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窒化ガリウム(GaN)系青紫色半導体レーザの室温パルス発振成功について

1996年9月11日

量産プロセスの開発

 当社は、窒化ガリウム(GaN)系半導体レーザで、波長417ナノメートル (注)の青紫色での電流注入室温パルスレーザ発振に成功しました。
 波長417ナノメートルの青紫色半導体レーザは、年内にも商品化が予定されている DVDよりも3倍以上の情報量を持ち、さらに高画質の映像を再生できる次世代の高精細 DVD用の光源として、その実現のために必要不可欠とされています。

 今回開発した半導体レーザは、独自の有機金属気相成長(MOCVD)技術で、超薄膜 GaN結晶の界面を最適に制御することによって、原子層オーダーの薄い層を積み 重ねる多重量子井戸(MQW)構造を実現しています。
 また、素子形成に適したC面サファイア基板を使ってGaNを結晶 成長させるとともに、この結晶面上では従来困難とされていた劈開(へきかい)を 可能とする技術を開発し、C面基板上のGaN結晶では初めて、劈開端面による 共振器鏡を作製することに成功しました。これは、ドライエッチング等による 端面形成に比べプロセスが簡略化されるため、実用化に適しています。

 今回のパルス発振成功で青紫色半導体レーザの見通しが得られたことにより、 高精細DVDの実現可能性が一挙に見えてきました。

(注)ナノメートル:100万分の1ミリメートル

開発背景

 年内にも商品化が予定されているDVDは、記録情報量がディスク片面で 4.7ギガバイトという大容量が実現されており、ディスクから情報を読み出す ピックアップ用光源として波長650ナノメートルの赤色半導体レーザが 使われています。
 2000年にも実用化が期待されている次世代DVDとして、さらに高画質映像を 再生できる高精細化が検討されています。高精細化のためにはディスク片面 15ギガバイトと、現在のDVDの3倍以上の大容量化が必要とされており、 この実現のために波長400〜430ナノメートルの半導体レーザの開発が 鍵となっていました。

 今回、高精細DVDに使用できる波長域で、電流注入による室温パルス発振を 達成させたことは、次世代DVD実現の可能性を大きく広げることになります。

今回開発した青紫色半導体レーザの主な特性は次のとおりです。

発振波長 417ナノメートル
発振しきい値 5アンペア
しきい値電圧 20ボルト


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