JPS62231202A

JPS62231202A - 分光器用結晶、量子細線構造及びそれらの製造方法

Info

Publication number: JPS62231202A
Application number: JP7490986A
Authority: JP
Inventors: Toru Tatsumi; 徹辰巳; Junichiro Mizuki; 純一郎水木; Hisaaki Aizaki; 尚昭相崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は真空紫外光の分光器用結晶、量子細線構造及び
その製造方法に関する。

（従来の技術）近年高速バイポーラ素子、マイクロ波用素子あるいは超
格子構造素子などへの応用を目的としてこれまでのシリ
コン薄膜成長技術に比べ、よシ低温で成長が行なわれ、
従って不純物分布を乱すことがほとんどないという特徴
を有する高真空内でのシリコン分子線成長（ＳＩＭＢＥ
）技術が盛んに研究開発されている。このシリコン分子
線成長（ＳＩＭＢＥ）技術を用いてつくられたＳｉとＧ
ｅｘ８　ｉ　ｌ−ｘ混晶との超格子は、ジエー、シー、
ビーン（Ｊ、Ｃ，Ｂｅａｎ　）　’４によってアプライ
ド、フィツクス、レターズ（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅ
ｔｔ、４４（１９８４）１０２．）に示されているよう
に、■属半導体でも２次元電子（ホール）ガスの形成が
確認されておシ、また、歪超格子となることから、モビ
リティ−の大幅な増大及び■属半導体でも直接遷移領域
になる可能性を有している物質として注目を集めている
。

（発明が解決しようとする問題点）近年、シンクロトロン放射（５ｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎｒ
ａｄｉａｔｉｏｎ　：以下ＳＲと略す）光を用いること
によって連続スペクトルの光源が得られる様になった。

この光源から特定の波長の光を選び出す分光器としてＸ
線領域では結晶の格子、長波長側では金あるいは、白金
等をコートしてつくられた回折格子かつかわれるが、光
エピタキシー等によって必要とされる真空紫外域光を得
るだめの分光法にはいくつかの問題点がある。たとえば
、超微細加工技術を用いて回折格子をつくる方法や超格
子を用いる方法などが検討されているが、１００ＯＡ以
下の回折格子を微細加工でつくるのはむつかしい。

また、回折格子は単結晶ではなく、吸収率が大きいため
に有効な光強度が減少するという欠点があった。さらＫ
、分光特性は表面の平坦性に大きく依存している。機械
加工等によってつくられた回折格子は結晶学的な平面が
得られないために有効な光強度が減少するという欠点が
あった。

また、−次元の量子細線は、キャリアが細線方向への散
乱しか受す、散乱の確率が著しく減るため、移動度の大
幅な増大が見込まれるなど一次元の量子効果をねらって
最近注目を集めている。しかし、今までの多くの試みは
二次元の膜を積んだ後、微細加工によって細線を形成す
るものであった。たとえば、ビー・エム・ベトロア（Ｐ
　、Ｍ、　Ｐｅｔｒｏｆ　ｆ　）等はアプライド、フィ
ツクス、レターズ（Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、４１　（１９８２）６３５−　）
に示されている様に、多重量子井戸構造をもちい、写真
蝕刻技術と巧みな化学エツチングを用いて三角形の断面
を有するメサ構造を作ることによって最表面層に２００
μｍＸ２００μｍの量子細線を形成し一次元の量子効果
による新たなルミネセンスを得た。しかし、この方法で
あると、細線幅に限界があシ量子細線として十分効果が
出て来る数ＬＯＡの細線は得られない。そこで、前記ビ
ー・エム・ベトロア（Ｐ、Ｍ。

Ｐｅｔｒｏｆｆ　）等はアブ２イド、フィツクス、レタ
ーズ（Ａｐｐｌ　、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、　４５（１９
８４）６２０　、）に示されている様に％ｊｕｓｔから
ｏｆｆ　したＧａＡｓ　（１００）面上にＭＢＥ法によ
ってＡｌＡｓ層とＧ　ａ　Ａ　ｓ層を０．５原子層づつ
交互に成長を続けると１）　　ＧａＡｓ　（１００）面上のＡｌＡｓ及びＧ　
ａ　Ａ　ｓの成長がステップ端においてのみ起こる。（
ステップ７０−成長）２）　　ｏｆｆしたＧａＡｓ（１００）面上には平行で
しかも間隔のそろった原子層ステップが存在する。

