JP3146457B2 - 量子細線構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイス、光デバ
イス等で用いられる量子細線を含む量子細線構造体の製
造方法に関する。
イス等で用いられる量子細線を含む量子細線構造体の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の量子細線構造体の製造方法とし
て、例えば集束イオンビームを用いたものがある（ワー
クショップ、「量子効果デバイスへのプロセス技術」、
ｐ２３〜ｐ２８）。この方法では、選択ドープＡｌＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓヘテロウエハに、Ｓｉイオンをラインア
ンドスペース（line and space）で打ち込んで量子細線
構造体を形成している。
て、例えば集束イオンビームを用いたものがある（ワー
クショップ、「量子効果デバイスへのプロセス技術」、
ｐ２３〜ｐ２８）。この方法では、選択ドープＡｌＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓヘテロウエハに、Ｓｉイオンをラインア
ンドスペース（line and space）で打ち込んで量子細線
構造体を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の量子細
線構造体の製造方法では、イオン打ち込みに集束イオン
ビームを用いているので、そのビーム径の縮小に限界が
あった。このため、量子細線の幅を１００オングストロ
ーム以下にすることが困難であり、しかもその幅の制御
性に問題があった。さらに、２次元超格子である量子細
線を複数配列した量子細線構造体の作製も困難であっ
た。
線構造体の製造方法では、イオン打ち込みに集束イオン
ビームを用いているので、そのビーム径の縮小に限界が
あった。このため、量子細線の幅を１００オングストロ
ーム以下にすることが困難であり、しかもその幅の制御
性に問題があった。さらに、２次元超格子である量子細
線を複数配列した量子細線構造体の作製も困難であっ
た。
【０００４】そこで、本発明は、量子細線の幅を原子レ
ベルで制御可能な量子細線構造体の製造方法を提供する
ことを目的とし、同時に、量子細線を複数配列した量子
細線構造体の作製を容易にする量子細線構造体の製造方
法を提供することを目的とする。
ベルで制御可能な量子細線構造体の製造方法を提供する
ことを目的とし、同時に、量子細線を複数配列した量子
細線構造体の作製を容易にする量子細線構造体の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る量子細線構造体の製造方法において
は、（ａ）格子定数の異なる複数の半導体結晶層を有す
る歪超格子層を基板上に積層する第１の工程と、（ｂ）
歪超格子層の各半導体結晶層を横切るような所定断面を
形成する第２の工程と、（ｃ）量子井戸を形成し得る複
数の半導体結晶層を歪超格子層の所定断面上に結晶成長
してなり、当該歪超格子層の各半導体結晶層の格子間隔
に応じた歪変調を受ける歪変調層を形成する第３の工程
と、を備えることとしている。
め、本発明に係る量子細線構造体の製造方法において
は、（ａ）格子定数の異なる複数の半導体結晶層を有す
る歪超格子層を基板上に積層する第１の工程と、（ｂ）
歪超格子層の各半導体結晶層を横切るような所定断面を
形成する第２の工程と、（ｃ）量子井戸を形成し得る複
数の半導体結晶層を歪超格子層の所定断面上に結晶成長
してなり、当該歪超格子層の各半導体結晶層の格子間隔
に応じた歪変調を受ける歪変調層を形成する第３の工程
と、を備えることとしている。
【０００６】
【作用】本発明に係る量子細線構造体の製造方法にあっ
ては、歪変調層が歪超格子層の所定断面上に結晶成長さ
れているので、歪変調層は所定断面に現れる上記複数の
半導体結晶層の格子間隔に応じた歪をその結晶成長面内
に受け継ぐ。したがって、歪変調層は同一の結晶成長面
内の所定方向にキャリアを閉じ込める量子井戸として働
く。さらにこの歪変調層は、量子井戸を形成し得る複数
の半導体結晶層を適当に組み合わせて積層しているの
で、歪変調層の積層された各半導体層の結晶成長方向に
キャリアを閉じ込める量子井戸としても働く。つまり、
歪超格子層および歪変調層を構成する半導体の種類を適
当に選択することで、歪変調層内に量子細線を形成する
ことができる。この場合、歪超格子層および歪変調層の
積層に要求される原子レベルの膜厚制御は、公知の結晶
成長方法によって容易に達成することができる。
ては、歪変調層が歪超格子層の所定断面上に結晶成長さ
れているので、歪変調層は所定断面に現れる上記複数の
半導体結晶層の格子間隔に応じた歪をその結晶成長面内
に受け継ぐ。したがって、歪変調層は同一の結晶成長面
内の所定方向にキャリアを閉じ込める量子井戸として働
く。さらにこの歪変調層は、量子井戸を形成し得る複数
