JPH04243124A - 原位置におけるエピタキシャル成長中の光誘導蒸発増進による量子細線の製造方法 - Google Patents
原位置におけるエピタキシャル成長中の光誘導蒸発増進による量子細線の製造方法Info
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- JPH04243124A JPH04243124A JP3146236A JP14623691A JPH04243124A JP H04243124 A JPH04243124 A JP H04243124A JP 3146236 A JP3146236 A JP 3146236A JP 14623691 A JP14623691 A JP 14623691A JP H04243124 A JPH04243124 A JP H04243124A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】〔発明の背景〕本発明は半導体構造に関し
、特にエピタキシャル成長中に化合物半導体膜に対して
原位置における（ｉｎ ｓｉｔｕ） 光誘導増進法を使
用して製造された量子細線を有する半導体構造に関する
。
、特にエピタキシャル成長中に化合物半導体膜に対して
原位置における（ｉｎ ｓｉｔｕ） 光誘導増進法を使
用して製造された量子細線を有する半導体構造に関する
。
【０００２】かねてより電子工業の特質として小型化が
あった。コンピュータチップおよび半導体のサイズはわ
ずか１０年間でほぼ１０００分の１になった。電子要素
の縮小化は今後さらに進展するもようである。
あった。コンピュータチップおよび半導体のサイズはわ
ずか１０年間でほぼ１０００分の１になった。電子要素
の縮小化は今後さらに進展するもようである。
【０００３】小型化へのこの急速なテンポに追従できな
い半導体の一面がある。それは、かつてなく小さなレー
ザ、ｐｎ接合部、トランジスタ、ＬＥＤおよび他のダイ
オード、検出器、集積回路、超小型固体素子などを流れ
る電流を運ぶ配線である。これより、配線が構成要素自
身よりも大きいというちぐはぐな現象が起こり得る。
い半導体の一面がある。それは、かつてなく小さなレー
ザ、ｐｎ接合部、トランジスタ、ＬＥＤおよび他のダイ
オード、検出器、集積回路、超小型固体素子などを流れ
る電流を運ぶ配線である。これより、配線が構成要素自
身よりも大きいというちぐはぐな現象が起こり得る。
【０００４】半導体の量子細線は電荷キャリヤが細線の
軸に直交する２次元内に量子的に閉じ込められる領域で
ある。厚さが５０ｎｍ以下のときＧａＡｓ層内の量子効
果は最大となる。次元の１つのみが５０ｎｍ以下であれ
ば依然として量子細線を使用可能である。このことはＧ
ａＡｓの場合、約５０ｎｍ×１００ｎｍよりも小さな半
導体内の量子細線の領域を意味する。
軸に直交する２次元内に量子的に閉じ込められる領域で
ある。厚さが５０ｎｍ以下のときＧａＡｓ層内の量子効
果は最大となる。次元の１つのみが５０ｎｍ以下であれ
ば依然として量子細線を使用可能である。このことはＧ
ａＡｓの場合、約５０ｎｍ×１００ｎｍよりも小さな半
導体内の量子細線の領域を意味する。
【０００５】電流伝導に加え、量子細線はキャリアの２
次元閉じ込めによる極度に大きな電子移動度など有益で
新規な電気特性を有するものとされている。適当な大き
さの量子細線は、光学的ウエーブガイドに類似する電子
ウエーブガイドの作用をもつものと思われる。
次元閉じ込めによる極度に大きな電子移動度など有益で
新規な電気特性を有するものとされている。適当な大き
さの量子細線は、光学的ウエーブガイドに類似する電子
ウエーブガイドの作用をもつものと思われる。
【０００６】フクイらは“有機金属化学気相堆積によっ
て（００１）隣接表面上に成長された（ＡｌＡｓ）０．
５（ＧａＡｓ）０．５端層超格子（ｆｒａｃｔｉｏｎａ
ｌ−ｌａｙｅｒ ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ） ”（ア
プライド・フィジックス・レターズ （Ａｐｐｌ． Ｐ
ｈｙｓ． Ｌｅｔｔｅｒｓ）５０，８２４（１９８７）
）において、量子細線配列の原位置における製造につい
て熟考かつ立証した。この方法は表面地形（ｔｏｐｏｇ
ｒａｐｈｙ）の伝播が半導体構造の比較的厚い他層を介
して行われるという欠点がある。また、半導体構造の量
子細線の配列に結果的に欠陥を生ずるので電流を運ぶ配
線としての能力が低下してしまう。
て（００１）隣接表面上に成長された（ＡｌＡｓ）０．
５（ＧａＡｓ）０．５端層超格子（ｆｒａｃｔｉｏｎａ
ｌ−ｌａｙｅｒ ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ） ”（ア
プライド・フィジックス・レターズ （Ａｐｐｌ． Ｐ
ｈｙｓ． Ｌｅｔｔｅｒｓ）５０，８２４（１９８７）
）において、量子細線配列の原位置における製造につい
て熟考かつ立証した。この方法は表面地形（ｔｏｐｏｇ
ｒａｐｈｙ）の伝播が半導体構造の比較的厚い他層を介
して行われるという欠点がある。また、半導体構造の量
子細線の配列に結果的に欠陥を生ずるので電流を運ぶ配
線としての能力が低下してしまう。
【０００７】そこで好ましい工程として、特に分子線エ
ピタキシャル成長法（ＭＢＥ）や有機金属化学気相堆積
法（ＭＯＣＶＤ）において実施されているように、伝導
チャネルや配線や電子ウエーブガイドの超微細パターン
がオフラインまたは非成長方法または工程によって成長
の中断なしに原位置において得られることである。
ピタキシャル成長法（ＭＢＥ）や有機金属化学気相堆積
法（ＭＯＣＶＤ）において実施されているように、伝導
チャネルや配線や電子ウエーブガイドの超微細パターン
がオフラインまたは非成長方法または工程によって成長
の中断なしに原位置において得られることである。
【０００８】ＧａＡｓを選択的に除去するのに熱エッチ
ングを使用する、準原位置における熱工程によってパタ
ーニングを達成するには公知の２つの例がある。その１
つとして、まずｐ型ＡｌＧａＡｓ層上のｎ型ＧａＡｓ層
の特定領域が選択的化学的にエッチングし、続いて、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ層を再成長させる前に化学エッチングに
よってエッチングされなかった残りの薄いＧａＡｓを熱
エッチングによって除去する方法がある。これによって
、二重ヘテロ構造レーザ内に埋込み逆バイアス電流閉じ
込め機構が形成される。これについてはタナカらによっ
て発表された“分子線エピタキシャル成長法によって製
造されたシングル縦モード自己整合ＡｌＧａ（Ａｓ）二
重ヘテロ構造レーザ”、ジャパニーズジャーナルオブア
プライドフィジックス、２４巻、Ｌ８９−Ｌ９０頁、１
９８５年を参照。
ングを使用する、準原位置における熱工程によってパタ
ーニングを達成するには公知の２つの例がある。その１
つとして、まずｐ型ＡｌＧａＡｓ層上のｎ型ＧａＡｓ層
の特定領域が選択的化学的にエッチングし、続いて、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ層を再成長させる前に化学エッチングに
よってエッチングされなかった残りの薄いＧａＡｓを熱
エッチングによって除去する方法がある。これによって
、二重ヘテロ構造レーザ内に埋込み逆バイアス電流閉じ
込め機構が形成される。これについてはタナカらによっ
て発表された“分子線エピタキシャル成長法によって製
造されたシングル縦モード自己整合ＡｌＧａ（Ａｓ）二
重ヘテロ構造レーザ”、ジャパニーズジャーナルオブア
プライドフィジックス、２４巻、Ｌ８９−Ｌ９０頁、１
９８５年を参照。
【０００９】他の例としては、金属膜によって部分的に
マスクされたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓヘテロ構造を熱的
に異方性エッチングしてサブミクロンのオーダーの装置
を製造する方法がある。これについては、Ａ．Ｃ．ウォ
ーレン（Ｗａｒｒｅｎ）らによる“化合物半導体の原位
置におけるパターニングのためのマスクされた異方性熱
エッチングと再成長”アプライド・フィジックス・レタ
ーズ５１巻（２２）、１８１８−１８２０頁、１１月３
０日、１９８７を参照。前記した２つの例のいずれにお
いてもＡｌＧａＡｓマスク層をエッチストッパーとして
認識して熱的にエッチングされたＧａＡｓ内に所望の構
造を得ている。この場合、適当な脱着 （ｄｅｓｏｒｐ
ｔｉｏｎ） パラメータが与えられればＡｌＧａＡｓが
ＧａＡｓと対向して異なる周囲条件でより高温度で熱的
にエッチングされることはよく知られている。
マスクされたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓヘテロ構造を熱的
に異方性エッチングしてサブミクロンのオーダーの装置
を製造する方法がある。これについては、Ａ．Ｃ．ウォ
ーレン（Ｗａｒｒｅｎ）らによる“化合物半導体の原位
置におけるパターニングのためのマスクされた異方性熱
エッチングと再成長”アプライド・フィジックス・レタ
ーズ５１巻（２２）、１８１８−１８２０頁、１１月３
０日、１９８７を参照。前記した２つの例のいずれにお