という２つの仮定が満たされるならばｓ　ＧａＡｓ内に
：ｏｆｆ角によって決定されるステップ間隔の１／２の
幅をもったＡ　Ｉ　Ａ　ｓ細線がＭＢＥ成長中に作シ込
まれることを示した。この細線の幅は原理的には数１Ｏ
Ａにできる。しかしｓ　ＧａＡｓにおいては２つの仮定
は必ずしも明らかなことではない、特に（１００）面で
はダングリングボンドが２本あるのでステップに達する
まで拡散できるかどうか、成長の様式がステップフロー
であるのかどうかさえはっきシとはわかっておらず細線
はできていない。

（問題点を解決するだめの手段）本第１の発明の分光器用結晶は、真空紫外光の分光器用
結晶であって、基準面がＳｉ又はＧｅの（１１１）近傍
面であり、周期が１００１から１μｍで、しかもその片
面が（１１１）面である鋸歯状構造が存在することを特
徴とするものである。

本第２の発明の分光器用結晶は、真空紫外光の分光器用
結晶であって、基準面がＳｉ又はＧｅの（１１１）近傍
面で６９、その上にＧｅｘＳｉ１．混晶層が存在しその
表面に周期が１００Ａから１μｍで、しかも、その片面
が鋸歯状構造が存在することを特徴とするものである。

本第３の発明の量子細線構造は、キャリアをとじ込める
ためのヘテロ構造を有する量子細線構造であって、表面
を結晶軸からずらして切ったＳｉの（１１１）面上のＧ
ｅＳｉ混晶内に幅が１００Ａから１μｍのＳｉの細線を
埋め込みこのＳｉ細線内にドーピングすることを特徴と
するものである。

本第４の発明の量子細線荷造は、キャリアをとじ込める
ためのヘテロ構造を有する量子細線構造であって、表面
を結晶軸からずらして切ったＧｃの（１１１）面上のＧ
ｅＳｉ混晶内に幅が１００Ａから１μｍ　ＯＧ　ｅの細
線を埋め込み、ＧｅＳｉ混晶内にドーピングすることを
特徴とするものである。

本第５の発明の分光器用結晶の製造方法は、半導体基板
上に分子線成長法を用いて組成の異なる膜を連続して形
成する半導体装置の製造方法であって、基板に表面を結
晶軸からずらして切ったＳｉ（１１１）面をもちい、成
長温度７００℃以上９００℃以下でノンドープのＧｅ、
Ｓｉｌ−、混晶層の成長を行ない、続いてドーピングし
たＳｉ層を成長し、さらにノンドープのＧｅｚＳｉｌ−
Ｘ混晶層の成長を行なうものである。

本第７の発明の量子細線構造の製造方法は、半導体基板
上に分子線成長法を用いて組成の異なる膜を連続して形
成する半導体装置の製造方法であって、基板に表面を結
晶軸からずらして切ったＧｅ（１１１）面をもちい、成
長温度７００℃以上９００℃以下でドーピングしたＧｅ
ｚＳｉｌ−ｘ混晶層の成長を行ない、続いてノンドープ
のＧｅ層を成長し、さらにドーピングしたＧｅｘＳｉｎ
、混晶層の成長を行なうものである。

（作用）本発明によれば、基板結晶の面方位を適切に選定し適切
な熱処理あるいは膜成長を行うことＫよシ、表面に長い
テラスと短い多数のステップとのくりかえし構造を形成
できることを利用して、真空紫外域における分光器用結
晶あるいは１次元の量子効果をもった量子細線の構造を
得ることができｉまたその製造方法を得ることができる
。

（実施例）次に本第１の発明の実施例について図面を参照して説明
する。

本分光器用結晶の構造は、第１図に示す様にＳｉ（１１
１）４度ｏｆｆ基板表面（本実施例ではこれを基準面と
いう）上に、周期が１００大から１μｍの鋸歯状構造を
１２５０℃２〜１０分間の熱処理によりもうけたもので
ある。

