LAST UPDATE 2002/03/14
　●第５話｢ＬＤ(ﾚｰｻﾞｰﾀﾞｲｵｰﾄﾞ)ニュース・スクラップ｣−１ｂ
　ホットなニュース目白押し！半導体等レーザーのニュースをまとめて読める様にページを新しく設けました。
　新しい情報を随時追加していきますので更新は不定期です。

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　○ソニー，CD-R/RW用250mWおよびDVD用100mW高出力半導体レーザを発売(発表資料要約)　2002.2.28

　ソニーは，48倍速以上のCD-R/RWへのデータ書き込みに対応した780nm帯250mW出力の「SLD253VL」と，
　4倍速以上の追記型/書き換え型DVDのデータ書き込みに対応した650nm帯100mW出力の「SLD1233VL」の
　高出力半導体レーザ・ダイオード2品種を発売した（ニュース・リリース）。

　SLD253VLでは，光学的損傷を抑制するレーザ射出端面の保護コーティング技術とダイオード内での
　レーザ光の透過損失を抑制する導波路構造を新たに採用したことにより，250ｍＷのパルス定格出力を
　実現した。SLD1233VLでは，射出端面でレーザを吸収しない窓構造と，ダイオード内でのレーザ光の
　透過損失を抑制する屈折率導波構造を採用し，100mWのパルス定格出力を実現した。

　SLD253VLは2002年5月よりサンプル出荷を開始し，価格は1000円。SLD1233VLも同時期にサンプル出荷を
　開始し，価格は2000円。

　○着々と準備が整うDVD向け半導体レーザの受託製造，台湾Arima Optoelectronics社が計画を明らかに
　2002.1.25

　台湾Arima Optoelectronics Corp.はDVD用半導体レーザの受託製造に向け，生産規模を拡大している。
　2002年3月に製造ラインの拡張工事を終え，同年末には月産200万個の量産規模を達成する計画。
　主に出力5W〜50W，波長635nm〜660nmの品種を生産するという。同社によれば，特徴は「すでに市場に
　出回る半導体レーザよりも消費電力が低いこと」という。半導体レーザを形成するP型半導体層の不純物濃度を
　高めることで発光効率を上げ，消費電力を減らしたとする。
　すでに日本企業数社がArima社製半導体レーザを評価し，「すぐにでも製品に使用できるとの評価を下した
　日本メーカーもある」（Arima社）という。

　同社は，光通信に向けた波長1.3μm〜1.55μmの半導体レーザや，GaN系材料を使った青紫色半導体レーザに
　ついても研究開発を進めている。このうち青紫色半導体レーザについては，英国にある同社の研究所にて
　開発しているもよう。

　○シャープ，100mWと高出力の赤色半導体レーザを発売（発表資料要約）2001.12.26

　シャープは，「業界最高レベル」（同社）となる100mW（パルス）出力を実現した赤色半導体レーザ
　「GH06570A2C」を発売した（ニュース・リリース）。4倍速書き込みのDVD-R/RWに向ける。

　今回の製品は，レーザ・チップの端面保護膜形成プロセスと活性層構造の改良により，低電流で
　高出力動作を実現した。動作電流は標準で95mA，ピーク時発振波長は標準で656nmである。

　発振波長が652nm〜660nmの範囲で設定可能なため，方式の異なるすべての書き込み型DVD（DVD-R，+R，
　-RW，+RW，RAM）に対応できる。

　サンプル価格は3000円で2002年5月10日より発売。月産10万個の規模で生産する。（NE ONLINEセンター）

　○三菱電機，DVD-RおよびCD-R用高出力レーザ・ダイオードを発売（発表資料要約）2001.11.14

　三菱電機は，DVD-RおよびCD-R用高出力レーザ・ダイオードを発売した（ニュース・リリース）。
　4倍速DVD-R用および32〜40倍速CD-R用の光源向けに3シリーズをそろえる。