いてもＡｌＧａＡｓマスク層をエッチストッパーとして
認識して熱的にエッチングされたＧａＡｓ内に所望の構
造を得ている。この場合、適当な脱着 （ｄｅｓｏｒｐ
ｔｉｏｎ） パラメータが与えられればＡｌＧａＡｓが
ＧａＡｓと対向して異なる周囲条件でより高温度で熱的
にエッチングされることはよく知られている。
【００１０】しかしながら、上記テクニックのいずれも
、原位置における光誘導蒸発を膜堆積システムにおける
テクニックとして用いて膜成長中または成長後の成長面
のパターンニングされたまたは選択された位置の膜厚を
微細スケールで漸次減少させ、円滑な食刻表面構造を得
る本発明の主目的を使用していない。
、原位置における光誘導蒸発を膜堆積システムにおける
テクニックとして用いて膜成長中または成長後の成長面
のパターンニングされたまたは選択された位置の膜厚を
微細スケールで漸次減少させ、円滑な食刻表面構造を得
る本発明の主目的を使用していない。
【００１１】本発明の目的は、有機金属化学気相堆積（
ＭＯＣＶＤ）エピタキシャル法における誘導蒸発増進テ
クニックを使用して、化合物半導体の選択された表面領
域または選択された層の原位置における除去または脱着
を可能にし、この方法を半導体構造内の量子細線の原位
置における製造に適用することにある。
ＭＯＣＶＤ）エピタキシャル法における誘導蒸発増進テ
クニックを使用して、化合物半導体の選択された表面領
域または選択された層の原位置における除去または脱着
を可能にし、この方法を半導体構造内の量子細線の原位
置における製造に適用することにある。
【００１２】〔発明の概要〕上記の目的を達成するため
に、本発明においては、堆積膜の選択された領域の全て
または１部の原位置における除去または薄層化は、堆積
システム例えば、ＭＢＥまたはＭＯＣＶＤシステムにお
いて基板または支持体の成長面上の露光スポットまたは
領域に先導される照射エネルギ源を使用するテクニック
によって達成される。“誘導蒸発増進法”と呼ばれるこ
のテクニックは１９８８年１０月１３日出願の特許出願
第０７／２５７，４９８号に開示されている。
に、本発明においては、堆積膜の選択された領域の全て
または１部の原位置における除去または薄層化は、堆積
システム例えば、ＭＢＥまたはＭＯＣＶＤシステムにお
いて基板または支持体の成長面上の露光スポットまたは
領域に先導される照射エネルギ源を使用するテクニック
によって達成される。“誘導蒸発増進法”と呼ばれるこ
のテクニックは１９８８年１０月１３日出願の特許出願
第０７／２５７，４９８号に開示されている。
【００１３】特に本発明ではこのテクニックを半導体構
造内の原位置における量子細線の製造に用いることを主
な目的としており、誘導蒸発増進法はマスクまたは化学
エッチング工程を導入することなしに成長表面の選択さ
れた領域内でエピタクシャル成長によって堆積された材
料が連続的に再成長するのを完全に除去または防止する
ことができる。
造内の原位置における量子細線の製造に用いることを主
な目的としており、誘導蒸発増進法はマスクまたは化学
エッチング工程を導入することなしに成長表面の選択さ
れた領域内でエピタクシャル成長によって堆積された材
料が連続的に再成長するのを完全に除去または防止する
ことができる。
【００１４】本発明の他の目的・効果さらにより完全な
理解は添付の図面に関連して述べられた以下の記載およ
び特許請求の範囲によって明らかになる。
理解は添付の図面に関連して述べられた以下の記載およ
び特許請求の範囲によって明らかになる。
【００１５】〔図面の簡単な説明〕図１は光誘導脱着に
先立って本発明によって形成された量子細線半導体構造
の側面略図である。
先立って本発明によって形成された量子細線半導体構造
の側面略図である。
【００１６】図２は光誘導脱着中に本発明によって形成
された量子細線半導体構造の側面略図である。
された量子細線半導体構造の側面略図である。
【００１７】図３は本発明によって形成された量子細線
半導体構造の側面略図である。
半導体構造の側面略図である。
【００１８】図４は本発明によって形成された量子細線
半導体構造のパターンの平面略図である。
半導体構造のパターンの平面略図である。
【００１９】図５は本発明によって形成された一連のリ
ニアまたは水平な多数量子細線半導体構造の側面略図で
ある。
ニアまたは水平な多数量子細線半導体構造の側面略図で
ある。
【００２０】図６は本発明によって垂直に形成された一
連のリニアまたは水平な量子細線半導体構造の側面略図
である。
連のリニアまたは水平な量子細線半導体構造の側面略図
である。
【００２１】図７は本発明によって垂直に形成された一
連のリニアまたは水平な量子細線半導体構造の他の実施
例の側面略図である。
連のリニアまたは水平な量子細線半導体構造の他の実施
例の側面略図である。
【００２２】図８は光誘導脱着に先立って本発明によっ
て形成された垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図
である。
て形成された垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図
である。
【００２３】図９は光誘導脱着中に本発明によって形成
された垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図である
。
された垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図である
。
【００２４】図１０は本発明によって形成された垂直な
量子細線半導体構造の切取側面略図である。
量子細線半導体構造の切取側面略図である。
【００２５】〔好適な実施態様の説明〕本発明の装置を
説明するにあたって、ウエハー全体に渡ってパターン化
された方法で所望の誘導蒸発増進法を実施するために、
レーザビームが選択された位置に走査および／または変
調されるＭＯＣＶＤ反応管内のウエハー基板上に複数の
装置が製造されるが、説明を簡単にするために個々のデ
ィスクリート構造についてのみ説明する。
説明するにあたって、ウエハー全体に渡ってパターン化
された方法で所望の誘導蒸発増進法を実施するために、
レーザビームが選択された位置に走査および／または変
調されるＭＯＣＶＤ反応管内のウエハー基板上に複数の
装置が製造されるが、説明を簡単にするために個々のデ
ィスクリート構造についてのみ説明する。
【００２６】図１において、単一の量子細線を有し、前
記の特許出願第０７／２５７，４９８号に記載されたＭ
ＯＣＶＤ法を使用して製造された半導体構造１０が示さ
れている。半導体構造１０はＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
などのバンドギャップの大きい半導体材料からなる半導
体クラッド層または基板１２を含む。この基板１２上に
はみぞ１４が形成されている。半導体クラッド層が使用
される場合、この層を半導体構造のどの位置に形成して
もよい。
記の特許出願第０７／２５７，４９８号に記載されたＭ
ＯＣＶＤ法を使用して製造された半導体構造１０が示さ
れている。半導体構造１０はＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
などのバンドギャップの大きい半導体材料からなる半導
体クラッド層または基板１２を含む。この基板１２上に
はみぞ１４が形成されている。半導体クラッド層が使用
される場合、この層を半導体構造のどの位置に形成して
もよい。
【００２７】みぞ１４は化学エッチング、反応性イオン
エッチング、イオンミリングまたは当業者によく知られ
た他の手段によってクラッド層内に製造される。みぞは
高度に集束されたビームを休止時間の変化に従ってクラ
ッド層表面全体に走査することによって製造される。な
おこの方法は前記の特許出願第０７／２５７，４９８号
に開示されている。
エッチング、イオンミリングまたは当業者によく知られ
た他の手段によってクラッド層内に製造される。みぞは
高度に集束されたビームを休止時間の変化に従ってクラ
ッド層表面全体に走査することによって製造される。な
おこの方法は前記の特許出願第０７／２５７，４９８号
に開示されている。
【００２８】みぞは概して可能な限り狭く形成される。
しかしながら、みぞの幅および広さは製造方法によって
異なる。例えば、化学エッチングおよびビーム脱着を使
用した場合は深さよりも大きい広さのみぞが形成される
。深さが広さよりも大きく側壁角度が４５°よりも大き
いみぞを形成するのが好ましい。反応性イオンエッチン
グまたはイオンミリングを使用した場合は、４５°以上
の側壁あるいは垂直な側壁を有するみぞさえも形成可能
である。
異なる。例えば、化学エッチングおよびビーム脱着を使
用した場合は深さよりも大きい広さのみぞが形成される
。深さが広さよりも大きく側壁角度が４５°よりも大き
いみぞを形成するのが好ましい。反応性イオンエッチン
グまたはイオンミリングを使用した場合は、４５°以上
の側壁あるいは垂直な側壁を有するみぞさえも形成可能
である。
【００２９】この実施例においては、みぞ１４はＶ字形
であり、角度をもって対向し頂点２０で終わる側壁１６
、１８を有する。みぞの深さは１０ｎｍから２．５ミク
