(57)【要約】【課題】高効率かつ高い制御性を持ってナノ構造の選択的な配列を行うことのできる新しいナノ構造の選択的形成方法を提供する。【解決手段】ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系におけるヘテロ構造上にナノ構造を形成するナノ構造の選択的成長方法であって、ヘテロ界面に形成されるミスフィット転位線の周期、ナノ構造のサイズ、および、ミスフィット転位線とナノ構造の間隔を制御することにより、ナノ構造の密度を決定する。【選択図】　　　　図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の半導体へテロ系のヘテロ構造上にナノ構造の液滴を成長させるナノ構造の選択的形成方法であって、ヘテロ界面に形成されるミスフィット転位を制御することにより、ナノ構造の密度を規定することを特徴とするナノ構造の選択的形成方法。
【請求項２】
２種の半導体ヘテロ系のヘテロ界面が、ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系のヘテロ界面であるか、またはＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系のヘテロ界面であることを特徴とする請求項１のナノ構造の選択的形成方法。
【請求項３】
ミスフィット転位線の周期、ナノ構造分子のサイズおよびミスフィット転位線とナノ構造の間隔の少くともいずれかを制御することを特徴とする請求項１または２のナノ構造の選択的形成方法。
【請求項４】
２種類の半導体の内の一方を基板とし、この基板上に他方の半導体を成長層として成長させることでヘテロ系を形成する際に、成長層の膜厚によりミスフィット転位線の周期を制御することを特徴とする請求項３のナノ構造の選択的形成方法。
【請求項５】
ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系が、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓヘテロ系、およびＩｎＳｂ／ＧａＡｓヘテロ系のいずれかである請求項２のナノ構造の選択的形成方法。
【請求項６】
ＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系が、Ｇｅ／Ｓｉヘテロ系である請求項２のナノ構造の選択的形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、ナノ構造の選択的形成方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、高効率かつ高い制御性を持ってナノ構造の選択的な配列を行うことができるナノ構造の選択的形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明の課題】
ナノテクノロジーは、材料、バイオテクノロジー、エレクトロニクスなどの様々な分野に革命をもたらす今世紀のキーテクノロジーのひとつとして期待されている。材料およびエレクトロニクスの分野においては、量子ドットをはじめとする半導体ナノ構造が大きな注目を集めており、低しきい値電流で発振するレーザーダイオード、光電子移動度トランジスタなどの高速電子デバイス、あるいは、量子コンピュータを実現するための基本素子などの様々な応用が期待されている。現在までこれらの技術に関して様々な研究開発がなされてきたが、実用化がなされる上で、高効率かつ高い制御性を持ってナノ構造の選択的な配列を行うことができる技術の確立が不可欠であると考えられている。
【０００３】
これまでに提案されているナノ構造の選択的形成方法においては、基板にマスクを施しエッチングを行うことでナノ構造を形成していた。そのため、デバイスの製造においては、そのプロセスが煩雑となり、多くの処理時間を要する上に、パターン作製に起因する欠陥がナノ構造中に形成されるために、デバイスの特性を劣化させる原因となっていた。こうしたパターン作製による製造プロセスを簡略化するための方法と一つとして、歪みを利用した選択的形成方法が知られている。この方法は、歪み分布を有する基板上において、蓄積される歪みエネルギーが最小となる位置で優先的にナノ構造が形成されることを利用したナノ構造の選択的形成方法である。
【０００４】
