通过改变结晶面实现

　　此次之所以能试制出实用水平的绿色半导体激光器，是因为利用了被称为GaN结晶的“半极性面”的结晶面(图2)。试制品在住友电工制造的GaN基板的半极性面上生成GaN类半导体结晶后制成。活性(发光)层采用InGaN。

　　图2：利用半极性面

　　普通的InGaN类半导体激光器利用GaN结晶的c面。而索尼等试制的激光器利用相对于c面倾斜75度的半极性面。即{2021｝的面方位(a)。利用可削弱GaN结晶中的电场影响的半极性面提高了效率(b)(图由本刊根据索尼的资料制作)

　　活性层采用InGaN的普通蓝紫色和蓝色半导体激光器，以GaN结晶的极性面c面为生长面，以其法线方向(c轴)为生长轴层叠GaN类半导体。但利用c面的话，因“压电电场”的影响，很难在蓝色波段的基础上使波长增长到绿色波段。

　　此次利用的半极性面是指相对c面倾斜75度的面。即利用了{2021｝面。从理论上说，利用GaN结晶的半极性面能削弱压电电场的影响。虽然还有比{2021｝面更能削弱压电电场的结晶面，但从易于提高结晶品质等理由考虑，选择了{2021｝面。

　　其实住友电工2009年就试制出了采用该面的绿色半导体激光器，并成功实现了531nm的激光脉冲振荡。但在特性方面未能达到实用水平。之后，住友电工与拥有半导体激光器制造经验的索尼携手，对该激光器的构造、电极及结晶生长等整体制造工艺进行了改良，提高了激光器的性能。

　　关于量产时的课题基板，住友电工已开始样品供货口径最大扩大至2英寸的半极性GaN基板。