ロンである。
であり、角度をもって対向し頂点２０で終わる側壁１６
、１８を有する。みぞの深さは１０ｎｍから２．５ミク
ロンである。
【００３０】クラッド層１２の上には、ＧａＡｓまたは
Ａｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（ｚ＜ｘ）などの小さなバン
ドギャップの半導体材料からなる量子井戸層２２が７２
５℃以上の温度で成長される。量子井戸層の厚さは概し
て３０ｎｍ以下である。量子井戸層内にみぞ２４がクラ
ッド層内の１４内に形成される。この温度においては量
子井戸層のみぞ２４の側壁２６、２８の成長速度は水平
な表面またはメサ３０、３２よりも小さく、これより図
１に示すように、量子井戸のみぞの頂点にわずかに厚い
領域３４が形成される。
Ａｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（ｚ＜ｘ）などの小さなバン
ドギャップの半導体材料からなる量子井戸層２２が７２
５℃以上の温度で成長される。量子井戸層の厚さは概し
て３０ｎｍ以下である。量子井戸層内にみぞ２４がクラ
ッド層内の１４内に形成される。この温度においては量
子井戸層のみぞ２４の側壁２６、２８の成長速度は水平
な表面またはメサ３０、３２よりも小さく、これより図
１に示すように、量子井戸のみぞの頂点にわずかに厚い
領域３４が形成される。
【００３１】量子井戸層２２の成長の完成に応答してエ
ピタキシャル成長が一時的に停止され、前記の特許出願
第０７／２５７，４９８号に開示されるように、ＭＯＣ
ＶＤチャンバへのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）源が停
止され、基板温度が約８２５℃に増加され、レーザビー
ムまたは組合せレーザビームが直角に、または図２の線
３６で示されるように側壁に対してほぼ直角となる入射
角で量子井戸層２２の表面にある時間集束される。この
時間は量子井戸層２２の側壁２６、２８を１Å／秒の速
さでクラッド層１２の側壁１６、１８に到達するまで蒸
発させるのに十分な時間に決められる。蒸発工程中にお
ける量子層２２の照射された部分の温度は約１０００℃
から１０３０℃である。
ピタキシャル成長が一時的に停止され、前記の特許出願
第０７／２５７，４９８号に開示されるように、ＭＯＣ
ＶＤチャンバへのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）源が停
止され、基板温度が約８２５℃に増加され、レーザビー
ムまたは組合せレーザビームが直角に、または図２の線
３６で示されるように側壁に対してほぼ直角となる入射
角で量子井戸層２２の表面にある時間集束される。この
時間は量子井戸層２２の側壁２６、２８を１Å／秒の速
さでクラッド層１２の側壁１６、１８に到達するまで蒸
発させるのに十分な時間に決められる。蒸発工程中にお
ける量子層２２の照射された部分の温度は約１０００℃
から１０３０℃である。
【００３２】メサまたはみぞの側壁におけるＧａＡｓの
成長は７２５℃以上の温度ではメサ表面またはみぞの頂
点よりも遅く、その違いは温度の上昇とともにさらに大
きくなることが当業界においてよく知られている。この
ふるまいはＧａおよびＡｓ原子の粘着係数が側壁におい
て最小となることを示している。すなわち、ほぼ直角の
入射角度で光が照射される場合、量子井戸層２２のＧａ
Ａｓは、温度の上昇に伴って量子井戸のみぞ２４の頂点
２０の領域３４よりも量子井戸層２２の側壁２６、２８
およびメサ表面領域３０、３２の方がよく早く脱着され
る。
成長は７２５℃以上の温度ではメサ表面またはみぞの頂
点よりも遅く、その違いは温度の上昇とともにさらに大
きくなることが当業界においてよく知られている。この
ふるまいはＧａおよびＡｓ原子の粘着係数が側壁におい
て最小となることを示している。すなわち、ほぼ直角の
入射角度で光が照射される場合、量子井戸層２２のＧａ
Ａｓは、温度の上昇に伴って量子井戸のみぞ２４の頂点
２０の領域３４よりも量子井戸層２２の側壁２６、２８
およびメサ表面領域３０、３２の方がよく早く脱着され
る。
【００３３】照射強度、レーザビーム３６の露光の角度
および長さを制御することによって、側壁２６、２８に
沿った量子井戸層２２の領域がクラッド層１２との界面
にまで脱着されてクラッド層１２のみぞ１４の頂点２０
に三日月形の量子細線３８が形成される。クラッド層１
２のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓは光誘導された脱着に対
する脱着ストッパーとして機能するが、これは本方法に
よるＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（ｘ≧０．１５）の脱着
が量子井戸層２２のＧａＡｓの脱着よりも困難であるか
らである。
および長さを制御することによって、側壁２６、２８に
沿った量子井戸層２２の領域がクラッド層１２との界面
にまで脱着されてクラッド層１２のみぞ１４の頂点２０
に三日月形の量子細線３８が形成される。クラッド層１
２のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓは光誘導された脱着に対
する脱着ストッパーとして機能するが、これは本方法に
よるＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ（ｘ≧０．１５）の脱着
が量子井戸層２２のＧａＡｓの脱着よりも困難であるか
らである。
【００３４】ＧａＡｓはＡｌＧａＡｓよりも大きな蒸気
圧を有するのでＡｌＧａＡｓ内のＡｌ含有量がより遅い
蒸発率を引き起こすので、いずれの場合も、ＡｌＧａＡ
ｓに対する動作温度はＧａＡｓよりも大となる。
圧を有するのでＡｌＧａＡｓ内のＡｌ含有量がより遅い
蒸発率を引き起こすので、いずれの場合も、ＡｌＧａＡ
ｓに対する動作温度はＧａＡｓよりも大となる。
【００３５】レーザビーム３６の入射角は頂点をさえぎ
って図２に示すように照射が側壁に集中するように調整
することができる。これより、さえぎられた頂点領域の
量子井戸層の脱着は照射領域よりもゆっくりと進行する
が、これは光化学的脱着が減少または除去されかつ頂点
領域がその周囲側壁よりも低温となるためである。これ
ら両効果は脱着の横方向の選択性を増進する。露光時間
および照射強度を正確に制御できるので光工程は高度に
再生可能である。
って図２に示すように照射が側壁に集中するように調整
することができる。これより、さえぎられた頂点領域の
量子井戸層の脱着は照射領域よりもゆっくりと進行する
が、これは光化学的脱着が減少または除去されかつ頂点
領域がその周囲側壁よりも低温となるためである。これ
ら両効果は脱着の横方向の選択性を増進する。露光時間
および照射強度を正確に制御できるので光工程は高度に
再生可能である。
【００３６】特許出願第０７／２５７，４９８号の方法
においては、電流が流れる層の品質を最適化する温度で
量子井戸層を成長させることが可能である。続いて側壁
を頂点領域に対して適当に薄層化するのに十分なベース
温度で脱着が達成される。脱着を誘導するのに単に基板
の温度を上げることよりもレーザを用いた方が良い。こ
れは光照射の強度が半導体温度の制御をより速くし脱着
時間が短縮されさらに不要な高温下での処理時間が短縮
されるからである。これらの全ての要因は光照射を使用
することによって工程の再生産性を大きく増進させ得る
。
においては、電流が流れる層の品質を最適化する温度で
量子井戸層を成長させることが可能である。続いて側壁
を頂点領域に対して適当に薄層化するのに十分なベース
温度で脱着が達成される。脱着を誘導するのに単に基板
の温度を上げることよりもレーザを用いた方が良い。こ
れは光照射の強度が半導体温度の制御をより速くし脱着
時間が短縮されさらに不要な高温下での処理時間が短縮
されるからである。これらの全ての要因は光照射を使用
することによって工程の再生産性を大きく増進させ得る
。
【００３７】光誘導脱着の後、図３に示すように、三日
月形量子細線３８がクラッド層１２のみぞ１４の頂点２
０に形成され、したがって、量子井戸層はもはやみぞの
側壁やクラッド層上部のメサレベルには存在しない。そ
の後、エピタキシャル成長法によってＡｌｙ Ｇａ１−
ｙ Ａｓ（ｙ＞ｚかつｘ＞ｚ、しかしｙ＞ｘまたはｙ＜
ｘである）などの大きなバンドギャップの半導体材料か
らなるクラッド層４０が成長される。半導体クラッド層
４０はみぞ１４および三日月形量子細線３８とすでに堆
積されたクラッド層１２の輪郭をたどるかまたは、図か
ら明らかなように、平らな上部表面４２を提供する。ク
ラッド層４０の上には他の半導体層を堆積可能である。
月形量子細線３８がクラッド層１２のみぞ１４の頂点２
０に形成され、したがって、量子井戸層はもはやみぞの
側壁やクラッド層上部のメサレベルには存在しない。そ
の後、エピタキシャル成長法によってＡｌｙ Ｇａ１−
ｙ Ａｓ（ｙ＞ｚかつｘ＞ｚ、しかしｙ＞ｘまたはｙ＜
ｘである）などの大きなバンドギャップの半導体材料か
らなるクラッド層４０が成長される。半導体クラッド層
４０はみぞ１４および三日月形量子細線３８とすでに堆
積されたクラッド層１２の輪郭をたどるかまたは、図か