の半導体結晶層を適当に組み合わせて積層しているの
で、歪変調層の積層された各半導体層の結晶成長方向に
キャリアを閉じ込める量子井戸としても働く。つまり、
歪超格子層および歪変調層を構成する半導体の種類を適
当に選択することで、歪変調層内に量子細線を形成する
ことができる。この場合、歪超格子層および歪変調層の
積層に要求される原子レベルの膜厚制御は、公知の結晶
成長方法によって容易に達成することができる。
【０００７】なお、量子井戸を形成し得る複数の半導体
結晶層としては、格子定数が同一で禁制帯幅の組成が異
なるものであってもよいし、単にドーピング密度のみが
異なるものであってもよい。
結晶層としては、格子定数が同一で禁制帯幅の組成が異
なるものであってもよいし、単にドーピング密度のみが
異なるものであってもよい。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
【０００９】図１は、半導体基板５上に歪超格子層１０
を形成した段階を示した断面図である。半導体基板５上
の歪超格子層１０は、第１の半導体層１１及び第２の半
導体層１２を積層したもので、第１及び第２の半導体を
交互にエピタキシャル成長することによって形成され
る。この歪超格子層１０では、第１及び第２の半導体の
格子定数が異なっており、かつ、第１及び第２の半導体
層１１、１２の各膜厚が臨界膜厚の範囲内にあるので、
これらの層間に転位を発生させること無く歪を保持する
ことができる。
を形成した段階を示した断面図である。半導体基板５上
の歪超格子層１０は、第１の半導体層１１及び第２の半
導体層１２を積層したもので、第１及び第２の半導体を
交互にエピタキシャル成長することによって形成され
る。この歪超格子層１０では、第１及び第２の半導体の
格子定数が異なっており、かつ、第１及び第２の半導体
層１１、１２の各膜厚が臨界膜厚の範囲内にあるので、
これらの層間に転位を発生させること無く歪を保持する
ことができる。
【００１０】図２は、図１の半導体基板５及び歪超格子
層１０の断面の格子構造を拡大して示した概念図であ
る。なおこの図では、半導体の構成原子の格子を立方形
タイプのものとして単純化して示してある。半導体基板
５上に形成された第１の半導体層１１を構成する第１の
半導体は、半導体基板５の格子定数よりも小さな格子定
数をもともと有する。このため、第１半導体層１１の格
子は、半導体基板５の影響でその成長面内でに引張応力
を受け、その成長方向の格子間隔が縮む。第１の半導体
上に形成された第２の半導体層１２を構成する第２の半
導体は、半導体基板５によって変形を受けた第１の半導
体の格子定数よりも大きな格子定数をもともと有する。
このため、第２の半導体の格子は、第１の半導体の影響
でその成長面内で圧縮応力を受け、その成長方向の格子
間隔が伸びる。次に形成された第１の半導体の格子は、
第２の半導体の影響でその成長面内で引張応力による変
形を受ける。その次に形成された第２の半導体の格子
は、第１の半導体の影響その成長面内で圧縮応力による
変形を受ける。
層１０の断面の格子構造を拡大して示した概念図であ
る。なおこの図では、半導体の構成原子の格子を立方形
タイプのものとして単純化して示してある。半導体基板
５上に形成された第１の半導体層１１を構成する第１の
半導体は、半導体基板５の格子定数よりも小さな格子定
数をもともと有する。このため、第１半導体層１１の格
子は、半導体基板５の影響でその成長面内でに引張応力
を受け、その成長方向の格子間隔が縮む。第１の半導体
上に形成された第２の半導体層１２を構成する第２の半
導体は、半導体基板５によって変形を受けた第１の半導
体の格子定数よりも大きな格子定数をもともと有する。
このため、第２の半導体の格子は、第１の半導体の影響
でその成長面内で圧縮応力を受け、その成長方向の格子
間隔が伸びる。次に形成された第１の半導体の格子は、
第２の半導体の影響でその成長面内で引張応力による変
形を受ける。その次に形成された第２の半導体の格子
は、第１の半導体の影響その成長面内で圧縮応力による
変形を受ける。
【００１１】したがって、第１の半導体及び第２の半導
体の格子定数とその厚さとを適当に選択してこれを半導
体基板上に順次積層することで、厚さ方向で格子間隔が
周期的に異なる歪超格子層１０を適当に形成することが
できる。
体の格子定数とその厚さとを適当に選択してこれを半導
体基板上に順次積層することで、厚さ方向で格子間隔が
周期的に異なる歪超格子層１０を適当に形成することが
できる。
【００１２】なお、図２の格子構造の上方に示した四角
のマス目は、各半導体結晶のバルク中での格子サイズを
示したものである。
のマス目は、各半導体結晶のバルク中での格子サイズを
示したものである。
【００１３】図３は、実施例の量子細線構造体を示した
図である。この量子細線構造体は、第１図に示した半導
体基板５及び歪超格子層１０の断面５ａ、１０ａ上に歪
変調層２０を積層して形成したものである。この断面５
