量産に適した青紫色半導体レーザ(RiS-LD)の開発(<小特集テーマ>進展する窒化物半導体光・電子デバイスの現状,及び一般)

概要

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量産性に優れた青紫色半導体レーザとして、我々は、選択成長を用いてリッジを形成するGaN基板上のRiS^*型LDを提案している。本報告では、RiS-LD素子作製上のキーポイントであるリッジ形成(選択再成長)に関わる諸問題を解決し、優れた素子特性を実現した詳細について述べる。まず、リッジ形成時の選択成長AlGaNクラッド層の組成変調について系統的な実験を行い、そのメカニズムを明らかにしAl組成の精密制御を可能にした。これにより、RiS-LDの利点であるビーム形状制御がより精密にできるようになり、優れたビーム形状(アスペクト比〜2)が安定して実現できるようになった。さらに、内部損失の主因が再成長界面やp-GaN層の光吸収にあることを見出し、それを避けるための光分布の制御を行った。これにより内部損失を大幅に低減し、非常に低いしきい値電流(10mA)を実現した。これらの良好な特性は、高品質GaN基板上に形状制御性に優れる選択成長によりリッジ形成を行って素子作製していることにより得られており、RiS-LDは優れた素子特性と量産性をともに実現できる素子構造として有望であると考えられる。(^*Ridge by Selective re-growth)
社団法人電子情報通信学会の論文
2002-06-08