シリコン基板上の高性能・長寿命ガリウム砒素レーザーの試作研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555013
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 梅野 正義 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90023077)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 功 日本酸素株式会社, つくば研究所, 室長 ; 江川 孝志 名古屋工業大学, 極微構造デバイス研究センター, 助教授 (00232934) ; 神保 孝志 名古屋工業大学, 極微構造デバイス研究センター, 教授 (80093087)
• Keywords: シリコン上レーザー / 暗線欠陥 / 転位 / ピニング効果 / 寿命 / 量子井戸レーザー / 熱処理

Research Abstract

従来のSi基板上のAlGaAs/GaAs量子井戸レーザーの室温・連続動作における1mW一定光出力寿命試験では、約5分の寿命しかなかった。活性層に7%のInを添加したAlGaAs/InGaAs量子井戸レーザーでは、約100分に寿命が改善された。これは、活性層にInを添加することにより転位のピニング効果のために、通電中の<100>方向の暗線欠陥の成長速度が抑制されたためであると考えられる。暗線欠陥の成長速度は、注入電流密度に大きく依存し、注入電流密度が1.0kA/cm^2の時に、20μm/hから5μm/hに低減された。さらに、この試料に成長後にアルシン雰囲気中で750℃で1時間の熱処理を施すことにより、寿命が約25時間に改善された。これは、<100>方向の暗線欠陥が消滅し、<110>方向の暗線欠陥のみ観察され、そして、この<110>方向の暗線欠陥の成長速度が顕著に低減されたためであると考えられる。

Research Products

• [Publications] T.Egawa: "Structure of AlAs/GaAs distributed Bragg reflector grown on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition" J. Appl. Phys.77. 3836-3838 (1995)
• [Publications] Y.Hasegawa: "Influences of dark line defects on characteristics of AlGaAs/GaAs quantum well lasers grown on Si substrate" Jpn. J. Appl. Phys.34. 2994-2999 (1995)
• [Publications] 長谷川義晃: "ヘテロエピタキシャル成長技術を用いたSi基板上半導体レーザー" レーザー研究. 23. 506-514 (1995)
• [Publications] T.Egawa: "Degradation mechanism of AlGaAs/GaAs laser diodes grown on Si substrates" Aool Phys. Lett.67. 2995-2997 (1995)
• [Publications] T.Egawa: "2000h stable operation in 0.87 μm light-emitting diode using stress-free InGaP/GaAs/Si" Appl. Phys. Lett.67. 3605-3607 (1995)
• [Publications] T.Egawa: "Stable operation 0.87-μm light-emitting diode on Si substrate using Al-free materials" IEEE Photonics Technology Letters. 7. 1264-1266 (1995)