　従来のレーザ・ダイオードの構造は，レーザ素子端面での光学的破壊レベルを改善する素子端面窓構造
　と，素子内部での光吸収損失が少ない実屈折率型光導波路構造の両方を採用している。
　今回さらに導波路構造の最適化や素子発熱・放熱の改善により高出力を実現したという。
　DVD-R用650nm帯赤色レーザ・ダイオードでは90mW，CD-R用780nm帯レーザ・ダイオードでは
　32倍速用に180mW，40倍速用に200mWの出力を実現している。非点隔差（縦横方向の焦点差）も
　従来比1/4の1μm程度に改善した。

　サンプル価格はDVD-R用「ML1XX17シリーズ」が3000円，CD-Ｒ用32倍速向け「ML6XX36シリーズ」が
　2000円，同40倍速向け「ML6XX35シリーズ」が2500円。2001年11月21日よりサンプル出荷を開始し，
　量産はML1XX17シリーズが2002年3月より月産10万個，ML6XX36シリーズが同年1月より月産20万個，
　ML6XX35シリーズが同年4月より月産40万個の規模で開始する。

　○【CEATEC速報】シャープ，40倍速CD-R装置用や4倍速の書き込み型DVD装置用など高出力半導体レーザに注力
　2001.10.3

　シャープは，2001年10月2日〜6日まで千葉県・幕張メッセで開催されている「CEATEC JAPAN 2001」で，
　追記型や書き換え可能なCD，DVDに向けた高出力半導体レーザの開発成果をズラリと並べた。
　なかでも目を引いた成果は主に3つある。
　（1）最大40倍速のCAV方式記録が可能なCD-R/RW装置用半導体レーザ，
　（2）4倍速記録に対応したDVD-R/RW/RAM装置向け半導体レーザ，
　（3）追記型や書き換え可能なCDとDVDに対応した2波長半導体レーザ，である。

　（1）の40倍速記録に対応したCD-R/RW装置用半導体レーザは，パルス発振時の最大光出力が200mWで，
　「業界初」（同社）をうたう。連続発振時は同100mW。現在すでにサンプル出荷が可能という。
　しきい値電流は30ｍAで，光出力90mWで連続発振した場合の消費電流は120ｍA，動作電圧は＋2.2V。
　レーザ・ビームの放射角は，活性層に対して水平方向が8.7度，垂直方向が16度で，アスペクト比は
　約1.8である。直径5.6mmの金属缶パッケージに封止して供給する。なお，発振波長は784nmである。
　パルス発振時の動作温度は−10℃〜＋75℃を保証する。

　（2）の4倍速記録対応のDVD-R/RW/RAM装置向け半導体レーザの光出力は，パルス発振時で100ｍW，
　連続発振時で70ｍWである。発振波長は656nmで，しきい値電流は30ｍA。連続発振時の光出力が
　60ｍW時の動作電流は90mA，動作電圧は＋2.6Vである。レーザ・ビームの放射角は，活性層に対して
　水平方向が8.0度，垂直方向が23度。−5℃〜＋70℃での動作を保証する。

　（3）の2波長レーザは，24倍速でCD-R/RWディスクへ，2倍速でDVD-R/RW/RAMディスクへ書き込みが
　可能である。パルス発振時の光出力は，それぞれ160ｍW，70ｍW。−10℃〜＋70℃での動作を保証する。
　ノート・パソコン用など薄型の追記，書き換え型CD/DVD装置に向けて，直径5.6mm金属缶パッケージの
　ステム（台座部分）の一部に切れ込みを入れた，いわゆる「Dカット形状」のパッケージを採用した。

　○【CEATEC速報】ローム，GaN系青紫色半導体レーザの新製法を明かす 2001.10.2

　ロームは，かねてからパイオニア総合研究所や京都大学ベンチャービジネスラボラトリーと
　共同開発しているGaN系の青紫色半導体レーザについて，開発状況を披露した。

　試作したレーザのファーフィールド・パターンは，日亜化学工業など先行するメーカーとほぼ同じで，
　アスペクト比は3弱である。光出力は5mWで試験しており，＋60℃動作も可能になったという。
　ただし，寿命は明らかにしていない。

　サファイヤ基板の上に横方向の選択成長技術でGaN層を形成し，転移などの格子欠陥を減らしたうえで
　レーザ素子を作製するという手順は，他社と似ている。今回は，素子を作製したあとで，効率よく
　放熱できる構造を実現する工夫などパネルで展示した（一部は応用物理学会などで公表済みという）。

