[发明专利]一种电控GaAs/AlGaAs半导体量子点势阱的方法

说明书

本发明公开了一种电控GaAs/AlGaAs半导体量子点势阱的方法，包括：通过控制电极电压，将GaAs/AlGaAs异质结中的二维电子气形成量子点区域；针对量子点对称性和势阱形状的需求，在量子点区域上方，将电控势阱金属电极制备为与量子点区域大小相当的不同形状；使用半导体加工中的图形转移方法，将电控势阱金属电极制备到GaAs/AlGaAs异质结栅极电控量子点样品上；对于制备好的GaAs/AlGaAs异质结栅极电控量子点样品；如果为n型掺杂的半导体量子点样品，则在电控势阱金属电极上施加正电压来吸附电子；如果为p型掺杂的半导体量子点样品，则在金属电极上施加负电压来吸附空穴，从而产生不同种类的量子点。该方法通过顶栅电极的设计，加工制备的电控量子点势阱门电极具有良好的可操控性。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种电控GaAs/AlGaAs半导体量子点势阱的方法。

背景技术

随着微电子器件集成度的不断提高，器件单元的尺度越来越小，精度需求也越来越高。当电路上的电子器件的尺寸达到纳米量级时，由于量子效应导致的粒子波动性在电路中产生的很大影响，传统的芯片制造技术和工艺已经达到物理极限，必须以量子物理为基础制备纳米级芯片器件。

当前，已经有多种材料体系作为量子信息处理的系统，如：线性光学器件、核磁共振、囚禁的离子、超导约瑟夫结、半导体量子点等。其中，半导体量子点体系以其更好的稳定性以及集成性，被认为是最有可能实现量子计算机的材料体系之一。

在诸多繁杂的量子点家族中，栅极电控量子点以它与传统硅工艺类似的简便的电极控制性，以及其微纳加工技术的成熟性和非常好的可集成性，成为前沿和热门的研究体系。但在量子点结构中，量子点势阱形状通过周围多个电极共同调控，势阱性质较难控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种电控GaAs/AlGaAs半导体量子点势阱的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电控GaAs/AlGaAs半导体量子点势阱的方法，包括：

通过控制电极电压，将GaAs/AlGaAs异质结中的二维电子气形成量子点区域；针对量子点对称性和势阱形状的需求，在量子点区域上方，将电控势阱金属电极制备为与量子点区域大小在同一数量级的不同形状；

使用半导体加工中的图形转移方法，将电控势阱金属电极制备到GaAs/AlGaAs异质结栅极电控量子点样品上；

对于制备好的GaAs/AlGaAs异质结栅极电控量子点样品；如果为n型掺杂的半导体量子点样品，则在电控势阱金属电极上施加正电压来吸附电子；如果为p型掺杂的半导体量子点样品，则在金属电极上施加负电压来吸附空穴，从而产生不同种类的量子点。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过顶栅电极的设计，加工制备的电控量子点势阱门电极具有良好的可操控性；此外，与现有半导体加工技术匹配，工艺相对成熟简单，可以高效批量制备处理量子点器件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种电控GaAs/AlGaAs半导体量子点势阱的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的电控GaAs/AlGaAs半导体双量子点势阱结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电控GaAs/AlGaAs半导体双量子点势阱结构加工后电子扫描显微镜图。

具体实施方式