层 | 100nm | – | Ohmic contact |
| p-InP 包层 | – | 5E17cm-3 | – |
| 1.15Q InGaAsP SCH | – | – | – |
| InGaAsP QW x**对 | – | – | – |
| 1.15Q InGaAsP 势垒 x**对
+1% 压应变 |
– | – | – |
| 1.15Q InGaAsP SCH | 200nm | – | – |
| n-InP包层 | – | 5E17cm-3 | |
| n-InP 衬底 | 350um | – |
PL 波长: ~1.50um
2. 关于InGaAsP四元系材料
InGaAsP由InAs、InP、GaAs和GaP组成的四元固溶体，具有窄带隙。InGaAsP材料主要从自由激子发光。在室温下，InGaAsP材料的载流子发射弛豫时间达到10.4ns，并且随着激发功率的增加而增加。
InGaAsP量子阱（QW），包括单量子阱和多量子阱，可以通过低压MOCVD在InP衬底上生长。采用四元材料InGaAsP作为势垒材料以减小势垒高度并形成具有适当势垒高度的载流子极限。同时，在量子阱有源区的顶部和底部生长了一层对称的四元材料无源波导层，以增加光学限制因子，并且由低折射率的上下InP形成光学限制。单独约束应变层量子阱激光器的结构可以大大降低阈值电流密度。
对于InGaAsP /InP材料系统，与InP晶格匹配的材料的发射波长为1.1～1.65um。InGaAsP量子阱几乎被用作C波段通信以及1.55um近红外器件中的光学组件（如光电探测器和调制器）。在有源区添加应变后，InGaAsP/InP异质结构晶片的发射波长可达到2.0um，这在激光气体传感中得到了广泛的应用。此外，通常采用GaInAsP/InP材料来制造量子阱结构、波导和其他光子结构用于光子集成。
图1 在300K下，与InP匹配的不同组分InGaAsP晶格的折射率n与波长之间的关系
图2 与InP晶格匹配的不同成分InGaAsP合金的折射率n与光子能量的关系
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