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Output power improvement of microchip deep-ultraviolet laser diodes for innovative manufacturing systems

用于创新制造系统的微芯片深紫外激光二极管的输出功率提高

基本信息

批准号：
21H04560
负责人：
久志本真希
金额：
$ 26.71万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

深紫外LDは不純物無添加型分極ドーピングクラッド層の導入によりレーザー発振を実現した。しかし、nsオーダーの短いパルス電流注入での発振にとどまっている。これは従来の窒化物半導体LDと比較して、閾値電流密度が非常に高いためである。そこで本年度は、深紫外LDにおける閾値上昇の要因を検討した。まずLDに含まれる六角形形状の異常成長に着目した。これらの領域を含んだ共振器では閾値電流密度が上昇する。これらの影響を検討するために、光学特性・電気特性・構造解析といった多角的な手法を用いて諸特性の解析を行った。その結果、異常成長領域はLEDモードでは非常に強い発光強度を持つことを示した。CL測定において発光層の発光波長や分布を観測したところ、異常成長の発光波長は長波長化すること、および発光強度は低減することが示された。そこでエミッション顕微鏡・コンダクティブAFMを用いて電気特性評価を行ったところ、異常成長領域への電流集中が観測された。以上のことから異常成長により電流注入不均一が発生し不均一な発光分布が局所的に形成されることや、異常成長領域のバンドギャップが小さいことで共振器内で吸収が発生することにより、閾値電流密度が上昇することが明らかとなった。次にプロセス起因で発生する発光不均一に着目した。これらデバイス作製中の熱処理プロセスで発生し、閾値電流密度を大きく上昇させる。これは応力解放により形成される可能性が高いと考えられたことから、構造解析や抑制可能なデバイス構造やプロセスの検討を実施した。この根本原因の解決は閾値電流密度の上昇を抑制し、高出力化を実現するために必須であることから、来年度も継続して実施予定である。

Deep ultraviolet LD is an impurity-free additive-free polarization polarization layer introduction system.しかし, nsオーダーの小いパルスcurrent injectionでの発尊にとどまっている. The reason why the chemical semiconductor LD is relatively high is that the threshold current density is very high. The main reason for the increase in the threshold value of deep ultraviolet LD this year is the same. The abnormal growth of the hexagonal shape of the LD is a special feature. The field of the circuit contains the resonator and the threshold current density rises. The multi-angle technique is used to analyze the optical properties, electrical properties, and structural properties of various properties. As a result, the abnormal growth area of LED light intensity is very strong and the light intensity is high. CL measurement is used to measure the wavelength distribution of light in the optical layer and abnormal growth. The wavelength of the light is lengthened and the intensity of the light is reduced. Microscope and Microscope Sexual evaluation価を行ったところ、Abnormal growth fieldへのcurrent concentrationが観measurementされた. The above abnormal growth is caused by uneven current injection, uneven light distribution, and abnormal growth area.バンドギャップが小さいことでAbsorption inside the resonator が発生することにより, threshold current density がrise することが明らかとなった. The cause of the sub-にプロセスで発生する発 is uneven light and the eye is shining. The heat treatment of the これらデバイス is under production, and the threshold current density is large and the rise is させる.これは応力liberate により Form される possibility が高いと考えられたことから, Structural analysis and suppression of possible なデバイスstructural やプロセスの検question を実事した. The root cause of the problem is solved, the rise of the threshold current density is suppressed, the high power is required, and the next year's supply is determined.