JPWO2006095393A1 - 光半導体装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Zhiliang Yuan et al., Science 295, 102 (2002)
Claims (22)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の一方の面上に形成された第1コンタクト層と、
前記第1コンタクト層上に形成され、少なくとも量子ドットを含む活性層と、
前記活性層上に形成され、前記第1コンタクト層とは反対導電型の第2コンタクト層と、
前記第2コンタクト層上に形成され、該第2コンタクト層のコンタクト領域を含む大きさの第1開口を備えた絶縁層と、
前記第2コンタクト層の前記コンタクト領域上と前記絶縁層上とに形成され、前記第1開口に含まれる第2開口を備えた第1電極層と、
前記半導体基板の他方の面上に形成された第2電極層と、
を有することを特徴とする光半導体装置。 - 前記第1開口よりも外側の第2コンタクト層は、該第1開口の内側の該第2コンタクト層よりも薄いことを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記第2開口内の前記第2コンタクト層上に光学窓が形成されたことを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置
- 前記光学窓は酸化シリコンで構成されることを特徴とする請求項3に記載の光半導体装置。
- 前記光学窓の断面形状はメサ状であることを特徴とする請求項3に記載の光半導体装置。
- 前記第2開口は、前記光学窓と接して形成されたことを特徴とする請求項3に記載の光半導体装置。
- 前記金属積層膜は、チタン層、プラチナ層、及び金層をこの順に形成してなる積層膜であることを特徴とする請求項6に記載の光半導体装置。
- 前記第1開口と前記第2開口のそれぞれの縁同士が、10nm以上500nm以下の間隔で隔てられることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記量子ドットはInAsで構成されることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記第1コンタクト層はn型のAlGaAsで構成され、前記第2コンタクト層はp型のGaAsで構成されることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記絶縁層は酸化シリコンで構成されることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記量子ドットは単一光子を発生することを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 半導体基板の一方の面上に、第1コンタクト層、少なくとも量子ドットを含む活性層、及び前記第1コンタクト層とは反対導電型の第2コンタクト層を順に形成する工程と、
前記第2コンタクト層上にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層上に島状のレジストを形成する工程と、
前記レジストをマスクにして前記マスク層をエッチングすることにより、該マスク層をハードマスクにする工程と、
前記ハードマスクの側面を後退させることにより、前記第2コンタクト層のコンタクト領域を露出させると共に、前記ハードマスクの上面から前記レジストを張り出させる工程と、
前記レジスト上と、前記コンタクト領域よりも外側の前記第2コンタクト層上とに絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上と、前記コンタクト領域内の前記第2コンタクト層上とに導電層を形成する工程と、
前記レジストを除去して該レジスト上の前記絶縁層と前記導電層とをリフトオフすることにより、前記コンタクト領域を含む大きさの第1開口が形成された前記絶縁層を前記第1コンタクト層上に残すと共に、前記第1開口に含まれる大きさの第2開口が形成された前記導電層を第1電極層として前記第1コンタクト層上に残す工程と、
前記半導体基板の他方の面上に第2電極層を形成する工程と、
を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。 - 前記ハードマスクを形成する工程の後に、該ハードマスクをエッチングマスクにしながら前記第2コンタクト層を途中の厚さまでエッチングする工程を有することを特徴とする請求項13に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記第2コンタクト層を途中の厚さまでエッチングする工程は、NH4OHを含むエッチング液で前記第2コンタクト層をエッチングすることにより行われることを特徴とする請求項14に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記第1電極層を形成する工程は、前記半導体基板の上面の垂直方向を鉛直方向から傾ける蒸着法を採用することにより、前記張り出したレジストの下方の前記コンタクト領域に、気化した前記第1電極層の構成元素を回り込ませて行われることを特徴とする請求項13に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記導電層を形成する前に、前記コンタクト領域上に形成された前記絶縁層を除去する工程を有することを特徴とする請求項13に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記マスク層として光学的に透明な層を採用し、前記リフトオフする工程の後に、前記ハードマスクを光学窓として使用することを特徴とする請求項13に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記マスク層として酸化シリコン層を形成することを特徴とする請求項18に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記マスク層をエッチングする工程は、最初に該マスク層をウエットエッチングし、次に前記マスク層をドライエッチングすることにより行われることを特徴とする請求項13に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記ハードマスクの側面を後退させる工程は、該ハードマスクの側面をウエットエッチングすることにより行われることを特徴とする請求項13に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記レジストを形成する工程は、前記マスク層上にフォトレジストを塗布し、光学的な露光装置で前記フォトレジストを露光した後、該フォトレジストを現像して行われることを特徴とする請求項21に記載の光半導体装置の製造方法。
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