MOCVD走出實驗室  量子半導體雷射生產成本降低80%

編譯／高晟鈞

來自韓國的研究團隊成功開發出大規模生產量子點雷射的技術。研究團隊透過光通訊的量子點雷射，將半導體雷射的生產成本降低了80%。此外，利用6吋基板取代2吋基板，研究團隊不只成功縮短生產時間，提高產量，也意謂著金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）第一次用於批量生產量子點雷射。

量子點是什麼?

量子點（Quantum Dot）是奈米級的微小顆粒，通常由半導體材料製成，例如硒化鎘（CdSe）、硫化鎘（CdS）或砷化銦（InAs），直徑通常落在2至10奈米間。

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一般來說，當材料尺寸很大時如塊材，其電子能階之間距離小（能隙小），可以用古典力學的方式解釋；然而當量子點的尺寸縮小至奈米尺寸時，其電子的能隙就會變大，進而表現出與大尺度材料截然不同的光電特性。

量子點在各領域都有多種應用，包含LED顯示技術、生物醫學、太陽能電池和半導體等。而當討論到半導體領域時，又以量子雷射二極體最受到矚目。而該技術最大的瓶頸，便是如何生長晶體和自組裝排列。

量子雷射二極體製造的困難

傳統上，量子雷射二極體使用MBE方式生長晶體，然而這種方法由於速度慢且效率不佳，而不適用於大規模生產。

對此，研究團隊選擇生產效率更高的金屬有機化學氣相沉積（MOCVD），並幫助該技術成功走出實驗室，實現批量生產量子點雷射的可能。

研究團隊使用六吋的砷化鎵（GaAs）基板取代先前的2吋InP基板，將通訊半導體雷射的製造成本降低了至少80%。此外，這種GaAs基板上的量子點雷射二極管（InAs/GaAs）也適用於光通訊中所使用的1300奈米波長帶（光通訊波段為1260-1360奈米）。

資料來源:Innovations

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