JP4825965B2 - 量子ドットの形成方法 - Google Patents
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Description
(a)GaAs基板上に、GaAsバッファ層を形成し、
(b)前記GaAsバッファ層上に、GaSbxAs1−x(0<x≦1)層を形成し、
(c)前記GaSbxAs1−x(0<x≦1)層上に、InAs量子ドットを自己形成する。
(a)0.24〜1.52ML厚のGaSb層と、
(b)GaSb層上のInAs量子ドットと、
(c)InAs量子ドットを埋め込むGaAs埋め込み層と、
を含み、前記InAs量子ドットは、1.1×1011cm-2以上の密度で配置される。
この状態が、図1(a)に示す状態である。
量子ドットを形成することが困難であったが、本実施形態のように、GaAsバッファ層の表面に1分子層程度の膜厚のGaSb層を導入することによって、サイズおよび配置間隔がともに均一なInAs量子ドットが高密度に形成される。これと同時に、好ましくないコアレッセンスの発生も効果的に抑制され、デバイスへの実用性が非常に高い。
長波長側(1170nm)に狭いPLスペクトルが現れるようになる。このような、PLスペクトルのドット成長量に対する依存性は、図8を参照して説明したInAs量子ドットの形状遷移によって説明できる。
成長温度450℃、As4/Sb4照射フラックス比3〜9でGaAsSb混晶バッファ層33を10ML形成する。As4/Sb4照射フラックス比は、3〜9の範囲で適宜調整できるが、一例として、照射フラックス比を6に設定してGaAsSb混晶バッファ層33を形成し、さらにその上にGaAs層34を2ML形成する。GaAs層34上にInAs量子ドット35を成長温度500℃で2.6ML成長する。
2、12、32、34 GaAsバッファ層
3、21 GaSb層
4、22、35 InAs量子ドット
5、23 GaAsキャップ層
13、17 AlGaAsクラッド層
14、16 GaAs光導波層
15 活性層
33 GaAsSb混晶バッファ層
Claims (10)
- GaAs基板の表面に、GaAsバッファ層を成長して形成し、
前記GaAsバッファ層の表面または前記GaAsバッファ層の上層に、GaSbxAs1−x(x=1)層を0.24〜1.52ML厚に成長して形成し、
前記GaSbxAs1−x(x=1)層の表面に、InAs量子ドットを成長して自己形成する
ことを特徴とする量子ドットの形成方法。 - 前記GaSb x As 1−x (x=1)層は、As−Sb交換反応によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の量子ドットの形成方法。
- 前記InAs量子ドットは、1.1×1011cm-2以上のドット密度で自己形成されることを特徴とする請求項1に記載の量子ドットの形成方法。
- 前記InAs量子ドットの自己形成ステップにおいて、コアレッセンスの発生が抑制されることを特徴とする請求項1に記載の量子ドットの形成方法。
- 前記InAs量子ドットは、その成長初期において、細線状の2次元島が形成されることを特徴とする請求項1に記載の量子ドットの形成方法。
- GaAs基板の表面に、GaAsバッファ層を成長して形成し、
前記GaAsバッファ層の表面に、GaAsSb混晶バッファ層を成長して形成し、
前記GaAsSb混晶バッファ層上にGaAs層を成長して形成し、
前記GaAs層の表面にInAs量子ドットを、前記基板面内の所定の方向に、正方格子状に自己配列させて形成することを特徴とする量子ドットの形成方法。 - 前記InAs量子ドットは、(001)基板面内上の<010>方向に沿って正方格子状に配列することを特徴とする請求項6に記載の量子ドットの形成方法。
- 前記InAs量子ドットは、1×1011cm-2以上のドット密度で正方格子状に自己配列することを特徴とする請求項6に記載の量子ドットの形成方法。
- 前記GaAsSb混晶バッファ層を、As4/Sb4 照射フラックス比3〜9で形成することを特徴とする請求項6に記載の量子ドットの形成方法。
- GaAs基板と、
前記GaAs基板上の活性層と、
前記活性層に電流を注入する電極と
を備え、前記活性層は、
0.24〜1.52ML厚のGaSb層と、
前記GaSb層の表面に成長したInAs量子ドットと、
前記InAs量子ドットを埋め込むGaAs埋め込み層と、
を含み、前記InAs量子ドットは、1.1×1011cm-2以上の密度で配置されることを特徴とする量子ドットレーザ。
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