JP3433761B2 - 半導体量子細線の製造方法 - Google Patents
半導体量子細線の製造方法Info
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- JP3433761B2 JP3433761B2 JP19771593A JP19771593A JP3433761B2 JP 3433761 B2 JP3433761 B2 JP 3433761B2 JP 19771593 A JP19771593 A JP 19771593A JP 19771593 A JP19771593 A JP 19771593A JP 3433761 B2 JP3433761 B2 JP 3433761B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】新しい電子機能および光機能を有する半
導体デバイスの実現をめざして、半導体量子細線に関す
る研究が進展している。一般に、半導体量子細線は、化
合物半導体基板上に基板と材料あるいは組成の異なる薄
膜を形成したもので、その膜厚および膜幅が１００ｎｍ
以下という極めて微細な化合物半導体層を埋め込んだ構
造であるため、半導体材料への微細加工技術と分子層あ
るいは原子層を制御する結晶成長技術を利用した製造方
法が検討されている。半導体量子細線の従来例として、
ＧａＡｓ基板上に形成されたＧａＡｓ量子細線の構造を
図１１に示す。これは予めＶ溝を形成したＧａＡｓ基板
１上に、有機金属気相成長法による成長層の厚さ方向と
横方向との成長速度の差を利用して、Ｖ溝底部に３角形
あるいは三日月状の断面形状を有する量子細線５を実現
するものである。この量子細線の製造工程を図１２に示
す。はじめに、（００１）ＧａＡｓ基板上にＶ溝を形成
する。これは基板上にストライプ状のエッチングマスク
を外１方向に配したのち、化学エッチングにより（１１
１）Ａ面が側面に現れたＶ溝８を形成する（ａ）。Ｖ溝
８の大きさ（幅）は約２μｍである。次に、有機金属気
相成長法によって、ＡｌＧａＡｓ層２（ｂ）、ＧａＡｓ
層３（ｃ）、ＡｌＧａＡｓ層４を順次成長する（ｄ）。
ここでＧａＡｓ層３の成長においてはＧａＡｓ層３はＶ
溝側壁にほとんど成長せず、Ｖ溝底部のみ成長するため
ＧａＡｓ量子細線５が形成される。
導体デバイスの実現をめざして、半導体量子細線に関す
る研究が進展している。一般に、半導体量子細線は、化
合物半導体基板上に基板と材料あるいは組成の異なる薄
膜を形成したもので、その膜厚および膜幅が１００ｎｍ
以下という極めて微細な化合物半導体層を埋め込んだ構
造であるため、半導体材料への微細加工技術と分子層あ
るいは原子層を制御する結晶成長技術を利用した製造方
法が検討されている。半導体量子細線の従来例として、
ＧａＡｓ基板上に形成されたＧａＡｓ量子細線の構造を
図１１に示す。これは予めＶ溝を形成したＧａＡｓ基板
１上に、有機金属気相成長法による成長層の厚さ方向と
横方向との成長速度の差を利用して、Ｖ溝底部に３角形
あるいは三日月状の断面形状を有する量子細線５を実現
するものである。この量子細線の製造工程を図１２に示
す。はじめに、（００１）ＧａＡｓ基板上にＶ溝を形成
する。これは基板上にストライプ状のエッチングマスク
を外１方向に配したのち、化学エッチングにより（１１
１）Ａ面が側面に現れたＶ溝８を形成する（ａ）。Ｖ溝
８の大きさ（幅）は約２μｍである。次に、有機金属気
相成長法によって、ＡｌＧａＡｓ層２（ｂ）、ＧａＡｓ
層３（ｃ）、ＡｌＧａＡｓ層４を順次成長する（ｄ）。
ここでＧａＡｓ層３の成長においてはＧａＡｓ層３はＶ
溝側壁にほとんど成長せず、Ｖ溝底部のみ成長するため
ＧａＡｓ量子細線５が形成される。
【０００３】
【外１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の量子細線の製造
方法には次のような欠点がある。まず、Ｖ溝を利用する
ために断面形状が３角あるいは三日月状の量子細線のみ
しか得られないことである。このため、量子細線は縦方
向の厚みに比べて横幅が大きくなるため、横方向の量子
効果が縦方向の量子効果に比べて弱くなる。また、量子
細線の横幅及び厚みをそれぞれ単独に制御することが不
可能であり、所望の横幅あるいは厚さの量子細線を実現