ら明らかなように、平らな上部表面４２を提供する。ク
ラッド層４０の上には他の半導体層を堆積可能である。
【００３８】バンドギャップの大きい材料からなるクラ
ッド層間に小さなバンドギャップ材の量子細線を形成す
る他の方法は、量子細線をドーピングされた材料で形成
しクラッド層をドーピングされていないかまたは半絶縁
性の材料で形成することである。図１乃至図３の最初に
形成されるクラッド層１２はドーピングされていないか
またはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ層である。図１
の量子井戸層２２はｎ形のドーピングされた量子井戸層
であり、１０１９／ｃｍ３ の高濃度で例えばＳｉまた
はＳｅでドーピングされたｎ形のＧａＡｓからなる。量
子井戸層は図２、３の量子細線３８を形成すべく脱着さ
れ、ドーピングされていないかまたはｐ形のＡｌｘ Ｇ
ａ１−ｘ Ａｓからなるクラッド層４０が図３に示すよ
うに量子細線の上部に成長される。
ッド層間に小さなバンドギャップ材の量子細線を形成す
る他の方法は、量子細線をドーピングされた材料で形成
しクラッド層をドーピングされていないかまたは半絶縁
性の材料で形成することである。図１乃至図３の最初に
形成されるクラッド層１２はドーピングされていないか
またはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ層である。図１
の量子井戸層２２はｎ形のドーピングされた量子井戸層
であり、１０１９／ｃｍ３ の高濃度で例えばＳｉまた
はＳｅでドーピングされたｎ形のＧａＡｓからなる。量
子井戸層は図２、３の量子細線３８を形成すべく脱着さ
れ、ドーピングされていないかまたはｐ形のＡｌｘ Ｇ
ａ１−ｘ Ａｓからなるクラッド層４０が図３に示すよ
うに量子細線の上部に成長される。
【００３９】量子井戸層のドーピング含有量は隣接する
ドーピングされていないかまたは半絶縁性のクラッド層
と逆の導電形を有する。すなわち、バンドギャップが明
らかに細線、クラッドともに同じであっても、量子細線
とクラッド層とは同じ材料、例えばＡｌＧａＡｓからな
る。
ドーピングされていないかまたは半絶縁性のクラッド層
と逆の導電形を有する。すなわち、バンドギャップが明
らかに細線、クラッドともに同じであっても、量子細線
とクラッド層とは同じ材料、例えばＡｌＧａＡｓからな
る。
【００４０】クラッド層内のみぞの長さと方向を図４に
示すごとくパターニングすることによって、量子細線が
直角４４、曲線４６、Ｙ字形４８、Ｔ字形５０または電
流の流れ、電子回路、電子ウェーブガイドに適したパタ
ーンに形成される。曲線を形成するには特殊なエッチン
グテクニックが必要である。
示すごとくパターニングすることによって、量子細線が
直角４４、曲線４６、Ｙ字形４８、Ｔ字形５０または電
流の流れ、電子回路、電子ウェーブガイドに適したパタ
ーンに形成される。曲線を形成するには特殊なエッチン
グテクニックが必要である。
【００４１】図５はリニアまたは水平に形成された一連
の多数量子細線を有する半導体構造を開示している。半
導体構造５２はＧａＡｓまたはＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａ
ｓからなる半導体クラッド層または基板５４を含み、そ
の上には多数のみぞ５６が形成されている。クラッド層
およびみぞの上にはＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ
Ａｓ（ｚ＜ｘ）からなる量子井戸層がエピタキシャル
成長法によって堆積される。この量子井戸層は前記した
手段によって脱着されてみぞの頂点には三日月形の量子
細線５８が形成される。脱着用レーザビームとしては単
一レーザビームかまたは連続的に動作する組合せビーム
、より好ましくは、多数のレーザビームかまたは並列ま
たは直列に動作する組合せレーザビームが使用される。 Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓからなる半導体クラッド層６
０が前記した方法で半導体層５４、みぞ５６、量子細線
５８の露出面にエピタキシャル成長法によって堆積され
る。みぞ、すなわち量子細線は並行でなくてもよい。図
４に関して述べたようなパターンを形成可能である。
の多数量子細線を有する半導体構造を開示している。半
導体構造５２はＧａＡｓまたはＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａ
ｓからなる半導体クラッド層または基板５４を含み、そ
の上には多数のみぞ５６が形成されている。クラッド層
およびみぞの上にはＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ
Ａｓ（ｚ＜ｘ）からなる量子井戸層がエピタキシャル
成長法によって堆積される。この量子井戸層は前記した
手段によって脱着されてみぞの頂点には三日月形の量子
細線５８が形成される。脱着用レーザビームとしては単
一レーザビームかまたは連続的に動作する組合せビーム
、より好ましくは、多数のレーザビームかまたは並列ま
たは直列に動作する組合せレーザビームが使用される。 Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓからなる半導体クラッド層６
０が前記した方法で半導体層５４、みぞ５６、量子細線
５８の露出面にエピタキシャル成長法によって堆積され
る。みぞ、すなわち量子細線は並行でなくてもよい。図
４に関して述べたようなパターンを形成可能である。
【００４２】図６は垂直方向に連続するリニアまたは水
平な量子細線を有する半導体構造６２を開示する。半導
体構造６２はＧａＡｓまたはＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
からなる半導体クラッド層または基板６４を含み、クラ
ッド層の上にはみぞ６６が形成されている。クラッド層
およびみぞの上にはＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ
Ａｓ（ｚ＜ｘ）からなる量子井戸層がエピタキシャル
成長法によって堆積される。この量子井戸層は前記した
手段によって脱着されてみぞの頂点には三日月形の量子
細線６８が形成される。その後、Ａｌｃ Ｇａ１−ｃ
Ａｓ（ｚ＜ｃ）などのバンドギャップの大きい半導体材
料からなるバリア層７０が半導体層６４、みぞ６６、量
子細線６８の露出面全体にエピタキシャル成長法によっ
て堆積される。バリア層はすでに堆積された層、みぞ、
量子細線の輪郭をたどるように形成され、これによって
その表面には半導体層６４内のみぞ６６に空間的に垂直
に整列するみぞ７２が形成される。
平な量子細線を有する半導体構造６２を開示する。半導
体構造６２はＧａＡｓまたはＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
からなる半導体クラッド層または基板６４を含み、クラ
ッド層の上にはみぞ６６が形成されている。クラッド層
およびみぞの上にはＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ
Ａｓ（ｚ＜ｘ）からなる量子井戸層がエピタキシャル
成長法によって堆積される。この量子井戸層は前記した
手段によって脱着されてみぞの頂点には三日月形の量子
細線６８が形成される。その後、Ａｌｃ Ｇａ１−ｃ
Ａｓ（ｚ＜ｃ）などのバンドギャップの大きい半導体材
料からなるバリア層７０が半導体層６４、みぞ６６、量
子細線６８の露出面全体にエピタキシャル成長法によっ
て堆積される。バリア層はすでに堆積された層、みぞ、
量子細線の輪郭をたどるように形成され、これによって
その表面には半導体層６４内のみぞ６６に空間的に垂直
に整列するみぞ７２が形成される。
【００４３】他の量子井戸層がバリア層７０の表面に成
長されて前記した光誘導によって脱着され、みぞ７２の
頂点に三日月形の量子細線７４が形成される。
長されて前記した光誘導によって脱着され、みぞ７２の
頂点に三日月形の量子細線７４が形成される。
【００４４】他のバリア層７６がその後堆積され、続い
て形成された量子井戸層が脱着されてみぞ８０の頂点に
は三日月形の量子細線が形成される。
て形成された量子井戸層が脱着されてみぞ８０の頂点に
は三日月形の量子細線が形成される。
【００４５】その後、エピタキシャル成長法によって、
すでに堆積されたみぞ８０を有するバリヤ層７６と三日
月形量子細線７８の輪郭をたどるかまたは図に示すよう
に平坦な上面８４を提供するＡｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ
からなる半導体クラッド層８２を成長させる。
すでに堆積されたみぞ８０を有するバリヤ層７６と三日
月形量子細線７８の輪郭をたどるかまたは図に示すよう
に平坦な上面８４を提供するＡｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓ
からなる半導体クラッド層８２を成長させる。
【００４６】図において、バリア層はすでに形成された
