JPH09283737A - Quantum dot array structure - Google Patents
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- JPH09283737A JPH09283737A JP9506896A JP9506896A JPH09283737A JP H09283737 A JPH09283737 A JP H09283737A JP 9506896 A JP9506896 A JP 9506896A JP 9506896 A JP9506896 A JP 9506896A JP H09283737 A JPH09283737 A JP H09283737A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 量子ドット列構造体に関し、歪み細線や歪み
箱等、歪み発生源を利用する簡単な手段を採ることで、
ダメージがない量子ドットを、均一なサイズ、均一な密
度で、しかも、高密度で生成させることを可能にし、量
子ドットを複数個連結(配列)したデバイス、例えば、
単電子素子の実現に発展させようとする。
【解決手段】 例えばGaAsからなる基板1上に例え
ば細線状InAs層2を積層して形成された歪み細線で
あるInAs細線4と、そのInAs細線4上に配列し
て形成されたS−K型成長量子ドット列であるInAs
ドット6からなる列とを備える。
(57) 【Abstract】 PROBLEM TO BE SOLVED: For a quantum dot array structure, by adopting a simple means of using a strain generation source such as a strained wire or a strained box
It is possible to generate undamaged quantum dots with a uniform size, uniform density, and high density, and a device in which a plurality of quantum dots are connected (arranged), for example,
We will try to develop it into a single-electron device. SOLUTION: An InAs thin wire 4 which is a strained thin wire formed by stacking a thin wire InAs layer 2 on a substrate 1 made of GaAs, and an SK type arrayed on the InAs thin wire 4. InAs, a growing quantum dot array
And a row of dots 6.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体から
なる量子ドット、例えばInAs/GaAsなどの歪み
系ヘテロ結晶を成長させる際の初期に出現するS−K
(Stransky−Krastanov)型成長島を
利用する量子ドットの列を含む構造体の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SK which appears at the initial stage of growing a quantum dot composed of a compound semiconductor, for example, strained heterocrystal such as InAs / GaAs.
The present invention relates to improvement of a structure including an array of quantum dots using a (Transsky-Krastanov) type growth island.
【0002】現在、個別の量子ドットが実現され、多く
の実験や測定がなされているところであるが、これをデ
バイスとして利用するには、量子ドット・アレイを作成
しなければならない。At present, individual quantum dots have been realized, and many experiments and measurements are being made, but in order to use them as devices, quantum dot arrays must be created.
【0003】然しながら、量子ドットを制御された状態
に配列してアレイ化することは甚だ困難であって、これ
が実用化を妨げている主因になっているので、この問題
を解消する必要があり、本発明に依れば、それに応える
一手段を提供することができる。However, it is very difficult to arrange the quantum dots in a controlled state to form an array, and this is the main cause of impeding practical application. Therefore, it is necessary to eliminate this problem. According to the present invention, it is possible to provide one means for responding to this.
【0004】[0004]
【従来の技術】一般に、量子ドット(箱)を形成する方
法としては、大別して二種類の方法が知られている。即
ち、 リソグラフィ技術などに依る加工を行う方法 結晶成長時の表面現象(自然現象)を利用して自己
形成的に構造を成長する方法 である。2. Description of the Related Art Generally, two types of methods are known as methods for forming quantum dots (boxes). In other words, it is a method of performing processing based on lithography technology, etc., and a method of growing a structure in a self-forming manner by utilizing the surface phenomenon (natural phenomenon) during crystal growth.
【0005】具体的に説明すると、 (1)分子線エピタキシャル成長(molecular
beam epitaxy:MBE)法や有機金属化
学気相堆積(metalorganic chemic
al vapour deposition:MOCV
D)などを適用することに依り、基板上に必要な半導体
層を積層形成し、これをリソグラフィ技術、特に電子ビ
ーム・リソグラフィやイオン・ビーム・リソグラフィな
どを適用して箱状に加工、即ち、エッチングする。Specifically, (1) molecular beam epitaxial growth (molecular)
Beam epitaxy (MBE) and metalorganic chemical vapor deposition
al vapor deposition: MOCV
By applying D) or the like, a necessary semiconductor layer is laminated and formed on a substrate, and this is processed into a box shape by applying a lithography technique, in particular, electron beam lithography or ion beam lithography, that is, Etching.
【0006】(2)前記(1)と同様にして基板の加工
を行い、その後、MBE法やMOCVD法などに於ける
成長の選択性を利用して箱状構造を形成する。(2) The substrate is processed in the same manner as in the above (1), and thereafter, a box-shaped structure is formed by utilizing the selectivity of growth in the MBE method, the MOCVD method or the like.
【0007】(3)微傾斜基板上の表面ステップやキン
クを利用し、成長を横方向にも制御して箱を得る。(3) A box is obtained by utilizing the surface step or kink on the slightly inclined substrate to control the growth in the lateral direction.
【0008】(4)InAs/GaAs等の高歪み系ヘ
テロ構造の成長初期に出現するS−K型成長島を利用し
て箱を得る。などが挙げられる。(4) A box is obtained by using SK type growth islands appearing at an early stage of growth of a high strain type heterostructure such as InAs / GaAs. And the like.
【0009】ところで、前記(1)並びに(2)に挙げ
た手段に依った場合、半導体層の表面から内部に向かっ
てダメージが入り易く、そして、箱のサイズが加工寸法
に依存するので、100〔nm〕以下のサイズ制御が難
しく、サイズばらつきが大きい。By the way, when the means described in the above (1) and (2) are used, damage is likely to occur from the surface of the semiconductor layer toward the inside, and the size of the box depends on the processing size. It is difficult to control the size of [nm] or less, and the size variation is large.
【0010】また、前記(3)に挙げた手段に依った場
合、表面ステップの形状制御が難しいのに加えて横方向
で材料のミキシングが起こる為、サイズ、組成、横方向
界面の急峻性を精密に制御することができない。Further, when the means described in the above (3) is used, it is difficult to control the shape of the surface step, and in addition, since the material is mixed in the lateral direction, the size, composition, and the steepness of the lateral interface are reduced. It cannot be controlled precisely.
【0011】更にまた、前記(4)に挙げた手段に依っ
た場合、加工プロセスを一切用いていない為、加工ダメ
ージはなく、成長島(ドット)形成が表面エネルギや歪
みエネルギに起因している為、平衡状態に近づけること
に依り、箱のサイズをかなり揃えることができ、実験レ
ベルではあるが、標準偏差10〔%〕程度が得られてい
る。Furthermore, in the case of the means described in (4) above, since no processing process is used, there is no processing damage, and growth islands (dots) are formed due to surface energy and strain energy. Therefore, the sizes of the boxes can be made substantially uniform by approaching the equilibrium state, and the standard deviation is about 10% although it is at the experimental level.