（１１１）面からのｏｆｆ角度を種々選択するととによ
シ、鋸歯状構造の周期を１００＾から１μｍまで変化さ
せて分光特性を調べた。第２図は、縦軸はビームインテ
ンシテイを表わし、横軸に今回作られた分光器用結晶の
メイメンジョンで規格化された波長を表わす、光源はＳ
Ｒ光をもちい、ビーム強度はフォトマルで測定された。

第２図かられかるように、鋸歯状構造の周期によって数
１０λから数１００Ａの波長の光を取り出すことができ
る。

次に本第２の発明の実施例について説明する。

本分光器用結晶の構造は、Ｓｉ（１１１）４度ｏｆｆ基
板上に、ノンドープの２００λのＧｅａｔＳｉｏ、ｓ混
晶層を成長することにより、この表面に周期が１００Ａ
から１μｍの鋸歯状構造をもうけたものである。

表面上の構造は水筒１の発明の実施例と同じであり、水
筒１の発明の実施例と同様に鋸歯状構造の周期によって
、数１ＯＡから数１００Ａの波長の光を取り出すことが
できる。

次に水筒３の発明の実施例について説明する。

本量子細線構造の構造は、第３図に示す様にＳｉ（１１
１）４度ｏｆｆ基板上に、ノンドープの厚さ２００Ａの
Ｇｅα２Ｓｉα８混晶層をもうけ、この表面にこの鋸歯
状構造の谷を高さ２５＾にわたって、５ｘｌＯｃｍ　　
Ｂ）−ピングしたＳｉによって埋め、さらにその上にノ
ンドープの２０ＯＡのＧｅａｚＳｉａ、ｓ混晶層をもう
ける、この構造を１０回繰シ返したものであるｅ　Ｇｅ
ａｚＳｉα８混晶層の方がＳｉよシもバンドギャップは
狭く、このような構造をつくるとキャリアはＳｉとＧｅ
ｏ、ｚＳｉａｓ混晶界面付近のバンドベンディングの部
分にたまる。従って、埋められたＳｉ細線の回りに筒状
にキャリアガスができることになる。しかし、この輪の
直径が５ＯＡと小さいためにこの構造は量子細線として
の性質を持つ。

この超構造の電気的測定を行なうため’ｓ　Ｖａｎｄｅ
ｒ　Ｐａｕｗ法によるホール測定を行なった。ただし、
オーミックコンタクト金とるために電極部分にＢのイオ
ン注入を行なった。細線に平行な方向とそれに垂直な方
向でシートキャリア濃度の温度変化を調べたところ、細
線に平行方向では低温でもフリーズアウトが起こらず、
キャリア濃度がほぼ一定であるのに対し、垂直方向では
室温でもキャリア濃度が少なく低温になると７リーズア
ウトが起こることがわかった。この異方性は、細線方向
にそってキャリアガスができていることを示していると
思われる。

次に水筒４の発明の実施例について説明する。

第４図に示す様にＧｅ（１１１）４Ｋｏｆｆ基板上に、
５ｘｌＯ”ｃｍ−’だけＢドーピングした２００ＡのＧ
ｅα５Ｓｉ（Ｌｚ混晶層をもうけ、この表面に高さが５
０＾、周期５００Ａの鋸歯状構造をもうけ、この鋸歯状
構造の谷を高さ２５λにわたってノンドープのＧｅによ
って埋め、さらＫその上に５ｓ１０”ｃｍ１３Ｂドーピ
ングした２００＾のＧｅｏ、５Ｓｉａ２混晶層をもうけ
る、この構造を１０回繰シ返したものである。

ＧｅａｓＳｉａｚ混晶層の方がＧｅよりもバンドギャッ
プは広くこのような構造をつくると、キャリアはＧｅの
部分にたまる。従って、埋められたＧｅ細線内にキャリ
アガスができることになる。この細線の直径は５０又と
小さいためにこの構造は量子細線としての性質を持つ。

