| 研究概要 |
MOVPE法(有機金属気相成長法)やMBE(高真空ビーム成長法)によりGaN, GaInN, AlGaNや新しくGaInNAsなどの高品質化に成功し、通常のレーザウエハと遜色ない、フォトルミネッセンスを得ることができ、それぞれの結晶性が高品質であることを示した。
SiO_2や面発光レーザの反射鏡になる誘電体多層膜反射鏡(SiO_2/ZrO_2)をマスクとして選択成長を行ない、これにより横成長によるハイブリッド構造の提案と実現、この選択成長の技術による電流狭窄構造の製作とその性能の評価を行った。また、電流狭窄構造に誘電体を使用すると誘電体の熱抵抗が大きいため、悪影響を与えるので、その熱抵抗を下げる工夫として、誘電体の代わりにAlNを使った、埋め込み型電流狭窄構造の提案と試作を行った。
また、面発光レーザに欠かせない、半導体多層幕反射鏡(DBR)の製作とともにこのDBR反射鏡の付いた面発光レーザ構造において光り励起により半値幅の狭い発光を得た。
GaInN系半導体は、通常サファイア基板上に成長しているため、極微小共振器構造の面発光レーザを製作する際、サファイア基板がエッチングなどで除去しにくいためにこの基板の剥離方法を考察した。その方法は、YAGレーザを照射することによりGaNを2Ga+N_2に変化させ、金属のGaメタルを塩酸などにより除去し、剥離するものである。この新しい試みによりGaInN/AlGaN半導体レーザ構造からサファイア基板を剥離に成功した。また、基板剥離によるダメージの影響を調べるために基板剥離前後のフォトルミネッセンス強度を測定し、影響が少ないことを確認した。この方法を利用して、2つの誘電体多層膜で、共振器を構成したGaInN面発光レーザ構造を製作し、光励起により発光を得た。また、大容量の情報通信のための面発光レーザの光源となる可能性を秘めた材料である、GaAs基板上に成長できるGaInNAsが、発光デバイスとして実現可能かを調べるために、実際にデバイスを製作し、検証した。
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