ａ、１０ａは、歪超格子層１０の結晶成長方向を含む適
当な面内で半導体基板５及び歪超格子層１０を劈開する
ことにより形成される。歪変調層２０は、第３の半導体
層２３及び第４の半導体層２４を断面５ａ、１０ａ上に
交互に積層したもので、第３及び第４の半導体を交互に
エピタキシャル成長することによって形成される。
図である。この量子細線構造体は、第１図に示した半導
体基板５及び歪超格子層１０の断面５ａ、１０ａ上に歪
変調層２０を積層して形成したものである。この断面５
ａ、１０ａは、歪超格子層１０の結晶成長方向を含む適
当な面内で半導体基板５及び歪超格子層１０を劈開する
ことにより形成される。歪変調層２０は、第３の半導体
層２３及び第４の半導体層２４を断面５ａ、１０ａ上に
交互に積層したもので、第３及び第４の半導体を交互に
エピタキシャル成長することによって形成される。
【００１４】第３の半導体は、下方の第１の半導体及び
第２の半導体の少くともいずれか一方と格子定数が異な
っている。この結果、エピタキシャル成長された第３の
半導体層２３は、歪超格子層１０の劈開面１０ａに現れ
る格子間隔に応じた歪を受け、同一の半導体結晶であり
ながら周期的な歪変調を受けることとなる。この結果、
同一の半導体結晶内に周期的に繰り返す量子井戸を形成
することができる。
第２の半導体の少くともいずれか一方と格子定数が異な
っている。この結果、エピタキシャル成長された第３の
半導体層２３は、歪超格子層１０の劈開面１０ａに現れ
る格子間隔に応じた歪を受け、同一の半導体結晶であり
ながら周期的な歪変調を受けることとなる。この結果、
同一の半導体結晶内に周期的に繰り返す量子井戸を形成
することができる。
【００１５】第４の半導体は、第３の半導体とほぼ等し
い格子定数を有する。この結果、エピタキシャル成長さ
れた第４の半導体層２４も、第３の半導体層２３と同様
に歪超格子層１０の劈開面１０ａに現れる格子間隔に応
じた歪を受け、同一の半導体結晶内に周期的に繰り返す
量子井戸を形成することができる。
い格子定数を有する。この結果、エピタキシャル成長さ
れた第４の半導体層２４も、第３の半導体層２３と同様
に歪超格子層１０の劈開面１０ａに現れる格子間隔に応
じた歪を受け、同一の半導体結晶内に周期的に繰り返す
量子井戸を形成することができる。
【００１６】図示のように第３及び第４の半導体層２
３、２４が交互に積層されると、第３及び第４の半導体
を適当に選択した場合、第４の半導体層２４が障壁層と
なり、第３の半導体層２３が井戸層となって量子井戸が
形成される。ただし、量子井戸を形成するためには、第
４の半導体が第３の半導体に比較して大きな禁制帯幅を
有し、かつ、小さな電子親和力を有する必要がある。
３、２４が交互に積層されると、第３及び第４の半導体
を適当に選択した場合、第４の半導体層２４が障壁層と
なり、第３の半導体層２３が井戸層となって量子井戸が
形成される。ただし、量子井戸を形成するためには、第
４の半導体が第３の半導体に比較して大きな禁制帯幅を
有し、かつ、小さな電子親和力を有する必要がある。
【００１７】なお、第３及び第４の半導体層２３、２４
を積層した歪変調層２０の膜厚が臨界膜厚の範囲内にあ
るので、歪超格子層１０と歪変調層２０との間に転位を
発生させること無く歪変調層２０内に周期的歪を保持す
ることができる。
を積層した歪変調層２０の膜厚が臨界膜厚の範囲内にあ
るので、歪超格子層１０と歪変調層２０との間に転位を
発生させること無く歪変調層２０内に周期的歪を保持す
ることができる。
【００１８】図４は、歪変調層２０内に形成される量子
細線を説明するための図である。簡単のため、歪超格子
層１０の劈開面１０ａ上に形成された第３及び第４の半
導体の格子定数が半導体基板５の格子定数と等しいとす
ると、第３及び第４の半導体層２３、２４の格子は、第
１及び第２の半導体層１１、１２の歪を受け継ぎ、各半
導体層２３、２４の成長面内で引張及び圧縮の変形を周
期的に受ける。つまり、第１の半導体層１１の断面上に
形成された第３の半導体層２３の部分は、第１の半導体
層１１の格子間隔よりも大きな格子定数を有するので、
その格子は第１の半導体層１１の影響でｘ方向に圧縮の
変形を受ける。第２の半導体層１２の断面上に形成され
た第３の半導体層２３の部分は、第２の半導体層の格子
間隔よりも小さな格子定数を有するので、その格子は第
２の半導体層１２の影響で方向に引張の変形を受ける。
この結果、第１の半導体層１１の断面上に形成された第
３の半導体層２３の部分では、歪に応じて禁制帯幅が増
加し、第２の半導体層１２の断面上に形成された第３の
半導体層２３の部分では、歪に応じて禁制帯幅が減少す
る。つまり、図４の上部にｘ方向のエネルギーバンド構
造として示したように、第３の半導体層２３の内部に
は、第２の半導体層１２上の第３の半導体層２３の部分
を井戸層とする周期的な量子井戸が形成される。
細線を説明するための図である。簡単のため、歪超格子
層１０の劈開面１０ａ上に形成された第３及び第４の半