この超構造の電気的測定を行なうために％Ｖａｎｄｅｒ
　Ｐａｕｗ法によるホール測定を行なった。ただし、オ
ーミックコンタクトをとるために電極部分にＢのイオン
注入を行なった。水筒３の発明の実施例と同様に、細線
に平行な方向とそれに垂直な方向でシートキャリア濃度
の温度変化を調べると、細線に平行方向では低温でも７
リーズアウトが起こらず、キャリア濃度がｔ′！！ぼ一
定であるのに対し、垂直方向では室温でもキャリア濃度
が少なく低温になるとフリーズアウトが起こることがわ
かった。

この異方性は、細線方向にそってΦヤリアガスができて
いることを示していると思われる。

以上、第３、及び第４の発明によって得られる量子細線
構造は、−次元キャリアの走行路として用いることが可
能であり、あるいは又、パーミアブルベーストランジス
タ（Ｐｅａｒｍｅａｂｌｅ　ＢａｓｅＴｒａｍｓｉｓｔ
ａｒ　：　ＰＢＴ　）のベース電極としても用いること
ができる。

次に水筒５の発明の実施例について説明する。

＜１１０＞軸回シに＜１１１＞軸よ９４度傾けて切った
Ｓｉ（１１１）基板を洗浄液（ＮＨ４０Ｈ：　Ｈ２Ｏ２
：Ｈｚｏ＝１：６：２０）内で煮沸洗浄し、これをシリ
コンＭＢＥ装置内に入れて超高真空中で、厚さ１０Ａの
アモルファスシリコン層を積み８００℃以下の低温加熱
を行なうと保護酸化膜が蒸発し清浄面が現われる。この
上に、厚さ５００λのＳｉバッファ一層を成長した後、
基板温度７５０℃，Ｇｅセル温度１１２５℃、Ｓｉ成長
速度４＾／ＳとしてＧｅｘＳｉｌ−ｘ混晶層を厚さ２０
０λ成長した。ｓｉは電子銃蒸発、ＧｅはＰＢＮ製クヌ
ーセンセル（Ｋｎｕｄｓｅｎｃｅｌｌ　）を用いて成長
した。ＲＨＥＥＤ振動によって求めたＧｅの組成比Ｘは
０．１であった。この試料を断面のＴＥＭ観察によって
調べると、第５図に示す様に表面上に正確に（１１１）
面であるテラス部分とステップが集合したステップバン
ドと呼ばれる部分が交互に並んで鋸歯状構造をつくって
いることがわかった。この波状構造は表面上で（１１０
）方向に平行に並んでおシ、結晶学的面が出ているため
にその直線性は極めてよい。ＴＥＭの断面格子像から求
めたテラスの幅は４２０±５０λ、ステップバンドの幅
は１５０±５０Ａ１テラスとステップバンドのなす角は
１３度であった。また、表面とテラスのなす角は４度で
あり、これは基板のｏｆｆ角によく対応している。ステ
ップバンドの密度は約１．５　ｘ　１０”ｍｍ−３であ
った。、また、ステップバンド内のステップの数はステ
ップが単原子層であるとすると約２０個である。この様
にステップバンド内には多数のステップを含むために、
単原子層ステップの様に転位等によって途中で簡単に消
えるようなことはない。また、この鋸歯状構造の周期は
Ｇｅの組成比Ｘと基板のｏｆｆ角に依存し、Ｇｅの組成
比Ｘを大きくすると、また基板のｏｆｆ角を深くすると
周期は短くなる。このようなステップバンドは、（１１
１）ｏｆｆ面上にのみみられ、しかもＧｅＳｉ混晶の成
長条件による。成長温度が低く、Ｇｅの組成比Ｘが少な
いときは層状成長し表面は平らになる。成長温度が高＜
ｓｅｅの組成比Ｘが少ないときは表面に鋸歯状構造が現
われる。成長温度が高＜、Ｇｅの組成比Ｘが大きいとき
は島状成長となる。また、表面のステップは表向上の転
位や汚染物の影響を強く受けるが、本方法では前記のよ
うな注意深い清浄化方法とＳｉとＧｅＳｉ混晶の連続成
長を行なうことによシ、転位や汚染物がなくステップの
直線性は極めてよい。

