| 研究概要 |
本研究は平成8年度と9年度の2年間にわたるものであり、以下の成果を得た。
1.プレーナ型新構造素子の提案: GaAs/InGaAs/GaAs歪量子井戸とAlAs/GaAs多重反射膜の間に歪量子井戸層を挟んでnおよびp導電層を設けたTJS構造を提案し、従来問題であったヘテロ接合による直列抵抗にもとづく発熱を大幅に低減できることを示した。
2.水冷式MBEによる素子構造の作製と評価: GaAs/InGaAs/GaAs歪量子井戸のしきい電流密度を少なくするための理論検討により、InGaAs層の厚さとして7.9nmを設計値とし、歪量子井戸の成長:水冷式分子線エピタキシ-(MBE)装置によりGaAs基板上にAlGaAs/GaAs/AlGaAsの成長を行った。GaAs/InGaAs(8nm)/GaAs歪量子井戸の成長を行い、室温で0.98μmのMOCVD法と比肩できるフォトルミネッセンスを観測し、波長は理論値と一致した。面発光レーザ共振器として各層の厚さが1/4波長で24対のAlAs/GaAs多重反射膜をコンピュータ制御により作製し、SEM観察で成長できることを確認した。
3.n型およびp型不純物ド-ピングと評価: n型不純物としてSiをMBE成長に用い、キャリヤ密度7x10^<17>/cm^3で液相成長法と同程度の2000cm^2/V・sを越える移動度を実現した。
4.超格子構造のディスオーダ化:Znの拡散について、電子ビーム蒸着で作製したZnO/SiO_2膜GaAsへ固層拡散ができるようになり、700℃で0.6mm/h^<1/2,>の結果を得た。n型不純物のSiの拡散によりディスオーダ化のため、電子ビーム蒸着によるSi/SiO_2膜を用いて、封止石英管中でAs圧のもとで850℃で20hrの拡散を行うことにより、4μmの拡散が可能となった。この実験でSiの拡散深さを大きくするにはAs蒸気の加圧により、As空孔の密度をCa空密度と同程度に制御することが必要であることを確かめた。
5.素子構造の作製: GaAs、AlGaAs、InGaAsへのn型(Si)およびp型(Be)不純物のド-ピング、上記の歪量子井戸の両側にAlAs/GaAs多重反射膜を形成したウェハにZnおよびSiの拡散によるディスオーダ化によりTJS構造レーザの作製することができた。
本研究結果は面発光マイクロレーザの実用に重要な成果であり、一連の成果を論文にまとめて投稿する準備を進めている。
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