　まず，作製したレーザ素子の上に，厚さ3μm〜4μm程度と薄いハンダ層をつけ，その上にGaAs基板を
　貼り付ける（図1）。そしてサファイヤ基板を引き剥がして，露出したGaN層に電極を取り付ける。
　こうすると，GaAs基板側にヒートシンクを設けることができ，効率的にレーザ素子が発生する熱を
　取り去ることができるほか，へき開で素子端面を形成できる利点も出てくる。

　ただしこの方法には放熱的には優れているものの，歩留まりが下がる，製造工程が増えるといった
　課題がある。そこでGaAs基板をつけることなく，レーザ素子の上につけたハンダで直接，ダイを
　ボンディングできるかどうかについても並行して研究を進めているという。

　○松下電器，次世代DVD向け青紫色レーザ市場に参入 2001.9.27

　松下電器産業は，DVDの次世代を担う光ディスク（次世代DVD）の記録再生装置に向けた高出力の
　青紫色SHG（second harmonic generation）レーザを開発したと発表した。次世代DVDを開発する
　光ディスク装置メーカーなどに向けて，2002年3月までにサンプル出荷を始める。量産価格は
　明らかにしていないが「GaN系の青紫色半導体レーザよりも低価格に設定する」（同社）見込み。
　今回同社が製品化したSHGレーザは，現在特許訴訟の渦中にあるGaN系青紫色半導体レーザと構造的に異なる。
　このため「特許訴訟は製品化に影響しない」（松下電器産業）という。同社にとっては現在が製品化の
　好機といえる。

　開発したSHGレーザの発振波長は410nm。光出力は30mW。SHG素子は日本ガイシと共同で開発した
　「ニューリッジ型」で，要素技術は「International Symposium on Optical Memory（ISOM）2000」
　で発表済み（詳細は日経エレクトロニクス誌，2000年9月25日号の「高出力青紫色レーザ，複数社が
　研究開発にメド」参照）。松下電器産業が従来から開発を進めてきた「プロトン交換光導波路型」と
　比較して変換効率を2倍に高められる。ISOM2000ではTi-Al2O3の固体レーザを光源とした原理確認だったが，
　今回は松下電器産業が発振波長820nmのDBR（distributed Bragg reflector）半導体レーザを開発し，
　SHG素子と組み合わせた。SHGレーザの出力が30mWの場合，DBRレーザの出力は120mWである。
　しきい値電流や動作電流などレーザの諸特性は明らかにしていない。

　半導体レーザとSHG素子を直接結合することで，0.3cm3，0.9gの小型軽量化を実現した。
　GaN系青紫色半導体レーザと比べれば大きいが「SHGレーザは相対雑音強度（RIN：relative intensity noise）
　が−140dB/Hzと低いので，GaN系青紫色半導体レーザで必要な高周波重畳回路が不要。
　全体で見れば，SHGレーザの方が小さくできる」（同社）とみる。

　同社は，今回のSHGレーザと，同レーザを組み込んだ次世代DVD装置を2001年10月2日〜10月6日まで
　千葉県幕張メッセで開催される「CEATEC JAPAN 2001」で展示する予定。2001年10月16日〜19日まで
　台湾台北市で開催される光ディスクの国際会議「International Symposium on Optical Memory（ISOM）
　2001」でも成果を報告する。

　○ソニー，アスペクト比が2.3と小さい高出力の青紫色半導体レーザを開発　2001.9.17

　ソニー白石セミコンダクタは，アスペクト比が2.3と小さい高出力の青紫色半導体レーザを開発した。
　2001年9月11日〜14日に愛知工業大学（愛知県豊田市）で開催された「2001年（平成13年）秋季
　第62回応用物理学会学術講演会」で明らかにしたもの（講演番号：14p−N−8）。
　アスペクト比が2〜2.5前後に抑えられると，半導体レーザを光ピックアップに組み込みやすくなる。
　同社は青紫色半導体レーザの寿命などの信頼性は製品レベルに達したと判断したうえで，次の開発目標を
　アスペクト比の低減など「光ディスク装置メーカーにとって使いやすい特性の実現」に定める。