できないことである。
方法には次のような欠点がある。まず、Ｖ溝を利用する
ために断面形状が３角あるいは三日月状の量子細線のみ
しか得られないことである。このため、量子細線は縦方
向の厚みに比べて横幅が大きくなるため、横方向の量子
効果が縦方向の量子効果に比べて弱くなる。また、量子
細線の横幅及び厚みをそれぞれ単独に制御することが不
可能であり、所望の横幅あるいは厚さの量子細線を実現
できないことである。
【０００５】本発明の目的は、矩形の断面形状を有し、
量子細線の横幅の微細化と制御性の向上を図ることがで
きる半導体量子細線の製造方法を提供することにある。
量子細線の横幅の微細化と制御性の向上を図ることがで
きる半導体量子細線の製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体量子細線の製造方法は、Ｖ溝加工し
た（００１）化合物半導体基板の該Ｖ溝側の表面に該Ｖ
溝を埋没するように有機金属気相成長法により第一の化
合物半導体からなる量子障壁薄膜を前記基板に対して垂
直な（１１０）面または垂直に近い傾きを持つ高指数面
が現れる成長条件を用いて成長して、前記基板の面に対
して垂直な（１１０）面または垂直に近い傾きを持つ高
指数面を有する結晶面を側壁に持つＵ字形状の溝を該Ｖ
溝の位置に形成する第一の工程と、第二の化合物半導体
からなる量子井戸薄膜を前記Ｕ字形状の溝の底部に形成
する第二の工程と、前記第一の化合物半導体と同一また
は異種の化合物半導体からなる量子障壁薄膜を該量子井
戸薄膜を形成したＵ字形状の溝を埋没するように形成す
る第三の工程とを含む構成を有している。
に、本発明の半導体量子細線の製造方法は、Ｖ溝加工し
た（００１）化合物半導体基板の該Ｖ溝側の表面に該Ｖ
溝を埋没するように有機金属気相成長法により第一の化
合物半導体からなる量子障壁薄膜を前記基板に対して垂
直な（１１０）面または垂直に近い傾きを持つ高指数面
が現れる成長条件を用いて成長して、前記基板の面に対
して垂直な（１１０）面または垂直に近い傾きを持つ高
指数面を有する結晶面を側壁に持つＵ字形状の溝を該Ｖ
溝の位置に形成する第一の工程と、第二の化合物半導体
からなる量子井戸薄膜を前記Ｕ字形状の溝の底部に形成
する第二の工程と、前記第一の化合物半導体と同一また
は異種の化合物半導体からなる量子障壁薄膜を該量子井
戸薄膜を形成したＵ字形状の溝を埋没するように形成す
る第三の工程とを含む構成を有している。
【０００７】
【作用】微細寸法のＶ溝を形成した基板への第一層目の
半導体障壁薄膜の結晶成長において、基板に対して垂直
な（１１０）面あるいは垂直に近い傾きを持つ結晶面が
現れる成長条件を用いることによりＵ字形状の溝を形成
する。このＵ字形状の溝幅の制御により量子細線の横幅
の制御を行う。続いて第二層目の半導体量子井戸薄膜の
結晶成長でＵ字形状の溝内に形成する量子細線の厚さの
制御を行う。このため、本発明は量子細線の横幅および
厚みを独立に制御可能であるため、任意の縦横比を有す
る量子細線を実現することができる。さらに、縦方向
（基板の厚さ方向）に量子細線を多重に積層した多重量
子細線を実現することができる。
半導体障壁薄膜の結晶成長において、基板に対して垂直
な（１１０）面あるいは垂直に近い傾きを持つ結晶面が
現れる成長条件を用いることによりＵ字形状の溝を形成
する。このＵ字形状の溝幅の制御により量子細線の横幅
の制御を行う。続いて第二層目の半導体量子井戸薄膜の
結晶成長でＵ字形状の溝内に形成する量子細線の厚さの
制御を行う。このため、本発明は量子細線の横幅および
厚みを独立に制御可能であるため、任意の縦横比を有す
る量子細線を実現することができる。さらに、縦方向
（基板の厚さ方向）に量子細線を多重に積層した多重量
子細線を実現することができる。
【０００８】
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）化合物半導体材料としてＧａＡｓを基板と
し、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層に埋め込まれたＧａＡｓの量
子細線の製造について説明する。本発明により製造され
た量子細線の基板構造を図１に示す。ここで、量子細線
は５の部分である。本発明の製造工程を図２に示す。以
