Ⅲ族窒化物半導体トンネル接合を用いた電流経路制御の検討

摘要

Current path control in nitride semiconductor-based devices with tunnel junctions have been investigated along the following two aspects. First, LEDs with tunnel junctions and top n-GaN layers for current spreading were fabricated. Light extraction was improved 1.4 times compared to that of standard LEDs with semi-transparent electrodes. This indicates that the currents were sufficiently spreading at the top n-GaN layers and no light was absorbed at the electrodes. Next, current density distribution and device resistance were estimated in nitride-based vertical cavity surface emitting lasers with the tunnel junctions by finite element method. A reasonably low resistance, 200 Ω, was obtained in a suitable device structure, implying potential cw operations at room temperature.%窒化物半導体トンネル接合を用いた電流経路制御として以下の二つを検討した。まず、従来のLED構造上にトンネル接合と横方向電流拡散のためのn-GaN層を有するLEDを作製した。素子表面からの光取り出し量が、従来の半透明電極を用いたLEDよりも1.4倍に向上することがわかった。これは、n-GaN層で横方向に電流が十分拡散し、かつ半透明電極による光吸収を抑制できたためと考えられる。次に、埋め込みトンネル接合による電流狭窄構造を有する窒化物半導体面発光レーザの注入電流密度と素子抵抗を有限要素法により見積もった。適切な素子構造ではその抵抗が200Ω程度に抑えられ、室温連続動作する可能性を有することを確認した。