| 講演名 | 2002/6/8 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) 山口 敦史, 倉本 大, 木村 明隆, 風田川 統之, 笹岡 千秋, 仁道 正明, 砂川 晴夫, 碓井 彰, |
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| 抄録(和) | 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。 |
| 抄録(英) | We have developed novel ridge-type blue-violet laser diodes fabricated by selective re-growth on GaN substrates (RiS-LD). In this paper, we focus on key issues concerning the ridge by selective re-growth in the LDs, and report the improvement of laser characteristics based on detailed analyses of these issues. First, we investigate the compositional modulation in AlGaN-alloy selective growth by systematical experiments, and clarify the mechanism. This enables us to control precisely Al mole fraction of p-AlGaN cladding layers in the ridges, and we have successfully realized a superior beam profile with the lowest aspect ratio of 2.0. Second, we verify the internal loss of RiS-LDs mainly originates from absorption in the re-growth boundary and Mg-doped GaN layer. To avoid these absorptive regions, we shift the perpendicular optical field to n-cladding side. This reduces the loss significantly, and a low threshold current of 10 mA has been obtained. These superior characteristics are owing to the fabrication method of the LDs, which combines epitaxial growth on high-quality GaN substrates with the ridge formation using selective-growth technique. |
| キーワード(和) | GaN / レーザダイオード / リッジ型 / 選択成長 / GaN基板 / 内部損失 |
| キーワード(英) | GaN / laser diodes / ridge geometry / selective growth / GaN substrate / internal loss |
| 資料番号 | LQE2002-86 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | LQE |
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| 開催期間 | 2002/6/8(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
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| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Lasers and Quantum Electronics (LQE) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 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) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Developments of Blue-violet Laser-diode Structures suitable for Mass Production (RiS-LD) |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | GaN / GaN |
| キーワード(2)（和/英） | レーザダイオード / laser diodes |
| キーワード(3)（和/英） | リッジ型 / ridge geometry |
| キーワード(4)（和/英） | 選択成長 / selective growth |
| キーワード(5)（和/英） | GaN基板 / GaN substrate |
| キーワード(6)（和/英） | 内部損失 / internal loss |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 山口 敦史 / A. A. Yamaguchi |
| 第 1 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 倉本 大 / M. Kuramoto |
| 第 2 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 木村 明隆 / A. Kimura |
| 第 3 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 風田川 統之 / N. Futagawa |
| 第 4 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 笹岡 千秋 / C. Sasaoka |
| 第 5 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 仁道 正明 / M. Nido |
| 第 6 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 7 著者 氏名（和/英） | 砂川 晴夫 / H. Sunakawa |
| 第 7 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 第 8 著者 氏名（和/英） | 碓井 彰 / A. Usui |
| 第 8 著者 所属（和/英） | NEC光・無線デバイス研究所 Photonic and Wireless Devices Research Laboratories, NEC Corporation |
| 発表年月日 | 2002/6/8 |
| 資料番号 | LQE2002-86 |
| 巻番号（vol） | vol.102 |
| 号番号（no） | 119 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 4 |
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