Applied Physics Express Volume14, Number6, 2021 

Low threshold current density in GaInN-based laser diodes with GaN tunnel junctions  

Yuki Kato¹, Kohei Miyoshi², Tetsuya Takeuchi¹, Tetsuro Inagaki¹, Motoaki Iwaya¹, Satoshi Kamiyama¹ and Isamu Akasaki^1,3
 

¹ Faculty of Science and Technology, Meijo University, Nagoya 468-8502, Japan

² Ushio, Inc., Gotenba 412-0038, Japan

³ Akasaki Research Center, Nagoya University, Nagoya 464-8603 Japan

In recent years, GaN-based visible laser diodes (LDs) with high light output power have been applied to laser projectors and so on. At the same time, wall plug efficiency (WPE) values of the GaN-based LDs are lower than those of GaAs-based LDs, and the situation is even worse for GaN-based LDs with longer wavelengths. one of the factors for the low WPE is high threshold current density values in the GaN-based LDs. The threshold current density can be reduced with an increase of an optical confinement factor, Γ. In this letter, we demonstrated GaN-based blue LDs with AlInN cladding layers on both the bottom n-type and the upper p-type layer sides using GaN tunnel junctions to improve the optical confinement factor. 

近年、光出力の高いGaN系可視光レーザーダイオード（LD）がレーザープロジェクターなどに応用されている。同時に、GaN ベースの LD のウォール プラグ効率 (WPE) 値は GaAs ベースの LD の値よりも低く、長波長の GaN ベースの LD では状況はさらに悪化する。WPE が低い 1 つの要因は、GaN ベースの LD のしきい値電流密度値が高いことである。 しきい値電流密度は、光閉じ込め係数 Γ の増加に伴って減少させることができる。この論文では、光閉じ込め係数を改善するためにGaNトンネル接合を使用して、下部n型層と上部p型層の両方にAlInNクラッド層を備えたGaNベースの青色LDを示した。 

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