第83回応用物理学会秋季学術講演会
(2022)

レーザリフトオフ法を用いたUV-B AlGaN系発光素子の縦伝導デバイスの作製

西林到真^1,大森智也¹, 下川萌葉¹, 薮谷歩武¹, 長谷川亮太¹, 岩山章^1,2,
岩谷素顕¹, 竹内哲也¹, 上山智¹, 三好晃平³, 難波江宏一³,山口顕宏⁴, 三宅秀人²

¹名城大・理工, ²三重大院・工, ³ウシオ電機㈱, ⁴西進商事㈱

T. Nishibayashi¹, T. Omori¹, M. Shimokawa¹, A. Yabutani¹, R. Hasegawa¹, S. Iwayama^1,2,
M. Iwaya¹, T. Takeuchi¹, S. Kamiyama¹, K. Miyoshi³, K. Naniwae³, A. Yamaguchi⁴, and H. Miyake²

¹Fac. Sci & Tec., Meijo Univ., ²Grad. E. & E. Eng., Mie Univ., ³Ushio Inc.,⁴Seishin Trading Co., Ltd

本グループではサファイア上に作製した格子緩和したAlGaN上にUV-Bレーザーダイオード（LD）の室温パルス発振を報告した．そこで本報告では，高出力化が期待できるサファイア基板を除去した縦伝導デバイスの作製を検討したのでその結果について報告する．
作製したデバイスの断面構造図をFig. 1に示す．本実験では横型利得導波型LDにおいて閾値電流密度が約30 kA cm^-2でレーザー発振するウェハーを用いて縦型デバイスを作製した．1cm角に切り出したウェハーにp型電極，絶縁膜を形成後，Au/Snハンダを用いてSiC支持基盤に接合し，サファイア側から波長257 nmのパルスレーザによりレーザリフトオフを行った．その後，研磨，ICPエッチングによりn-AlGaN層を露出させ，ICPエッチングによりメサ加工，n電極形成，絶縁膜形成，さらにはへき開によりレーザーバーを形成した．作製したデバイスサイズは共振器長700 µm，p型電極幅5 µmである．パルス幅50 ns，パルス周期500 µsによるパルス駆動で評価を行った．Fig. 2に代表的な特性として端面から測定した発光スペクトルを示す．結果として，良好なシングルピークを確認し，電流値増大に対して光強度の増加を確認した．また，サンプルによっては電流密度30 kA cm^-2程度まで動作するデバイスも存在した．その一方で，同一電流値における動作電圧が横型デバイスよりも5V程度高く，TLM測定の結果からn型電極の形成プロセスに課題があるとことがわかった．

　　　
　　　Fig.1 デバイスの断面構造図