【0012】このように、(1)乃至(3)の手段にな
い利点があるものの、成長島の生成が、下地の表面状
態、即ち、ステップ或いはキンク、表面に於ける原子の
再配列構造、表面ディフェクトなどに強く依存する為、
形成されるドットに疎密が発生し、均一な密度になら
ず、そして、これに起因してサイズにもばらつきが生
じ、しかも、ドットの配置や配列の制御はできない。Thus, although there are advantages that the means (1) to (3) do not have, the formation of growth islands depends on the surface condition of the underlying layer, that is, steps or kinks, and the rearrangement structure of atoms on the surface. Because it depends strongly on surface defects,
The dots formed are sparsely and densely and do not have a uniform density, and due to this, variations in size also occur, and the dot arrangement and arrangement cannot be controlled.
【0013】前記(4)の手段を採った場合に於いて、
若し、ドットの配置制御が可能になれば、ダメージがな
い量子ドットを均一サイズで均一な密度に生成できるば
かりでなく、ドットを複数個連結(配列)したデバイ
ス、例えば単電子素子への応用も可能になる。When the means (4) is adopted,
If it is possible to control the arrangement of dots, not only can quantum dots with no damage be generated with uniform size and density, but they can also be applied to devices that connect (array) multiple dots, such as single-electron devices Will also be possible.
【0014】これまでに、(4)の手段に於けるドット
生成の配置制御に関し、種々な試みがなされていて、例
えば、Various attempts have been made to date regarding the arrangement control of dot generation in the means (4).
【0015】(A)基板を段差加工して、段差近傍にド
ットを生成させる方法(要すれば、「D.S.L.Mu
i et al.,Appl.Phys.Lett.6
6(1995)」、を参照)。(A) A method of processing a step on a substrate to generate dots in the vicinity of the step (if necessary, "DSL Mu.
i et al. , Appl. Phys. Lett. 6
6 (1995) ").
【0016】(B)パターンを施した基板上へ選択成長
法を適用してV字型の溝を形成し、その底部にドットを
配列する方法(要すれば、「IPRM′95 Late
Newsにて口頭発表」、を参照)。(B) A method of forming a V-shaped groove by applying a selective growth method on a patterned substrate and arranging dots at the bottom thereof (if necessary, "IPRM'95 Late")
Oral presentation on News ").
【0017】(C)ステップ・バンチングを生じた多段
ステップを形成し、量子ドットを前記多段ステップ上に
優先的に生成させる(要すれば、「M.Kitamur
a etal.,Proc. of IPRM′95,
(1995)p.736」、を参照)。が知られている
(尚、前記記述に於いて、「IPRM′95」は、「S
eventh International Conf
erence On Indium Phosphid
e and Related Material」、で
ある)。(C) A multi-step step in which step bunching has occurred is formed, and quantum dots are preferentially generated on the multi-step step (if necessary, "M. Kitamur").
a et al. Proc. of IPRM'95,
(1995) p. 736 "). Is known (in the above description, "IPRM'95" means "S
event International Conf
erence On Indium Phosphid
e and Related Material ").
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】前記(A)の問題点
は、ドットを配列する為の段差形状の制御が難しいこと
である。The problem of (A) is that it is difficult to control the step shape for arranging dots.
【0019】前記(B)の問題点は、V字型の溝を形成
するのに費やされる領域、即ち、ドットが生成されない
領域が広く、従って、高密度化することができず、しか
も、加工の工程が煩雑であると共に平坦(plane
r)にならない。The problem of the above (B) is that the area used for forming the V-shaped groove, that is, the area where dots are not formed is large, and therefore the density cannot be increased and the processing is not performed. Process is complicated and flat
It does not become r).
【0020】前記(C)の問題点は、表面ステップのバ
ンチング制御が難しく、バンチング面に局所的にキンク
が集中したり、バンチング面にゆらぎが生じたりする
為、均一サイズの量子ドットを均一間隔で形成すること
ができない。The problem of (C) is that bunching control of the surface step is difficult, kinks are locally concentrated on the bunching surface, and fluctuations occur on the bunching surface. Can not be formed in.
【0021】本発明は、歪み細線や歪み箱など、歪み発
生源を利用する簡単な手段を採ることで、ダメージがな
い量子ドットを、均一なサイズ、均一な密度で生成させ
ることを可能にし、また、実施の形態に依っては、高密
度で生成させることも可能にするものであって、量子ド
ットを複数個連結(配列)したデバイス、例えば、単電
子素子の実現に発展させることができる。The present invention makes it possible to generate undamaged quantum dots with a uniform size and a uniform density by adopting a simple means utilizing a strain generation source such as a strained wire or a strained box. In addition, according to the embodiment, it is possible to generate at high density, and it can be developed to realize a device in which a plurality of quantum dots are connected (arranged), for example, a single electron element. .
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明では、前記説明し
た、例えばInAs/GaAs等の高歪み系ヘテロ構造
の成長初期に出現するS−K型成長島を利用してドット
を得る技術を基本的に踏襲しているが、その欠点は解消
される。The present invention is basically based on the technique for obtaining dots by using the above-described SK type growth island that appears in the early stage of growth of a high strain type heterostructure such as InAs / GaAs. However, its drawbacks are eliminated.
【0023】さて、前記説明した技術とは別に、S−K
型の量子ドットをインターバル層を介して積層形成した
場合、上層量子ドットは、下層量子ドットに依ってもた
らされる歪みの影響を受け、下層ドットの位置に一致し
て生成される旨の現象が知られている(要すれば、
「L.Goldstein et al.,Appl.
Phys.Lett.47(10),15 Novem
ber 1985 pp.1100−1101」、
「Y.SUGIYAMA et al.,Extend
ed Abstracts of the 1995
International Conference
on Solid State Devicesand
Materials,Osaka,1995,pp.
773−775」、「スタンフォード大学のG.S.S
olomon et al.がPhysical Re
view Lettersに投稿した論文“Verti
callyAligned and Electron
ically Coupled Growth Ind
uced InAs Islands in GaA
s”」などを参照)。Now, apart from the technique described above, SK
It is known that when layered quantum dots are layered via an interval layer, the upper quantum dots are affected by the distortion caused by the lower quantum dots and are generated at the positions of the lower dots. (If necessary,
"L. Goldstein et al., Appl.
Phys. Lett. 47 (10), 15 Novem
ber 1985 pp. 1100-1101 ",
"Y. SUGIYAMA et al., Extend
ed Abstracts of the 1995
International Conference
on Solid State Devices and
Materials, Osaka, 1995, pp.
773-775 "," GSS of Stanford University
olomon et al. Is Physical Re
The paper “Verti submitted to view Letters
callyAligned and Electron
ically Coupled Growth Ind
used InAs Islands in GaA
s "").