これまで、いくつかの基板表面の歪み分布を利用したナノ構造の選択成長方法が提案されている。例えば、Ｓｃｈｍｉｄｔらは、パターンを施したシリコン（Ｓｉ）基板上にＳｉとシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）からなる超格子を成長することによって超格子表面上にＳｉ基板のパターンを反映した歪み場を形成することにより、ゲルマニウム（Ｇｅ）のナノ構造を選択的に成長させる方法を提案している（文献１）。また、Ｏｍｉらは、酸素（Ｏ）イオンを打ち込んだＳｉ基板上にＧｅのナノ構造を選択的に成長させる方法を提案している（文献２）。両者とも、基板表面の歪み場を利用することでナノ構造を選択的に成長することの可能性を示唆しているが、これらの方法においては、歪み分布を形成するためのプロセスが必要であり、この点において、従来のパターン作製によるナノ構造の選択的形成方法と比較しても、優れているとは言い難い。すなわち、作製プロセスの簡便性の実現や欠陥によるデバイス特性の低下に関する対応はなされていないと言える。
【０００５】
【文献１】
Ｏ．Ｇ．　Ｓｃｈｍｉｄｔ，　Ｎ．，　Ｙ．　Ｊｉｎ−Ｐｈｉｌｌｉｐｐ，　Ｃ．Ｌａｎｇｅ，　Ｕ．　Ｄｅｎｋｅｒ，　Ｋ．　Ｅｂｅｒｌ，　Ｒ．　Ｓｃｈｒｅｉｎｅｒ，　Ｈ．　Ｇｒａｂｅｌｄｉｎｇｅｒ，　ａｎｄ　Ｈ．　Ｓｃｈｗｅｉｚｅｒ，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　７７，　４１３９　（２０００）
【文献２】
Ｈ．　Ｏｍｉ，　Ｄ．Ｊ．　Ｂｏｔｔｏｍｌｅｙ，　ａｎｄ　Ｔ．　Ｏｇｉｎｏ，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　８０，　１０７３　（２００）
そこで、この出願の発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、高効率かつ高い制御性を持ってナノ構造の選択的な配列を行うことのできる新しいナノ構造の選択的形成方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第１に、２種の半導体ヘテロ系におけるヘテロ構造上にナノ構造の液滴を成長させるナノ構造の選択的形成方法であって、ヘテロ界面に形成されるミスフィット転位を制御することにより、ナノ構造の密度を規定することを特徴とするナノ構造の選択的形成方法を提供する。
【０００７】
また、この出願の発明は、第２に、２種の半導体ヘテロ系のヘテロ界面が、ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系のヘテロ界面であるか、またはＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系のヘテロ界面であることを特徴とするナノ構造の選択的形成方法を提供し、第３には、ミスフィット転位線の周期、ナノ構造のサイズおよびミスフィット転位線とナノ構造の間隔の少くともいずれかを制御することを特徴とするナノ構造の選択的形成方法を提供する。
【０００８】
そして、第４には、２種類の半導体の内の一方を基板とし、この基板上に他方の半導体を成長層として成長させることでヘテロ系を形成する際に、成長層の膜厚によりミスフィット転位線の周期を制御することを特徴とするナノ構造の選択的形成方法を、第５には、ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系が、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓヘテロ系、およびＩｎＳｂ／ＧａＡｓヘテロ系のいずれかであるナノ構造の選択的形成方法を、また、第６には、ＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系が、Ｇｅ／Ｓｉヘテロ系であるナノ構造の選択的形成方法を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この出願の発明は、上記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、その実施の形態について説明する。
【００１０】
