量子点单光子源微柱腔的制备方法及单光子源样片.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115911193A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211459682.3(22)申请日2022.11.21(71)申请人北京量子信息科学研究院地址100193北京市海淀区中关村软件园二期国际与区域协同创新中心A座(72)发明人王文彦刘丽(74)专利代理机构广东信达律师事务所44801专利代理师宋晓云(51)Int.Cl.H01L33/00(2010.01)H01L33/06(2010.01)H01L33/10(2010.01)H01L33/30(2010.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称量子点单光子源微柱腔的制备方法及单光子源样片(57)摘要本申请公开了一种量子点单光子源微柱腔的制备方法及单光子源样品。其中，该方法包括：在待刻蚀的样片的外延层上生成第一掩膜层，在所述第一掩膜层上生成倒台型的第二掩膜层；以所述第二掩膜层作为掩膜对所述第一掩膜层进行刻蚀，使得所述第一掩膜层形成为圆柱结构；以圆柱结构的所述第一掩膜层作为掩膜，对所述样片的外延层进行刻蚀，以形成微柱，其中，在刻蚀所述外延层时，针对所述外延层的不同深度，采用不同的刻蚀参数进行刻蚀。本申请解决了难以制备出垂直性较好的微柱腔的技术问题。CN115911193ACN115911193A权利要求书1/2页1.一种量子点单光子源微柱腔的制备方法，其特征在于，包括：在待刻蚀的样片的外延层上生成第一掩膜层，在所述第一掩膜层上生成倒台型的第二掩膜层；以所述第二掩膜层作为掩膜对所述第一掩膜层进行刻蚀，使得所述第一掩膜层形成为圆柱结构；以圆柱结构的所述第一掩膜层作为掩膜，对所述样片的外延层进行刻蚀，以形成微柱，其中，在刻蚀所述外延层时，针对所述外延层的不同深度，采用不同的刻蚀参数进行刻蚀。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述样片的外延层进行刻蚀，包括：在第一阶段，以预设流量的氯气、三氯化硼、氩气，来刻蚀所述外延层的圆柱顶部，其中，所述氯气的流量小于所述三氯化硼的流量；在第二阶段，增加所述氯气的流量或者降低所述三氯化硼的流量，以改变流量比后的所述氯气、三氯化硼、氩气来刻蚀所述外延层的圆柱中部；在第三阶段，将所述氯气的流量恢复到所述第一阶段时所述氯气的流量，改变所述三氯化硼的流量使得其低于所述第一阶段时所述三氯化硼的流量、并且高于所述第二阶段时所述三氯化硼的流量，并以改变流量比后的所述氯气、所述三氯化硼、氩气来刻蚀所述外延层的圆柱底部。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在第一阶段，以预设的6至8sccm的氯气、10至12sccm的三氯化硼、6至15sccm的氩气，来刻蚀所述外延层的圆柱顶部1至2分钟，其中，所述氯气的流量小于所述三氯化硼的流量；在第二阶段，增加所述氯气的流量至所述第一阶段的所述氯气的流量的1.5至2倍，或者降低所述三氯化硼的流量至所述第一阶段时所述三氯化硼流量的1/3至1/2倍，并以改变流量比后的所述氯气、三氯化硼、氩气来刻蚀所述外延层的圆柱中部3至5分钟；在第三阶段，将所述氯气的流量恢复到所述第一阶段时所述氯气的流量，且降低所述三氯化硼的流量至所述第一阶段时所述三氯化硼流量的5/6至1倍，并以改变流量比后的所述氯气、三氯化硼、氩气来刻蚀所述外延层的圆柱底部2至3分钟。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在对所述样片的外延层进行刻蚀之前，所述方法还包括设置所述刻蚀参数，其中，设置所述刻蚀参数包括：将样片台温度设定为20至40℃之间，将所述样片的背面氦气吹扫的压力设定为5至15托之间，将刻蚀气体设定为所述氯气、所述三氯化硼和所述氩气，将工艺压强设定为1至5毫托之间，将上电极功率设定为300至500瓦之间，将下电极功率设定为30至60瓦之间。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在对所述样片的外延层进行刻蚀之前，所述方法还包括：将所述样片使用导热材料粘附在单晶硅晶圆上，并利用覆盖物覆盖所述单晶硅晶圆上除所述样片以外的单晶硅区域。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一掩膜层上生成倒台型的第二掩膜层，包括：在所述第一掩膜层的表面上旋涂能够被曝光和显影的负胶；对所述负胶进行激光直写曝光、显影和定影，使得曝光后的所述负胶形貌成倒台型的圆柱，以构成倒台型的所述第二掩膜层；其中，所述倒台型为圆锥截取锥顶后余下的锥台的形状，并且所述锥台远离所述第一2CN115911193A权利要求书2/2页掩膜层的顶面的表面积大于靠近所述第一掩膜层的底面的表面积。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述锥台的侧壁与所述第一掩膜层所在的平面之间的夹角约为80°至85°。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述样片的第一掩膜层进行刻蚀之后