Методика ИК-интерферометрических измерений оптических параметров и толщин разнолегированных слоёв InGaAs - InAlAs в гетероструктурах на подложках из фосфида индия

Фосфид индия сегодня рассматривается как важный кандидат - платформа фотонных интегральных чипов из оптических элементов, подобно тому, как кремний стал базой для схем микроэлектроники. Интегрирование оптических элементов на чипе имеет те же преимущества, что и интегрирование электронных компонент в СБИС. Кроме экономии за счет уменьшения размеров увеличиваются производительность и надежность. В случае использования подложек IпР имеется возможность создания объединённых устройств, включающих в себя лазеры, модуляторы, мультиплексоры, волноводы и управляющую электронику. Математическое моделирование устройств, применительно к нуждам фотоники, полностью завязано на знании оптических констант выращиваемых InGaAs – InAlAs гетероструктур, которые (с изменением режимов роста) будет правильнее и проще измерить, чем вычислить. Поскольку рабочие длины волн лежат в ИК области, измерения должны выполняться на соответствующей длине волны света непосредственно, без вариантов. Мы предлагаем применять оптическую методику определения нужных констант исходя из угловой зависимости R-отражения и T-прохождения света через гетероструктуру, которая вполне может рассматриваться как составной многослойный интерферометр Фабри-Перо. В зависимости от состава слоёв, интерференционные пики, имеющие сами по себе сложную форму, будут смещаться и ‘уплотняться’ по-разному в разных частях угловой зависимости, см. Рис 1. Значения (комплексных) констант материалов затем извлекаются математической обработкой. Важное требование методики состоит лишь в аккуратности измерений. Таким образом, методика даёт прямые и непосредственные измерения оптических параметров на нужной длине волны света. За счёт многократных прохождений-переотражений, она обладает высокой чувствительностью, свойственной всем интерферометрическим измерениям.