この出願の発明であるナノ構造の選択的形成方法においては、ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系あるいはＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系におけるヘテロ構造上にナノ構造の液滴を成長させる。ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系あるいはＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ界面においては、ミスフィット転位による周期的歪み場が形成される。ミスフィット転位による歪み場は、ナノ構造の選択成長に有意な程度に設定される。この際のヘテロ構造上に形成されるナノ構造の分布密度は、ミスフィット転位線の周期、ナノ構造のサイズ、および、ミスフィット転位線とナノ構造の間隔により決定され、これらを制御することによりナノ構造の選択成長が可能となる。
【００１１】
この出願の発明であるナノ構造の選択的形成方法においては、２種類のＩＩＩ−Ｖ族あるいは２種類のＩＶ族半導体の内の一方を基板とし、この基板上に他方の半導体を成長層として成長させることでヘテロ系を形成する。このとき成長層の膜厚を調整することによりミスフィット転位線の周期を制御することができる。
【００１２】
この出願の発明であるナノ構造の選択的形成方法において、ナノ構造を形成するためのヘテロ系としては、ミスフィット転位による周期的歪み場を形成するＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系あるいはＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系が挙げられるが、具体的には、ＩＩＩ−Ｖ族／ＩＩＩ−Ｖ族ヘテロ系として、たとえばＩｎＡｓ／ＧａＡｓヘテロ系あるいはＩｎＳｂ／ＧａＡｓヘテロ系が、また、ＩＶ族／ＩＶ族ヘテロ系として、たとえばＧｅ／Ｓｉヘテロ系が例示される。
【００１３】
以上の通り、この出願の発明であるナノ構造の選択的形成方法は、ヘテロ界面に形成されるミスフィット転位に起因する周期的歪み場に着目したものである。一般には、ある基板上に格子不整合度の高い材料を成長させた場合、歪み緩和に起因する三次元島が形成され、平坦な成長膜が形成されにくい。しかし、たとえば砒化ガリウム（ＧａＡｓ）基板上に砒化インジウム（ＩｎＡｓ）を成長させると、格子不整合度が７．２％と高いにもかかわらず、ＧａＡｓ（１１０）、ＧａＡｓ（１１１）Ａ面上では常に二次元成長することが知られている（図１）。その際、成長過程におけるごく初期段階においてミスフィット転位による周期構造が形成される。この転位形成に伴い、成長表面にはサブオングストローム（Ａ）オーダーの変位が生じる。ＩｎＡｓ表面に形成される変位の分布を、ナノ構造の選択成長に有意となるように形成することで、高効率かつ簡便なナノ構造の選択的形成が実現する。
【００１４】
この出願の発明であるナノ構造の選択的形成方法の最大の利点は、周期的歪み場の起源であるミスフィット転位の周期構造が、ヘテロ界面において自己形成されることから、従来技術におけるパターン作製プロセスが省略されることである。その結果として、ナノ構造形成のためのプロセスが大幅に簡略化されることになる。土台となるミスフィット転位の周期構造の形成からその周期構造上におけるナノ構造の形成まで、同一の真空チャンバー中で実施可能であることから、従来技術において問題となっていたチャンバー間での搬送に伴う表面の荒れや大気に晒されることによる汚染を回避することができ、製品の欠陥が減少される。
また、例えばＧａＡｓ基板においては１０１３／ｃｍ２オーダーの密度で存在する貫通転位をヘテロ界面で全て曲げることで、ヘテロ界面におけるミスフィット転位の形成されるため、成長層が貫通転位による影響から解放され、良質な結晶性を持つ膜が成長することになる。したがって、その膜上に形成されるナノ構造もまた高い品質となることが期待できる。
【００１５】
形成されるナノ構造の密度はミスフィット転位の周期、ナノ構造分子のサイズ、および、ミスフィット転位線とナノ構造の間隔により決定される。この出願の発明においては、ミスフィット転位の周期、ナノ構造のサイズ、および、ミスフィット転位線とナノ構造の間隔を制御することで、ナノ構造の密度を制御し、効率的なナノ構造の選択的成長を実現するものである。
【００１６】
ナノ構造の成長の土台となるミスフィット転位の周期は、成長膜厚および格子不整合度に依存する。成長膜となる半導体を限定すれば、成長層の膜厚を調整することで、ミスフィット転位の周期を制御することが可能となる。ヘテロ系の選択により、格子不整合度を決定し、最適なミスフィット転位の周期を選択可能であることは言うまでもない。
【００１７】