下順次説明する。 （１） はじめに、従来の方法と同様に（００１）Ｇａ
Ａｓ基板１にストライプ状のエッチング用マスクを外２
方向に配し、化学エッチングによりＶ溝９を形成する
（ａ）。ただし、このＶ溝の大きさは、後述するように
従来の十分の一以下である。
る。 （実施例１）化合物半導体材料としてＧａＡｓを基板と
し、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層に埋め込まれたＧａＡｓの量
子細線の製造について説明する。本発明により製造され
た量子細線の基板構造を図１に示す。ここで、量子細線
は５の部分である。本発明の製造工程を図２に示す。以
下順次説明する。 （１） はじめに、従来の方法と同様に（００１）Ｇａ
Ａｓ基板１にストライプ状のエッチング用マスクを外２
方向に配し、化学エッチングによりＶ溝９を形成する
（ａ）。ただし、このＶ溝の大きさは、後述するように
従来の十分の一以下である。
【０００９】
【外２】
【００１０】（２） 次に、ＧａＡｓ基板１の成長温度
を６２０℃、成長圧力を７６Torrとして有機金属気相成
長法により、Ｖ溝９を埋没するようにＡｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ層６の成長を行い、Ｖ溝６の中央部に位置するＡｌx
Ｇａ1-x Ａｓ層６内にＵ字形状の溝１０を形成する。原
料は、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチ
ルガリウム（ＴＭＧａ）およびアルシン（ＡｓＨ3 ）を
使用した。このＵ字形状の溝１０の形成は成長条件に依
存する。図３にＵ字形状の溝の形成について、基板のＶ
溝９の大きさＷ（幅）とＡｌ組成ｘとの関係を示す。図
３において、×印は従来と同様にＶ字形状の溝の形成を
示し、〇印はＵ字形状の溝１０の形成を示している。Ｕ
字形状の溝１０の形成は、基板のＶ溝の大きさ（幅）が
０．０１μｍ〜０．２０μｍの範囲で、かつ、Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ層のＡｌの組成ｘが０．７〜１．０の範囲の
み可能である。この成長条件では、基板に垂直な（１１
０）面または垂直に近い傾きを持つ高指数面がＶ溝の側
壁に現れ、Ｕ字形状の溝１０が形成される（ｂ）。 （３）Ｕ字形状の溝１０へのＧａＡｓ層３および５の成
長を行う（ｃ）。この時、Ｇａ原子の多くは表面を拡散
し、ステップおよびキンク密度の多いＵ溝底部に取り込
まれる。従って、（１１０）側壁面上および（００１）
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６の表面上ではほとんどＧａＡｓ
層の成長が生じず、Ｕ字形状の溝１０の底部にＧａＡｓ
層５の量子細線を選択的に成長することができる。Ｇａ
Ａｓの量子細線の横幅は前記（２）の工程におけるＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層６の成長条件により制御することがで
き、量子細線の厚さはこのＧａＡｓ層５の成長時間によ
り制御可能となる。 （４） 続いて、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層７を成長する
（ｄ）。以上の製造工程でＧａＡｓ量子細線５を四方向
からＧａＡｓよりポテンシャルエネルギーの高い、Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層６，７で閉じ込めることができる。
を６２０℃、成長圧力を７６Torrとして有機金属気相成
長法により、Ｖ溝９を埋没するようにＡｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ層６の成長を行い、Ｖ溝６の中央部に位置するＡｌx
Ｇａ1-x Ａｓ層６内にＵ字形状の溝１０を形成する。原
料は、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチ
ルガリウム（ＴＭＧａ）およびアルシン（ＡｓＨ3 ）を
使用した。このＵ字形状の溝１０の形成は成長条件に依
存する。図３にＵ字形状の溝の形成について、基板のＶ
溝９の大きさＷ（幅）とＡｌ組成ｘとの関係を示す。図