【0024】この現象を利用すると、下地に形成した歪
み細線、或いは、箱上に量子ドットを優先的に選択形成
させることが可能であり、しかも、この場合、歪み細線
や箱は、歪み発生源としてのみ用いているものであっ
て、活性層に用いるものではないから、細線や箱の構造
をそれほど精密に制御する必要はない。By utilizing this phenomenon, it is possible to preferentially select and form the quantum dots on the strained thin line formed on the base or on the box. In addition, in this case, the strained thin line or the box is a strain generation source. Since it is used only as a material and not as an active layer, it is not necessary to control the structure of the thin wire or the box so precisely.
【0025】前記したところから、本発明に依る量子ド
ット列構造体に於いては、 (1)基板(例えば基板1)上に化合物半導体層(例え
ば細線状InAs層2)を積層して形成された歪み細線
(例えばInAs細線4)と、該歪み細線上に配列して
形成されたS−K型成長量子ドット列(例えばInAs
ドット6からなる列)とを備えてなることを特徴とする
か、或いは、From the above, in the quantum dot array structure according to the present invention, (1) a compound semiconductor layer (for example, a thin wire InAs layer 2) is laminated on a substrate (for example, the substrate 1). Strained thin line (for example, InAs thin line 4) and an SK type grown quantum dot array (for example, InAs) formed on the strained thin line.
A row of dots 6), or
【0026】(2)前記(1)に於いて、歪み細線が低
指数面から傾斜させた基板(例えば(001)面から
〔110〕方向に0.3°傾斜させたGaAs基板)上
に形成されたものであることを特徴とするか、或いは、(2) In the above (1), the strained thin line is formed on a substrate tilted from a low index plane (for example, a GaAs substrate tilted by 0.3 ° in the [110] direction from the (001) plane). Characterized in that it is
【0027】(3)前記(1)に於いて、歪み細線が均
一な単分子層ステップから成長させて形成したものであ
ることを特徴とするか、或いは、(3) In the above (1), the strained wire is formed by growing from a uniform monolayer step, or
【0028】(4)前記(1)に於いて、歪み細線とS
−K型成長量子ドット列との間に歪み伝達層(例えば歪
み導入層5A)が介在してなることを特徴とするか、或
いは、(4) In the above (1), the strained thin line and S
A strain transmission layer (for example, a strain introduction layer 5A) is interposed between the K-type grown quantum dot array and
【0029】(5)前記(1)乃至(4)に於いて、基
板は低指数面が(110)面であって且つ(110)面
から〔001〕方向に1.5度まで傾斜したものである
ことを特徴とするか、或いは、(5) In the above (1) to (4), the substrate has a low index plane which is a (110) plane and which is inclined from the (110) plane in the [001] direction up to 1.5 degrees. Or
【0030】(6)前記(1)乃至(5)に於いて、歪
み細線に於ける歪みが圧縮歪みであることを特徴とする
か、或いは、(6) In the above (1) to (5), the strain in the strained thin wire is a compressive strain, or
【0031】(7)基板(例えば基板11)上に化合物
半導体層(例えば細線状InAs層12)を積層して形
成された歪み箱(例えばInAs箱14)と、該歪み箱
上に配列して形成されたS−K型成長量子ドット列とを
備えてなることを特徴とするか、或いは、(7) A strain box (for example, InAs box 14) formed by laminating a compound semiconductor layer (for example, thin wire InAs layer 12) on a substrate (for example, substrate 11), and arranged on the strain box. Formed S-K type grown quantum dot array, or
【0032】(8)前記(7)に於いて、歪み箱が低指
数面から二つの方向に傾斜させた基板(例えば(00
1)面から、〔110〕方向から〔−110〕方向に2
°振った方向へ0.3°傾斜した基板11)上に形成さ
れたものであることを特徴とするか、或いは、(8) In the above (7), the substrate in which the strain box is tilted in two directions from the low index plane (for example, (00
From the 1) plane, from the [110] direction to the [-110] direction 2
It is characterized in that it is formed on a substrate 11) inclined by 0.3 ° in the direction of swinging, or
【0033】(9)前記(7)に於いて、歪み箱が均一
な単分子層ステップ及び単分子キンクから成長させて形
成したものであることを特徴とするか、或いは、(9) In the above (7), the strain box is formed by growing uniform monolayer steps and monomolecular kinks, or
【0034】(10)前記(7)に於いて、歪み箱とS
−K型成長量子ドット列との間に歪み伝達層が介在して
なることを特徴とするか、或いは、(10) In the above (7), the distortion box and the S
-A strain transfer layer is interposed between the K-type grown quantum dot array and
【0035】(11)前記(7)乃至(10)に於い
て、基板は低指数面が(110)面であって且つ(11
0)面から〔001〕方向に1.5度まで傾斜したもの
であることを特徴とするか、或いは、(11) In the above (7) to (10), the substrate has a low index plane of (110) plane and (11)
Characterized in that it is inclined up to 1.5 degrees from the (0) plane in the [001] direction, or
【0036】(12)前記(7)乃至(11)に於い
て、歪み細線に於ける歪みが圧縮歪みであることを特徴
とする。(12) In the above (7) to (11), the strain in the strained thin wire is a compressive strain.
【0037】前記手段を採ることに依り、ダメージがな
い量子ドットを、均一なサイズ、均一な密度で生成させ
ることができ、また、量子ドットを複数個連結(配列)
したデバイス、例えば単電子素子への応用が可能であ
る。By adopting the above-mentioned means, it is possible to generate damageless quantum dots with a uniform size and a uniform density, and also to connect (arrange) a plurality of quantum dots.
The device can be applied to a single electron element.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】図1乃至図3は本発明の実施の形
態1を解説する為の工程要所に於ける量子ドット列構造
体を表す要部斜面図、図4は図3の矢印方向から見た要
部切断側面図であって、以下、これらの図を参照しつつ
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 to 3 are perspective views of a principal part showing a quantum dot array structure in a process key point for explaining the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an arrow of FIG. FIG. 3 is a side view of a main part cut from the direction, which will be described below with reference to these drawings.
【0039】図1(A)参照 1−(1) (001)面から〔110〕方向に0.3°傾斜させた
GaAs基板を用意し、MBE法を適用することに依
り、成長温度を680〔℃〕としてGaAsを成長させ
る。尚、便宜上、GaAsを成長させた基板全体を記号
1で指示する。See FIG. 1A. 1- (1) Prepare a GaAs substrate tilted by 0.3 ° in the [110] direction from the (001) plane and apply the MBE method to grow at a temperature of 680. GaAs is grown at [° C.]. For convenience, the whole substrate on which GaAs is grown is designated by the symbol 1.
【0040】このようにすると、GaAsのステップ・
フロー成長が行われ、基板表面には均一なステップが形
成される。In this way, the GaAs step
Flow growth is performed and uniform steps are formed on the substrate surface.