クラッドまたはバリア層の輪郭をたどる。すなわち、ク
ラッド層内にみぞが存在するのでバリア層がクラッド層
の表面にエピタキシャル成長法によって堆積されたとき
に、整合されたみぞがバリア層内に形成される。
クラッドまたはバリア層の輪郭をたどる。すなわち、ク
ラッド層内にみぞが存在するのでバリア層がクラッド層
の表面にエピタキシャル成長法によって堆積されたとき
に、整合されたみぞがバリア層内に形成される。
【００４７】バリア層が平坦な表面をもつように成長さ
れる場合は、バリア層内のみぞもクラッド層内のみぞと
同様な手段、すなわち化学エッチング、反応性イオンエ
ッチング、イオンミリングまたは当業者に知られた他の
手段によって製造される。前記の特許出願第０７／２５
７，４９８号に記載されているように、みぞは、休止時
間を変化させ高集束ビームをクラッド層の表面全体に走
査することによっても製造できる。
れる場合は、バリア層内のみぞもクラッド層内のみぞと
同様な手段、すなわち化学エッチング、反応性イオンエ
ッチング、イオンミリングまたは当業者に知られた他の
手段によって製造される。前記の特許出願第０７／２５
７，４９８号に記載されているように、みぞは、休止時
間を変化させ高集束ビームをクラッド層の表面全体に走
査することによっても製造できる。
【００４８】バンドギャップの大きい半導体材料のバリ
ア層を形成する他の方法は量子細線をドーピングされた
材料で形成しクラッド層とバリア層をドーピングされて
いない材料かまたは半絶縁性材料で形成することである
。図６の最初に形成されたクラッド層６４はドーピング
されていないかまたはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
からなる層である。量子井戸層と量子細線６８は例えば
１０１９／ｃｍ３ の高濃度でＳｉまたはＳｅによって
ドーピングされたｎ形のＧａＡｓを含むｎ形ドーピング
量子井戸層である。 ドーピングされていないかまたはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１
−ｘ Ａｓからなるバリア層７０が量子細線の表面に成
長される。他のバリア層７０、７６と半導体クラッド層
８２はドーピングされていない材料かまたはｐ形のＡｌ
ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓであり、他の量子細線７４、７８
は高濃度でドーピングされたｎ形のＧａＡｓである。
ア層を形成する他の方法は量子細線をドーピングされた
材料で形成しクラッド層とバリア層をドーピングされて
いない材料かまたは半絶縁性材料で形成することである
。図６の最初に形成されたクラッド層６４はドーピング
されていないかまたはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
からなる層である。量子井戸層と量子細線６８は例えば
１０１９／ｃｍ３ の高濃度でＳｉまたはＳｅによって
ドーピングされたｎ形のＧａＡｓを含むｎ形ドーピング
量子井戸層である。 ドーピングされていないかまたはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１
−ｘ Ａｓからなるバリア層７０が量子細線の表面に成
長される。他のバリア層７０、７６と半導体クラッド層
８２はドーピングされていない材料かまたはｐ形のＡｌ
ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓであり、他の量子細線７４、７８
は高濃度でドーピングされたｎ形のＧａＡｓである。
【００４９】量子井戸層のドーピング含有量は隣接する
ドーピングされていないかまたは半絶縁性のクラッドお
よびバリア層とは逆の導電形である。すなわち、量子細
線とクラッドおよびバリア層は、細線およびクラッドの
バンドギャップが明らかに同じであっても、例えばＡｌ
ＧａＡｓなどの同材料からなる。
ドーピングされていないかまたは半絶縁性のクラッドお
よびバリア層とは逆の導電形である。すなわち、量子細
線とクラッドおよびバリア層は、細線およびクラッドの
バンドギャップが明らかに同じであっても、例えばＡｌ
ＧａＡｓなどの同材料からなる。
【００５０】図６の連続的に成長される量子細線はみぞ
の形成によって自己整合される。バリア層のみぞの頂点
に量子細線を脱着形成すべくバリア層と量子井戸層とを
交互に成長させる工程は、半導体内に埋め込まれたマル
チラインバス構成の量子細線を形成するのに要する多く
の量子細線および量子細線層を形成するために反復可能
である。
の形成によって自己整合される。バリア層のみぞの頂点
に量子細線を脱着形成すべくバリア層と量子井戸層とを
交互に成長させる工程は、半導体内に埋め込まれたマル
チラインバス構成の量子細線を形成するのに要する多く
の量子細線および量子細線層を形成するために反復可能
である。
【００５１】一方、図７に示されるように、量子細線は
必ずしも整合する必要はなくバリア層によって空間的に
交差しつつ分離される。多数の垂直量子細線をもつ半導
体構造８４はＧａＡｓまたはＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
からなる半導体クラッド層または基板８６を含み、この
上に前記した手段によってみぞ８８が製造される。クラ
ッド層およびみぞの上には、前記の手段によってみぞの
頂点に、三日月形量子細線９０を形成すべく脱着される
ＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（ｚ＜ｘ）か
らなる量子井戸層がエピタキシャル成長法によって堆積
される。その後、Ａｌｃ Ｇａ１−ｃ Ａｓ（ｚ＜ｃ）
からなるバリア層９２または半絶縁性またはバンドギャ
ップの小さい半導体材料がバリア層に対する平坦な上面
９４を形成すべく半導体層８６、みぞ８８、量子細線９
０の露出面全体にエピタキシャル成長法によって堆積さ
れる。
必ずしも整合する必要はなくバリア層によって空間的に
交差しつつ分離される。多数の垂直量子細線をもつ半導
体構造８４はＧａＡｓまたはＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ
からなる半導体クラッド層または基板８６を含み、この
上に前記した手段によってみぞ８８が製造される。クラ
ッド層およびみぞの上には、前記の手段によってみぞの
頂点に、三日月形量子細線９０を形成すべく脱着される
ＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓ（ｚ＜ｘ）か
らなる量子井戸層がエピタキシャル成長法によって堆積
される。その後、Ａｌｃ Ｇａ１−ｃ Ａｓ（ｚ＜ｃ）
からなるバリア層９２または半絶縁性またはバンドギャ
ップの小さい半導体材料がバリア層に対する平坦な上面
９４を形成すべく半導体層８６、みぞ８８、量子細線９
０の露出面全体にエピタキシャル成長法によって堆積さ
れる。
【００５２】みぞ９６が前記の手段によってバリア層９
２内に製造される。バリア層内のみぞ９６はクラッド層
内のみぞ８８と整列していない。空間上のみぞ同志の相
対的角度はどのような角度でもよい。この実施例では、
バリア層内のみぞ９６は直角であり、クラッド層内のみ
ぞ８８と直交している。
２内に製造される。バリア層内のみぞ９６はクラッド層
内のみぞ８８と整列していない。空間上のみぞ同志の相
対的角度はどのような角度でもよい。この実施例では、
バリア層内のみぞ９６は直角であり、クラッド層内のみ
ぞ８８と直交している。
【００５３】他の量子井戸層がバリア層９２の表面に成
長され、さらに前記の手段によって光誘導によって脱着
されてみぞ９６の頂点に三日月形量子細線が形成される
。
長され、さらに前記の手段によって光誘導によって脱着
されてみぞ９６の頂点に三日月形量子細線が形成される
。
【００５４】図に示されるように、量子細線は並行であ
る必要はなく、バリア層によって分離し、空間的にどの
角度で互いに交差させてもよい。バリア層を堆積させて
みぞを形成し、さらにバリア層のみぞの頂点に量子細線
を形成すべく脱着される量子井戸を堆積するという前記
の連続的成長工程は所望なだけ多数の量子細線、量子細
線層および量子細線パターンを形成すべく反復される。
る必要はなく、バリア層によって分離し、空間的にどの
角度で互いに交差させてもよい。バリア層を堆積させて
みぞを形成し、さらにバリア層のみぞの頂点に量子細線
を形成すべく脱着される量子井戸を堆積するという前記
の連続的成長工程は所望なだけ多数の量子細線、量子細
線層および量子細線パターンを形成すべく反復される。
【００５５】その後、エピタキシャル成長法によって、
Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓからなる半導体クラッド層が
、すでに堆積されたみぞ９６を有するバリア層９２と三
日月形量子細線９８の輪郭をたどるように、または図に
示すように、平坦な表面１０２を提供するように成長さ
れる。
Ａｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓからなる半導体クラッド層が
、すでに堆積されたみぞ９６を有するバリア層９２と三