　アスペクト比を小さくするには，レーザ・ビームのファーフィールド・パターンを活性層に対して
　水平方向に広げ，垂直方向に狭める必要がある。このファーフィールド・パターンと素子の端面における
　発光スポットの形状は逆になる。つまり今回，同社は活性層の面内方向に広がっている発光スポットを
　（1）水平方向に縮め，（2）垂直方向に広げた。

　（1）発光スポットを水平方向に縮める方法としては，同方向の光の閉じ込めを強めればよい。
　しかし単に強めると，キンク現象が起きやすくなるという問題があった。そこで同社はリッジの
　側壁をSi/SiO2層で形成することで1次モードの吸収係数を高め，キンク現象の発生を抑えた。
　光出力30mW時の水平放射角を8.9度に広げても，連続発振100mWまでキンク現象はみられなかった。

　（2）垂直方向に広げる方策として，同方向の光の閉じ込めは弱めた。具体的にはガイド層を薄くし，
　クラッド層へ光がしみ出しやすくした。ただし，それだけではしきい値電流が上昇してしまう。
　同社は，活性層の歪みの低減に効果があるとして導入してきた中間層を厚くすることでしきい値電流の
　増大を抑えた。この結果，しきい値電流を増やさずに，光出力30mW時の垂直放射角を従来の
　25度から20.3度に狭めた。

　なお，アスペクト比が3.2と大きい素子に関しては，既に製品レベルの特性を実現している。
　今回同社が公表した同素子のしきい値電流，しきい値電圧はそれぞれ34.3mA，＋4.1V。光出力30ｍWで
　連続発振させた場合の消費電流は56ｍA，動作電圧は＋4.6Vである。＋60℃，30ｍW出力の寿命試験から
　割り出したMTTF（mean time to failures）は1万5000時間で，製品化に十分な値である。

　同社はこのほか，医療用やレーザ加工用などに向けて4.2Wと高い光出力が可能な青紫色半導体レーザの
　開発成果も見せた（講演番号：14p−N−9）。44素子を並べた構造で，光出力の総計が4.2Wになる。
　同出力時の動作電流は6.4A，動作電流は＋7.1V，しきい値電流は1.8Aである。1チップに4素子を集積し，
　これを11チップ並べた。

　○米Coherent社，波長460nmの固体青色レーザー素子を製品化 2001.8.16

　米Coherent, Inc. （ホーム・ページ）は，波長460nmの固体青色レーザー素子を製品化した（ニュース・リリース）。

　今回のレーザー素子は，サファイア基板を使った面発光型半導体レーザー（VCSEL：vertical cavity
　 surface emitting lasers）に属する。通常のVCSELは電流によってレーザー発光するが，
　今回の製品は光（光子）を使った技術「OPSL（optically pumped semiconductor laser）」で
　レーザー発光する。この技術により同等のレーザー性能をもつ空冷のArイオン・レーザーと比較した場合，
　90％の小型化，98％以上の低消費電力化，98％以上の放熱量の低減ができるという。

　最初の製品は，波長980nmの製品を含むOPSLを使った通信機器や，波長488nmの青色レーザー素子を使った
　バイオ分野の製品および半導体のウエーハ観察機器などに向ける。

　○三洋電機，4倍速で書き込み可能なDVD装置光源に使える赤色半導体レーザを開発 2001.6.17

　三洋電機は，4倍速でデータを書き込み可能なDVD装置に向けた高出力の赤色半導体レーザを開発した。
　パルス発振時の光出力は80mWである。このレベルの光出力だと，一般には4倍速記録には届かず，
　2倍速記録にとどまる。しかし今回，光ピックアップにおけるレーザ光の利用効率を20％程度高める工夫を施した。
　この結果，ディスクの記録膜上でのレーザ光の強度を100mW品（すなわち4倍速記録対応品）と同等にできたという。
　2001年9月にサンプル出荷を始め，同年末には量産を始める予定。サンプル価格は5000円程度を見込む。

　開発品は，レーザ・ビームのファーフィールド・パターンを従来よりも円形に近づけ，光ピックアップの
　光学系で効率よく集光できるようにした。同パターンのアスペクト比は1.7と小さい。従来品は2.5程度だった。
　活性層の面に対して出射光が垂直方向に広がる角度が水平方向よりもかなり大きく，垂直方向に広がった
　レーザ光を十分活用できなかったという。