【0041】即ち、〔110〕方向に平行な単分子層ス
テップが等間隔に生成され、そのステップ間隔Lは、 L=h/tanθ で決定される。この場合、基板がGaAsであるから、 h=a/2(a=0.56535:格子定数) θ=0.3 L=(0.5635/2)/tan0.3 であって、約54〔nm〕である。That is, monolayer steps parallel to the [110] direction are generated at equal intervals, and the step interval L is determined by L = h / tan θ. In this case, since the substrate is GaAs, h = a / 2 (a = 0.56535: lattice constant) θ = 0.3 L = (0.5635 / 2) /tan0.3, which is about 54 [ nm].
【0042】図1(B)参照 1−(2) 基板1の温度を500〔℃〕に低下させ、MEE(mi
gration enhancement epita
xy)法を適用することに依り、0.2分子層に相当す
る細線状InAs層2をステップ端から成長させる。See FIG. 1B. 1- (2) The temperature of the substrate 1 is lowered to 500 [° C.], and the MEE (mi
gration enhancement epita
By applying the xy) method, the thin linear InAs layer 2 corresponding to 0.2 molecular layer is grown from the step end.
【0043】MEE法とは、三族原料のマイグレーショ
ン長を長くする為、三族原料と五族原料とを基板1に対
して別々に供給する方法である。The MEE method is a method of separately supplying the Group 3 raw material and the Group 5 raw material to the substrate 1 in order to increase the migration length of the Group 3 raw material.
【0044】この場合、Inの照射時間は約2〔秒〕で
あり、その際、10〔秒〕で1分子層が成長する成長速
度となるようにInのセル温度を設定し、また、Asの
照射時間は約5〔秒〕であり、その際、Asのビーム強
度、即ち、圧力は3×10-6〔torr〕とした。In this case, the irradiation time of In is about 2 [sec], and the cell temperature of In is set so that the growth rate of one molecular layer grows in 10 [sec]. The irradiation time was about 5 seconds, and the As beam intensity, that is, the pressure was 3 × 10 −6 [torr].
【0045】このようにすると、ステップ端に沿って、
幅LAが11〔nm〕、即ち、ステップ間隔L=54
〔nm〕の1/4であって、高さが単分子層高さである
細線状InAs層2が形成され、残りの幅LBは43
〔nm〕となる。In this way, along the step edge,
The width LA is 11 [nm], that is, the step interval L = 54.
A fine linear InAs layer 2 having a height of 1/4 of [nm] and a monolayer height is formed, and the remaining width LB is 43.
[Nm].
【0046】図2(A)参照 2−(1) 細線状InAs層2を成長させた際と同じ手段及び基板
1の条件を適用して0.8分子層のGaAs層3を成長
する。See FIG. 2A. 2- (1) A GaAs layer 3 of 0.8 molecular layer is grown by applying the same means and conditions of the substrate 1 as when the thin linear InAs layer 2 was grown.
【0047】この場合、Gaの照射時間は約2〔秒〕で
あり、その際、10〔秒〕で4分子層が成長する成長速
度となるようにGaのセル温度を設定しておくものであ
り、そして、Asの照射時間は約11〔秒〕であり、そ
の際、Asのビーム強度、即ち、圧力は3×10-6〔t
orr〕とした。In this case, the Ga irradiation time is about 2 seconds, and the Ga cell temperature is set so that the growth rate of the four molecular layers grows in 10 seconds. And the irradiation time of As is about 11 seconds, and the beam intensity of As, that is, the pressure is 3 × 10 −6 [t].
orr].
【0048】このようにすると、細線状InAs層2に
隣接してGaAs層3が成長されるので、全面が単分子
層のInAsとGaAsで覆われることになる。In this way, the GaAs layer 3 is grown adjacent to the thin linear InAs layer 2, so that the entire surface is covered with a monomolecular layer of InAs and GaAs.
【0049】図2(B)参照 2−(2) 前記工程1−(2)及び2−(1)を4回繰り返すこと
に依って、幅が11〔nm〕、即ち、ステップ間隔L=
54〔nm〕の1/4であると共に高さが1.1〔n
m〕、即ち、4分子層の高さをもつInAs細線4を得
ることができる。See FIG. 2B. 2- (2) By repeating the steps 1- (2) and 2- (1) four times, the width is 11 [nm], that is, the step interval L =
It is 1/4 of 54 [nm] and the height is 1.1 [n
m], that is, an InAs thin wire 4 having a height of four molecular layers can be obtained.
【0050】図3(A)参照 3−(1) MBE法を適用することに依り、成長温度を500
〔℃〕として厚さ例えば10〔nm〕のGaAs層5を
成長させる。See FIG. 3A. 3- (1) The growth temperature is set to 500 by applying the MBE method.
A GaAs layer 5 having a thickness of, for example, 10 nm is grown at [° C.].
【0051】このようにすると、下地のInAs細線4
の影響を受け、その直上に成長されたGaAsには歪み
が導入される。尚、図では、GaAs層5のうち、歪み
が導入された層を記号5Aで指示してある。In this way, the underlying InAs thin wire 4 is formed.
Strain is introduced into the GaAs grown directly on the surface of the GaAs. In the figure, the layer in which strain is introduced among the GaAs layers 5 is indicated by the symbol 5A.
【0052】図3(B)参照 3−(2) MBE法を適用することに依り、成長温度を500
〔℃〕として2分子層相当のInAsを形成すると、下
地に歪みが在る部分、即ち、歪み導入層5A上に優先的
にS−K型のInAs成長島(ドット)6が生成され
る。See FIG. 3B. 3- (2) The growth temperature is set to 500 by applying the MBE method.
When InAs corresponding to two molecular layers is formed at [° C.], SK type InAs growth islands (dots) 6 are preferentially generated on the portion where the underlying layer has strain, that is, on the strain introduction layer 5A.
【0053】図4参照 4−(1) 更に、MBE法を適用することに依り、成長温度を50
0〔℃〕として厚さ例えば10〔nm〕のGaAs層7
を成長させてから、引き続いて、2分子層相当のInA
sを形成すると、下地に歪みが在る部分、即ち、InA
sドット6に起因する歪みが存在する部分上に優先的に
S−K型のInAsドット8がが生成される。See FIG. 4 4- (1) Further, by applying the MBE method, the growth temperature is set to 50.
GaAs layer 7 having a thickness of 0 [° C.], for example, 10 [nm]
And then continue to grow the InA
When s is formed, the portion where the base has distortion, that is, InA
The SK type InAs dots 8 are preferentially generated on the portion where the distortion caused by the s dots 6 exists.
【0054】従って、これを繰り返すことで、基板1の
表面と垂直の方向にもドットを配列させることが可能で
ある。Therefore, by repeating this, it is possible to arrange dots in the direction perpendicular to the surface of the substrate 1.
【0055】図5及び図6は本発明の実施の形態2を解
説する為の工程要所に於ける量子ドット列構造体を表す
要部説明図であり、(A)は要部斜面、(B)は要部平
面、(C)は要部斜面を示し、以下、これらの図を参照
しつつ説明する。5 and 6 are principal part explanatory views showing a quantum dot row structure in a process principal part for explaining the second embodiment of the present invention, (A) is a principal part sloped surface, B) shows a plane of a main part and (C) shows a slope of the main part, which will be described below with reference to these drawings.
