シリコン基板上の室温連続発振面発光レーザーに関する研究

硅基片室温连续波面发射激光器研究

• 批准号: 06650053
• 负责人: 江川 孝志
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650053/
• 关键词: シリコン上面発光レーザー; 半導体多層膜; ヘテロ量子界面; 有機金属気相成長法

Si基板上に有機金属気相成長法(MOCVD)法により二段階成長法を用いて20層のAIAs/GaAs半導体多層膜をn側反射鏡とする面発光レーザーの試作を行い、その特性評価を行った。室温・パルス動作において、しきい値電流=79mA(しきい値電流密度=4.9kA/cm^2)、発振波長860nm、半値幅0.28nmで発振するSi基板上面発光レーザーの試作に成功した。このAIAa/GaAs半導体多層膜の反射率は93%であった。また、ニ段階成長法を用いて作製したSi基板上面発光レーザーでは、透過型電子顕微鏡及び原子間力顕微鏡の観察結果から、成長初期過程でGaAsが三次元(島状)成長するため、平坦な表面及びAIAs/GaAs半導体多層膜のへテロ量子界面が得られないことが明らかになった。また、オージェ分光法を用いた組成分析の結果から、AIAs/GaAsヘテロ量子界面では、急峻な組成プロファイルが得られていないことが明らかになった。今後、原子レベルで平坦で、急峻な組成プロファイルを持つ高反射率の半導体多層膜反射鏡を作製することにより、室温・連続発振及び特性の改善が可能になると考えられる。

A trial operation of a 20-layer AIAs/GaAs semiconductor multilayer film using an organic metal vapor deposition (MOCVD) method on a Si substrate and an n-side mirror for planar light emission was carried out. At room temperature, during operation, current density =79mA(current density = 4.9 kA/cm^2), emission wavelength 860nm, half-width 0.28 nm, emission light on Si substrate was successfully tested. The reflectivity of GaAs/GaAs semiconductor multilayer film is 93%. The results of observation of GaAs three-dimensional (island-like) growth by using transmission-type electron micromirrors and atomic force micromirrors in the initial growth process, flat surfaces and quantum interfaces of GaAs/GaAs semiconductor multilayer films were obtained. The results of the composition analysis of AIAs and GaAs are as follows: In the future, it is possible to manufacture semiconductor multilayer mirrors with high reflectivity, such as flat, high composition, high temperature, continuous vibration, and high performance.

项目成果

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)

Yoshiaki Hasekawa：“使用应变量子阱结构提高 Si 上 GaAs 基激光器的寿命”《激光研究》22. 17-24 (1994)。

Y.Hasegawa: "Vertically-stacked GaAs quantum wires on Si substrate by metalorganic chemical vapor deposition." Journal of Crystal Growth. 145. 728-733 (1994)

Y.Hasekawa：“通过金属有机化学气相沉积在硅衬底上垂直堆叠 GaAs 量子线。”

T.Egawa: "Structure of AIAs/GaAs distributed Bragg reflector grown on SI substrate by metalorhanic chemical vapor deposition." J.Appl.Phys.77(発表予定). (1995)

T.Ekawa：“通过金属化学气相沉积在 SI 衬底上生长的 AIA/GaAs 分布式布拉格反射器的结构。”J.Appl.Phys.77（待提交）。

T.Egawa: "Room-Temperature Pulsed Operation of AIGaAs/GaAs Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser Diode on SI Substrate." IEEE Photonics Technology Letters22GD01:6. 681-683 (1994)

T.Ekawa：“SI 基板上 AIGaAs/GaAs 垂直腔表面发射激光二极管的室温脉冲操作”。