面発光レーザへの混晶薄膜光・量子デバイスの積層集積

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本研究は、2次元アレー化や他の光素子との積層集積化が可能である面発光半導体レーザの高性能化及びこのレーザを基調とした光集積回路の実現を目的として行なったもであり、以下の研究成果を得た。1.面発光レーザ用DHウェハの膜厚制御性や成長表面の平坦性を向上するために、GaAlAs/GaAs 系有機金属気相成長装置の設計・製作を行ない、成長温度、【V】族・【III】族比等の成長条件を明かにし、厚膜活性層を有した面発光レーザ用DHウェハを成長し、フォトルミネッセンスやストライプレーザのしきい値電流密度等の測定からその特性評価を行なった。 その結果、しきい値電流密度3.6KA/【Cm^2】μmという従来の液相成長法によるものと同等以上の良質なDHウェハを得、面発光レーザへの応用の見通しを得た。 2.計算機制御された液相成長炉および有機金属気相成長炉を用いて、面発光レーザ用反射鏡として、GaInAsP/InP 及びAlAs/GaAs 混晶の1/4波長厚さの半導体多層膜の形成法を確立した。(1)液相成長法による50層のGaInAsP/InP 半導体多層膜を形成し、波長1.4μmで81%反射率を得た。(2)有機金属気相成長法により30層のGaAs/AlAs の半導体多層膜を形成し、波長1.05μmで最大96%の反射率を得た。 3.上記のGaInAsP/InP 多層膜反射鏡を実際に面発光レーザに応用し、77Kの低温ではあるが、発振に成功した。