AlGaInP系垂直共振器型面発光・可視光(赤色)半導体レーザの開発

AlGaInP垂直腔面发射可见光（红光）半导体激光器的研制

• 批准号: 05750318
• 负责人: 金子 和
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Sophia University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750318/
• 关键词: 可視光; AlGaInP; 面発光レーザ; 垂直共振器; 屈折率; 半導体多層反射膜; 歪量子井戸レーザ; ガスソース分子線エピタキシ-

AlGaInP系垂直共振器型面発光・可視光(赤色)半導体レーザの開発を目的とし、ガスソース分子線エピタキシ-法により、種々のAlGaInP結晶の成長を行い、以下の結果を得た。1.面発光レーザを構成する、波長オーダの垂直共振器、及び高反射率の半導体多層反射膜を設計するためには、材料の屈折率を知ることが必要である。そこで、まずはじめに、GaAs基板上に格子整合したGaInP、AIInP、及びGaInP/AIInP擬似4元混晶の屈折率を1500nmからバンド端波長までの広い波長範囲で反射法により測定した。測定結果をMSEO法に、フィッティングしたところ、擬似4元混晶の等価的Al組成比xに対し、振動子エネルギーE_o=4.17-0.49x、及び分散エネルギーE_d=35.79-1.16xを得た。擬似4元混晶と4元混晶の屈折率は等しいことが分かった。2.次にGaInP/AIInP半導体多層反射膜を作製し、その反射率を測定した。ピークの波長、反射率とも設計値に対し十分な結果を得た。3.続いて、GaInP/AIInPファブリーペロ-型歪量子井戸半導体レーザを、ガスソース分子線エピタキシ-法の新たなシャッタ制御技術を用いて作製した。GaInP活性層に圧縮歪みを導入することにより、発振波長を、GaInP/AIInP多層反射膜に対して吸収の無い700nm以上にチューンすることができ、又発振指閾値電流密度175mA/cm^2を得た。この値は世界でもトップレベルであり、圧縮歪みレーザを垂直共振器型面発光レーザに応用した場合に有効である。以上の基礎的な研究を土台として、実際に垂直共振器型面発光レーザを実現することが、今後の課題である。

AlGaInP vertical resonator profile light emitting and visible light (red) semiconductor crystal development goal, good molecular line, seed AlGaInP crystal growth process, the following results were obtained. 1. It is necessary to design vertical resonators with high reflectivity and to know the refractive index of materials. The refractive index of GaInP, AIInP, and GaInP/AIInP quasi-quaternary mixed crystals on GaAs substrates was measured by reflection method at 1500nm. As a result, the Al composition ratio x of MSEO method, quasi-quarternary mixed crystal and quasi-quarternary mixed crystal was obtained, and the vibration ratio E_o=4.17-0.49x and dispersion ratio E_d=35.79-1.16x were obtained. The refractive index of quasi-quaternary mixed crystal is equal to that of quaternary mixed crystal. 2. Next, GaInP/AIInP semiconductor multilayer reflective films were fabricated and their reflectivity was measured. The wavelength, reflectivity and design parameters are very important. 3. The new technology of quantum well fabrication in GaInP/AIInP is introduced. The GaInP active layer has an absorption wavelength of 700nm or more and a threshold current density of 175mA/cm^2 for the excitation finger. This value is applicable to all applications of vertical resonator profile light emission. The basic research of the above is based on the theory and practice of vertical resonator profile light emission.