３において、×印は従来と同様にＶ字形状の溝の形成を
示し、〇印はＵ字形状の溝１０の形成を示している。Ｕ
字形状の溝１０の形成は、基板のＶ溝の大きさ（幅）が
０．０１μｍ〜０．２０μｍの範囲で、かつ、Ａｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ層のＡｌの組成ｘが０．７〜１．０の範囲の
み可能である。この成長条件では、基板に垂直な（１１
０）面または垂直に近い傾きを持つ高指数面がＶ溝の側
壁に現れ、Ｕ字形状の溝１０が形成される（ｂ）。 （３）Ｕ字形状の溝１０へのＧａＡｓ層３および５の成
長を行う（ｃ）。この時、Ｇａ原子の多くは表面を拡散
し、ステップおよびキンク密度の多いＵ溝底部に取り込
まれる。従って、（１１０）側壁面上および（００１）
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６の表面上ではほとんどＧａＡｓ
層の成長が生じず、Ｕ字形状の溝１０の底部にＧａＡｓ
層５の量子細線を選択的に成長することができる。Ｇａ
Ａｓの量子細線の横幅は前記（２）の工程におけるＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層６の成長条件により制御することがで
き、量子細線の厚さはこのＧａＡｓ層５の成長時間によ
り制御可能となる。 （４） 続いて、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層７を成長する
（ｄ）。以上の製造工程でＧａＡｓ量子細線５を四方向
からＧａＡｓよりポテンシャルエネルギーの高い、Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層６，７で閉じ込めることができる。
【００１１】本発明で製造したＧａＡｓ量子細線を図４
に示す。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察例であ
り、観察倍率は１５万倍である。７０ｎｍのＶ溝幅のＧ
ａＡｓ基板上にＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層で埋め込まれた矩
形形状のＧａＡｓ量子細線が実現されている。この観察
例では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６のＡｌの濃度は１．０
であり、すなわちＧａＡｓ量子細線はＡｌＡｓ層で埋め
込まれている。
に示す。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察例であ
り、観察倍率は１５万倍である。７０ｎｍのＶ溝幅のＧ
ａＡｓ基板上にＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層で埋め込まれた矩
形形状のＧａＡｓ量子細線が実現されている。この観察
例では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層６のＡｌの濃度は１．０
であり、すなわちＧａＡｓ量子細線はＡｌＡｓ層で埋め
込まれている。
【００１２】本発明との比較のために、従来技術による
ＧａＡｓ量子細線を図５に示す。観察倍率は１５万倍で
ある。１００ｎｍのＶ溝幅のＧａＡｓ基板上にＡｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ層で埋め込まれた三日月形状のＧａＡｓ量子
細線が実現されている。このような三日月形状の量子細
線ではその幅や高さを独立に制御することができないこ
とがわかる。
ＧａＡｓ量子細線を図５に示す。観察倍率は１５万倍で
ある。１００ｎｍのＶ溝幅のＧａＡｓ基板上にＡｌx Ｇ
ａ1-x Ａｓ層で埋め込まれた三日月形状のＧａＡｓ量子
細線が実現されている。このような三日月形状の量子細
線ではその幅や高さを独立に制御することができないこ
とがわかる。
【００１３】本発明により製作されたＧａＡｓ量子細線
を評価するために、フォトルミネッセンス（ＰＬ）によ
る測定例を図６に示す。ＰＬ法は製造した量子細線基板
に単色光を入射し、その発光を観測するもので、波長を
掃引することにより半導体材料を評価することができ
る。ＰＬ測定での基板温度は１５Ｋであり、量子細線の