日月形量子細線９８の輪郭をたどるように、または図に
示すように、平坦な表面１０２を提供するように成長さ
れる。
【００５６】図８は垂直な量子細線を有する半導体構造
１０４を示す。半導体構造１０４はＧａＡｓまたはＡｌ
ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓからなる半導体クラッド層または
基板１０６を含み、その上にみぞ１０８が前記の手段に
よって形成されている。クラッド層およびみぞの上には
、前記の手段によってみぞの頂点に三日月形量子細線１
１０を形成すべく脱着されるＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇ
ａ１−ｚ Ａｓ（ｚ＜ｘ）からなる量子井戸層がエピタ
キシャル成長法によって堆積される。その後、Ａｌｃ
Ｇａ１−ｃ Ａｓ（ｚ＜ｃ）かまたは半絶縁性またはバ
ンドギャップの小さい半導体材料からなるバリア層１１
２が、バリア層に対して平坦な表面１１４を形成すべく
半導体層１０６、みぞ１０８、量子細線１１０の露出面
全体にエピタキシャル成長法によって堆積される。
１０４を示す。半導体構造１０４はＧａＡｓまたはＡｌ
ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓからなる半導体クラッド層または
基板１０６を含み、その上にみぞ１０８が前記の手段に
よって形成されている。クラッド層およびみぞの上には
、前記の手段によってみぞの頂点に三日月形量子細線１
１０を形成すべく脱着されるＧａＡｓまたはＡｌｚ Ｇ
ａ１−ｚ Ａｓ（ｚ＜ｘ）からなる量子井戸層がエピタ
キシャル成長法によって堆積される。その後、Ａｌｃ
Ｇａ１−ｃ Ａｓ（ｚ＜ｃ）かまたは半絶縁性またはバ
ンドギャップの小さい半導体材料からなるバリア層１１
２が、バリア層に対して平坦な表面１１４を形成すべく
半導体層１０６、みぞ１０８、量子細線１１０の露出面
全体にエピタキシャル成長法によって堆積される。
【００５７】みぞ１１６が前記の手段によってバリア層
１１２内に製造される。バリア層内のみぞ１１６はクラ
ッド層内のみぞ１０８と空間的に直交する。穴１１８が
バリア層１１２を介してクラッド層１０６内のみぞ１０
８内の埋め込み量子細線１１０に到達するように、みぞ
１１６の垂直方向に形成される。この連結穴はみぞを形
成する前記の手段によって形成可能である。同様に、連
結穴は浅いまたは深いみぞであるか垂直な壁をもつみぞ
である。
１１２内に製造される。バリア層内のみぞ１１６はクラ
ッド層内のみぞ１０８と空間的に直交する。穴１１８が
バリア層１１２を介してクラッド層１０６内のみぞ１０
８内の埋め込み量子細線１１０に到達するように、みぞ
１１６の垂直方向に形成される。この連結穴はみぞを形
成する前記の手段によって形成可能である。同様に、連
結穴は浅いまたは深いみぞであるか垂直な壁をもつみぞ
である。
【００５８】他の量子井戸層がバリア層１１２の表面に
堆積されて図９に示すようにみぞ１１６および連結穴１
１８を埋める。前記の手段によって量子井戸層が光誘導
によって脱着されてみぞ１１６の頂点に三日月形量子細
線１２０が形成されるとともに、量子細線１２０と量子
細線１１０とを連結する穴１１８内に垂直な量子細線１
２２が形成される。
堆積されて図９に示すようにみぞ１１６および連結穴１
１８を埋める。前記の手段によって量子井戸層が光誘導
によって脱着されてみぞ１１６の頂点に三日月形量子細
線１２０が形成されるとともに、量子細線１２０と量子
細線１１０とを連結する穴１１８内に垂直な量子細線１
２２が形成される。
【００５９】図１０に示されるように、エピタキシャル
成長法によってＡｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓからなる半導
体クラッド層１２２がすでに堆積されたみぞ１１６を有
するバリア層１１２と三日月形量子細線１２０の輪郭を
たどるかまたは、平坦な表面１２４を提供するように成
長される。
成長法によってＡｌｙ Ｇａ１−ｙ Ａｓからなる半導
体クラッド層１２２がすでに堆積されたみぞ１１６を有
するバリア層１１２と三日月形量子細線１２０の輪郭を
たどるかまたは、平坦な表面１２４を提供するように成
長される。
【００６０】垂直な量子細線と水平な量子細線とを連結
する連結穴以外は、水平な量子細線はバリア層によって
互いに分離される。
する連結穴以外は、水平な量子細線はバリア層によって
互いに分離される。
【００６１】図８乃至１０に示す水平な量子細線は単な
る例であり、量子細線は互いに空間的にどの角度ででも
連結可能であり、図６に示すように整列させることもで
きる。
る例であり、量子細線は互いに空間的にどの角度ででも
連結可能であり、図６に示すように整列させることもで
きる。
【００６２】一方、連結穴１１８を異なる半導体材料の
量子井戸層で埋めることによって垂直な量子細線１２２
を形成することができる。みぞ１１６内かつ連結穴１１
８上に堆積されて量子細線１２０を形成すべく光誘導に
よって脱着される量子井戸層は量子細線１１０を形成す
るのに使用される材料と同じものであってもよい。連結
量子細線を形成するための異なる半導体材料は量子細線
１１０、１２０を形成するのに使用される半導体材料よ
りも低いバンドギャップを有する。バンドギャップを小
さくした場合、水平な量子細線間の垂直連結量子細線を
通る電流の流れが容易になる。
量子井戸層で埋めることによって垂直な量子細線１２２
を形成することができる。みぞ１１６内かつ連結穴１１
８上に堆積されて量子細線１２０を形成すべく光誘導に
よって脱着される量子井戸層は量子細線１１０を形成す
るのに使用される材料と同じものであってもよい。連結
量子細線を形成するための異なる半導体材料は量子細線
１１０、１２０を形成するのに使用される半導体材料よ
りも低いバンドギャップを有する。バンドギャップを小
さくした場合、水平な量子細線間の垂直連結量子細線を
通る電流の流れが容易になる。
【００６３】バンドギャップの大きい半導体材料のバリ
ア層を形成する他の方法はドーピングされた材料で量子
細線を形成し、ドーピングされていないかまたは半絶縁
性材料でクラッド層とバリア層を形成することである。 最初に形成されるクラッド層はドーピングされていない
かまたはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓからなる層で
ある。量子井戸層と量子細線は例えば、１０１９／ｃｍ
３ の高濃度のＳｉまたはＳｉによってドーピングされ
たｎ形のＧａＡｓを具備するｎ形のドーピングされた量
子井戸層である。ドーピングされていないかまたはｐ形
のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓからなるバリア層が量子細
線の表面に成長される。水平な量子細線間の垂直連結量
子細線を通る電流の流れを容易にするために、垂直な量
子細線はより高濃度でドーピングされるかまたは異なる
材料または異なるドーパントで形成される。
ア層を形成する他の方法はドーピングされた材料で量子
細線を形成し、ドーピングされていないかまたは半絶縁
性材料でクラッド層とバリア層を形成することである。 最初に形成されるクラッド層はドーピングされていない
かまたはｐ形のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓからなる層で
ある。量子井戸層と量子細線は例えば、１０１９／ｃｍ
３ の高濃度のＳｉまたはＳｉによってドーピングされ
たｎ形のＧａＡｓを具備するｎ形のドーピングされた量
子井戸層である。ドーピングされていないかまたはｐ形
のＡｌｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓからなるバリア層が量子細
線の表面に成長される。水平な量子細線間の垂直連結量
子細線を通る電流の流れを容易にするために、垂直な量
子細線はより高濃度でドーピングされるかまたは異なる
材料または異なるドーパントで形成される。
【００６４】量子井戸層のドーピング含有量は隣接する
ドーピングされていないかまたは半絶縁性クラッドおよ
びバリア層に対して逆の導電形となる。すなわち、量子
細線とクラッド層のバンドギャップが明らかに同じであ
っても、量子細線とクラッドおよびバリア層とを同じ材
料とすることが可能である。
ドーピングされていないかまたは半絶縁性クラッドおよ
びバリア層に対して逆の導電形となる。すなわち、量子
細線とクラッド層のバンドギャップが明らかに同じであ
っても、量子細線とクラッドおよびバリア層とを同じ材
料とすることが可能である。
【００６５】また、垂直な量子細線を有する半導体構造
は量子細線の形成前かまたは形成後に、図１乃至３の半
導体構造１２を９０°回転させることによって製造され
る。水平な量子細線を形成するのかあるいは垂直な量子
細線を形成するのかによって半導体構造を回転させ水平
および垂直な量子細線を同一半導体構造内に形成可能で
ある。量子細線の端部はバリア層またはクラッド層によ
って包囲されないように開放状態にし、これによって量
子細線が連結される。
は量子細線の形成前かまたは形成後に、図１乃至３の半