【0056】図5(A)参照 5−(1) (001)面から、〔110〕方向から〔−110〕方
向に0.5°振った方向へ0.3°傾斜した基板11を
用意し、MBE法を適用することに依り、成長温度を6
80〔℃〕としてGaAsを成長させる。尚、この場合
も、GaAsを成長させた基板全体を記号11で指示す
る。See FIG. 5A. 5- (1) Prepare a substrate 11 tilted from the (001) plane by 0.5 ° from the [110] direction to the [−110] direction by 0.3 °. , MBE method was applied to increase the growth temperature to 6
GaAs is grown at 80 [° C.]. In this case as well, the symbol 11 indicates the entire substrate on which GaAs is grown.
【0057】このようにすると、〔110〕方向から
〔−110〕方向に0.5°振った方向と垂直に単分子
層ステップが等間隔に形成され、ステップ端には等間隔
にキンクが形成される。In this way, monolayer steps are formed at equal intervals perpendicular to the direction of 0.5 ° swing from the [110] direction to the [-110] direction, and kinks are formed at equal intervals at the step ends. To be done.
【0058】ステップ間隔Lは、実施の形態1と同様、 L=h/tanθ で決定され、基板がGaAsであるから h=a/2(a=0.56535) θ=0.3 L=(0.5635/2)/tan0.3 であって、約54〔nm〕である。The step interval L is determined by L = h / tan θ as in the first embodiment, and since the substrate is GaAs, h = a / 2 (a = 0.56535) θ = 0.3 L = ( It is 0.5635 / 2) / tan 0.3, which is about 54 [nm].
【0059】図5(B)参照 5−(2) また、キンク間隔LK は、 LK =0.19988/tanα α=0.5°とすると LK =22.9〔nm〕 となる。尚、 d220 =a/(22 +22 )1/2 =0.19988 a=0.5635 である。See FIG. 5B. 5- (2) Further, the kink interval L K is L K = 22.9 [nm] when L K = 0.19988 / tan α α = 0.5 °. Note that d 220 = a / (2 2 +2 2 ) 1/2 = 0.19988 a = 0.5635.
【0060】図5(C)参照 5−(3) 基板11の温度を500〔℃〕に低下させてから、ME
E法を適用することに依り、1/900分子層に相当す
る細線状InAs層12をステップ端のキンクから成長
させる。5 (C) 5- (3) After the temperature of the substrate 11 is lowered to 500 [° C.], ME
By applying the E method, the thin linear InAs layer 12 corresponding to 1/900 molecular layer is grown from the kink at the step end.
【0061】この場合、Inの照射時間は約0.3秒で
あり、その際、270〔秒〕で1分子層が成長する成長
速度となるようにInのセル温度を設定し、また、As
の照射時間は約3〔秒〕であり、その際、Asのビーム
強度、即ち、圧力は3×10-6〔torr〕とした。In this case, the In irradiation time is about 0.3 seconds, and at this time, the In cell temperature is set so that the growth rate of one molecular layer grows in 270 seconds, and
Irradiation time was about 3 seconds, and the As beam intensity, that is, the pressure was 3 × 10 −6 [torr].
【0062】このようにすると、ステップ端に沿って、
幅が0.2〔nm〕、即ち、単分子層幅、高さが単分子
層高さ、長さがキンク間隔の約1/3である細線状In
As層12が形成されるものである。In this way, along the step edge,
The width is 0.2 [nm], that is, the width of the monolayer, the height is the height of the monolayer, and the length is about 1/3 of the kink interval.
The As layer 12 is formed.
【0063】5−(4) 細線状InAs層12を成長させた際と同じ手段及び基
板11の条件を適用して2/900分子層の細線状Ga
As層13を成長させる。5- (4) By applying the same means and conditions of the substrate 11 as when the thin linear InAs layer 12 is grown, the thin linear Ga of 2/900 molecular layer is applied.
The As layer 13 is grown.
【0064】この場合、Gaの照射時間は約0.3
〔秒〕であり、その際、270〔秒〕で2分子層が成長
する成長速度となるようにGaのセル温度を設定してお
くものであり、そして、Asの照射時間は約3〔秒〕で
あり、その際、Asのビーム強度、即ち、圧力は3×1
0-6〔torr〕とした。In this case, the Ga irradiation time is about 0.3.
[Sec], and the cell temperature of Ga is set so that the growth rate of the bilayer grows at 270 [sec], and the irradiation time of As is about 3 [sec]. ] At that time, the beam intensity of As, that is, the pressure is 3 × 1.
It was set to 0 -6 [torr].
【0065】このようにすると、細線状InAs層12
に連なる状態で細線状GaAs層13がステップ端に沿
って成長され、従って、ステップ端は単分子層列のIn
AsとGaAsで覆われることになる。By doing so, the thin linear InAs layer 12 is formed.
The thin linear GaAs layer 13 is grown along the step edge in a state where the step edge is formed of In.
It will be covered with As and GaAs.
【0066】図6参照 6−(1) 前記工程5−(2)及び5−(3)を270回繰り返す
ことに依って、高さが1.1〔nm〕、即ち、4分子層
の高さをもつInAs箱14を得ることができる。See FIG. 6 6- (1) By repeating the steps 5- (2) and 5- (3) 270 times, the height is 1.1 [nm], that is, the height of four molecular layers. It is possible to obtain an InAs box 14 having a height.
【0067】6−(2) この後の工程は図示していないが、実施の形態1と同様
な工程を経て量子ドット列構造体を完成させることがで
きる。6- (2) Although not shown in the subsequent steps, the quantum dot array structure can be completed through steps similar to those of the first embodiment.
【0068】即ち、MBE法を適用することに依り、成
長温度を500〔℃〕として厚さ例えば10〔nm〕の
GaAs層を成長させる。That is, by applying the MBE method, the growth temperature is set to 500 ° C. and a GaAs layer having a thickness of, for example, 10 nm is grown.
【0069】このようにすると、下地のInAs箱14
の影響を受け、その直上に成長されたGaAsには歪み
が導入される。In this way, the underlying InAs box 14
Strain is introduced into the GaAs grown directly on the surface of the GaAs.
【0070】この歪みが導入された領域は、実施の形態
1に於いて、歪み導入層5Aとしてストライプをなして
いたが、本実施の形態に於いては、InAs箱14に起
因して、方形の領域として表出されることになる。The region into which the strain is introduced has a stripe as the strain introduction layer 5A in the first embodiment, but in the present embodiment, due to the InAs box 14, the square is formed. Will be expressed as the area of.
【0071】6−(3) MBE法を適用することに依り、成長温度を500
〔℃〕として2分子層相当のInAsを形成すると、下
地に歪みが在る部分、即ち、歪み導入領域上に優先的に
S−K型のInAs成長島(ドット)が生成される。6- (3) The growth temperature is set to 500 by applying the MBE method.
