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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

研究課題

研究課題/領域番号 06555013
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

梅野 正義  名古屋工業大学, 工学部, 教授 (90023077)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
18,000千円 (直接経費: 18,000千円)
1996年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1995年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1994年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
キーワードドロップレット / 有機金属気相成長 / 島状結晶 / 寿命試験 / シリコン上レーザー / 転位 / 自己形成 / 量子井戸構造 / 暗線欠陥 / ピニング効果 / 寿命 / 量子井戸レーザー / 熱処理 / 有機金属気相成長法 / シリコン上ガリウム砒素
研究概要

活性層の体積を微小化することにより、活性層中の転位数を減少させることにより、Si基板上GaAs系レーザーの長寿命化を試みた。有機金属気相成長を用いたドロップレットエピタキシ-法により高さ平均16nm,直径平均330nmのGaAs島状結晶(密度1〜2×10^7cm_<-2>)を自己形成させ、これを活性領域とするレーザーを作製した。
室温パルス駆動時において閾値電流密度6〜8kA/cm^2で第二凖位からのレーザー発振を達成した。100Kでは閾値電流密度3.5kA/cm^2での連続発振動作を確認した。また、LED modeでのACC寿命試験(電流密度0.5kA/cm^2)において、従来の量子井戸構造レーザーでは急速劣化を示すのに対して、光出力半減までに約63時間を要しており、活性層体積の減少がSi基板上GaAs系発光デバイスの寿命改善に効果があることを実証した。
今後、活性層のさらなる微小化及び均一性化を図ることにより、低閾値電流化によるSi基板上GaAs系レーザーの飛躍的な信頼性向上が期待できる。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] T. Egawa et al.: "Optical degradation of InGaN/AlGaN light-emitting diode on sapphire substrate grown by metalorganic chemical vapor deposition" Appl. Phys. Lett.69・6. 830-832 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Egawa et al.: "Stimulated emission from current injected InGaN/AlGaN surface emitting diode with Al reflector at room temperature" Electronics Lett.32・5. 486-487 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Hasegawa et al.: "AlGaAs/GaAs light-emitting diode on a Si substrate with a self-formed GaAs islands active region grown by droplet epitaxy" Appl. Phys. Lett.68・4. 523-525 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Murata et al.: "GaAs-based vertical-cavity surface-emitting laser on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition" Jpn. J. Appl. Phys.35・12B. L1631-L1633 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Hasegawa et al.: "Suppression of 〈100〉 dark-line defect growth in AlGaAs/InGaAs single quantum well lasers grown on Si substrates" Jpn. J. Appl. Phys.35・11. 5637-5641 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Egawa et al.: "First fabrication of AlGaAs/GaAs laser diodes with GaAs islands active regions on Si grown by droplet epitaxy" Technical digest of International Electron Devices Meeting. 413-416 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Egawa et al.: "Optical degradati on of InGaN/AlGaN light-emitting diodeon sapphire substrate grown by metalorganic chemical vapor deposition" Appl.Phys.Lett.Vol.69, No.6. 830-832 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Egawa et al.: "Stimulated emission from current injected InGaN/AlGaN surface emitting diode with Al reflector at room temperature" Electronics Lett.Vol.32, No.5. 486-487 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Hasegawa et al.: "AlGaAs/GaAs light-emitting diode on a Si substrate with a self-formed GaAs island sactive region grown by droplet epitaxy" Appl.Phys.Lett.Vol.68, No.4. 523-525 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Hasegawa et al.: "Suppression of <100> dark-line defect growth in AlGaAs/InGaAs single quantum well lasers grown on Si substrates" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35, No.12B. L1631-L1633 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Murata et al.: "GaAs-based vertical-cavity surface-emitting laser on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition" Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35, No.11. 5637-5641 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Egawa et al.: "First fabrication of AlGaAs/GaAs laser diodes with GaAs islands active regions on Si grown by droplet epitaxy" Technical digest of International Electron Devices Meeting. 413-416 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Egawa et al.: "Optical degradation of InGaN/AlGaN light-emitting diode on sapphire substrate grown by metalorganic chemical vapor dcposition" Appl.Phys.Lett.69・6. 830-832 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Egawa et al.: "Stimulated emission from current injected InGaN/AlGaN surface emitting diode with Al reflector at room temperature" Electronics Lett.32・5. 486-487 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hasegawa et al.: "AlGaAs/GaAs light-emitting diode on a Si substrate with a self-formed GaAs islands active region by droplet epitaxy" Appl.Phys.Lett.68・4. 523-525 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.hasegawa et al.: "Suppression of <100> dark-line defect growth in AlGaAs/InGaAs single quantum well lasers grown on Si substrates" Jpn.J.Appl.Phys.35・11. 5637-5641 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Murata et al.: "GaAs-based vertical-cavity surface-emitting laser on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition" Jpn.J.Appl.Phys.35・12B. L1631-L1633 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Egawa et al.: "First fabrication of AlGaAs/GaAs laser diodes with GaAs islands active regions on Si grown by droplet epitaxy" Technical digest of International Electron Devices Meeting. 413-416 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Egawa: "Degradation mechanism of AlGaAs/GaAs laser diodes grown on Si substrates" Aool Phys. Lett.67. 2995-2997 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Egawa: "Room-Temperature Pulsed Operation of AlGaAs/GaAs Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser Diode on Si Substrate." IEEE Photonics Technology Letters. 61. 681-683 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 長谷川義晃: "歪量子井戸構造を用いたSi上GaAs系レーザーの寿命改善" レーザー研究. 22. 17-24 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Hasegawa: "Vertically-stacked GaAs quantum wires grown on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition." Journal of Crystal Growth. 145. 728-733 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Egawa: "Structure of AlAs/GaAs distributed Bragg reflector grown on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition." J.Appl.Phys.77(発表予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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