理論的に与えられるミスフィット転位線の間隔の最小値は、Ｇｅ／Ｓｉ系（格子不整合度４．０％）では１０ｎｍ、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ系（格子不整合度７．２％）では６ｎｍ、また、ＩｎＳｂ／ＧａＡｓ（格子不整合度１４．６％）では２．７ｎｍであり、高密度のナノ構造配列を形成することが可能である。
【００１８】
以上の通り、この出願の発明であるナノ構造の選択的成長方法においては、ミスフィット転位の周期的歪み場を利用することにより、ナノテクノロジー製品製造の大幅な簡略化、および、ナノ構造の品質向上に大きく貢献するものである。
【００１９】
この出願の発明が以上で示した形態に限定されることはなく、その細部について、様々な形態をとりうることが考慮されるべきであることは言うまでもない。この出願の発明は、以上の特徴を持つものであるが、以下に実施例を示し、さらに具体的に説明する。
【００２０】
【実施例】
実施例１
第一原理計算により、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ界面に形成されるミスフィット転位芯構造と、転位形成によってＩｎＡｓ層に形成された歪み分布を計算する。計算方法として、密度汎関数理論に基づくノルム保存擬ポテンシャル法を用いた。擬ポテンシャルの非局所部分に対しては、Ｋｌｅｉｎｍａｎ−Ｂｙｌａｎｄｅｒによる分離形式を適用し、また、交換相関エネルギー項に対しては、Ｐｅｒｄｅｗ−Ｚｕｎｇｅｒによってパラメータ化されたＣａｐｅｒｌｙ−Ａｌｄｅｒ型の表記に基づき、局所密度近似の元で計算を行った。電子の波動関数は７．２９Ｒｙまでの運動エネルギーを持つ平面波で展開した。これらの計算条件により格子定数および体積弾性率の実験値をそれぞれ２％否の誤差で再現する。
【００２１】
ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ界面のモデルとして周期スラブモデルを採用した。基板は４層のＧａＡｓ層で近似し、最下層の原子は仮想水素で終端した。また、これらの最下層の原子は、構造最適化の際には固定した。一方、成長層のＩｎＡｓ層に関しては、２〜４層の場合について、それぞれ計算した。転位の間隔は格子不整合度７．２％から決定し、５８．７６Ａとした。このユニットセル中に転位を導入するために、ＩｎＡｓ層から原子を除去し、構造を最適化した。
【００２２】
図２に、第一原理計算より得られたＩｎＡｓ＝４ＭＬ時におけるヘテロ界面構造を示す。構造最適化の結果、［００１］方向に９０度完全転位型のミスフィット転位が形成された。このミスフィット転位芯構造における大きな特徴は、ミスフィット転位線上に存在するＩｎ原子が５配位構造をとることである。これらの５本のボンド中において、両サイドの２本は左右それぞれ１９％、１５％と大きな伸張を示しており、この大きなボンド伸張によりミスフィット転位芯構造の非対称化が引き起こされる。
【００２３】
一方、ミスフィット転位線下方のＧａ原子は３配位構造を取り、ＧａのダングリングボンドはＡｓ原子への電荷移動のために空になっている。この電荷移動に伴い、３配位Ｇａ原子は同一層の原子に比して、０．７Ａ程度下方に変位している。この変位は、ＩｎＡｓ（１１０）表面と同様であり、周囲の幾何学的特徴も類似している。このように界面に形成されたダングリングボンドの安定化機構は、表面と同様の電荷移動に基づく機構によりなされる。このようなミスフィット転位芯構造の形成がなされた結果、系に歪み場が生じ、ミスフィット転位線上方では垂直方向の変位が生じる。その大きさは約０．５４Ａであり、これはＳＴＭ監察から得られた値である約０．５５Ａと非常によい一致を示している。以上のようなミスフィット転位芯構造の幾何学的特徴は、ＩｎＡｓ膜厚が２．３ＭＬの場合にも同様であり、膜厚に依存しない。
【００２４】
図３は、第一原理計算から得られたボンド伸縮率等高線の［１−１０］方向の成分を示したものである。まず、ＧａＡｓ基板の領域においては、全体的にＧａＡｓバルクのボンド長を維持しているが、ミスフィット転位線下方においては４％程度までボンドの収縮が見られる。一方、成長層についてはＧａＡｓ領域と対照的であり、ミスフィット転位線付近でボンドの大きな伸張が見られ、ミスフィット転位線から最も離れた領域では、３％程度の収縮が見られた。そして、ミスフィット転位線上方では、ＩｎＡｓボンドを回復している領域が存在することが明らかとなった。ＩｎＡｓ表面においては、ミスフィット転位から離れた領域よりミスフィット転位線上方では、１％程度、ボンド長が回復していることがわかる。