メサ側面から量子構造混晶化を適用した面発光レーザの製作と評価

摘要

フォトニクス分野で様々な応用が進む面発光レーザについて，素子サイズ微小化，低消費電力化　高 効率化を目指して，注入キャリアの拡散と表面再結合電流を抑制する，従来加工プロセスに適合する量子構造混晶化手法を提案する．量子井戸構造の試料にSiO_2を成膜し，様々な熱アニール条件により混晶化を行った結果をもとに，面発光レーザの通常の加工プロセスの途中でメサ横方向から混晶化を行いデバイスを製作した.15μm角メサのデバイスにより，混晶化を行わなかったデバイスに比べて，しきい値電流で70％の低減，量子効率で70％の向上を確認した．この特性向上について，製作工程の混晶化以外の特性改善要因についても議論する.%A quantum structure intermixing (QSI) technique that suppresses the carrier diffusion and surface recombination current was applied to vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs) for decrease of the device size and power consumption, and increase of the efficiency. The QSI process of applying the thermal annealing after SiO_2 deposition has been examined in quantum well samples. VCSELs were fabricated by using the QSI process from lateral direction at the mesa side wall. A15 μm square mesa VCSEL showed 70% decrease of the threshold current and 70% increase of the quantum efficiency in comparison with a non-QSI VCSEL. We also discuss another mechanism of improved characteristics besides the QSI technique.