幅は１９ｎｍ、その高さは１４ｎｍである。波長７９３
ｎｍにおいて急峻なピークを観測することができ、その
半値全幅は１９ｍｅｖであり、量子細線からの発光であ
ることがわかる。量子細線のＰＬ偏光特性を図７に示
す。これは観測したＰＬ強度について、量子細線に平行
な直線偏光成分と垂直な直線偏光分との比をＰＬ偏光度
とし、量子細線の断面形状の比すなわち横幅（ａ）と厚
さ（ｂ）との比（ａ／ｂ）との関係を示したものであ
る。図７より、ａ／ｂ比の低下にともない偏光度が高く
なることを示している。すなわち、この高い偏光度は量
子細線による電子の横および厚さ方向の２次元的な閉じ
込めが強いということを示している。本発明による断面
形状が矩形の量子細線（ａ／ｂ＝１）では偏光度が３０
％を越えており、従来の断面形状が三日月状の量子細線
に比べて３倍以上の顕著な特性を示している。
を評価するために、フォトルミネッセンス（ＰＬ）によ
る測定例を図６に示す。ＰＬ法は製造した量子細線基板
に単色光を入射し、その発光を観測するもので、波長を
掃引することにより半導体材料を評価することができ
る。ＰＬ測定での基板温度は１５Ｋであり、量子細線の
幅は１９ｎｍ、その高さは１４ｎｍである。波長７９３
ｎｍにおいて急峻なピークを観測することができ、その
半値全幅は１９ｍｅｖであり、量子細線からの発光であ
ることがわかる。量子細線のＰＬ偏光特性を図７に示
す。これは観測したＰＬ強度について、量子細線に平行
な直線偏光成分と垂直な直線偏光分との比をＰＬ偏光度
とし、量子細線の断面形状の比すなわち横幅（ａ）と厚
さ（ｂ）との比（ａ／ｂ）との関係を示したものであ
る。図７より、ａ／ｂ比の低下にともない偏光度が高く
なることを示している。すなわち、この高い偏光度は量
子細線による電子の横および厚さ方向の２次元的な閉じ
込めが強いということを示している。本発明による断面
形状が矩形の量子細線（ａ／ｂ＝１）では偏光度が３０
％を越えており、従来の断面形状が三日月状の量子細線
に比べて３倍以上の顕著な特性を示している。
【００１４】（実施例２）基板の厚さ方向に量子細線を
積層した多重量子細線の実施例について述べる。図２に
示した実施例１の製造工程において、Ｕ字形状の溝を形
成後に、ＧａＡｓ層５およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層７の
成長工程（ｃ）および（ｄ）を複数回繰り返すことによ
り、Ｕ字形状の溝に量子細線を積層した。図８，図９は
多重量子細線を示したもので、図８は断面構造図、図９
は製造した多重量子細線のＳＥＭによる観察像である。
幅が約３０ｎｍで深さが約１００ｎｍのＵ字形状のＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層６の溝内に、ＧａＡｓ層５の量子細線
が２層積層していることがわかる。製造した多重量子細
線のＰＬ特性を図１０に示す。測定温度は１５Ｋであ
る。波長が７５０ｎｍおよび７８０ｎｍにおいて二つの
ＰＬ強度ピークが観測され、二つの量子細線からの発光
が分離して観測された。本実施例では二つの量子細線を
積層した例を示したが、本発明の製造方法では基板の厚
さ方向に複数の量子細線を実現することが可能であり、
さらにその量子細線の高さ（厚さ）を所望の値に制御す
ることができるために、例えば高さの異なる量子細線を
複数個配置した高さ変調の多重量子細線なども実現する
ことができる。
積層した多重量子細線の実施例について述べる。図２に
示した実施例１の製造工程において、Ｕ字形状の溝を形
成後に、ＧａＡｓ層５およびＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層７の
成長工程（ｃ）および（ｄ）を複数回繰り返すことによ
り、Ｕ字形状の溝に量子細線を積層した。図８，図９は
多重量子細線を示したもので、図８は断面構造図、図９
は製造した多重量子細線のＳＥＭによる観察像である。
幅が約３０ｎｍで深さが約１００ｎｍのＵ字形状のＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層６の溝内に、ＧａＡｓ層５の量子細線
が２層積層していることがわかる。製造した多重量子細
線のＰＬ特性を図１０に示す。測定温度は１５Ｋであ