このように、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ表面上においては、図３に示された歪み分布が［１−１０］方向に周期的に形成されていることになる。したがって、この周期的歪み場を持つＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ構造を土台とした場合、図４に示したようにＩｎＡｓよりもボンド長が大きいＩｎＳｂ（あるいはＧａＳｂ）を成長させることで、ミスフィット転位線上方で優先的に成長することが期待され、反対にボンド長の小さいＧａＡｓを成長させるとミスフィット転位線から離れた領域に成長すると考えられる。
実施例２
上記の実施例１における第一原理計算の結果から予想される選択成長の実現可能性を検証するために、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ）および走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｍｉｃｒｏ−ｓｃｏｐｅ）を用いて、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ構造上にＧａ液滴の成長を行った。
【００２５】
Ｓｉをドープしたｎ型ＧａＡｓ（１１０）基板をＭＢＥチャンバーに搬送した後、バッファー層として無ドープのＧａＡｓ層を１００ｎｍまで成長させた。その際に、基板温度を５５０℃、成長速度を０．１ＭＬ／ｓ、また、Ａｓ４／Ｇａフラックス比を５０と設定した。次いで、基板の温度を４３０℃まで下げ、ＩｎＡｓ層を０．０１５ＭＬ／ｓの成長速度で５ＭＬ分成長させた。このときのＡｓ４／Ｇａフラックス比は６０とした。基板温度を室温まで下げ、また、０．５ＭＬのＧａを成長速度０．１ＭＬ／ｓおよび０．０１５ＭＬ／ｓと設定し、得られたヘテロ構造上にＧａを成長させた。Ｇａが成長した後に、基板をＳＴＭチャンバーへ搬送し、成長表面をＳＴＭ観察した。観察時の温度は室温、サンプルに印加した電圧は−３．５Ｖ、また、トンネル電流は０．５ｎＡとした。
【００２６】
図５は、ＧａＡｓ（１１０）基板上にＩｎＡｓを５ＭＬ成長させたときの、表面におけるｆｉｌｌｅｄ−ｓｔａｔｅＳＴＭ像である。常に二次元的に成長が進行するＦｒａｎｋ−ｖａｎ　ｄｅｒ　Ｍｅｒｗｅ型であり、図５（ａ）に示したように、原子レベルで平坦なＩｎＡｓ層が広い領域にわたり形成された。得られたＩｎＡｓ層の成長表面には、［００１］方向に平行に約９ｎｍの周期で暗いコントラストが観察された。これは、第一原理計算から明らかとなったミスフィット転位線上方に生じたへこみに対応していると考えられる。ＳＴＭ観察で得られたへこみの大きさは約０．６Ａであり、第一原理計算の結果と良く一致している。図５（ｂ）は、７ＭＬの高さを持つＩｎＡｓ島の成長表面のＳＴＭ像である。膜厚が７ＭＬとなると［００１］方向の歪み緩和が開始されていることが確認でき、［１−１０］方向に１５ｎｍ程度の間隔で単原子ステップが観察された。
【００２７】
次に、得られたＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）の周期的歪み場上に、Ｇａを成長させた結果について示す。図６はＧａを０．１ＭＬ／ｓの速度で成長させたときのｆｉｌｌｅｄ−ｓｔａｔｅＳＴＭ像である。ＧａはＩｎＡｓ上で液滴として成長し、その形状は所々で４〜５ｎｍ程度の半球状のＧａが存在しているが、全体的には１ｎｍ程度の非常に小さなクラスター状のＧａが分布し、それらが集合して更に大きなクラスターを形成している。得られたＧａ液滴の粒径平均は２．８ｎｍ、密度は９．７×１０１１／ｃｍ２である。図６（ｂ）は、ＩｎＡｓ表面の歪み場がＧａ液滴形成の位置選択に与える影響を明確に示している。すなわち、図中の左半分の領域は４ＭＬ厚のＩｎＡｓ層であり、界面にミスフィット転位が形成されている。この領域においては、ミスフィット転位形成によってＩｎＡｓ層の格子歪みが大きく緩和されている。一方、図の右半分の領域はＩｎＡｓの膜厚が１〜３ＭＬであり、界面ではミスフィット転位が形成されていない。そのため、成長表面は無数のクラックを形成しており、格子歪みを緩和しようとしているがほとんど緩和がなされていない。形成されたＧａ液滴の分布に注目すると、界面にミスフィット転位が存在するＩｎＡｓ上においては広く存在しているが、ミスフィット転位が形成されていない領域においてはほとんど存在していないことがわかる。