導体の格子定数が半導体基板５の格子定数と等しいとす
ると、第３及び第４の半導体層２３、２４の格子は、第
１及び第２の半導体層１１、１２の歪を受け継ぎ、各半
導体層２３、２４の成長面内で引張及び圧縮の変形を周
期的に受ける。つまり、第１の半導体層１１の断面上に
形成された第３の半導体層２３の部分は、第１の半導体
層１１の格子間隔よりも大きな格子定数を有するので、
その格子は第１の半導体層１１の影響でｘ方向に圧縮の
変形を受ける。第２の半導体層１２の断面上に形成され
た第３の半導体層２３の部分は、第２の半導体層の格子
間隔よりも小さな格子定数を有するので、その格子は第
２の半導体層１２の影響で方向に引張の変形を受ける。
この結果、第１の半導体層１１の断面上に形成された第
３の半導体層２３の部分では、歪に応じて禁制帯幅が増
加し、第２の半導体層１２の断面上に形成された第３の
半導体層２３の部分では、歪に応じて禁制帯幅が減少す
る。つまり、図４の上部にｘ方向のエネルギーバンド構
造として示したように、第３の半導体層２３の内部に
は、第２の半導体層１２上の第３の半導体層２３の部分
を井戸層とする周期的な量子井戸が形成される。
【００１９】この様な禁制帯幅の変調は、第３の半導体
層２３上に積層された第４の半導体層２４内においても
同様に生じる。また、既に述べたように、第３及び第４
の半導体層２３、２４の間にも、第４の半導体層２４を
井戸層として量子井戸が形成されている（図面左側のｙ
方向のエネルギーバンド構造を参照）。つまり、第３の
半導体層２３に挟まれた、第４の半導体層２４内の領域
であって、第２の半導体層１２の断面上方の領域は、２
次元の量子井戸に挟まれた量子細線６となっており、こ
こに電子・正孔が閉じ込められる。
層２３上に積層された第４の半導体層２４内においても
同様に生じる。また、既に述べたように、第３及び第４
の半導体層２３、２４の間にも、第４の半導体層２４を
井戸層として量子井戸が形成されている（図面左側のｙ
方向のエネルギーバンド構造を参照）。つまり、第３の
半導体層２３に挟まれた、第４の半導体層２４内の領域
であって、第２の半導体層１２の断面上方の領域は、２
次元の量子井戸に挟まれた量子細線６となっており、こ
こに電子・正孔が閉じ込められる。
【００２０】以上の量子細線構造体においては、歪超格
子層１０断面の格子間隔の影響の下に歪変調層２０内に
格子変形を形成できるので、量子細線の幅を原子レベル
で制御可能である。さらに、複数の量子細線を任意の間
隔でかつ原子レベルでの制御性をもって配列することも
できる。
子層１０断面の格子間隔の影響の下に歪変調層２０内に
格子変形を形成できるので、量子細線の幅を原子レベル
で制御可能である。さらに、複数の量子細線を任意の間
隔でかつ原子レベルでの制御性をもって配列することも
できる。
【００２１】本発明は、以上の実施例に限られるもので
はない。例えば、上記第３及び第４の半導体層２３、２
４として、互いに格子定数の異なる半導体層を用いても
よい。この場合、第３の半導体層２３を構成する半導体
の格子定数は、第４の半導体層２４を構成する半導体の
格子定数よりも大きくなければならない。また、上記第
３及び第４の半導体層２３、２４として、単にドーピン
グ密度の互いに異なる半導体を用いてもよい。この場
合、電子又は正孔の一方のみについての量子細線が形成
されることとなる。
はない。例えば、上記第３及び第４の半導体層２３、２
４として、互いに格子定数の異なる半導体層を用いても
よい。この場合、第３の半導体層２３を構成する半導体
の格子定数は、第４の半導体層２４を構成する半導体の
格子定数よりも大きくなければならない。また、上記第
３及び第４の半導体層２３、２４として、単にドーピン
グ密度の互いに異なる半導体を用いてもよい。この場
合、電子又は正孔の一方のみについての量子細線が形成
されることとなる。
【００２２】さらに、量子細線を立体的に配置すること
もできる。具体的には、第３及び第４の半導体層２３、
２４の積層数を増やすことで、２次元的な量子細線の配
列を有する量子細線構造体を実現できる。
もできる。具体的には、第３及び第４の半導体層２３、
２４の積層数を増やすことで、２次元的な量子細線の配
列を有する量子細線構造体を実現できる。
【００２３】以下に本発明の具体的実施例について説明
する。
する。
【００２４】ここでは、半導体基板５としてＧａＡｓ結
晶を、第１の半導体としてＧａＡｓ 0.5 Ｐ0.5 結晶を、
第２の半導体としてＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ結晶を、第３
の半導体としてＧａＡｓ結晶を、第４の半導体としてＡ
ｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶を使用する。
晶を、第１の半導体としてＧａＡｓ 0.5 Ｐ0.5 結晶を、