導体構造１２を９０°回転させることによって製造され
る。水平な量子細線を形成するのかあるいは垂直な量子
細線を形成するのかによって半導体構造を回転させ水平
および垂直な量子細線を同一半導体構造内に形成可能で
ある。量子細線の端部はバリア層またはクラッド層によ
って包囲されないように開放状態にし、これによって量
子細線が連結される。
【００６６】垂直および水平な量子細線は同時に製造可
能であり回路素子または導電体として使用すべく連結可
能である。
能であり回路素子または導電体として使用すべく連結可
能である。
【００６７】特許出願第０７／２５７，４９８号は、半
導体構造をＭＯＣＶＤ管から除くことなしにあるいは反
応管内で半導体構造を移動またはマスク処理を施すこと
なしに量子細線を完全な原位置における工程で形成する
方法を開示している。
導体構造をＭＯＣＶＤ管から除くことなしにあるいは反
応管内で半導体構造を移動またはマスク処理を施すこと
なしに量子細線を完全な原位置における工程で形成する
方法を開示している。
【００６８】また、水平、垂直の多数の層およびパター
ン化された多数の量子細線は電流を流すための回路素子
またはチャネルを形成するためにかつ、電子ウエーブガ
イドとして機能させるために当業者に明らかな多くの方
法によって組合わせることができることはもちろんであ
る。量子細線は多層半導体構造内のどこにでも形成可能
である。
ン化された多数の量子細線は電流を流すための回路素子
またはチャネルを形成するためにかつ、電子ウエーブガ
イドとして機能させるために当業者に明らかな多くの方
法によって組合わせることができることはもちろんであ
る。量子細線は多層半導体構造内のどこにでも形成可能
である。
【００６９】上記した実施例ではＧａＡｓおよびＧａＡ
ｌＡｓからなる半導体に関連して説明したが、本発明で
はＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓＰ、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓＰ、ＩｎＰまたはＧａＡ
ｌＳｂなどの他の３−５族合金、またはＺｎＳｅ，Ｚｎ
ＳＳｅなどの２−６族系を用いることも可能である。さ
らに、４族材料特にＳｉ、Ｇｅが半導体層かまたはＧａ
ＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓからなる井戸層と
ＡｌＡｓまたはＡｌｚ’Ｇａ１−ｚ’Ａｓ（ｘ＞ｙ＞ｚ
’＞ｚ）からなる対応バリア層とが交互に形成された多
数量子井戸構造として使用される。多数量子細線の半導
体構造においては、異なる量子細線は周囲条件と必要性
に応じて、異なる量子井戸半導体材料からなる。
ｌＡｓからなる半導体に関連して説明したが、本発明で
はＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓＰ、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓＰ、ＩｎＰまたはＧａＡ
ｌＳｂなどの他の３−５族合金、またはＺｎＳｅ，Ｚｎ
ＳＳｅなどの２−６族系を用いることも可能である。さ
らに、４族材料特にＳｉ、Ｇｅが半導体層かまたはＧａ
ＡｓまたはＡｌｚ Ｇａ１−ｚ Ａｓからなる井戸層と
ＡｌＡｓまたはＡｌｚ’Ｇａ１−ｚ’Ａｓ（ｘ＞ｙ＞ｚ
’＞ｚ）からなる対応バリア層とが交互に形成された多
数量子井戸構造として使用される。多数量子細線の半導
体構造においては、異なる量子細線は周囲条件と必要性
に応じて、異なる量子井戸半導体材料からなる。
【００７０】以上特定の実施例について本発明が説明さ
れたが多くの他の方法、変更、変形例が可能である。し
たがって本発明は添付のフレームの趣旨と範囲内におけ
る前記の変更、変形例さらに他の方法を含むものとする
。
れたが多くの他の方法、変更、変形例が可能である。し
たがって本発明は添付のフレームの趣旨と範囲内におけ
る前記の変更、変形例さらに他の方法を含むものとする
。
【図１】 光誘導脱着に先立って本発明によって形成
された量子細線半導体構造の側面略図である。
された量子細線半導体構造の側面略図である。
【図２】 光誘導脱着中に本発明によって形成された
量子細線半導体構造の側面略図である。
量子細線半導体構造の側面略図である。
【図３】 本発明によって形成された量子細線半導体
構造の側面略図である。
構造の側面略図である。
【図４】 本発明によって形成された量子細線半導体
構造のパターンの平面略図である。
構造のパターンの平面略図である。
【図５】 本発明によって形成された一連のリニアま
たは水平な多数量子細線半導体構造の側面略図である。
たは水平な多数量子細線半導体構造の側面略図である。
【図６】 本発明によって垂直に形成された一連のリ
ニアまたは水平な量子細線半導体構造の側面略図である
。
ニアまたは水平な量子細線半導体構造の側面略図である
。
【図７】 本発明によって垂直に形成された一連のリ
ニアまたは水平な量子細線半導体構造の他の実施例の側
面略図である。
ニアまたは水平な量子細線半導体構造の他の実施例の側
面略図である。
【図８】 光誘導脱着に先立って本発明によって形成
された垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図である
。
された垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図である
。
【図９】 光誘導脱着中に本発明によって形成された
垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図である。
垂直な量子細線半導体構造の切取側面略図である。
【図１０】 本発明によって形成された垂直な量子細
線半導体構造の切取側面略図である。
線半導体構造の切取側面略図である。
１０ 半導体構造、１２ 基板（クラッド層）、１
４ みぞ、１６，１８ 側壁、２０ 頂点、２２
量子井戸層、２４ みぞ、２６，２８ 側壁、
３０，３２メサ、３４ 領域、３６ レーザビーム
、３８ 量子細線、４０ クラッド層、５２ 半
導体構造、５４ 基板、５６ みぞ、５８ 量子
細線、６０ クラッド層、６２ 半導体構造、６４
基板、６６ みぞ、６８ 量子細線、７０
バリア層、７２ みぞ、７４ 量子細線、７６
バリア層、７８ 量子細線、８０みぞ、８２ クラ
ッド層、８４ 上面、８６ 基板、８８ みぞ、
９０ 量子細線、９２ バリア層、９６ みぞ、
９８ 量子細線、１０２ 表面、１０４半導体構造
、１０６ 基板、１０８ みぞ、１１０ 量子細
線、１１２ バリア層、１１６ みぞ、１１８
穴、１２０ 量子細線、１２２ クラッド層
４ みぞ、１６，１８ 側壁、２０ 頂点、２２
量子井戸層、２４ みぞ、２６，２８ 側壁、
３０，３２メサ、３４ 領域、３６ レーザビーム
、３８ 量子細線、４０ クラッド層、５２ 半
導体構造、５４ 基板、５６ みぞ、５８ 量子
細線、６０ クラッド層、６２ 半導体構造、６４
基板、６６ みぞ、６８ 量子細線、７０
バリア層、７２ みぞ、７４ 量子細線、７６
バリア層、７８ 量子細線、８０みぞ、８２ クラ
ッド層、８４ 上面、８６ 基板、８８ みぞ、
９０ 量子細線、９２ バリア層、９６ みぞ、
９８ 量子細線、１０２ 表面、１０４半導体構造
、１０６ 基板、１０８ みぞ、１１０ 量子細
線、１１２ バリア層、１１６ みぞ、１１８
穴、１２０ 量子細線、１２２ クラッド層
Claims (4)
- 【請求項１】 次のステップを有する、半導体構造内
に量子細線を形成する方法：みぞを有する半導体層また
は基板上にエピタキシャル成長によって量子井戸層を堆
積する、前記量子井戸層の堆積後、前記エピタキシャル
成長を中断する、光誘導蒸発を使用して前記みぞ内の前
記量子井戸層の一部を、前記量子井戸層とその下の層と
の界面に到達するまで選択的に原位置において脱着して
前記みぞの頂点に量子細線を形成する、そして少なくと
も１つの半導体層をエピタキシャル成長法によって堆積
する。 - 【請求項２】 前記みぞがＶ字形である、請求項１記
載の半導体構造内に量子細線を形成する方法。 - 【請求項３】 前記量子井戸層がバンドギャップの小
さい半導体材料からなり、かつ前記隣接半導体層または
基板がバンドギャップの大きい半導体材料からなる、請
求項１記載の半導体構造内に量子細線を形成する方法。 - 【請求項４】 前記量子井戸層がドーピングされた半
導体材料からなり、かつ前記隣接半導体層または基板が
ドーピングされていないか半絶縁性かまたは逆導電形の
半導体材料からなる、請求項１記載の半導体構造内に量
子細線を形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/542,857 US5362973A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Quantum fabricated via photo induced evaporation enhancement during in situ epitaxial growth |