　今回同社は，レーザ素子の端面における発光スポットを円形に近づける工夫を施した。発光スポットの
　形状とファーフィールド・パターンは逆になるため，具体的には活性層の面内方向に広がっている発光スポットを
　垂直方向に広げたかたちである。具体的には，活性層の上下にあるクラッド層にそれぞれ「ビーム制御層」
　と呼ぶ屈折率制御層を追加した。この結果，垂直方向の光の閉じ込めが弱くなり，ビームを所望の形状に
　成形できたという。さらに，発光スポットが広がっても光吸収が起きないように，低損失のクラッド層や
　ブロック層を厚くした。このほか，信頼性を高める工夫も盛り込んだ。レーザ素子とマウント台の間に
　熱応力を発生させにくくするために，応力緩和層を挿入している。

　レーザ素子の基本特性は以下の通り。発振波長は660nm。しきい値電流は45mA，80mW出力時の動作電流は
　150ｍA。ビームの広がり角は垂直方向が16度，水平方向が9.5度である。−10℃〜＋70℃での動作を保証する。
　直径5.6mmの金属缶パッケージに封止した。問い合わせ先は同社 研究開発本部 マイクロエレクトロニクス研究所。
　電話番号は（072）841−1278である。

　○日亜化学，青紫色半導体レーザの量産計画を発表，2002年4月に月産10万個 2001.6.12

　日亜化学工業は，GaN系半導体レーザの量産計画を発表した。発振波長405nm前後の青紫色レーザで，
　まず2002年4月に月産10万個規模で量産を開始し，2003年度には大口の需要家に対して1個当たり5000円以下で
　供給できる体制を整えるという（同社のホームページ）。

　青紫色半導体レーザは，DVDの次世代をねらう大容量光ディスク装置などの光源として応用が期待されている。
　日亜化学が具体的な量産計画を示したことで，次世代DVDの開発が大きなステップを踏み越えることになりそうだ。
　なお，連続発振時の光出力は30mW以上で，再生専用のみならず，書き換え可能な光ディスク装置を実現できる値である。

　今回，同社が量産に移行することを表明したのは，サンプル出荷中の高出力レーザ「NLHV3000」シリーズである。
　同シリーズは現在，2種類ある。横モード（半導体レーザから出射する光の空間的な特性）が単一（シングル）
　のNLHV3000Eと，同マルチのNLHV3000Mである。一般に，光ディスク装置の光源としては，単一横モードで発振する
　半導体レーザが使われる。集光などが容易なためである。
　横モード・マルチの半導体レーザは，プリンタや医療用機器などへの応用が考えられている。

　○ソニー，青紫色半導体レーザの寿命を3000時間以上に 2001.4.12

　ソニーは，GaN系材料を使う青紫色半導体レーザの開発状況を明らかにした。＋60℃で光出力30mWで
　連続発振させ，実時間の試験で3000時間程度の寿命を達成したもよう。
　「MTTF（mean time to failures）で5000時間はいける。光ディスク装置への応用では『Ready to Go』
　といったところだ」（同社）。

　この成果は，東京・品川で開催中の同社の内覧会「ソニーテクノワールド2001」で関係者に見せたもの
　である。基本的な構造は，2000年3月に開催された「第47回応用物理学関係連合講演会」で発表した
　内容と同じという（日経エレクトロニクス誌2000年4月10日号p.25で既報）。このときの発表では，
　光出力20mWで発振させたときの寿命は，25℃で500時間以上，50℃にして光出力を30mWにすると200時間以上の
　寿命としていた。

　サファイア基板上に作製した。ラテラル成長法の一種であるELO法を用いて結晶欠陥を減らしている。
　発振波長は400nm〜410nmである。レーザ光のアスペクト比は3.0〜3.4に抑えた。
　一般に，アスペクト比を2.0〜3.0程度にすると光ディスク装置に使いやすいといわれている。
　雑音については，低出力発振時に高周波重畳回路を取り付ければRIN（相対雑音強度）値で−125dB/Hzを
　保証できるレベルになっている。

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