一方、断面のＴＥＭ観察によるとＳｉバッファ一層とＧ
ｅＳｉ混晶層の界面は平坦であシステップバンド状の凹
凸はみられない。これより、Ｓｉ上のＳｉの成長ではス
テップバンドは形成されないことがわかる。

以上の実験結果は次のような理由によると考えられる。

ステップバンド構造は本来（１１１）ｏｆｆ基板表面に
安定な状態であると考えられる。すなわち、（１１１）
　ｏｆｆ表面上のステップは均等に分布しているよシも
、正確１ｃ（１１１）面の出たテラスとステップの集合
になった方がよシ安定であると考えられる。しかし、ａ
ｔ上のＳｉの成長においてはＳＳｉの表面拡散が少ない
ためく、表面は準安定な状態である均等なステップとテ
ラスの分布になっている。この上にＧｅＳｉ混晶を成長
させると混晶では表面拡散が促進されて準安定な状態か
らよシ安定なステップバンド構造に変化すると思われる
。

このように、（１１１）ｏｆｆ基板上にＧｅ、Ｓｉｌ−
。

混晶層を比較的高温である７５０℃でＭＢＥ成長させる
ことによって、人為的加工を用いることなく数百＾の規
則的周期をもった鋸歯状構造を表面につくることができ
る。しかも、鋸歯状構造の一つの面は正確に結晶学的（
１１１）面がでている。

以上ＧｅＳｉ混晶をＳｉ基板上に成長させる場合につい
て述べたが、共晶化すると表面拡散しやすくなるためＧ
ｅＳｉ混晶をＧｅ基板上に成長させる場合についても同
様のことがいえる。

以上の操作を行なうことによって本特許請求の範囲（２
）に書かれた構造をつくることができた。

さらに、本実施例ではシリコンウェハーを対象としたが
、本発明の方法は表面にのみシリコンが存在するＳＯ８
（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　５ａｐｐｈｉｒｅ）基板や更
に一般Ｋ　Ｓ　ＯＩ　（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｉｎ５
ｕｌａｔｏｒ）基板等にも函然適用できる。

次に水弟６の発明の実施例について説明する。

（１１０）軸回シに（１１１＞軸よ９４度傾けて切った
Ｓｉ（１１１）基板を洗浄液（ＮＨ４０Ｈ：　ＨｚＯｚ
　：ＨｚＯ＝１　：　６　：　２０　）内で煮沸洗浄し
、これをシリコンＭＢＥ装置内に入れて超高真空中でＩ
ＯＡのアモルファスシリコン層を積み８００℃以下の低
温加熱を行なうと保護酸化膜が蒸発し清浄面が現われる
。

この上に、５００ＡのＳｉバッファ一層を成長した後、
基板温度７５０℃、Ｇｅセル温度１２００℃、Ｓｉ成長
速度４Ａ／ｓとしてＧｅｚＳｉｌ−ｘ混晶層を２００λ
成長した。Ｓｉは電子銃蒸発、ＧｅはＰＢＮ製クヌーセ
ンセル（Ｋｎｕｄｓｅｎ　ｃｅｌｌ）を用いて成長した
。

几ＨＥ　Ｅ　Ｄ振動によって求め九〇ｅの組成比Ｘは、
０．２であった。この試料の表面には、先に述べた様に
第６図（ａ）に示す様に表面上に正確に（１１１）面で
あるテラス部分とステップが集合したステップバンドと
呼ばれる部分が交互に並んで鋸歯状構造をつくっている
。この鋸歯状構造は表面上で（１１０）方向に平行に並
んでおり、結晶学的面が出ているためにその直線性は極
めてよい。こαｈｓｉ１−ｘ混晶層上の鋸歯状構造上に
Ｇｅセルシャッターを閉じるととくよってＳｉのエピタ
キシャル成長を行なうと、Ｓ＋分子線には表面の平坦化
作用があり、表面上の凹凸を埋めてゆく。従ってｓｋｉ
はステップバンドの谷から成長してゆく。ただし、この
Ｓｉを成長するときＢ２Ｏ３セルから５　ｘ　１０”ｃ
ｍ−３のＢのドーピングを行なう。Ｓｉが鋸歯状構造を
完全に埋めつくす前に％Ｓ１の膜厚的１０〜１５Ａのと
ころでＳｉの成長をやめ（図６（ｂ））、Ｇｅセルシャ
ッターを開くことによって連続してＧｅｘＳｉｎ−ｘ混
晶の成長を行なうと（１１０）方向へ平行にそろったく
さび型のＳｉの細線が埋め込まれさらに表面には再び鋸
歯状構造が現われる（図６　（Ｃ１）。この操作を繰り
返すことによって本特許請求の範囲（３）に書かれた構
造をつくることができた。