る。波長が７５０ｎｍおよび７８０ｎｍにおいて二つの
ＰＬ強度ピークが観測され、二つの量子細線からの発光
が分離して観測された。本実施例では二つの量子細線を
積層した例を示したが、本発明の製造方法では基板の厚
さ方向に複数の量子細線を実現することが可能であり、
さらにその量子細線の高さ（厚さ）を所望の値に制御す
ることができるために、例えば高さの異なる量子細線を
複数個配置した高さ変調の多重量子細線なども実現する
ことができる。
【００１５】以上説明したように、本発明はＶ溝基板を
用いた有機金属結晶成長法において、基板に対して垂直
または垂直に近い結晶面を壁面に有するＵ字形状の溝を
形成することにより、矩形あるいは矩形に近い断面形状
を有する量子細線を製造することができること、さらに
この溝の横幅およびこの溝内に埋め込まれる量子細線の
厚さを量子閉じ込め効果が生じる２０ｎｍ以下の大きさ
の領域において、原子層単位で制御することが可能であ
る。本発明の実施例では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層／Ｇａ
Ａｓ層系材料で説明したが、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ，Ｇ
ａＩｎＡｓ／ＩｎＰ等の III−Ｖ族半導体およびその混
晶系、ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ等のII−VI族半導体およびそ
の混晶系によっても実現することができる。
用いた有機金属結晶成長法において、基板に対して垂直
または垂直に近い結晶面を壁面に有するＵ字形状の溝を
形成することにより、矩形あるいは矩形に近い断面形状
を有する量子細線を製造することができること、さらに
この溝の横幅およびこの溝内に埋め込まれる量子細線の
厚さを量子閉じ込め効果が生じる２０ｎｍ以下の大きさ
の領域において、原子層単位で制御することが可能であ
る。本発明の実施例では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層／Ｇａ
Ａｓ層系材料で説明したが、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ，Ｇ
ａＩｎＡｓ／ＩｎＰ等の III−Ｖ族半導体およびその混
晶系、ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ等のII−VI族半導体およびそ
の混晶系によっても実現することができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、結晶成長固有の現象を利用し
て、量子閉じ込め効果が生じる２０ｎｍ以下の領域にお
いて、量子細線の縦横両方向の大きさを分子層あるいは
原子層単位で制御することができるため、超高発光効率
の量子細線レーザあるいは超高速の量子細線トランジス
タを実現することができる。
て、量子閉じ込め効果が生じる２０ｎｍ以下の領域にお
いて、量子細線の縦横両方向の大きさを分子層あるいは
原子層単位で制御することができるため、超高発光効率
の量子細線レーザあるいは超高速の量子細線トランジス
タを実現することができる。
【図１】本発明による量子細線の断面図である。
【図２】本発明の量子細線の製造工程を説明するための
断面図である。
断面図である。
【図３】第一層のＵ字形状溝の作製条件を示す特性図で
ある。
ある。
【図４】本発明による量子細線の観察写真である。
【図５】従来例による量子細線の観察写真である。
【図６】本発明による量子細線のＰＬ特性図である。
【図７】本発明による量子細線のＰＬ偏光度特性図であ
る。
る。
【図８】本発明による多重量子細線を示す断面構造図で
ある。
ある。
【図９】本発明による多重量子細線を示す断面観察写真
である。
である。
【図１０】本発明による多重量子細線のＰＬ特性図であ
る。
る。
【図１１】従来の量子細線の断面図である。
【図１２】従来の量子細線の製造工程を説明するための
断面図である。
断面図である。
１ （００１）ＧａＡｓ−Ｖ溝加工基板
２ ＡｌＧａＡｓ成長層
３ ＧａＡｓ成長層
４ ＡｌＧａＡｓ成長層
５ ＧａＡｓ量子細線
６ ＡｌＡｓまたはＡｌＧａＡｓ成長層
７ ＡｌＡｓまたはＡｌＧａＡｓ成長層