| US542857 | 1990-06-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243124A true JPH04243124A (ja) | 1992-08-31 |
| JP3188728B2 JP3188728B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=24165575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14623691A Expired - Fee Related JP3188728B2 (ja) | 1990-06-25 | 1991-06-18 | 原位置におけるエピタキシャル成長中の光誘導蒸発増進による量子細線の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5362973A (ja) |
| EP (1) | EP0469712B1 (ja) |
| JP (1) | JP3188728B2 (ja) |
| CA (1) | CA2041942C (ja) |
| DE (1) | DE69133388T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5114877A (en) * | 1991-01-08 | 1992-05-19 | Xerox Corporation | Method of fabricating quantum wire semiconductor laser via photo induced evaporation enhancement during in situ epitaxial growth |
| US5694059A (en) * | 1991-12-24 | 1997-12-02 | Hitachi Ltd. | Buffer of fine connection structure for connecting an atom level circuit and a general semiconductor circuit |
| GB2299709B (en) * | 1992-09-10 | 1997-01-22 | Mitsubishi Electric Corp | Method for producing a semiconductor device |
| JPH06232099A (ja) | 1992-09-10 | 1994-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法，半導体装置の製造装置，半導体レーザの製造方法，量子細線構造の製造方法，及び結晶成長方法 |
| US5962863A (en) * | 1993-09-09 | 1999-10-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Laterally disposed nanostructures of silicon on an insulating substrate |
| US6011271A (en) * | 1994-04-28 | 2000-01-04 | Fujitsu Limited | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| DE69525128T2 (de) * | 1994-10-26 | 2002-09-05 | Mitsubishi Chemical Corp., Tokio/Tokyo | Lichtemittierende Halbleiteranordnung und Herstellungsverfahren |
| US5889913A (en) * | 1995-03-15 | 1999-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
| DE19522351A1 (de) * | 1995-06-20 | 1997-01-09 | Max Planck Gesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Quantenstrukturen, insbesondere von Quantenpunkten und Tunnelbarrieren sowie Bauelemente mit solchen Quantenstrukturen |
| JP3320641B2 (ja) * | 1996-09-13 | 2002-09-03 | 株式会社東芝 | メモリセル |
| KR100238452B1 (ko) * | 1997-08-05 | 2000-01-15 | 정선종 | 초미세 구조 일괄 성장방법 |
| KR100506943B1 (ko) * | 2003-09-09 | 2005-08-05 | 삼성전자주식회사 | 식각정지막으로 연결홀의 저측면에 경사를 갖는 반도체소자의 제조 방법들 |
| US8760786B2 (en) | 2012-06-25 | 2014-06-24 | Oracle International Corporation | Lateral tape motion detector |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4509996A (en) * | 1982-11-05 | 1985-04-09 | International Standard Electric Corporation | Injection laser manufacture |
| US4888624A (en) * | 1984-06-15 | 1989-12-19 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Semiconductor devices employing high resistivity in-based compound group III-IV epitaxial layer for current confinement |
| US4581621A (en) * | 1984-07-02 | 1986-04-08 | Texas Instruments Incorporated | Quantum device output switch |
| US4733282A (en) * | 1985-08-13 | 1988-03-22 | International Business Machines Corporation | One-dimensional quantum pipeline type carrier path semiconductor devices |
| JP2531655B2 (ja) * | 1987-01-16 | 1996-09-04 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
| JPH0797661B2 (ja) * | 1987-09-29 | 1995-10-18 | 沖電気工業株式会社 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| JPH0231479A (ja) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Nec Corp | 半導体量子箱構造の製造方法 |
| US4962057A (en) * | 1988-10-13 | 1990-10-09 | Xerox Corporation | Method of in situ photo induced evaporation enhancement of compound thin films during or after epitaxial growth |
| US5013684A (en) * | 1989-03-24 | 1991-05-07 | Xerox Corporation | Buried disordering sources in semiconductor structures employing photo induced evaporation enhancement during in situ epitaxial growth |
| US5114877A (en) * | 1991-01-08 | 1992-05-19 | Xerox Corporation | Method of fabricating quantum wire semiconductor laser via photo induced evaporation enhancement during in situ epitaxial growth |
-
1990
- 1990-06-25 US US07/542,857 patent/US5362973A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
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