1995年 DVD向け650 nm帯AlGaInP系レーザー開発 （松下、東芝、シャープ、ソニー） 〜個別半導体・他〜

1982年に製品化した波長780nmのGaAlAsレーザー光源のCDが普及し、1990年代になるとCDサイズの光ディスクにディジタル画像を収録するディジタルビデオディスク(DVD)の開発が要求された。メモリ容量をCDの0.65GBからDVDの4.7GBに増加させるために、光源の波長として650nmが採用された。 化合物半導体の中では最も大口径結晶が得られるGaAs基板にエピ成長（格子整合）可能で、650nm発振する結晶としてIn(GaAl)Pがあり、この材料のレーザー開発を各社が推進した。四元系材料なので結晶成長に課題が多かったが、気相エピ成長（VPE）、有機金属（MO）CVD技術の開発により、1985年にNEC,ソニー、東芝がInGaAlP/InGaPダブルヘテロ（DH）構造レーザーの室温連続成長に、世界に先駆けて成功した。1986年には光ディスク応用で必要な横モード制御構造も実現された。 レーザーの高出力化のために、多重量子井戸（MQW）構造、多重量子障壁（MQB）構造などが導入され、高温発振、高信頼性が実現している。松下電子は、図に示すようなp型クラッド層中に高濃度にドーピングされた過飽和吸収層（HDSA: Highly-Doped Saturable Absorbing）を導入する構造を考案し、戻り光ノイズの影響を受けにくい低雑音に自励発振型レーザーを開発した。 これらのレーザーを搭載したDVDプレーヤが1996年に発売になり2003年頃から本格普及し始めた。 その後DVDには、記録型(DVD-R, DVD-RW)が開発され、これに向けて光出力20-30mWのレーザーが開発された。さらに記録速度が2倍速、4倍速と高速になるにしたがって、高出力のレーザーが開発された。2003年にはソニー、三菱電機から16倍速に対応する光出力220mWのレーザーが、また2005年には2層DVD+Rディスクへ16倍速記録が出来る光出力350mWのレーザーが三菱電機より市販された。

過飽和吸収層を有する自励発振型赤色半導体レーザの断面概略図とバンド図（4）

【参考文献】 (1) A. Usui, T. Matsumoto, M. Imai, I. Mito, K. Kobayashi, & H. Watanabe, “Low threshold current operation of vapour-grown 65 nm-band InGAsP/InGaP DH lasers”, Electronics Letters, Vol. 21, No. 2, pp.54-56, (jan.17, 1985) (2) M. Ishikawa, Y. Ohba, H. Sugawara, M. Yamamoto, & T. Nakanishi, “Room-temperature cw operation of InGaP/InGaAlP visible light laser diode on GaAs substrates grown by metalorganic chemical vapor deposition”, Applied Physics Letters, vol. 48, p.207, (1986) (3) M. Ikeda, Y. Mori, H. Sato, K. Kaneko, & N. Watanabe, “Room-temperature continuous-wave operation of an AlGaInP double heterostructure laser grown by atomospheric pressure metalorganic chemical vapor deposition”, Appl. Phys. Letters. Vol. 47, pp. 1027-1028, (1985) (4) I. Kidoguchi, H. Adachi, S. Kamiyama, T. Fukuhisa, M. Mannoh, A. Takamori, & T. Uenoyama,　“Low-noise 650nm-band AlGaInP visible lasers with highly-doped saturable absorbing (HDSA) layer”, IEEE IEDM Digest of Tech. Papers, pp. 563-566, (1995) (5) ソニープレスリリース“16倍速のDVD記録を可能にする業界最高レベルの220mW半導体レーザーダイオードを商品化” 　 http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press_Archive/200308/03-0828/ (6) 三菱電機ニュースリリース“2層DVD±R　16倍速記録用赤色高出力半導体レーザを出荷開始”

【移動ページ】 個別半導体他/該当年代へ

【最終変更バージョン】 rev.002 2015/7/6