８ Ｖ溝（Ｖ字形状の溝）
９ Ｖ溝（Ｖ字形状の溝）
１０ Ｕ字形状の溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 神戸 宏
東京都千代田区内幸町一丁目１番６号
日本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平４−124890（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−108592（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 29/06
H01L 29/66
H01L 21/205
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｖ溝加工した（００１）化合物半導体基
板の該Ｖ溝側の表面に該Ｖ溝を埋没するように有機金属
気相成長法により第一の化合物半導体からなる量子障壁
薄膜を前記基板に対して垂直な（１１０）面または垂直
に近い傾きを持つ高指数面が現れる成長条件を用いて成
長して、前記基板の面に対して垂直な（１１０）面また
は垂直に近い傾きを持つ高指数面を有する結晶面を側壁
に持つＵ字形状の溝を該Ｖ溝の位置に形成する第一の工
程と、 第二の化合物半導体からなる量子井戸薄膜を前記Ｕ字形
状の溝の底部に形成する第二の工程と、 前記第一の化合物半導体と同一または異種の化合物半導
体からなる量子障壁薄膜を該量子井戸薄膜を形成したＵ
字形状の溝を埋没するように形成する第三の工程とを含
む半導体量子細線の製造方法。 - 【請求項２】 溝の幅が０．２μｍから０．０１μｍで
あるようにＶ溝加工した（００１）ＧａＡｓ基板の該Ｖ
溝側の表面に該Ｖ溝を埋没するように有機金属気相成長
法によりＡｌの組成ｘが０．７から１．０のＡｌ x Ｇａ
1-x Ａｓである第一の化合物半導体からなる量子障壁薄
膜を成長して前記基板の面に対して垂直な（１１０）面
または垂直に近い傾きを有する高指数面を有する結晶面
を側壁に持つＵ字形状の溝を該Ｖ溝の位置に形成する第
一の工程と、 第二の化合物半導体からなる量子井戸薄膜を前記Ｕ字形
状の溝の底部に形成する第二の工程と、 前記第一の化合物半導体と同一または異種の化合物半導
体からなる量子障壁薄膜を該量子井戸薄膜を形成したＵ
字形状の溝を埋没するように形成する第三の工程とを含
む半導体量子細線の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19771593A JP3433761B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 半導体量子細線の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19771593A JP3433761B2 (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 半導体量子細線の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0738078A JPH0738078A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3433761B2 true JP3433761B2 (ja) | 2003-08-04 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3669491B2 (ja) | 2001-03-29 | 2005-07-06 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 負性抵抗電界効果素子 |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP19771593A patent/JP3433761B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0738078A (ja) | 1995-02-07 |
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