Ｇａ液滴が観察されない図６（ｂ）中における中央部と高さが等しい右端部の領域では一本のミスフィット転位が形成されているが、このミスフィット転位近傍の領域においてはＩｎＡｓの格子歪みが大きく緩和されており、Ｇａ液滴も多く存在する。このように、Ｇａ液滴は格子歪みが緩和されているＩｎＡｓ上で選択的に形成されていることがわかる。無秩序細密充填モデルおよび剛体球近似から、Ｇａ液的中のＧａ原子の平均原子間距離は２．８Ａと見積もられる。この値は、ＩｎＡｓのボンド長２．６Ａよりも大きいため、歪みが緩和されているミスフィット転位線上においてＧａ液滴が優先的に形成されることは定性的に理解できる。転位線上に存在するＧａ液滴は全体の６０．８％である。ミスフィット転位に起因する暗いコントラストを呈する領域が全体に占める割合は、ミスフィット転位線上方のへこみに関する半値幅から見積もられ、ユニットセルの周期の１５．０％となる。したがって、ＩｎＡｓ表面にＧａ液滴が一様に形成されたならば、全体の１５％がミスフィット転位線上に存在することを示している。したがってＧａ液滴の６０．８％がミスフィット転位線上に形成されたことは、ミスフィット転位線上における形成の選択性が４．１倍に上昇したことを示している。
【００２８】
次いで、図７にＧａを０．０１５ＭＬ／ｓの速度で成長させた場合のｆｉｌｌｅｄ−ｓｔａｔｅＳＴＭ像を示す。図７からＧａ液滴のほとんどが半球状の構造をとり、そのサイズは速度０．１ＭＬ／ｓで成長させたときと比較して大きい。得られたＧａ液滴の粒径平均は５．０ｎｍ、密度は３．７×１０１１／ｃｍ２、サイズ揺らぎは２７％であった。Ｇａ液滴の位置選択性に注目すると、ＩｎＡｓ層状では、粒径が５ｎｍ程度の液滴が広く分布しており、全体の５８．６％のＧａ液滴がミスフィット転位線上に存在することがわかった。したがって、ミスフィット転位線上におけるＧａ液滴形成の選択性は３．９倍に上昇した。
【００２９】
以上のように、Ｇａの成長速度に関わらず、ミスフィット転位線上におけるＧａ液滴の形成選択性が約４倍に上昇しており、ミスフィット転位に起因する周期的歪み場を利用することで、ナノ構造の選択成長が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
この出願の発明によって、以上詳しく説明したとおり、高効率かつ高い制御性を持ってナノ構造の選択的な配列を行うナノ構造の選択的成長方法が提供される。
【００３１】
この出願の発明より、従来のナノ構造成長方法において必須であったパターン作製プロセスや複数のチャンバー間での輸送が省略され、ナノテクノロジー製品の生産性が向上する。この出願の発明であるナノ構造の選択的成長方法により形成されるナノ構造は、極めて高品質であることから、ナノテクノロジー製品の高度化に大きく貢献するものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧａＡｓ上において二次元成長するＩｎＡｓについて示したＳＴＭ像である。
【図２】この出願の発明の実施例における第一原理計算より得られたＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ界面の構造について示した図である。
【図３】この出願の発明の実施例におけるＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ界面に形成された９０度ミスフィット転位系の歪み分布について示した図である。
【図４】この出願の発明の実施例におけるＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ界面に形成された周期的歪み場へのナノ構造形成過程について示した概要図である。
【図５】この出願の発明の実施例におけるＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ構造のＳＴＭ像である。
【図６】この出願の発明の実施例におけるＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ構造上に形成されたＧａ液滴のＳＴＭ像である。
【図７】この出願の発明の実施例におけるＩｎＡｓ／ＧａＡｓ（１１０）ヘテロ構造上に形成されたＧａ液滴のＳＴＭ像である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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