2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H01055
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
竹内 哲也 名城大学, 理工学部, 教授 (10583817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 崇之 名城大学, 理工学部, 准教授 (10367120)
宮嶋 孝夫 名城大学, 理工学部, 教授 (50734836)
井手 利英 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90397092)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 面発光レーザー / 窒化物半導体 / 多層膜反射鏡 / トンネル接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、GaN面発光レーザの①高効率・高出力化、②長波長化、③高速変調を目指した。以下に令和元年度の実績を報告する。前年度に判明した素子破壊に関して、SiO2絶縁層に改良を加えた結果、電極破壊に至るまでの劣化は抑制することができた。この改良により、片面からの最大光出力として、当研究グループの最大値となるの4.4mW（非導電性DBRを用いた場合）と2.6mW（導電性DBRを用いた場合）を達成した。また、この素子は、発光径が30um径でも発振を実現しており、報告されているGaN系面発光レーザーとして最大径である。偏光特性についても検討し、基板のオフ方向に偏光しやすいことを明らかにした。
トンネル接合電流狭窄構造として、段差による散乱ロスを抑えるべく、プラズマ照射だけによる電流狭窄構造を開発、LEDとして実証した。トンネル接合自体では、これまでのその後横方向活性化ではなく、その場縦方向活性化を検討し、比較的低い駆動電圧で電流注入可能なことを見出した。
理想的な光閉じ込め構造として、AlInN層酸化による光閉じ込めの可能性を検討し、ミスト供給によるAlInN層の酸化を実証した。
長波長活性層をGaN基板上に形成したところ、表面が悪化することが判明し、低い成長速度で形成することで比較的良好な表面が得られることがわかった。一方で、レーザー発振するような高品質長波長GaInN活性層は実現できなかった。
DBRの長波長化に関して、その場曲率測定により、成長が進行すると、AlInN層での圧縮歪が増大する、言い換えると、取り込まれるInNが増大している様子が観察された。この結果から、成長温度を徐々に増大させながらAlInN/GaN DBRを形成することで、InNモル分率が一定と思われる高品質520nmDBRを実現した。
最後に、変調応答を測定した結果、1GHz近くまで動作することが確認された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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