本実施例ではシリコンウェハーを対象としたが、本発明
の方法は表面にのみシリコンが存在するＳＯ８（Ｓｉｌ
ｉｃｏｎ　ｏｎ　５ａｐｐｈｉｒｅ）基板や更に一般に
８０　Ｉ　（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｉｎ５ｕｌａｔｏ
ｒ　）基板等にも当然適用できる。

次に本第７の発明の実施例について説明する。

＜１１０＞軸回りに＜１１１＞軸よ９４度傾けて切った
Ｇｅ　（１１１）基板を洗浄液（ＮＨ４ＯＨ：　ＨｚＯ
ｚ：　ＨｚＯ＝１　：　６　：　２０　）内で煮沸洗浄
し、これをシリコンＭＢＥ装置内に入れて超高真空中で
８００℃の加熱を行なうと保護酸化膜が蒸発し清浄面が
現われる。この上に、５００ＡのＧｅバッファ一層を成
長した後、基板温度７５０℃、Ｇｅセル温度１３００℃
としてＧｅ、Ｓｉｌ−、混晶層を２００Ａ成長した。Ｓ
ｉは電子銃蒸発、ＧｅはＰＢＮ製クヌーセンセル（Ｋｎ
ｕｄｓｅｎ　ｃｅ　ＩＩ　）を用いて成長した。ＲＨＥ
ＥＤ振動によって求めたＧｅの組成比Ｘは０．９であっ
た。

この試料の表面には、先に述べた様に第７図（ａ）に示
す様に表面上に正確に（１１１）面であるテラス部分と
ステップが集合したステップバンドと呼ばれる部分が交
互に並んで鋸歯状構造をつくっている。この鋸歯状構造
は表面上で（１１０）方向に平行に並んでおシ、結晶学
的面が出ているためにその直線性は極めてよい。ただし
、このＧｅｚＳｉｌ−ｘ混晶層を成長するときＢ２０ｇ
セルから５　ｘ　１０”ｃｍ−のＢのドーピングを行な
う。このＧｅｚＳｉｌ−１混晶層上の鋸歯状構造上にＳ
ｉソースシャッターを閉じることによってＧｅのエピタ
キシャル成長を行なうとｓ　Ｇｅ分子線には表面の平坦
化作用があり、表面上の凹凸を埋めてゆく、従って、Ｇ
ｅはステップバンドの谷から成長してゆく。Ｇｅが鋸歯
状構造を完全に埋めつくす前にｓＧｅの膜厚的１０〜１
５ＡのところでＧｅの成長をやめ（図７（ｂ））、Ｓｉ
ソースシャッターを開くことによって連続してＧｅ、Ｓ
ｉｌ−ｘ混晶の成長を行なうと（１１０）方向へ平行に
そろったくさび型のＧｅの細線が埋め込まれさらに表面
には再び鋸歯状構造が現われる（図７　（Ｃ）　）。た
だし、このＧｅｚＳｉｌ−ｘ混晶層を成長するときＢ２
Ｏ３セルから５　ｘ　１０”ｃｍ−３０Ｂのドーピング
を行なう。