When InAs corresponding to two molecular layers is formed at [° C.], SK-type InAs growth islands (dots) are preferentially generated on the portion where the underlying layer has strain, that is, on the strain introduction region.
【0072】6−(4) 更に、MBE法を適用することに依り、成長温度を50
0〔℃〕として厚さ例えば10〔nm〕のGaAs層を
成長させてから、引き続いて、2分子層相当のInAs
を形成すると、下地に歪みが在る部分、即ち、InAs
ドットに起因する歪みが存在する部分上に優先的にS−
K型のInAsドットが生成される。6- (4) Furthermore, the growth temperature is set to 50 by applying the MBE method.
After a GaAs layer having a thickness of, for example, 10 [nm] is grown at 0 [° C.], the InAs corresponding to two molecular layers is subsequently grown.
Form a portion where the underlying layer has distortion, that is, InAs
Preferentially S-on the portion where the distortion due to dots exists
K-type InAs dots are generated.
【0073】従って、これを繰り返すことで、基板11
の表面と垂直の方向にもドットを配列させることが可能
であり、これに依って、三次元方向にドットを配列する
ことが可能である。Therefore, by repeating this, the substrate 11
It is also possible to arrange dots in a direction perpendicular to the surface of the, and according to this, it is possible to arrange dots in a three-dimensional direction.
【0074】ところで、従来の技術では、量子ドットを
形成する際、電子ビーム・リソグラフィ技術やイオン・
ビーム・リソグラフィ技術などを量子ドットの加工に直
に適用しているので、量子ドットを高密化して形成する
ことは困難である。By the way, according to the conventional technique, when the quantum dots are formed, the electron beam lithography technique and the ion
Since the beam lithography technology and the like are directly applied to the processing of the quantum dots, it is difficult to form the quantum dots with high density.
【0075】然しながら、本発明に於いて、量子ドット
を成長させる際の下地となる歪み導入層や歪み導入領域
をリソグラフィ技術を適用して形成した場合、前記した
各実施の形態と比較すると、高密化の点で若干遜色は認
められるものの、量子ドットを一列に配列することは容
易であり、また、V字溝などを形成する場合に比較して
占有面積が少なく、しかも、表面を平坦化できるなど、
種々と利点がある為、次に、その実施の形態について説
明する。However, in the present invention, when the strain-introducing layer or the strain-introducing region which is the base for growing the quantum dots is formed by applying the lithography technique, the density is higher than that in each of the above-described embodiments. Although it is a little inferior in terms of efficiency, it is easy to arrange the quantum dots in a line, and the occupied area is smaller than when forming V-shaped grooves, and the surface can be flattened. Such,
Since there are various advantages, the embodiment will be described next.
【0076】図7並びに図8と図9乃至図11は本発明
の実施の形態3を解説する為の工程要所に於ける量子ド
ット列構造体を表す要部斜面図と要部切断側面図であ
り、以下、これらの図を随時参照しつつ説明する。FIGS. 7 and 8 and FIGS. 9 to 11 are perspective views and a cross-sectional side view of a main part showing a quantum dot array structure in a process main part for explaining the third embodiment of the present invention. Therefore, description will be made below with reference to these figures as needed.
【0077】図7(A)、図9、図10参照 7−(1) MBE法を適用することに依り、ジャスト・カットされ
た(001)面をもつGaAs基板21上に680
〔℃〕の成長温度にて厚さが例えば300〔nm〕のG
aAsバッファ層22を形成する。7 (A), FIG. 9, and FIG. 10 7- (1) By applying the MBE method, 680 is formed on the GaAs substrate 21 having the (001) plane just cut.
At a growth temperature of [° C.], a G having a thickness of, for example, 300 [nm]
The aAs buffer layer 22 is formed.
【0078】7−(2) 引き続きMBE法を適用し、GaAs基板21の温度を
450〔℃〕に低下させてから、GaAsバッファ層2
2上に厚さが例えば15〔nm〕のInxGa1-x As
グレーデッド層23を形成する。7- (2) Subsequently, the MBE method is applied to lower the temperature of the GaAs substrate 21 to 450 [° C.], and then the GaAs buffer layer 2 is formed.
In x Ga 1-x As having a thickness of over 2, for example, 15 [nm]
The graded layer 23 is formed.
【0079】この場合、Inx Ga1-x Asの成長を行
いながら、Inのセル温度を変えることに依って、x値
を0.01(バッファ層22側)→0.5(表面側)ま
で変化させる。In this case, the x value is changed from 0.01 (buffer layer 22 side) to 0.5 (front surface side) by changing the cell temperature of In while growing In x Ga 1-x As. Change up to.
【0080】7−(3) スピン・コート法を適用することに依り、図9(A)に
見られるように、例えば厚さが約100〔nm〕程度で
あるPMMA(polymethylmethacry
late)からなる電子ビーム・レジスト膜24を形成
する。7- (3) By applying the spin coating method, as shown in FIG. 9A, for example, PMMA (polymethylmethacrylate) having a thickness of about 100 nm!
plate) is formed.
【0081】7−(4) 図9(B)に見られるように、電子ビーム露光法を適用
することに依り、電子ビーム・レジスト膜24に描画を
行う。7- (4) As shown in FIG. 9B, the electron beam resist film 24 is drawn by applying the electron beam exposure method.
【0082】7−(5) MIBK(methylisobutylketon)
及びイソプロピルアルコール混合液からなるエッチング
液に浸漬して現像を行い、電子ビーム・レジスト膜24
に於ける電子ビーム照射部分を除去し、図10(A)に
見られる細線状パターンを得る。7- (5) MIBK (methylisobutylketon)
The electron beam resist film 24 is developed by immersing it in an etching solution composed of a mixed solution of isopropyl alcohol and
The electron beam irradiation portion in is removed to obtain the fine line pattern shown in FIG.
【0083】7−(6) (フッ酸+過酸化水素+水)混合液をエッチャントとす
るウエット・エッチング法を適用することに依って、電
子ビーム・レジスト膜24をマスクとしてInx Ga
1-x Asグレーデッド層23のエッチングを行って、図
10(B)に見られるように細線状パターンとする。[0083] 7- (6) (hydrofluoric acid + hydrogen peroxide + water) mixture depending on applying a wet etching method to etchant, an In x Ga electron beam resist film 24 as a mask
The 1-x As graded layer 23 is etched into a fine line pattern as shown in FIG.
【0084】図7(B)、図11参照 7−(7) リムーバ、アセトンなどに浸漬し、マスクとして用いた
電子ビーム・レジスト膜24を除去する。7 (B) and FIG. 11 7- (7) The electron beam resist film 24 used as the mask is removed by immersing it in a remover, acetone or the like.
【0085】7−(8) 硫化アンモニウムに浸漬し、図11(B)に見られるよ
うに、結晶表面をSでターミネイトしてパッシベーショ
ンを行う。7- (8) Immerse in ammonium sulfide, and as shown in FIG. 11B, passivate the crystal surface by terminating with S.
【0086】図8(A)参照 8−(1) MBE装置内で表面のクリーニングを行ってから、MB
E法を適用することに依り、500〔℃〕の成長温度に
て厚さが例えば10〔nm〕のGaAs層25を形成す
る。See FIG. 8A. 8- (1) MBE after cleaning the surface in the MBE device.
By applying the E method, the GaAs layer 25 having a thickness of, for example, 10 [nm] is formed at a growth temperature of 500 [° C.].
【0087】GaAs層25には、下地の細線状Inx
Ga1-x Asグレーデッド層23の影響に依って、歪み
導入層25Aが生成される。The GaAs layer 25 has a thin linear In x
The strain introduction layer 25A is generated due to the influence of the Ga 1-x As graded layer 23.
【0088】図8(B)参照 8−(2) MBE法を適用することに依り、500〔℃〕の成長温
度にて2分子層相当のInAs層を成長させると、下地
が歪み導入層25Aである部分に優先的にS−K型のI
nAsの成長島、即ち、ドット26が生成される。See FIG. 8 (B). 8- (2) By applying the MBE method, an InAs layer corresponding to two molecular layers is grown at a growth temperature of 500 [° C.]. Priority is given to the part which is
Growth islands of nAs, that is, dots 26 are generated.
【0089】図示されていないが、この後、MBE法を
適用することに依り、成長温度を500〔℃〕として厚
さ例えば10〔nm〕のGaAs層を成長させてから、
引き続いて、2分子層相当のInAsを形成すると、下
地に歪みが在る部分、即ち、InAsドット26に起因
する歪みが存在する部分上に優先的にS−K型のInA
sドットが生成される。Although not shown in the figure, thereafter, by applying the MBE method, a GaAs layer having a thickness of, for example, 10 nm is grown at a growth temperature of 500 ° C., and then,
Subsequently, when InAs corresponding to two molecular layers is formed, the SK type InA is preferentially formed on the portion where the underlying layer has strain, that is, the portion where the strain caused by the InAs dots 26 exists.
S dots are generated.
【0090】従って、これを繰り返すことで、基板21
の表面と垂直の方向にもドットを配列させることが可能
であり、これに依って、三次元方向にドットを配列する
ことが可能である。Therefore, by repeating this, the substrate 21
It is also possible to arrange dots in a direction perpendicular to the surface of the, and according to this, it is possible to arrange dots in a three-dimensional direction.
【0091】本発明では、前記実施の形態に限られるこ
となく、他に多くの改変を実現することができる。The present invention is not limited to the above embodiment, and many other modifications can be realized.
【0092】例えば、実施の形態3に於いては、Inz
Ga1-z Asグレーデッド層23は細線状に形成した
が、これは箱状に形成するなどは任意である。For example, in the third embodiment, In z
Although the Ga 1-z As graded layer 23 is formed in a thin line shape, it may be formed in a box shape.
【0093】また、基板の材料としてGaAsを採用し
た場合、歪み細線の材料としては、InAsやInGa
Asの他にGaSbやInP、或いは、それらの化合
物、例えば、GaAsSb,InGaAsPなどを用い
ることができる。When GaAs is used as the material of the substrate, InAs or InGa is used as the material of the strained wire.
In addition to As, GaSb, InP, or a compound thereof such as GaAsSb or InGaAsP can be used.
【0094】また、基板の材料がInPである場合、歪
み細線の材料としては、InAs,GaSb及びそれら
の化合物を用いることができる。When the material of the substrate is InP, InAs, GaSb and their compounds can be used as the material of the strained wire.
【0095】また、前記実施の形態では、基板として主
面方位が(001)のものを用いているが、(110)
微傾斜基板上では、(001)面上に比較し、直線的な
ステップが得られ易い為、(110)面の基板を用いる
ことは有用である。Further, in the above-mentioned embodiment, the substrate whose principal plane orientation is (001) is used, but (110)
It is useful to use a substrate having a (110) plane because a linear step is easily obtained on a slightly tilted substrate as compared with a (001) plane.
【0096】また、GaAs基板の(001)面、或い
は、(110)面を用いた場合、傾斜角が1.5度であ
る場合、平均ステップ間隔がそれぞれ約11〔nm〕、
約8〔nm〕になり、そして、生成される量子ドットの
直径は最小で10〔nm〕である。When the (001) plane or (110) plane of the GaAs substrate is used and the inclination angle is 1.5 degrees, the average step interval is about 11 [nm],
It becomes about 8 [nm], and the diameter of the generated quantum dot is 10 [nm] at the minimum.
【0097】従って、ステップ間隔を前記数値より小さ
く、即ち、傾斜角を大きくしても、横方向で量子ドット
が接したり、或いは、エネルギ的に結合するようになっ
てしまうので、ステップに沿って配列する意味が失われ
るので、傾斜角を1.5度以内とすることは有用であ
る。Therefore, even if the step interval is smaller than the above-mentioned numerical value, that is, the tilt angle is increased, the quantum dots come into contact with each other in the lateral direction or are energetically coupled with each other. Since the meaning of arrangement is lost, it is useful to set the tilt angle within 1.5 degrees.
【0098】また、一般に、量子ドットを生成する場
合、量子ドットは、それを包囲する材料(バリヤ材)に
比較してエネルギ・バンド・ギャップが小さいことが必
要であり、通常、格子定数が大きい材料ほど、そのエネ
ルギ・バンド・ギャップは小さくなる傾向にある。In general, when a quantum dot is produced, the quantum dot needs to have a smaller energy band gap than the material (barrier material) surrounding it, and usually has a large lattice constant. Materials tend to have smaller energy band gaps.
【0099】そこで、本発明に於けるような量子ドット
の形成方法、例えばInAsドットをGaAs上に形成
するような場合、量子ドットに用いる材料として、バリ
ヤ材に比較して格子定数が大きいものを選択する。Therefore, in the method of forming the quantum dots according to the present invention, for example, when the InAs dots are formed on GaAs, a material having a larger lattice constant than the barrier material should be used as the material for the quantum dots. select.
【0100】若し、量子ドットを配列させる為の歪み細
線にバリヤ材(例えばGaAs)よりも格子定数が小さ
い材料を用いると、歪みの関係で、細線上には、格子定
数の小さい材料、例えばInAsでなくGaAsが優先
的に形成されてしまい、InAsは細線以外に位置して
形成されるようになって配列が不可能になる。If a material having a lattice constant smaller than that of a barrier material (for example, GaAs) is used for the strained thin wire for arranging the quantum dots, a material having a small lattice constant, for example, a lattice constant, is formed on the thin wire due to strain. GaAs is preferentially formed instead of InAs, and InAs is formed at a position other than the thin line, and the arrangement becomes impossible.
【0101】従って、量子ドットを配列するには、格子
定数が大きい、即ち、圧縮歪みをもつ歪み細線が必要で
ある。Therefore, in order to arrange the quantum dots, a strained thin line having a large lattice constant, that is, having a compressive strain is required.
【0102】[0102]
【発明の効果】本発明に依る量子ドット列構造体に於い
ては、基板上に化合物半導体層を積層して形成された歪
み細線と、該歪み細線上に配列して形成されたS−K型
成長量子ドット列とを備えることが基本になっている。In the quantum dot array structure according to the present invention, a strained thin line formed by stacking a compound semiconductor layer on a substrate and an SK formed by arranging on the strained thin line. It is basically provided with a pattern-grown quantum dot array.
【0103】前記構成を採ることに依り、ダメージがな
い量子ドットを、均一なサイズ、均一な密度で生成させ
ることができ、また、量子ドットを複数個連結(配列)
したデバイス、例えば単電子素子への応用が可能であ
る。By adopting the above-mentioned structure, it is possible to generate undamaged quantum dots with a uniform size and a uniform density, and to connect (arrange) a plurality of quantum dots.
The device can be applied to a single electron element.
【図1】本発明の実施の形態1を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部斜面図である。FIG. 1 is a perspective view of a principal part showing a quantum dot array structure in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部斜面図である。FIG. 2 is a perspective view of a principal part showing a quantum dot array structure in a process main part for explaining the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態1を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部斜面図である。FIG. 3 is a perspective view of a principal part showing a quantum dot array structure in a process essential part for explaining the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態1を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部切断側面図であ
る。FIG. 4 is a side sectional view showing an essential part of a quantum dot array structure in a process essential part for explaining the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態2を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部説明図である。FIG. 5 is a principal part explanatory view showing a quantum dot array structure in a process main part for explaining the second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態2を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部斜面図である。FIG. 6 is a perspective view of a principal part showing a quantum dot array structure in a process essential part for explaining a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態3を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部斜面図である。FIG. 7 is a perspective view of a principal part showing a quantum dot array structure in a process essential part for explaining a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の形態3を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部斜面図である。FIG. 8 is a perspective view of a principal part showing a quantum dot array structure in a process essential part for explaining a third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態3を解説する為の工程要所
に於ける量子ドット列構造体を表す要部切断側面図であ
る。FIG. 9 is a fragmentary side view showing a quantum dot array structure in a process essential part for explaining a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の形態3を解説する為の工程要
所に於ける量子ドット列構造体を表す要部切断側面図で
ある。FIG. 10 is a fragmentary side view showing a quantum dot array structure in a process essential part for explaining a third embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施の形態3を解説する為の工程要
所に於ける量子ドット列構造体を表す要部切断側面図で
ある。FIG. 11 is a side sectional view showing a main part of a quantum dot array structure in a process main part for explaining a third embodiment of the present invention.
1 基板 2 細線状InAs層 3 GaAs層 4 InAs細線 5 GaAs層 5A 歪み導入層 6 S−K型InAs成長島(ドット) 7 GaAs層 1 Substrate 2 Fine InAs layer 3 GaAs layer 4 InAs fine line 5 GaAs layer 5A Strain introduction layer 6 SK type InAs growth island (dot) 7 GaAs layer
Claims (12)
れた歪み細線と、 該歪み細線上に配列して形成されたS−K型成長量子ド
ット列とを備えてなることを特徴とする量子ドット列構
造体。1. A strained thin line formed by stacking a compound semiconductor layer on a substrate, and an SK-type grown quantum dot array formed on the strained thin line. Quantum dot array structure.
に形成されたものであることを特徴とする請求項1記載
の量子ドット列構造体。2. The quantum dot array structure according to claim 1, wherein the strained wire is formed on a substrate inclined from a low index surface.
長させて形成したものであることを特徴とする請求項1
記載の量子ドット列構造体。3. The strained wire is formed by growing from a uniform monolayer step.
The described quantum dot array structure.
間に歪み伝達層が介在してなることを特徴とする請求項
1記載の量子ドット列構造体。4. The quantum dot array structure according to claim 1, wherein a strain transfer layer is interposed between the strained wire and the SK type grown quantum dot array.
つ(110)面から〔001〕方向に1.5度まで傾斜
したものであることを特徴とする請求項1乃至4の何れ
か1記載の量子ドット列構造体。5. The substrate according to claim 1, wherein the low index plane is a (110) plane and is tilted from the (110) plane in the [001] direction up to 1.5 degrees. 1. The quantum dot array structure according to any one of items 1.
とを特徴とする請求項1乃至5の何れか1記載の量子ド
ット列構造体。6. The quantum dot array structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the strain in the strained thin line is a compressive strain.
れた歪み箱と、 該歪み箱上に配列して形成されたS−K型成長量子ドッ
ト列とを備えてなることを特徴とする量子ドット列構造
体。7. A strain box formed by stacking compound semiconductor layers on a substrate, and an SK-type grown quantum dot array formed on the strain box. Quantum dot array structure.
せた基板上に形成されたものであることを特徴とする請
求項5記載の量子ドット列構造体。8. The quantum dot array structure according to claim 5, wherein the strain box is formed on a substrate inclined in two directions from a low index plane.
子キンクから成長させて形成したものであることを特徴
とする請求項5記載の量子ドット列構造体。9. The quantum dot array structure according to claim 5, wherein the strain box is formed by growing uniform monolayer steps and monomolecular kinks.
間に歪み伝達層が介在してなることを特徴とする請求項
5記載の量子ドット列構造体。10. The quantum dot array structure according to claim 5, wherein a strain transfer layer is interposed between the strain box and the SK type grown quantum dot array.
且つ(110)面から〔001〕方向に1.5度まで傾
斜したものであることを特徴とする請求項7乃至10の
何れか1記載の量子ドット列構造体。11. The substrate according to claim 7, wherein the low index plane is a (110) plane and is tilted from the (110) plane in the [001] direction up to 1.5 degrees. 1. The quantum dot array structure according to any one of items 1.
ことを特徴とする請求項7乃至11の何れか1記載の量
子ドット列構造体。12. The quantum dot array structure according to claim 7, wherein the strain in the strained wire is a compressive strain.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9506896A JPH09283737A (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Quantum dot array structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9506896A JPH09283737A (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Quantum dot array structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283737A true JPH09283737A (en) | 1997-10-31 |
Family
ID=14127689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9506896A Withdrawn JPH09283737A (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Quantum dot array structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09283737A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7294202B2 (en) | 2004-08-09 | 2007-11-13 | National Chiao Tung University | Process for manufacturing self-assembled nanoparticles |
-
1996
- 1996-04-17 JP JP9506896A patent/JPH09283737A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7294202B2 (en) | 2004-08-09 | 2007-11-13 | National Chiao Tung University | Process for manufacturing self-assembled nanoparticles |
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