JP6031978B2 - 半導体量子ドットの製造方法、単一光子発生器及びその製造方法 - Google Patents
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(凹部深さ)/(凹部最短幅)<0.47
になるようにすることが望ましい。これにより、下部クラッド層3を形成する際に主成長モードとして出現する斜面{311}と、基板の(100)面とのなす角度のタンジェントがtan(25.2°)=0.47よりも小さくなるため、緩やかな傾斜面を安定して出現させることができる。その結果、窪み4の大きさを相似的に変化させることができ窪み4のサイズを安定して制御することができる。
(凹部深さ)/(凹部最短幅)=0.4
になる。
(凹部深さ)/(凹部最短幅)=0.2
になる。
(凹部深さ)/(凹部最短幅)=0.4
になる。
(付記1)(100)面を主面とする半導体基体の表面にエッチングにより平面形状が矩形状で且つ断面形状が矩形状の凹部を形成する工程と、前記凹部内に、前記凹部の平面における中央に位置し、且つ、(100)面とのなす角が54.7°よりも緩やかな傾斜面からなる窪みを有する下部クラッド層を形成する工程と、前記下部クラッド層に形成された窪み内に量子ドット層を形成する工程と、前記量子ドット層を覆うようにキャップ層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体量子ドット構造の製造方法。
(付記2)前記凹部内に下部クラッド層を形成する工程において、前記窪みの底部の積層方向の位置が前記凹部の底面から0.2μm以上離れるように下部クラッド層を形成することを特徴とする付記1に記載の半導体量子ドットの製造方法。
(付記3)前記緩やかな傾斜面からなる窪みの形状が逆四角錐状であることを特徴とする付記2に記載の半導体量子ドット構造の製造方法。
(付記4)前記半導体基体はInPまたはGaAsからなり、前記下部クラッド層は前記半導体基体に格子整合する半導体からなることを特徴とする付記1乃至付記3のいずれかに記載の半導体量子ドット構造の製造方法。
(付記5)前記エッチングにより矩形状の凹部を形成する工程において、前記凹部深さと凹部最短幅の関係が
(凹部深さ)/(凹部最短幅)<0.47
であることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれかに記載の半導体量子ドットの製造方法。
(付記6)(100)面を主面とする半導体基体の表面にエッチングにより平面形状が矩形状で且つ断面形状が矩形状の凹部を形成する工程と、前記凹部内に、前記凹部の平面における中央に位置し、且つ、(100)面とのなす角が54.7°よりも緩やかな傾斜面からなる窪みを有する下部クラッド層を形成する工程と、前記下部クラッド層に形成された窪み内に量子ドット層を形成する工程と、前記量子ドット層を覆うようにキャップ層を形成する工程と、前記キャップ層乃至前記半導体基体の一部をエッチングすることによって、前記量子ドット層が中心軸に位置するようにパラボラ状のホーン構造を形成する工程とを有することを特徴とする単一光子発生器の製造方法。
(付記7)前記パラボラ状のホーン構造を形成する工程が、前記キャップ層上にマスクパターンを設けた状態でドライエッチングする工程と、前記ドライエッチング工程後に、前記マスクパターンを残存させた状態でウェットエッチングする工程とを有することを特徴とする付記6に記載の単一光子発生器の製造方法。
(付記8)(100)面を主面とする半導体基体と、前記半導体基体に設けられた平面形状が矩形状で且つ断面形状が矩形状の凹部と、前記凹部内に、前記凹部の平面における中央に位置し、且つ、(100)面とのなす角が54.7°よりも緩やかな傾斜面からなる窪みを有する下部クラッド層と、前記下部クラッド層に形成された窪み内に設けられた前記半導体基体に向かって四角錐状の単一の量子ドット層と、前記量子ドット層を焦点位置とするパラボラ状のホーン構造とを備えたことを特徴とする単一光子発生器。
2 凹部
3 下部クラッド層
4 窪み
5 量子ドット層
6 キャップ層
7 ホーン構造
8 反射抑制膜
21 半絶縁性InP基板
22 SiO2マスク
23 開口部
24 凹部
25 i型InP下部クラッド層
26 窪み
27 量子ドット
28 i型InPキャップ層
29 SiO2マスク
30 ホーン構造
31 反射抑制膜
32 SiO2マスク
33 開口部
34 凹部
35 凹部
36 窪み
37 i型InGaAsP層
38 量子ドット
51 単一光子発生器
52 量子ドット
53 冷却器
54 コリメートレンズ
55 反射鏡
56 ハーフミラー
57 励起用レーザ
58 レンズ
59 光ファイバ
60 ホーン構造
61 反射抑制膜
62 励起レーザ光
63 単一光子
71 GaAs基板
72 V溝
73 半導体層
81 GaAs基板
82 溝
83 AlGaAsバリア層
84 GaAsウエル層
85 AlGaAsバリア層
91 基板
92 バッファ層
93 窪み
94 表面終端層
95 量子ドット
Claims (5)
- (100)面を主面とする半導体基体の表面にエッチングにより平面形状が矩形状で且つ断面形状が矩形状の凹部を形成する工程と、
前記凹部内に、前記凹部の平面における中央に位置し、且つ、(100)面とのなす角が54.7°よりも緩やかな傾斜面からなる窪みを有する下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層に形成された窪み内に量子ドット層を形成する工程と、
前記量子ドット層を覆うようにキャップ層を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体量子ドット構造の製造方法。 - 前記凹部内に下部クラッド層を形成する工程において、
前記窪みの底部の積層方向の位置が前記凹部の底面から0.2μm以上離れるように下部クラッド層を形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体量子ドットの製造方法。 - 前記緩やかな傾斜面からなる窪みの形状が逆四角錐状であることを特徴とする請求項2に記載の半導体量子ドット構造の製造方法。
- (100)面を主面とする半導体基体の表面にエッチングにより平面形状が矩形状で且つ断面形状が矩形状の凹部を形成する工程と、
前記凹部内に、前記凹部の平面における中央に位置し、且つ、(100)面とのなす角が54.7°よりも緩やかな傾斜面からなる窪みを有する下部クラッド層を形成する工程と、
前記下部クラッド層に形成された窪み内に量子ドット層を形成する工程と、
前記量子ドット層を覆うようにキャップ層を形成する工程と、
前記キャップ層乃至前記半導体基体の一部をエッチングすることによって、前記量子ドット層が中心軸に位置するようにパラボラ状のホーン構造を形成する工程と
を有することを特徴とする単一光子発生器の製造方法。 - (100)面を主面とする半導体基体と、
前記半導体基体に設けられた平面形状が矩形状で且つ断面形状が矩形状の凹部と、
前記凹部内に、前記凹部の平面における中央に位置し、且つ、(100)面とのなす角が54.7°よりも緩やかな傾斜面からなる窪みを有する下部クラッド層と、
前記下部クラッド層に形成された窪み内に設けられた前記半導体基体に向かって四角錐状の単一の量子ドット層と、
前記量子ドット層を焦点位置とするパラボラ状のホーン構造と
を備えたことを特徴とする単一光子発生器。
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JP2012262770A JP6031978B2 (ja) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 半導体量子ドットの製造方法、単一光子発生器及びその製造方法 |
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JP2012262770A JP6031978B2 (ja) | 2012-11-30 | 2012-11-30 | 半導体量子ドットの製造方法、単一光子発生器及びその製造方法 |
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- 2012-11-30 JP JP2012262770A patent/JP6031978B2/ja not_active Expired - Fee Related
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