[发明专利]量子点器件的制备方法及量子点器件

说明书

本发明涉及一种量子点器件的制备方法及量子点器件，在制备多个注入电极结构(PG)与多个势垒电极结构(BG)时，进行了一次曝光的步骤，相比于传统的制备方法，减少了曝光步骤，可以降低制备成本。多个注入电极结构(PG)与多个势垒电极结构(BG)间隔设置于功函数结构，彼此之间相互独立。第二子电介质层制备于多个注入电极结构(PG)的侧壁表面和多个势垒电极结构(BG)的侧壁表面。此时，多个注入电极结构(PG)和多个势垒电极结构(BG)之间不存在纵向方向上电介质层相互重叠的问题，避免了电介质层相互重叠导致的削弱电极的场效应、增加电极的阈值电压、电极之间的漏电以及引入不必要噪声等问题。

技术领域

本申请涉及量子计算技术领域，特别是涉及一种量子点器件的制备方法及量子点器件。

背景技术

量子点器件在光、电领域都有广泛的应用，如量子点激光器、理想单光子源、量子点存储器以及量子位量子计算机等，是具有很大潜在应用前景的器件。其中，传统的量子点器件制备方法为在具有二维电子气特性的薄膜样品上进行微纳米加工，制备出三种用于施加电压的控制电极(例如：耗尽电极(Deplete gate，DG)、注入电极(Plunger gate，PG)、势垒电极(Barrier gate，BG))，用于量子点的调控和测试。

然而，传统的量子点器件制备方法，使得调控量子点的控制电极中注入电极PG和势垒电极BG之间在纵向方向上存在电介质层相互重叠的问题。此时，注入电极PG和势垒电极BG之间的电介质层相互重叠会削弱控制电极的场效应，增加控制电极的阈值电压和电极之间的漏电，且低温下会引入不必要的噪声。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种量子点器件的制备方法及量子点器件。

本申请提供一种量子点器件的制备方法，包括：

提供具有二维电子气的样品结构；

于所述样品结构的表面，依次制备绝缘结构与耗尽电极结构；

于所述耗尽电极结构远离所述样品结构的表面，依次制备第一电介质结构、功函数层、电极填充层以及第一光刻胶层；

根据第一掩膜版图形对所述第一光刻胶层进行曝光，显影后形成第一光刻胶掩膜结构；

根据所述第一光刻胶掩膜结构，对所述电极填充层以及所述功函数层进行刻蚀，并刻蚀至所述第一电介质结构，形成电极结构以及功函数结构；

于所述第一光刻胶掩膜结构远离所述样品结构的表面、所述第一光刻胶掩膜结构的侧壁表面、所述电极结构的侧壁表面以及所述功函数结构的侧壁表面，制备第二电介质层；

将制备于所述第一光刻胶掩膜结构表面的所述第二电介质层和所述第一光刻胶掩膜结构去除，获得多个间隔设置的注入电极结构与多个间隔设置的势垒电极结构。

在一个实施例中，根据所述第一光刻胶掩膜结构，采用湿法刻蚀方法对所述电极填充层以及所述功函数层进行刻蚀。

在一个实施例中，采用原子层沉积方法，于所述第一光刻胶掩膜结构远离所述样品结构的表面、所述第一光刻胶掩膜结构的侧壁表面、所述电极结构的侧壁表面以及所述功函数结构的侧壁表面制备所述第二电介质层。

在一个实施例中，采用剥离工艺方法，将制备于所述第一光刻胶掩膜结构表面的所述第二电介质层和所述第一光刻胶掩膜结构去除。

在一个实施例中，于所述耗尽电极结构远离所述样品结构的表面，依次制备第一电介质结构、功函数层、电极填充层以及第一光刻胶层，步骤包括：

采用原子层沉积方法，于所述耗尽电极结构远离所述样品结构的表面制备所述第一电介质结构；

采用物理气相沉积方法，于所述第一电介质结构远离所述样品结构的表面制备所述功函数层；