[發明專利]制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法

有效

• 申請號: 201310503124.7
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103531679A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 喻穎;査國偉;徐建星;尚向軍;李密鋒;倪海橋;賀振宏;牛智川
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/00;H01L33/14;B82Y10/00;B82Y40/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，包括如下步驟：

步驟1：取一半導體襯底，在該半導體襯底上生長二氧化硅層，該二氧化硅層上含有氧化孔洞；

步驟2：對生長有二氧化硅層的半導體襯底進行清洗；

步驟3：采用自催化的方法，在二氧化硅層上生長GaAs納米線，該GaAs納米線的頂端形成一Ga液滴；

步驟4：采用高As壓處理消耗GaAs納米線頂端的Ga液滴，抑制GaAs納米線的軸向VLS生長，形成六棱柱狀結構；

步驟5：在六棱柱狀結構的側壁淀積第一AlGaAs勢壘層，在AlGaAs勢壘層的表面低速淀積GaAs量子點；

步驟6：在GaAs量子點上覆蓋第二AlGaAs勢壘層；

步驟7：在第二AlGaAs勢壘層的表面生長GaAs保護層，完成制備。

2.根據權利要求1所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中該半導體襯底的材料為GaAs(001)或GaAs(111)B。

3.根據權利要求1所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中在半導體襯底上生長二氧化硅層，采用的是離子束濺射的方法，該二氧化硅層的厚度為10-20nm。

4.根據權利要求1所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中清洗的水溶液為HF，濃度為2-4％。

5.根據權利要求1所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中在二氧化硅層上生長GaAs納米線的溫度為600-670℃；生長時間為60-90min；生長速率為0。6-0。8ML／s；長度為5-7μm。

6.根據權利要求1所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中生長第一AlGaAs勢壘層和第二AlGaAs勢壘層采用的是高溫高砷壓，使其充分遷移，形成良好的雙勢壘結構并隔絕表面態對GaAs量子點的影響。

7.根據權利要求6所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中GaAs量子點的生長溫度為550℃，生長時間為5-20min：生長速率為0.1ML／s。

8.根據權利要求1所述的制備六棱柱納米微腔中的量子點單光子源的方法，其中GaAs保護層的生長溫度為670℃；生長時間為10min；生長速率與GaAs納米線一致，其作用是保護其表面使其不受氧化影響。