第２の半導体としてＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ結晶を、第３
の半導体としてＧａＡｓ結晶を、第４の半導体としてＡ
ｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶を使用する。
【００２５】第１の工程として、分子線結晶成長法、有
機金属気相成長法など膜厚を原子レベルで制御できる成
長法により、ＧａＡｓ（００１）基板上に、５０オング
ストロームのＧａＡｓ0.5 Ｐ0.5 層と、３０オングスト
ロームのＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ層とを交互に５層成長
し、歪超格子層を形成する。
機金属気相成長法など膜厚を原子レベルで制御できる成
長法により、ＧａＡｓ（００１）基板上に、５０オング
ストロームのＧａＡｓ0.5 Ｐ0.5 層と、３０オングスト
ロームのＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ層とを交互に５層成長
し、歪超格子層を形成する。
【００２６】第２の工程として、ＧａＡｓ（００１）基
板を（１１０）面で劈開する。この結果、第１の工程で
成長した歪超格子層もこの面で劈開される。
板を（１１０）面で劈開する。この結果、第１の工程で
成長した歪超格子層もこの面で劈開される。
【００２７】第３の工程として、この劈開面（１１０）
上に３０オングストロームのＧａＡｓ層と、１００オン
グストロームのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶と交互に１０
層成長し、量子細線構造体を得る。この場合も、結晶成
長方法として分子線結晶成長法または有機金属気相成長
法を用いた。
上に３０オングストロームのＧａＡｓ層と、１００オン
グストロームのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶と交互に１０
層成長し、量子細線構造体を得る。この場合も、結晶成
長方法として分子線結晶成長法または有機金属気相成長
法を用いた。
【００２８】無歪状態において、ＧａＡｓ結晶、ＧａＡ
ｓ0.5 Ｐ0.5 結晶及びＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ結晶の格子
定数は、それぞれ５．６５４オングストローム、５．５
５３オングストローム及び５．７１４オングストローム
である。したがって、格子定数の小さなＧａＡｓ0.5 Ｐ
0.5 層の間に挟まれたＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ層側に量子
井戸が形成される。また、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶の
格子定数は５．６５６オングストロームであり、ＧａＡ
ｓ結晶とほぼ等しい。一方、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶
の電子親和力はＧａＡｓ結晶よりも小さく、その禁制帯
幅はＧａＡｓ結晶よりも大きい。したがって、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ａｓ層の間に挟まれたＧａＡｓ層側に量子井戸
が形成される。以上の結果、第２の工程で格子定数が大
きなＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ層の断面上に成長された領域
であって、上下をＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ層の間に挟まれ
たＧａＡｓ層の領域が量子細線となっている。
ｓ0.5 Ｐ0.5 結晶及びＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ結晶の格子
定数は、それぞれ５．６５４オングストローム、５．５
５３オングストローム及び５．７１４オングストローム
である。したがって、格子定数の小さなＧａＡｓ0.5 Ｐ
0.5 層の間に挟まれたＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ層側に量子
井戸が形成される。また、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶の
格子定数は５．６５６オングストロームであり、ＧａＡ
ｓ結晶とほぼ等しい。一方、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ結晶
の電子親和力はＧａＡｓ結晶よりも小さく、その禁制帯
幅はＧａＡｓ結晶よりも大きい。したがって、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ａｓ層の間に挟まれたＧａＡｓ層側に量子井戸
が形成される。以上の結果、第２の工程で格子定数が大