この操作金繰シ返すことによって本特許請求の範囲（４
）に書かれた構造をつくることができた。

（発明の効果）以上、詳細に述べた通シ本発明によれば、真空紫外光の
分光器用結晶、あるいは−次元の量子効果を示す量子細
線構造及びそれらの製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本第１の発明の詳細な説明するだめの概略断面
図第２図は本第１の発明の詳細な説明するための分光特性
を示す図である。第３図は本第３の発明の詳細な説明するための概略断面
図である。第４図は本第４の発明の詳細な説明するための概略断面
図である。第５図は水弟５の発明の詳細な説明するだめの斜視概略
図である。第６図は水弟６の発明の詳細な説明するための概略断面
工程図である。第７図は水弟７の発明の詳細な説明するための概略断面
工程図である。図において、１１．３１．６１　・・・シリコン（１１
１）　ｏｆｆ基板４Ｌ　７１・・・・・・・・・・・・
ゲルマニウム（１１１）ｏｆｆ基板１２・・・・・・・
・・・・・・・・・・・鋸歯状構造３ス６２　・・・・
・・・・・ノンドープＧｅ−Ｓｉ混晶層３ａ６３　・・
・・・・・・・Ｂドープシリコン層４４７２　・・・・
・・・・・ＢドープＧ　ｅ　−Ｓｉ混晶層４３、７３　
　・・・・・・・・・ノンドープゲルマニウム層５１・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ステラフハンド５
２・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１１）面
テラス第１図１１シリコン（１１１）Ｏｆｆ基板第２図ＩＮＴＥＮｓＩＴＹ（Ａｒｂ、Ｕｎｉｔ）第３図第４図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空紫外光の分光器用結晶において、基準面がＳ
ｉ又はＧｅの（１１１）近傍面であり、周期が１００Ａ
から１μｍでしかもその片面が（１１１）面である鋸歯
状構造が表面に存在することを特徴とする分光器用結晶
。
（２）真空紫外光の分光器用結晶において、基準面がＳ
ｉ又はＧｅの（１１１）近傍面であり、その上にＧｅＳ
ｉ混晶層が存在しその表面に周期が１００Åから１μｍ
でしかも、その片面が（１１１）面である鋸歯状構造が
存在することを特徴とする分光器用結晶。
（３）キャリアをとじ込めるためのヘテロ構造を有する
量子細線構造において、表面を結晶軸からずらして切っ
たＳｉの（１１１）面上のＧｅＳｉ混晶内に幅が１００
Åから１μｍのＳｉの細線を埋め込みこのＳｉ細線内に
ドーピングすることを特徴とする量子細線構造。
（４）キャリアをとじ込めるためのヘテロ構造を有する
量子細線構造において、表面を結晶軸からずらして切っ
たＧｅの（１１１）面上のＧｅＳｉ混晶内に幅が１００
Åから１μｍのノンドープＧｅの細線を埋め込み、Ｇｅ
Ｓｉ混晶内にドーピングすることを特徴とする量子細線
構造。
（５）半導体基板上に分子線成長法を用いて組成の異な
る膜を連続して形成する分光器用結晶の製造方法におい
て、基板に表面を結晶軸からずらして切ったＳｉもしく
はＧｅの（１１１）面をもちい、成長温度７００℃以上
９００℃以下でＧｅＳｉ混晶層の成長を行なうことを特
徴とする分光器用結晶の製造方法。
（６）半導体基板上に分子線成長法を用いて組成の異な
る膜を連続して形成する量子細線構造の製造方法におい
て、基板に表面を結晶軸からずらして切ったＳｉ（１１
１）面をもちい、成長温度７００℃以上９００℃以下で
ノンドープのＧｅＳｉ混晶層の成長を行ない、続いてド
ーピングしたＳｉ層を成長し、さらにノンドープのＧｅ
Ｓｉ混晶層の成長を行なうことを特徴とする量子細線構
造の製造方法。
（７）半導体基板上に分子線成長法を用いて組成の異な
る膜を連続して形成する量子細線構造の製造方法におい
て、基板に表面を結晶軸からずらして切ったＧｅ（１１
１）面をもちい、成長温度７００℃以上９００℃以下で
ドーピングしたＧｅＳｉ混晶層の成長を行ない、続いて
ノンドープＧｅ層を成長し、さらにドーピングしたＧｅ
Ｓｉ混晶層の成長を行なうことを特徴とする量子細線構
造の製造方法。