一种用于定位量子点外延生长的倒三棱锥衬底制备方法技术

本发明专利技术提出了一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法，采用电子束光刻(EBL)并结合湿法/干法刻蚀技术在GaAs晶片上制备所需图形。在这种“倒三棱锥”图形衬底上可制备出高质量、高反射率的超晶格布拉格反射镜（DBR）层。同时，采用这种方法可以实现高质量超低密度、位置可控量子点的生长，并以此为基础为制作通信波段用的量子点单光子发射器件打下基础。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法，采用电子束光刻(EBL)并结合湿法/干法刻蚀技术在GaAs晶片上制备所需图形。在这种“倒三棱锥”图形衬底上可制备出高质量、高反射率的超晶格布拉格反射镜（DBR）层。同时，采用这种方法可以实现高质量超低密度、位置可控量子点的生长，并以此为基础为制作通信波段用的量子点单光子发射器件打下基础。【专利说明】
本专利技术涉及半导体光电子制备工艺技术，属于半导体光电子新型结构工艺领域。
技术介绍
量子点单光子源发射的单光子在理想情况下是由单个量子点发光实现的，因此能够有效隔离单个量子点就变得相当重要。当前，用来制作实现量子点单光子发射器件的量子点主要是通过自组织生长方法获得，它们在生长表面上随机分布并且点密度很高，每平方微米上就有几个到几百个量子点，因此有效地隔离单个量子点相当困难。另外，由于这些量子点在生长表面分布的随机性，可靠地控制其在光学微腔中的位置也变得相当不易。为了解决这些问题，研究者提出采用控制量子点在生长表面成核位置的方法实现位置可控量子点，这其中最有效的途径是在图形衬底上生长量子点。此方法的最大优点在于获得的量子点不但密度可控，而且它在生长表面上的位置也可控，这就使得隔离单个量子点的工作完全脱离了现有光刻和腐蚀技术的限制而变得相当简单。 本专利技术提出了一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法，采用电子束光刻(EBL)并结合湿法/干法刻蚀技术在GaAs晶片上制备所需图形。在这种“倒三棱锥”图形衬底上可制备出高质量、高反射率的超晶格布拉格反射镜(DBR)层。同时，采用这种方法可以实现高质量超低密度、位置可控量子点的生长，并以此为基础为制作通信波段用的量子点单光子发射器件打下基础。
技术实现思路
本专利技术是一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法，是基于高质量超低密度、位置可控量子点的生长需求提出的，将为制作通信波段用的量子点单光子发射器件打下基础。 具体实施一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法过程如下:n型GaAs衬底 (111)B偏2ο面(I)，如图1所示。 在GaAs衬底(111) B偏2°面沉积S12 (2)，时间20sec ;在S12上均匀制备一层聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(3)，退火20sec，温度150°C，如图2 (a)所示。利用电子束(EBL)、丙酮和超生去除特定图形区域的PMMA(3)，如图2(b)所示。采用反应离子刻蚀(RIE)去除暴露的S1^，刻蚀气体采用O 2和ChF3/Ar，通O2时间7min，ChF 3/Ar时间4min ;采用RIE刻蚀S12后暴露出的GaAs衬底(111) B偏2°面(I)，刻蚀气体为Ar气，时间30sec，再采用(Br/甲醇0.05%)溶液刻蚀12sec，刻蚀出完整的“倒三棱锥”衬底，如图2(c)所示。利用HF去除S12 ,HF腐蚀70sec，通O2等离子2min，功率100W，之后利用HF腐蚀5min，效果如图2(d)所不。制备效果如图3所不。 【专利附图】【附图说明】:图1 “倒三棱锥”图形衬底示意图。 图2 “倒三棱锥”图形衬底制备过程示意图。 图3 “倒三棱锥”图形衬底扫描电子显微镜(SEM)图。【权利要求】1.一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法过程如下:n型GaAs衬底(111) B 偏 2° 面(I);在 GaAs 衬底(111) B 偏 2° 面沉积 S12 (2)，时间 20sec，在 S12 上均匀制备一层聚甲基丙烯酸甲酯PMMA (3)，退火20sec，温度150°C;利用电子束(EBL)、丙酮和超生去除特定图形区域的PMMA(3);采用反应离子刻蚀(RIE)去除暴露的S1jf，刻蚀气体采用O2和ChF3/Ar，通O2时间7min，ChF 3/Ar时间4min ;采用RIE刻蚀去除S1#暴露出的GaAs衬底(111) B偏2°面(I)，刻蚀气体为Ar气，时间30sec，再采用(Br/甲醇0.05%)溶液刻蚀12sec，刻蚀出完整的“倒三棱锥”衬底；利用HF去除S12，HF腐蚀70sec，通O2等离子2min,功率100W,之后利用HF腐蚀5min。【文档编号】H01L33/04GK104485275SQ201410835183【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日 【专利技术者】李占国, 尤明慧, 乔忠良, 王勇, 高欣, 李林, 曲轶, 刘国军, 马晓辉 申请人:长春理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定位量子点外延生长的“倒三棱锥”衬底制备方法过程如下：n型GaAs衬底(111) B偏2o 面(1)；在GaAs衬底(111) B偏2o 面沉积SiO2 (2) ，时间20sec，在SiO2 上均匀制备一层聚甲基丙烯酸甲酯PMMA(3)，退火20sec，温度150℃；利用电子束（EBL）、丙酮和超生去除特定图形区域的PMMA(3)；采用反应离子刻蚀（RIE）去除暴露的SiO2层，刻蚀气体采用O2 和ChF3/Ar，通O2时间7min，ChF3/Ar时间4min；采用RIE刻蚀去除SiO2后暴露出的GaAs衬底(111) B偏2o 面(1)，刻蚀气体为Ar气，时间30sec，再采用(Br/甲醇0.05%)溶液刻蚀12sec，刻蚀出完整的“倒三棱锥”衬底；利用HF去除SiO2 ，HF腐蚀70sec，通O2 等离子 2min，功率100W，之后利用HF 腐蚀5min。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李占国，尤明慧，乔忠良，王勇，高欣，李林，曲轶，刘国军，马晓辉，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22