きなＧａ0.75Ｉｎ0.15Ａｓ層の断面上に成長された領域
であって、上下をＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ層の間に挟まれ
たＧａＡｓ層の領域が量子細線となっている。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の量子細線構造体
によれば、歪超格子層の断面の格子間隔に応じた歪を歪
変調層内に形成できるので、量子細線の幅を原子レベル
で制御可能である。さらに、量子細線を任意の間隔でか
つ原子レベルでの制御性をもって複数配列することもで
きる。よって、量子細線の特徴である電子散乱の減少や
発光スペクトルの急俊化等を、より精密に制御すること
が可能になる。つまり、本発明の量子細線構造体を各種
光デバイス、電子デバイス等に応用することにより、デ
バイスの特性を飛躍的に向上させることができる。
によれば、歪超格子層の断面の格子間隔に応じた歪を歪
変調層内に形成できるので、量子細線の幅を原子レベル
で制御可能である。さらに、量子細線を任意の間隔でか
つ原子レベルでの制御性をもって複数配列することもで
きる。よって、量子細線の特徴である電子散乱の減少や
発光スペクトルの急俊化等を、より精密に制御すること
が可能になる。つまり、本発明の量子細線構造体を各種
光デバイス、電子デバイス等に応用することにより、デ
バイスの特性を飛躍的に向上させることができる。
【図１】半導体基板上に形成された歪超格子層を示した
図である。
図である。
【図２】図１の半導体基板及び歪超格子層の劈開面の格
子変形の概念図である。
子変形の概念図である。
【図３】実施例の量子細線構造体を示した図である。
【図４】図３の量子細線構造体の格子変形とエネルギー
バンド構造の概念図である。
バンド構造の概念図である。
５…基板 １０…歪超格子層 ２０…歪変調層
Claims (3)
- 【請求項１】 格子定数の異なる複数の半導体結晶層を
有する歪超格子層を基板上に積層する第１の工程と、 前記歪超格子層の各半導体結晶層を横切るような所定断
面を形成する第２の工程と、 量子井戸を形成し得る複数の半導体結晶層を前記歪超格
子層の前記所定断面上に結晶成長してなり、当該歪超格
子層の各半導体結晶層の格子間隔に応じた歪変調を受け
る歪変調層を形成する第３の工程と、 を備える量子細線構造体の製造方法。 - 【請求項２】 前記歪変調層は、組成及び／又はドーピ
ング密度の異なる複数の半導体結晶層を含むことを特徴
とする請求項１記載の量子細線構造体の製造方法。 - 【請求項３】 前記歪変調層は、格子定数の異なる複数
の半導体結晶層を含むことを特徴とする請求項１記載の
量子細線構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP561891A JP3146457B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 量子細線構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP561891A JP3146457B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 量子細線構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04237116A JPH04237116A (ja) | 1992-08-25 |
| JP3146457B2 true JP3146457B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=11616170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP561891A Expired - Fee Related JP3146457B2 (ja) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | 量子細線構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3146457B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5363394A (en) * | 1993-08-06 | 1994-11-08 | At&T Bell Laboratories | Quantum wire laser |
-
1991
- 1991-01-22 JP JP561891A patent/JP3146457B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04237116A (ja) | 1992-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |