JPH11297625A - 半導体量子ドットの作製方法 - Google Patents
半導体量子ドットの作製方法Info
- Publication number
- JPH11297625A JPH11297625A JP10505798A JP10505798A JPH11297625A JP H11297625 A JPH11297625 A JP H11297625A JP 10505798 A JP10505798 A JP 10505798A JP 10505798 A JP10505798 A JP 10505798A JP H11297625 A JPH11297625 A JP H11297625A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- substrate
- quantum dot
- porous alumina
- quantum dots
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上に規則正しく配列され、かつ、大きさ
の揃った半導体量子ドットの作製方法を提供する。 【解決手段】 本発明の半導体量子ドットの作製方法
は、Ａｌ基板を陽極酸化して多数の円柱状細孔が規則的
に配列された多孔質アルミナ基板を作製する工程と、該
多孔質アルミナ基板をマスクとして用い、第一の半導体
からなる基板上に、該第一の半導体と格子定数の異なる
第二の半導体からなる量子ドットを作製する工程とを有
することを特徴とする。
の揃った半導体量子ドットの作製方法を提供する。 【解決手段】 本発明の半導体量子ドットの作製方法
は、Ａｌ基板を陽極酸化して多数の円柱状細孔が規則的
に配列された多孔質アルミナ基板を作製する工程と、該
多孔質アルミナ基板をマスクとして用い、第一の半導体
からなる基板上に、該第一の半導体と格子定数の異なる
第二の半導体からなる量子ドットを作製する工程とを有
することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体量子ドット
の作製方法に係る。より詳細には、基板上に規則正しく
配列され、かつ、大きさの揃った量子ドット構造を形成
することが可能な半導体量子ドットの作製方法に関す
る。特に、本発明は、量子効果を利用した電子デバイス
及び光デバイスの高機能化並びに高性能化に寄与するも
のである。
の作製方法に係る。より詳細には、基板上に規則正しく
配列され、かつ、大きさの揃った量子ドット構造を形成
することが可能な半導体量子ドットの作製方法に関す
る。特に、本発明は、量子効果を利用した電子デバイス
及び光デバイスの高機能化並びに高性能化に寄与するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子や光を３次元的に閉じ込め
る、大きさが数ｎｍ〜数十ｎｍの量子ドット構造を用い
た従来の電子デバイス及び光デバイスの高性能化や、該
量子ドット構造による量子効果を利用した新しい機能デ
バイスの開発が期待されている。
る、大きさが数ｎｍ〜数十ｎｍの量子ドット構造を用い
た従来の電子デバイス及び光デバイスの高性能化や、該
量子ドット構造による量子効果を利用した新しい機能デ
バイスの開発が期待されている。
【０００３】このような量子ドット構造を作製する方法
としては、例えば、半導体基板上に、基板を構成する半
導体と格子定数の異なる半導体を自己形成的に形成させ
る方法が知られている。この方法は、成長させる半導体
の格子定数が基板を構成する半導体の格子定数と異なる
ことに起因した、二種の半導体界面における応力の作用
により、自然に成長させる半導体がドット形状となる現
象を利用している。
としては、例えば、半導体基板上に、基板を構成する半
導体と格子定数の異なる半導体を自己形成的に形成させ
る方法が知られている。この方法は、成長させる半導体
の格子定数が基板を構成する半導体の格子定数と異なる
ことに起因した、二種の半導体界面における応力の作用
により、自然に成長させる半導体がドット形状となる現
象を利用している。
【０００４】上記自己形成法によって量子ドット構造を
作製した例としては、ＧａＡｓ上にｌｎＡｓの量子ドッ
トを成長させた例(Applied Physics Letters、第64巻、
196ベージ(1994))、ＧａＡｓ上にＩｎＧａＡｓの量子ド
ットを成長させた例(Applied Physics Letters、第63
巻、3203ページ(1993))、ＡｌＧａＮ上にＧａＮの量子
ドットを成長させた例(Applied Physics Letters、第69
巻、4096ページ(1996))などが報告されている。
作製した例としては、ＧａＡｓ上にｌｎＡｓの量子ドッ
トを成長させた例(Applied Physics Letters、第64巻、
196ベージ(1994))、ＧａＡｓ上にＩｎＧａＡｓの量子ド
ットを成長させた例(Applied Physics Letters、第63
巻、3203ページ(1993))、ＡｌＧａＮ上にＧａＮの量子
ドットを成長させた例(Applied Physics Letters、第69
巻、4096ページ(1996))などが報告されている。
【０００５】上述した自己形成法で形成される量子ドッ
トは、次に挙げるような利点がある。 （１）一回の成長で量子ドット構造を形成できる。 （２）成長前の基板の微細加工など特別な前処理が不
要。 （３）成長後にドット作製のための微細加工が不要。 （４）量子ドットの形成過程は成長する半導体を構成す
る原子の結合エネルギーによって規定されるので、大き
さの揃った量子ドットが形成される。
トは、次に挙げるような利点がある。 （１）一回の成長で量子ドット構造を形成できる。 （２）成長前の基板の微細加工など特別な前処理が不
要。 （３）成長後にドット作製のための微細加工が不要。 （４）量子ドットの形成過程は成長する半導体を構成す
る原子の結合エネルギーによって規定されるので、大き
さの揃った量子ドットが形成される。
【０００６】つまり、自己形成法は、簡単な工程で、加
工損傷を受けない、良質で、かつ大きさの揃った量子ド
ット構造を作製できるという特徴がある。
工損傷を受けない、良質で、かつ大きさの揃った量子ド
ット構造を作製できるという特徴がある。
【０００７】しかしながら、自己形成法によって量子ド
ットを半導体基板上に形成する場合には、個々の量子ド
ットは大きさの揃ったものが形成されるが、それが半導
体基板上のどの場所に形成されるかは制御できない、と
いう問題があった。
ットを半導体基板上に形成する場合には、個々の量子ド
ットは大きさの揃ったものが形成されるが、それが半導
体基板上のどの場所に形成されるかは制御できない、と
いう問題があった。
【０００８】量子ドット構造を電子デバイスや光デバイ
スに応用する場合、量子効果を十分に活かすために、あ
るいはデバイスの性能を安定させるために、量子ドット
個々の大きさを揃えるのはもちろんのこと、さらに量子
ドットの形成される位置を制御する必要がある。従っ
て、量子ドットの形成される位置を制御する方法の開発
が望まれていた。
スに応用する場合、量子効果を十分に活かすために、あ
るいはデバイスの性能を安定させるために、量子ドット
個々の大きさを揃えるのはもちろんのこと、さらに量子
ドットの形成される位置を制御する必要がある。従っ
て、量子ドットの形成される位置を制御する方法の開発
が望まれていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板上に規
則正しく配列され、かつ、大きさの揃った半導体量子ド
ットの作製方法を提供することを目的とする。
則正しく配列され、かつ、大きさの揃った半導体量子ド
ットの作製方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体量子ドッ
トの作製方法は、Ａｌ基板を陽極酸化して多数の円柱状
細孔が規則的に配列された多孔質アルミナ基板を作製す
る工程と、該多孔質アルミナ基板をマスクとして用い、
第一の半導体からなる基板上に、該第一の半導体と格子
定数の異なる第二の半導体からなる量子ドットを作製す
る工程とを有することを特徴としている。
トの作製方法は、Ａｌ基板を陽極酸化して多数の円柱状
細孔が規則的に配列された多孔質アルミナ基板を作製す
る工程と、該多孔質アルミナ基板をマスクとして用い、
第一の半導体からなる基板上に、該第一の半導体と格子
定数の異なる第二の半導体からなる量子ドットを作製す
る工程とを有することを特徴としている。
【００１１】上記構成では、第一の半導体からなる基板
上に量子ドットを作製する際、第一の半導体からなる基
板上に、円柱状細孔が規則的に配置された多孔質アルミ
ナ基板をマスクとして設置した。これによって、規則的
配列の円柱状細孔の場所に応じた第一の半導体からなる
基板上の位置に、第一の半導体からなる基板と格子定数
の異なる第二の半導体を成長させることができる。その
結果、第二の半導体の自己形成作用によって形成される
大きさの揃った量子ドットを、基板上に規則正しく配列
した状態で作製することが可能な、半導体量子ドットの
作製方法が得られる。
上に量子ドットを作製する際、第一の半導体からなる基
板上に、円柱状細孔が規則的に配置された多孔質アルミ
ナ基板をマスクとして設置した。これによって、規則的
配列の円柱状細孔の場所に応じた第一の半導体からなる
基板上の位置に、第一の半導体からなる基板と格子定数
の異なる第二の半導体を成長させることができる。その
結果、第二の半導体の自己形成作用によって形成される
大きさの揃った量子ドットを、基板上に規則正しく配列
した状態で作製することが可能な、半導体量子ドットの
作製方法が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下では、本発明に係る半導体量
子ドットの作製方法の実施の形態について詳述する。
子ドットの作製方法の実施の形態について詳述する。
【００１３】（第１の実施の形態）図１及び２は、本発
明に係る第１の実施の形態を示す図面である。図１は、
ＭＢＥ法を用い、量子ドットを作製する方法を示す模式
的な断面図である。図２は、本発明に係る多孔質アルミ
ナ基板を作製する方法を示す模式的な断面図である。
明に係る第１の実施の形態を示す図面である。図１は、
ＭＢＥ法を用い、量子ドットを作製する方法を示す模式
的な断面図である。図２は、本発明に係る多孔質アルミ
ナ基板を作製する方法を示す模式的な断面図である。
【００１４】以下では、本実施の形態に係る作製方法
を、作製手順に従って述べる。括弧付きの番号は、作業
手順を示す。
を、作製手順に従って述べる。括弧付きの番号は、作業
手順を示す。
【００１５】まず本発明で用いる多孔質アルミナ基板の
作製方法について、図２を用いて説明する。
作製方法について、図２を用いて説明する。
【００１６】（１）Ａｌ基板７を蓚酸などの二塩基酸中
で陽極酸化した。これによって、Ａｌが酸化されると同
時にエッチングされ、図２（ｂ）に示すところのアルミ
ナ層９中に細孔８が規則正しく存在するような多孔質ア
ルミナ層９を形成した。
で陽極酸化した。これによって、Ａｌが酸化されると同
時にエッチングされ、図２（ｂ）に示すところのアルミ
ナ層９中に細孔８が規則正しく存在するような多孔質ア
ルミナ層９を形成した。
【００１７】形成された細孔８の直径は数ｎｍ〜数百ｎ
ｍの非常に微細であり、均一性も優れていた。また、細
孔８の配列は図２（ｃ）に示すような形態であり、細孔
８の間隔も数nm〜数百nmとなり、非常に良い規則性と均
一性を有していた。この細孔８の径と間隔の値は、陽極
酸化をする際の電圧、電流を調整することで制御可能で
ある。このようなＡｌの陽極酸化については例えば(NAT
URE Vol.337, P.147(1989))等に記載されている。
ｍの非常に微細であり、均一性も優れていた。また、細
孔８の配列は図２（ｃ）に示すような形態であり、細孔
８の間隔も数nm〜数百nmとなり、非常に良い規則性と均
一性を有していた。この細孔８の径と間隔の値は、陽極
酸化をする際の電圧、電流を調整することで制御可能で
ある。このようなＡｌの陽極酸化については例えば(NAT
URE Vol.337, P.147(1989))等に記載されている。
【００１８】（２）上記（１）で作製した多孔質アルミ
ナ層９を有する基板は、その表面に陽極酸化初期に作ら
れた規則的でない孔の領域８’が存在し、また細孔８の
底より下の部分には一面にアルミナ層９’が、さらにそ
の下にはＡｌ層１０が存在するので、これら表面と底部
分をエッチングもしくは研磨等により取り除いた。
ナ層９を有する基板は、その表面に陽極酸化初期に作ら
れた規則的でない孔の領域８’が存在し、また細孔８の
底より下の部分には一面にアルミナ層９’が、さらにそ
の下にはＡｌ層１０が存在するので、これら表面と底部
分をエッチングもしくは研磨等により取り除いた。
【００１９】以上の工程により、図２（ｄ）に示すよう
な、数ｎｍ〜数百ｎｍの径のアルミナ層を貫通した細孔
を、数ｎｍ〜数百ｎｍの間隔で規則正しく配列した多孔
質アルミナ基板１を作製した。
な、数ｎｍ〜数百ｎｍの径のアルミナ層を貫通した細孔
を、数ｎｍ〜数百ｎｍの間隔で規則正しく配列した多孔
質アルミナ基板１を作製した。
【００２０】次に、量子ドットを作製する方法につい
て、図１を用いて説明する。
て、図１を用いて説明する。
【００２１】（３）上記（２）で得られた多孔質アルミ
ナ基板１を、図１（ａ）に示すように、第一の半導体か
らなる基板２の量子ドットを作製する面の上部に、第一
の半導体からなる基板２に成長させる成長層の厚さより
も大きい隙間Ｈをあけて設置した。ここでは、第一の半
導体としてＧａＡｓを用いた。その際、多孔質アルミナ
基板１は、第一の半導体からなる基板２に直接スペーサ
などを介して設置しても良いし、あるいは第一の半導体
からなる基板を成長装置に固定された基板ホルダーに設
置しても構わない。また、第一の半導体からなる基板２
は、バルク半導体でも、エピタキシャル成長させた成長
層でも良い。
ナ基板１を、図１（ａ）に示すように、第一の半導体か
らなる基板２の量子ドットを作製する面の上部に、第一
の半導体からなる基板２に成長させる成長層の厚さより
も大きい隙間Ｈをあけて設置した。ここでは、第一の半
導体としてＧａＡｓを用いた。その際、多孔質アルミナ
基板１は、第一の半導体からなる基板２に直接スペーサ
などを介して設置しても良いし、あるいは第一の半導体
からなる基板を成長装置に固定された基板ホルダーに設
置しても構わない。また、第一の半導体からなる基板２
は、バルク半導体でも、エピタキシャル成長させた成長
層でも良い。
【００２２】（４）図１（ａ）に示すように、ＭＢＥ法
による量子ドットの成長装置（不図示）内において、多
孔質アルミナ基板１が、第一の半導体からなる基板２の
上に形成する第二の半導体の成長マスクとなるように設
置した。
による量子ドットの成長装置（不図示）内において、多
孔質アルミナ基板１が、第一の半導体からなる基板２の
上に形成する第二の半導体の成長マスクとなるように設
置した。
【００２３】（５）多孔質アルミナ基板１を通して、第
一の半導体からなる基板２と格子定数の異なる第二の半
導体の原料３であるＩｎＡｓを供給した。
一の半導体からなる基板２と格子定数の異なる第二の半
導体の原料３であるＩｎＡｓを供給した。
【００２４】図１（ｂ）に示すように、原料供給初期に
は多孔質アルミナ基板１の細孔を通じて第一の半導体か
らなる基板２の上に到達した第二の半導体の原料３は、
第一の半導体からなる基板２の上でマイグレーションす
る。その結果、第一の半導体からなる基板２の上一面に
第二の半導体からなる成長層４が数原子層（通常１〜３
原子層）が成長する。この成長層４は、自己形成量子ド
ットが形成される前段階であり、ぬれ層４と呼称され
る。
は多孔質アルミナ基板１の細孔を通じて第一の半導体か
らなる基板２の上に到達した第二の半導体の原料３は、
第一の半導体からなる基板２の上でマイグレーションす
る。その結果、第一の半導体からなる基板２の上一面に
第二の半導体からなる成長層４が数原子層（通常１〜３
原子層）が成長する。この成長層４は、自己形成量子ド
ットが形成される前段階であり、ぬれ層４と呼称され
る。
【００２５】（６）さらに、多孔質アルミナ基板１を通
して第二の半導体の原料３であるＩｎＡｓを供給するこ
とにより、このぬれ層４の上に、第二の半導体からなる
量子ドット５が自己形成された［図１（ｃ）］。その
際、第二の半導体の原料３は多孔質アルミナ基板１の細
孔を通して供給されるため、第二の半導体の自己形成量
子ドットは多孔質アルミナ基板１の細孔の直下に形成さ
れる。すなわち、規則正しく配列されている多孔質アル
ミナ基板１の細孔の位置を反映して、規則正しく配列さ
れ、かつ自己形成作用により大きさも揃った半導体量子
ドット５が形成された。
して第二の半導体の原料３であるＩｎＡｓを供給するこ
とにより、このぬれ層４の上に、第二の半導体からなる
量子ドット５が自己形成された［図１（ｃ）］。その
際、第二の半導体の原料３は多孔質アルミナ基板１の細
孔を通して供給されるため、第二の半導体の自己形成量
子ドットは多孔質アルミナ基板１の細孔の直下に形成さ
れる。すなわち、規則正しく配列されている多孔質アル
ミナ基板１の細孔の位置を反映して、規則正しく配列さ
れ、かつ自己形成作用により大きさも揃った半導体量子
ドット５が形成された。
【００２６】（７）所望の大きさの第二の半導体からな
る量子ドット５の成長を終えたら、多孔質アルミナ基板
１を成長室内あるいは成長室外で取り去った。その後、
量子ドットの成長を終えた基板上に、さらに第一の半導
体からなる埋め込み層６を形成することで、規則正しく
配列され、かつ大きさの揃った半導体量子ドット構造を
作製した［図１（ｄ）］。
る量子ドット５の成長を終えたら、多孔質アルミナ基板
１を成長室内あるいは成長室外で取り去った。その後、
量子ドットの成長を終えた基板上に、さらに第一の半導
体からなる埋め込み層６を形成することで、規則正しく
配列され、かつ大きさの揃った半導体量子ドット構造を
作製した［図１（ｄ）］。
【００２７】（第２の実施の形態）図３は、本発明に係
る第２の実施の形態を示す図面であり、ＭＢＥ法を用
い、量子ドットを作製する方法を示す模式的な断面図で
ある。
る第２の実施の形態を示す図面であり、ＭＢＥ法を用
い、量子ドットを作製する方法を示す模式的な断面図で
ある。
【００２８】本実施の形態は、ＭＢＥ法を用い量子ドッ
トを作製する際に、多孔質アルミナ基板１からなるマス
クと第一の半導体からなる基板２との間を密着させた点
が、第１の実施の形態と異なる。多孔質アルミナ基板１
としては、第１の実施の形態において作製したものを用
いた。
トを作製する際に、多孔質アルミナ基板１からなるマス
クと第一の半導体からなる基板２との間を密着させた点
が、第１の実施の形態と異なる。多孔質アルミナ基板１
としては、第１の実施の形態において作製したものを用
いた。
【００２９】以下では、本実施の形態に係る作製方法
を、作製手順に従って述べる。括弧付きの番号は、作業
手順を示す。
を、作製手順に従って述べる。括弧付きの番号は、作業
手順を示す。
【００３０】（１）図３（ａ）に示すように、第一の半
導体からなる基板２において、ＧａＡからなる量子ドッ
トを作製する面上に、多孔質アルミナ基板１を設置し
た。その際、多孔質アルミナ基板１の細孔の径は、作製
しようとする半導体量子ドットの径よりも十分大きくし
た。
導体からなる基板２において、ＧａＡからなる量子ドッ
トを作製する面上に、多孔質アルミナ基板１を設置し
た。その際、多孔質アルミナ基板１の細孔の径は、作製
しようとする半導体量子ドットの径よりも十分大きくし
た。
【００３１】（２）多孔質アルミナ基板１を通して、第
一の半導体からなる基板２と格子定数の異なる第二の半
導体の原料であるＩｎＡｓを供給した。その結果、成長
初期には多孔質アルミナ基板１の細孔部分に相当する、
第一の半導体からなる基板２の上に一様に第二の半導体
が数原子層（１〜３原子層）成長し、ぬれ層４が形成さ
れた［図３（ｂ）］。
一の半導体からなる基板２と格子定数の異なる第二の半
導体の原料であるＩｎＡｓを供給した。その結果、成長
初期には多孔質アルミナ基板１の細孔部分に相当する、
第一の半導体からなる基板２の上に一様に第二の半導体
が数原子層（１〜３原子層）成長し、ぬれ層４が形成さ
れた［図３（ｂ）］。
【００３２】（３）さらに、多孔質アルミナ基板１を通
して第二の半導体の原料であるＩｎＡｓを供給すること
により、このぬれ層４の上に、第二の半導体からなる量
子ドット５が自己形成された［図３（ｂ）］。その際、
この自己形成された量子ドット５が多孔質アルミナ基板
１の細孔の大きさより小さい内に量子ドットの形成を終
了することで、大きさのそろった量子ドットが得られ
た。
して第二の半導体の原料であるＩｎＡｓを供給すること
により、このぬれ層４の上に、第二の半導体からなる量
子ドット５が自己形成された［図３（ｂ）］。その際、
この自己形成された量子ドット５が多孔質アルミナ基板
１の細孔の大きさより小さい内に量子ドットの形成を終
了することで、大きさのそろった量子ドットが得られ
た。
【００３３】（４）所望の大きさの第二の半導体からな
る量子ドット５の成長を終えたら、多孔質アルミナ基板
１を成長室内あるいは成長室外で取り去った。その後、
量子ドットの成長を終えた基板上に、さらに第一の半導
体からなる埋め込み層６を形成することで、規則正しく
配列され、かつ大きさの揃った半導体量子ドット構造が
得られた［図３（ｃ）］。
る量子ドット５の成長を終えたら、多孔質アルミナ基板
１を成長室内あるいは成長室外で取り去った。その後、
量子ドットの成長を終えた基板上に、さらに第一の半導
体からなる埋め込み層６を形成することで、規則正しく
配列され、かつ大きさの揃った半導体量子ドット構造が
得られた［図３（ｃ）］。
【００３４】なお、上述した２つの実施の形態では第一
の半導体をＧａＡｓ、第二の半導体をＩｎＡｓとした
が、これらに代えて、第一の半導体をＧａＡｓ、第二の
半導体をＩｎＧａＡｓとした場合、また第一の半導体を
ＡｌＧａＮ、第二の半導体をＧａＮとした場合、また第
一の半導体をＧａＮ、第二の半導体をＩｎＧａＮとした
場合でも、上記方法を適用することにより良好な量子ド
ット構造が形成できた。
の半導体をＧａＡｓ、第二の半導体をＩｎＡｓとした
が、これらに代えて、第一の半導体をＧａＡｓ、第二の
半導体をＩｎＧａＡｓとした場合、また第一の半導体を
ＡｌＧａＮ、第二の半導体をＧａＮとした場合、また第
一の半導体をＧａＮ、第二の半導体をＩｎＧａＮとした
場合でも、上記方法を適用することにより良好な量子ド
ット構造が形成できた。
【００３５】また、上述した２つの実施の形態では量子
ドットの成長法としてＭＢＥ法を用いたが、この代わり
にＣＢＥ法又はＭＯＭＢＥ法を用いても、同様の結果が
得られることが分かった。
ドットの成長法としてＭＢＥ法を用いたが、この代わり
にＣＢＥ法又はＭＯＭＢＥ法を用いても、同様の結果が
得られることが分かった。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体量子ドットの作製方法では、半導体量子ドットの配列
は、量子ドットを作製する際に、陽極酸化で得られた規
則正しく均一な細孔を備えた多孔質アルミナ基板をマス
クとして利用することによって決定し、また半導体量子
ドットの大きさは格子定数の異なる半導体を成長する際
の量子ドット自己形成作用を利用して決定する。これに
より、従来の量子ドット構造に比べて、規則的に制御さ
れた配列と均一な大きさとを合わせ持つ半導体量子ドッ
ト構造が得られる半導体量子ドットの作製方法の提供が
可能となる。
体量子ドットの作製方法では、半導体量子ドットの配列
は、量子ドットを作製する際に、陽極酸化で得られた規
則正しく均一な細孔を備えた多孔質アルミナ基板をマス
クとして利用することによって決定し、また半導体量子
ドットの大きさは格子定数の異なる半導体を成長する際
の量子ドット自己形成作用を利用して決定する。これに
より、従来の量子ドット構造に比べて、規則的に制御さ
れた配列と均一な大きさとを合わせ持つ半導体量子ドッ
ト構造が得られる半導体量子ドットの作製方法の提供が
可能となる。
【００３７】また、本発明によれば、半導体量子ドット
構造の配列が制御できるので、従来より高密度な量子ド
ットが容易に作製できる。
構造の配列が制御できるので、従来より高密度な量子ド
ットが容易に作製できる。
【００３８】従って、本発明に係る方法で作製した量子
ドット構造を、例えば半導体レーザーに適用すれば、閾
値電流の低下、特性の安定化、利得の向上などの高性能
化が図れる。
ドット構造を、例えば半導体レーザーに適用すれば、閾
値電流の低下、特性の安定化、利得の向上などの高性能
化が図れる。
【００３９】さらに、本発明は、電子や光の閉じ込め効
果及び量子効果を利用した、演算素子等の作製にも適用
できることは言うまでもない。
果及び量子効果を利用した、演算素子等の作製にも適用
できることは言うまでもない。
【図１】本発明に係る量子ドットを作製する方法の一例
を示す模式的な断面図である。
を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明に係る多孔質アルミナ基板を作製する方
法を示す模式的な断面図である。
法を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明に係る量子ドットを作製する方法の他の
一例を示す模式的な断面図である。
一例を示す模式的な断面図である。
１ 多孔質アルミナ基板、 ２ 第一の半導体からなる基板、 ３ 第二の半導体の原料、 ４ 第二の半導体からなるぬれ層、 ５ 第二の半導体からなる量子ドット、 ６ 第一の半導体からなる埋め込み層、 ７ Ａｌ基板、 ８ 細孔、 ８’ Ａｌ基板７の表面に陽極酸化初期に作られた規則
的でない孔の領域、 ９ アルミナ層、 ９’ 細孔８の底より下の部分に一面にあるアルミナ
層、 １０ Ａｌ層。
的でない孔の領域、 ９ アルミナ層、 ９’ 細孔８の底より下の部分に一面にあるアルミナ
層、 １０ Ａｌ層。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ａｌ基板を陽極酸化して多数の円柱状細
孔が規則的に配列された多孔質アルミナ基板を作製する
工程と、該多孔質アルミナ基板をマスクとして用い、第
一の半導体からなる基板上に、該第一の半導体と格子定
数の異なる第二の半導体からなる量子ドットを作製する
工程とを有することを特徴とする半導体量子ドットの作
製方法。 - 【請求項２】 前記多孔質アルミナ基板を作製する工程
は、Ａｌ基板を陽極酸化する工程と、該Ａｌ基板の表面
に陽極酸化初期に作られた規則的ではない孔がある領
域、該Ａｌ基板の陽極酸化で形成された細孔より下にあ
るアルミナ層の領域、及び、該アルミナ層の下にあるＡ
ｌからなる領域、を除去する工程と、から構成されてい
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
の作製方法。 - 【請求項３】 前記量子ドットを作製する工程において
前記第二の半導体を成長させる方法は、ＭＢＥ(Molecul
ar Beam Epitaxy)法、ＣＢＥ(Chemical BeamEpitaxy)
法、ＭＯＭＢＥ(Metal-Organic Molecular Beam Epitax
y)法のいづれか一つであ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作製方法。 - 【請求項４】 前記量子ドットを作製する工程において
前記第一の半導体からなる基板上に前記第二の半導体を
成長させるとき、前記多孔質アルミナ基板からなるマス
クと該第一の半導体からなる基板との間に、該第二の半
導体からなる成長層の厚さより大きな間隙を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載の半導体量子ドットの作製
方法。 - 【請求項５】 前記量子ドットを作製する工程において
前記第一の半導体からなる基板上に前記第二の半導体を
成長させるとき、前記多孔質アルミナ基板からなるマス
クと該第一の半導体からなる基板との間を、密着させた
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
作製方法。 - 【請求項６】 前記多孔質アルミナ基板の細孔の径を、
作製する量子ドットの径に比べて十分大きくし、該量子
ドットが該多孔質アルミナ基板の細孔の径より小さいう
ちに、該量子ドットの形成を終了することを特徴とする
請求項５に記載の半導体量子ドットの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10505798A JPH11297625A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 半導体量子ドットの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10505798A JPH11297625A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 半導体量子ドットの作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297625A true JPH11297625A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14397360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10505798A Pending JPH11297625A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | 半導体量子ドットの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11297625A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100540548B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2006-01-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 양자점 발광 소자 및 그의 제조 방법 |
| CN108417475A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-08-17 | 安徽师范大学 | 一种基于界面诱导生长的金属纳米结构阵列的制备方法 |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10505798A patent/JPH11297625A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100540548B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2006-01-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 양자점 발광 소자 및 그의 제조 방법 |
| CN108417475A (zh) * | 2018-01-27 | 2018-08-17 | 安徽师范大学 | 一种基于界面诱导生长的金属纳米结构阵列的制备方法 |
| CN108417475B (zh) * | 2018-01-27 | 2020-07-03 | 安徽师范大学 | 一种基于界面诱导生长的金属纳米结构阵列的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7892979B2 (en) | Columnar structured material and method of manufacturing the same | |
| JP4970038B2 (ja) | ナノスケール繊維構造の合成方法およびその繊維構造を含む電子機器コンポーネント | |
| US7550755B2 (en) | Semiconductor device with tunable energy band gap | |
| US20090121213A1 (en) | Semiconductor device with tunable energy band gap | |
| US8647957B2 (en) | Method for making semi-conductor nanocrystals | |
| US20080318003A1 (en) | Nanostructures and Method of Making the Same | |
| US20030006211A1 (en) | Substrate including wide low-defect region for use in semiconductor element | |
| US7704861B2 (en) | Electron beam microprocessing method | |
| JP4825965B2 (ja) | 量子ドットの形成方法 | |
| JP3463367B2 (ja) | 量子構造の形成方法 | |
| JP2005317893A (ja) | 炭素系材料突起の形成方法及び炭素系材料突起 | |
| JPH11297625A (ja) | 半導体量子ドットの作製方法 | |
| JPH0778807A (ja) | マスク及びその形成方法及びこれを用いたエッチング方法 | |
| JP3251236B2 (ja) | 半導体量子ドットの作製方法 | |
| JPH07202164A (ja) | 半導体微細構造の製作方法 | |
| KR100208474B1 (ko) | 전계 방출용 마이크로-팁 및 그 제조방법 | |
| JPH05267270A (ja) | 多孔質半導体の作成方法及び多孔質半導体基板 | |
| JPH05217990A (ja) | 半導体基体とその作製方法 | |
| Yoshida et al. | Selective molecular beam epitaxy growth of GaAs hexagonal nanowire networks on (111) B patterned substrates | |
| JP2006114612A (ja) | 光半導体装置 | |
| JP5152715B2 (ja) | 三次元微細加工方法及び三次元微細構造 | |
| JP2009016562A (ja) | 半導体量子ドット素子、半導体量子ドット素子の形成方法および半導体量子ドット素子を利用した半導体レーザ | |
| JP2006066463A (ja) | 量子半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2000100796A (ja) | 微細構造の形成方法 | |
| JP2011525689A (ja) | 先端の尖鋭度が制御される電界放出エミッタアレイの製造方法 |