JP3112163B2 - 結晶成長方法およびその結晶体 - Google Patents

結晶成長方法およびその結晶体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電型付与不純物
を含有する結晶層とそのエピタキシャル結晶成長方法に
関し、特に、成長母体結晶表面に単原子層の異種原子か
ら成る表面触媒層が吸着し、該表面触媒層上に到達する
成長母体結晶原子と表面触媒層が逐次入れ替わって母体
結晶が成長するいわゆるサーファクタントエピタキシ
（surfactantepitaxy）技術を利用した不純物添加技術
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ダイアモンドなどのワイドギャップ半導
体材料は、発光素子材料としてあるいは新しいデバイス
用材料として大きな期待がかけられているが、一般に熱
拡散などの通常の不純物添加手法では導電性を付与する
不純物をドープすることが困難で、低抵抗の（高不純物
濃度の）ｎ型やｐ型の半導体層を形成することが困難で
ある。その理由は、単独のｎ型若しくはｐ型のドーパン
トではこれを安定して母材結晶中に添加することができ
なかったり、また単独のｎ型ドーパントやｐ型ドーパン
トが成長母体結晶に深い準位を形成するものであること
による。この点に対処したブレークスルー技術として、
成長母体結晶と異なる２種類の不純物を添加する、いわ
ゆるコドーピング（codoping）技術が知られている。こ
の技術は、成長母体結晶中に単独で存在した場合にドナ
ー（Ｄ）およびアクセプタ（Ａ）となる２種類の不純物
原子を化学結合させて、Ｄ−Ａ−Ｄ（あるいはＡ−Ｄ−
Ａ）の三原子複合体を形成することによって、単独で存
在した場合の原子構造不安定性を取り除き安定でかつ浅
い準位のドナー（あるいはアクセプタ）を形成するとい
うものである。
【０００３】ダイアモンドに対してもコドーピングが検
討されており、窒素とホウ素をコドーパント（codopan
t）とした複合体（Ｎ−Ｂ−Ｎ）或いは燐と水素をコド
ーパントとした複合体（Ｐ−Ｈ−Ｐ）などが試みられて
いる。これまでに検討されてきたコドーパント添加技術
は、成長母体の結晶成長中に分圧比を調整したドーパン
ト原料ガスを供給し、成長母体中に複合体を形成しよう
とするものであった。
【０００４】これとは別に、結晶表面形態を変化させた
り、結晶構造をデザインしたりするための半導体結晶成
長技術としてサーファクタントエピタキシ（surfactant
epitaxy）技術が知られている。例えば、J. M. Lanno
n, Jr., J. S. Gold, and C.D. Stinespring, “Eviden
ce for surfactant mediated nucleation and growthof
diamond ”（Appl. Phys. Lett. 73(No.2), pp.226-22
8,1998)には、シリコン層をサーファクタント（表面触
媒層）として、超高真空（４×１０-10 Torr）にてＣ2
Ｈ4 ガスを供給してダイアモンド結晶をエピタキシャル
成長させる技術が紹介されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、検討されてきた
コドーパントを添加する方法は、成長母体を形成するた
めの成長ガス中に２種のドーパント原料ガスを供給する
ものであるため、成長母体結晶中にドーパントが取り込
まれる際にコドーパントが形成される確率が低く、多く
は単独のドーパントとして若しくは２原子複合体として
母体結晶中に取り込まれてしまう。そして、ｐ型ドーパ
ントであるホウ素原子やｎ型ドーパントである窒素原子
が深い準位を形成してしまい、これらのドーパントが目
的の複合体ドーパントの機能を妨げるので、効率よくｎ
型またはｐ型のキャリヤをダイアモンド結晶中に注入す
ることができない。本願発明の課題は、上述した従来技
術の問題点を解決することであって、その目的は、効率
よく高濃度に３原子複合体ドーパントを成長母体結晶中
に添加できるようにすることであり、このことにより従
来導電性を付与するドーパントの添加が困難であった材
料に対しても低抵抗の半導体結晶層を形成しうるように
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、結晶の表面に第１の原子で構成さ
れる表面触媒層（surfactant）が吸着した状態で、上記
表面触媒層上に成長母体結晶を構成する原子と前記成長
母体結晶内の不純物となる第２の原子とを供給し、不純
物を含有する結晶をエピタキシャル成長させる不純物含
有層形成工程を含むことを特徴とする結晶成長方法、が
提供される。
【０００７】また、上記の目的を達成するため、本発明
によれば、前記不純物含有層形成工程が、前記成長母体
結晶中に、成長母体結晶に対するｎ型不純物（ドナー）
をＤ、ｐ型不純物（アクセプタ）をＡとして、Ｄ−Ａ−
Ｄ構造またはＡ−Ｄ−Ａ構造の、第１および第２の原子
にて構成される３原子複合体を形成する工程であること
を特徴とする上記の結晶成長方法、が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、本発明の実施の形態を説明するた
めの、結晶成長の状態を示す結晶モデル図である。図１
（ａ）に示される結晶基板を、エピタキシャル成長装置
内にセットする。エピタキシャル成長装置としては、有
機金属気相エピタキシャル成長装置（ＭＯＣＶＤ装置）
若しくは分子線エピタキシャル成長装置（ＭＢＥ装置）
が用いられる。出発基板材料の結晶は、成長結晶と同じ
であっても（すなわち、ホモエピタキシャル成長）ある
いは異なるものであってもよい（すなわち、ヘテロエピ
タキシャル成長）。
【０００９】基板表面上には、成長母体結晶を構成する
原子と、表面触媒層（サーファクタント）を構成するた
めの第１の原子と、第１の原子とともに３原子複合体を
形成する第２の原子とが同時に若しくは時期を異ならせ
て供給される。まず、基板上に第１の原子が供給されこ
れが付着しこれが基板構成原子と結合することによりほ
ぼ基板全面にしかも単原子層の第１の原子からなる表面
触媒層が形成される〔図１（ｂ）〕。この状態で、基板
上に成長母体用の原子が到達するとこの原子が第１の原
子と結合する〔図１（ｃ）〕。すると、成長母体用原子
は第１の原子によって置換され、図１（ｃ）に示される
状態よりエネルギーが低い図１（ｄ）の状態に移り、第
１の原子が表面に露出する。次いで、次の成長母体用原
子が到着すると、図１（ｃ）、（ｄ）に示される過程が
繰り返され、表面触媒層を構成する第１の原子は常に最
表面に露出する。すなわち、第１の原子は、常に表面に
露出していて到達する成長母体用原子が表面触媒層の下
面の結晶層へ入ることを助けている。しかし、表面に第
２の原子が存在する場合には、表面触媒層上に降ってき
た成長母体用原子の振る舞いが異なってくる。
【００１０】今、図１（ｅ）に示されるように、２原子
分子を構成する第２の原子が基板表面に到達すると、２
個の原子に解離された後、成長母体結晶の原子と置換さ
れる〔図１（ｆ）〕。そして、第２の原子が第１の原子
と結合された時点で３原子複合体を形成される。この状
態で成長母体用原子が到達すると、図１（ｇ）に示され
るように、この原子は表面を覆っている第１の原子と結
合する。この場合、サーファクタント原子として単独で
存在する第１の原子は到着した成長母体原子と置換され
るが、複合体の一部となった第１の原子は単独で存在す
る時と異なり、到達した成長母体用原子原子と置換され
ずに表面に残留する〔図１（ｈ）〕。そして、表面全面
が第１の原子で覆われた後〔図１（ｉ）〕、図１
（ｃ）、（ｄ）の過程が繰り返されることにより、３原
子複合体は母体結晶深くに取り込まれる〔図１
（ｊ）〕。
【００１１】第１の原子としては、成長母体結晶に対し
ドナーまたはアクセプタとなる原子であって、図１
（ｃ）に示す状態の全エネルギーが図１（ｄ）に示す状
態のそれより高くなるものであれば採用することができ
る。成長母体がダイアモンド結晶である場合、我々の第
一原理計算の結果によれば、アルミニウム（Ａｌ）、ガ
リウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、燐（Ｐ）、砒素
（Ａｓ）またはアンチモン（Ｓｂ）を採用することがで
きる。また、第２の原子としては、第１の原子と逆の導
電型を示す原子であって、第１の原子と複合体を形成し
た場合には、複合体中の第１の原子が、到着した成長母
体用原子と置換しない方のエネルギーが低くなる条件を
満たすものが選択される。成長母体がダイアモンド結晶
である場合、第１の原子として上述の何れかが選択され
たとき、我々の第一原理計算の結果によれば、窒素
（Ｎ）、ボロン（Ｂ）を採用することができる。上述し
た２つのエネルギー条件が満たされる場合には、特に成
長母体結晶が化合物半導体であっても実現可能である。
また、３原子複合体は、サーファクタントを構成する第
１の原子が２個で第２の原子が１個で構成される場合も
起こり得る。
【００１２】上記した実施の形態において、第１、第２
の原子の供給量を加減することにより、成長結晶におけ
る不純物ドーピング濃度を調整することができる。特
に、第２の原子の供給を停止した場合には、イントリン
シックな結晶成長層を得ることができる。また、第１、
第２の原子を一時的に大量に供給することにより、図２
に示されるように、高濃度に３原子複合体を成長母体結
晶中に形成することができる。この場合に、選択的に特
定領域のみに第１、第２の原子を大量に供給するように
すれば、結晶中に選択的に低抵抗領域を形成することが
できる。すなわち、本発明により、成長母体結晶中にナ
ノ構造のドーピング層を形成することができる。また、
サーファクタント原子層上に、異なる複数種の原子を第
２の原子として供給することもできる。この場合、成長
母体結晶中に、複数種の３原子複合体がドープされるこ
とになる。
【００１３】本発明においては、３原子複合体を構成す
るための第１の原子がサーファクタント原子として表面
に常に存在しているので、３原子複合体が形成される確
率が高くなることにより、高濃度に３原子複合体を成長
結晶内にドープすることが可能になる。そして、第１、
第２の原子がドナーまたはアクセプタとして単独で成長
結晶内に取り込まれる可能性が低くなることににより深
い準位が形成される可能性が低くなり低抵抗の不純物ド
ープ層を形成することが可能になる。第２の原子が、３
原子複合体中の２原子を占めるとき、図１（ｅ）に示さ
れるように、第２の原子が２原子分子として供給される
ときより高い確率で３原子複合体が形成されることにな
る。
【００１４】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図３は、本実施例の結晶成長を行う
ためのエピタキシャル成長装置の概略構成図である。本
実施例は、ＭＢＥ法にて行われるがＭＯＣＶＤ法にて行
うことも可能である。図３に示すように、１０-10Torr
程度の超高真空の真空チャンバ１内にダイアモンド結晶
２を配置し、成長温度は９００℃±２００℃で、カーボ
ン源ｇC からは炭化水素（Ｃ2 Ｈ4 ）を、サーファクタ
ント源ｇS からはＡｌを、ドーパント源ｇD からはＮを
放射させてエピタキシャル成長を行う。
【００１５】まず、成長基板であるダイアモンド結晶２
の（００１）表面（以下、Ｃ（００１）表面と記す）
に、図４（ａ）に示すように、サーファクタント源ｇS
からＡｌを放射させて、Ｃ（００１）表面にサーファク
タント原子層３を形成する。次いで、図４（ｂ）に示さ
れるように、カーボン源ｇC からは炭化水素を降らせて
カーボンとサーファクタント原子であるＡｌとの置換を
行わせてダイアモンド結晶を成長させる。引き続いて、
図４（ｃ）に示すように、目的のドーピング量に応じた
量のＮをドーパント源ｇD からサーファクタント原子層
３で覆われたＣ（００１）表面に照射する。これによ
り、サーファクタント原子層３を構成するＡｌの一部は
降ってきたＮと結合してコドーパント複合体４（Ｎ−Ａ
ｌ−Ｎ）を形成する。
【００１６】その結果、表面はこのようにしてサーファ
クタント原子層３とコドーパント複合体４とによって非
一様に覆われる。この状態で、炭素原子を降らせると、
図４（ｄ）に示されるように、サーファクタント原子層
３の原子は炭素原子との置換によりは表面に残りコドー
パント複合体４のみがダイアモンド結晶２に取り込まれ
る。このようにして、ダイアモンド結晶内にｎ型のドー
パントを添加することができる。同様に、サーファクタ
ント原子（第１の原子）として例えばＳｂをまたドーパ
ント原子（第２の原子）としてＢを選択することによ
り、ｐ型のコドーパントであるＢ−Ｓｂ−Ｂをダイアモ
ンド結晶内にドープすることができ、ダイアモンド結晶
をｐ型化することができる。
【００１７】次に、本発明の実施例についてさらに詳し
く説明する。まず、サーファクタントによるダイアモン
ド結晶の成長過程にについて説明する。我々は量子力学
に立脚した第一原理計算により種々の原子配列での全エ
ネルギー計算を実行し、比較した。そして、エネルギー
の高い構造から低い構造への変化を予測した。まず、ア
ルミニウム原子で覆われたダイアモンド（００１）表面
を最初の原子配置（以下、Ａｌ／Ｃ（００１）と記す）
として想定する。Ａｌ／Ｃ（００１）の上に更に炭化水
素分子を約９００℃（±２００℃）の温度で降らせる
と、表面に積もった炭素原子は、図５（ａ）示されるよ
うに、表面上に隣接する炭素原子と結合し、ダイマーと
呼ばれる構造をとる。このダイマーは水素原子（図示な
し）で終端されており、その構造をＨ／Ｃ／Ａｌ／Ｃ
（００１）と表記する。次に、水素原子と結合した炭素
原子と、その下のアルミニウム原子を交換した構造（Ｈ
／Ａｌ／Ｃ／Ｃ（００１）と表記）を想定し、その全エ
ネルギーとＨ／Ｃ／Ａｌ／Ｃ（００１）構造の全エネル
ギーを比較した。この第一原理計算の結果、ダイマー当
りのエネルギー量はＨ／Ａｌ／Ｃ／Ｃ（００１）構造の
方が0.79ｅＶも低いことが解った。このことは表面上の
炭素原子が、その下のアルミニウム原子と入れ換わって
下地のダイアモンドへと取り込まれることを意味してい
る。アルミニウム原子が最表面に出てきた瞬間、水素原
子は表面から脱離してしまうことも、全エネルギー計算
から確認された。こうして、最終的構造は、図５（ｂ）
に示されるように、始めの構造に炭素原子層一層分追加
された構造になる。
【００１８】この構造は再び炭素原子を表面に出すよう
な変化を禁じており大変安定であることが、この構造の
全エネルギーに対してＣ／Ａｌ／Ｃ（００１）構造の全
エネルギーがダイマー当り4.02 eVも高いという計算結
果から解る。このようにアルミニウム原子がダイアモン
ドのエピタキシャル成長を助け、みずからは常に最表面
に析出していることが我々の第一原理計算により判明し
ている。同様のサーファクタント効果は、第一原理計算
により、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、燐、砒
素、そしてアンチモンでも起こることが判明した。
【００１９】次に、図６を参照して、アルミニウムをサ
ーファクタントに、窒素を不純物に選んだ場合でＮ−Ａ
ｌ−Ｎ複合体によるコドーパントを形成する方法につい
て説明する。まず、窒素分子をアルミニウム原子で覆わ
れたダイアモンド（００１）表面に降らせる（この構造
をＮ／Ａｌ／Ｃ（００１）と記す）。この時、降ってき
た窒素分子が素早く解離し、図６（ａ）に示されるよう
に、アルミニウム層との位置交換が行われることを第一
原理計算で発見した（この図６（ａ）の構造をＡｌ／Ｎ
／Ｃ（００１）と記す）。計算された全エネルギーはＮ
／Ａｌ／Ｃ（００１）構造のものよりＡｌ／Ｎ／Ｃ（０
０１）構造のものの方が炭素ダイマー当りに換算して2.
97 eVも低い。結果として、アルミニウムサーファクタ
ントの一部はアルミニウム−窒素複合体に取って代わら
れている。このアルミニウムと窒素原子が交換された表
面を更に炭化水素分子で覆った場合の構造（この構造を
Ｈ／Ｃ／Ａｌ／Ｎ／Ｃ（００１）と記す）は、アルミニ
ウム原子が表面に偏析した場合（これをＨ／Ａｌ／Ｃ／
Ｎ／Ｃ（００１）と記す）に比較して全エネルギーが炭
素ダイマー当り4.11eVも低い。
【００２０】そのため、図６（ｂ）に示すように、アル
ミニウムのみからなるサーファクタント層とアルミニウ
ム−窒素複合体が混在する表面に炭素が付着した場合に
は、図６（ｃ）に示されるように、サーファクタント層
であるアルミニウムは炭素と置換されるが、複合体に取
り込まれたアルミニウムにおいては炭素との置換が行わ
れず、複合体は成長母体結晶中に取り込まれる。その
後、さらに炭化水素を降らせると、図６（ｄ）に示され
るように、アルミニウム−窒素複合体は完全に成長結晶
内部に取り込まれ、ダイアモンド結晶のｎ型ドーパント
のドーピングが達成される。
【００２１】図６（ｄ）に示す、ダイアモンド中に取り
込まれたＮ−Ａｌ−Ｎ複合体の構造について、第一原理
計算を実行し、この構造の電子状態を調べた。その結
果、この複合体は、ダイアモンドの伝導帯の底から0.4
eV下にドナー準位を作ることが判明した。この値は、ダ
イアモンド中の窒素不純物の値1.7 eVに比べるとはるか
に小さい値である。この計算結果は、Ｎ−Ａｌ−Ｎ複合
体の取り込みがダイアモンド中にｎ型のドーピングを実
現し高い電気伝導度を実現することを示したものであ
る。
【００２２】同様に、ダイアモンドへのｎ型コドーパン
トのドーピングは、Ｎ−Ｇａ−Ｎ、Ｎ−Ｉｎ−Ｎ、Ｐ−
Ｂ−Ｐ、Ａｓ−Ｎ−ＡｓまたはＳｂ−Ｂ−Ｓｂの複合体
を同じ過程で形成することにより実現できる。一方、ｐ
型のダイアモンド結晶も、コドーパントとしてＡｌ−Ｎ
−Ａｌ、Ｂ−Ｐ−Ｂ、Ｂ−Ａｓ−Ｂ、Ｂ−Ｓｂ−Ｂまた
はＢ−Ｎ−Ｂを形成することにより実現できる。
【００２３】本発明のサーファクタントエピタキシャル
成長技術を用いて母体結晶中にナノ構造物を形成する実
施例について説明する。上記実施例と同じ条件下で窒素
分子の供給量を増加させ、表面に２−３原子層堆積する
程度に供給し、しかも表面のある選択された領域にのみ
供給する。しかる後に炭素原子を供給することにより、
母体結晶中の選択された領域にのみ高濃度のＮ−Ａｌ−
Ｎ複合体を形成することができる。同様にＮ−Ｇａ−
Ｎ、Ｎ−Ｉｎ−Ｎ、Ｐ−Ｂ−Ｐ、Ａｓ−Ｎ−Ａｓ、Ｓｂ
−Ｂ−Ｓｂ、Ａｌ−Ｎ−Ａｌ、Ｂ−Ｐ−Ｂ、Ｂ−Ａｓ−
Ｂ、Ｂ−Ｓｂ−ＢあるいはＢ−Ｎ−Ｂ複合体を母体結晶
中に形成することができる。このようにして、ダイアモ
ンド結晶中に高い導電性をもったナノ構造物を形成する
ことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、サーフ
ァクタントを利用した結晶成長方法において、ドーパン
トとなる第２の不純物を供給することによりサーファク
タント原子との間にコドーパントを形成させ、これを成
長母体結晶中にドーピングするものであるので、化学結
合安定性が高く、かつ結晶欠損無しで高濃度の不純物ド
ーピングが実現できる。従って、本発明によれば、従来
ドーピングないしコドーピングが困難であった材料に対
しても容易にかつ高濃度にドーパントを添加することが
可能になり、ワイドギャップの半導体材料においても低
抵抗のｐ型層、ｎ型層を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための、結晶成
長段階毎の結晶モデル図。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための結晶モデ
ル図。
【図３】本発明の実施例を説明するためのエピタキシャ
ル成長装置の構成図。
【図４】本発明の実施例を説明するための工程順の断面
図。
【図５】本発明の実施例を説明するための、結晶成長段
階毎の結晶モデル図。
【図６】本発明の実施例を説明するための、結晶成長段
階毎の結晶モデル図。
【符号の説明】
１ 真空チャンバ ２ ダイアモンド結晶 ３ サーファクタント原子層 ４ コドーパント複合体 ｇS サーファクタント源 ｇD ドーパント源 ｇC カーボン源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 Ｔ．Ｎｉｓｈｉｍａｔｓｕ ｅｔ ａ ｌ．，”Ｖａｌｅｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏ ｌｓ ａｎｄ ｃｏｄｏｐｉｎｇ ｆｏ ｒ ｌｏｗ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｎ −ｔｙｐｅ ｄｉａｍｏｎｄ ｂｙ ａ ｂ ｉｎｉｔｉｏ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ −ｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｉ ｏｎ，”Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅ ｎｃｅ Ｆｏｒｕｍ，Ｖｏｌｓ．258− 263，1997，ｐｐ．799−803 Ｊ．Ｍ．ｌａｎｎｏｎ，Ｊｒ．ｅｔ ａｌ．，”Ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｍｅｄｉａｔｅ ｄ ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇ ｒｏｗｔｈ ｏｆ ｄｉａｍｏｎｄ，" Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅ ｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．73，Ｎｏ．２, 1998，ｐｐ．226−228 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 結晶の表面に第１の原子で構成される表
    面触媒層（surfactant）が吸着した状態で、上記表面触
    媒層上に成長母体結晶を構成する原子と前記成長母体結
    晶内の不純物となる第２の原子とを供給し、不純物を含
    有する結晶をエピタキシャル成長させる不純物含有層形
    成工程を含むことを特徴とする結晶成長方法。
  2. 【請求項２】 前記不純物含有層形成工程が、前記成長
    母体結晶中に、成長母体結晶に対するｎ型不純物（ドナ
    ー）をＤ、ｐ型不純物（アクセプタ）をＡとして、Ｄ−
    Ａ−Ｄ構造またはＡ−Ｄ−Ａ構造の、前記第１の原子と
    前記第２の原子とで構成される３原子複合体を形成する
    工程であることを特徴とする請求項１記載の結晶成長方
    法。
  3. 【請求項３】 前記表面触媒層上に、第２または第１の
    原子が供給されずに成長母体結晶を構成する原子のみが
    供給される導電性付与ドーパント非含有層形成工程を含
    むことを特徴とする請求項１または２記載の結晶成長方
    法。
  4. 【請求項４】 前記第２の原子が、前記表面触媒層上に
    て選択的に供給されることを特徴とする請求項１または
    ２記載の結晶成長方法。
  5. 【請求項５】 前記第２の原子が複数種の原子であるこ
    とを特徴とする請求項１または２記載の結晶成長方法。
  6. 【請求項６】 前記成長母体結晶を構成する原子、また
    は、前記成長母体結晶を構成する原子および前記成長母
    体結晶中にて導電性付与不純物となる原子を、前記表面
    触媒層上に、ＭＯＣＶＤ（有機金属ＣＶＤ）法またはＭ
    ＢＥ（分子線エピタキシ）法にて供給することを特徴と
    する請求項１または２記載の結晶成長方法。
  7. 【請求項７】 前記第２の原子が、前記表面触媒層上に
    ２原子分子として供給されることを特徴とする請求項１
    または２記載の結晶成長方法。
  8. 【請求項８】 前記成長母体結晶がダイアモンド結晶で
    あって、前記第１の原子が、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、
    Ｐ、ＡｓまたはＳｂのいずれかであることを特徴とする
    請求項１または２記載の結晶成長方法。
  9. 【請求項９】 前記第２の原子が、ＮまたはＢのいずれ
    かであることを特徴とする請求項８記載の結晶成長方
    法。
  10. 【請求項１０】 ダイアモンド結晶成長母体中に、結晶
    成長母体に対するｎ型不純物（ドナー）をＤ、ｐ型不純
    物（アクセプタ）をＡとして、Ｄ−Ａ−Ｄ構造またはＡ
    −Ｄ−Ａ構造の３原子複合体が単独のＡまたはＤよりも
    高濃度にドープされ、ｎ型またはｐ型の導電性が付与さ
    れていることを特徴とする結晶体。
  11. 【請求項１１】 ダイアモンド結晶成長母体中に、結晶
    成長母体に対するｎ型不純物（ドナー）をＤ、ｐ型不純
    物（アクセプタ）をＡとして、Ｄ−Ａ−Ｄ構造またはＡ
    −Ｄ−Ａ構造の３原子複合体をＤまたはＡよりも高濃度
    に含有するナノ構造物が形成されている結晶成長層を含
    むことを特徴とする結晶体。
  12. 【請求項１２】 前記Ｄ−Ａ−Ｄ構造または前記Ａ−Ｄ
    −Ａ構造が、Ｎ−Ａｌ−Ｎ、Ｎ−Ｇａ−Ｎ、Ｎ−Ｉｎ−
    Ｎ、Ｐ−Ｂ−Ｐ、Ａｓ−Ｎ−Ａｓ、Ｓｂ−Ｂ−Ｓｂ、Ａ
    ｌ−Ｎ−Ａｌ、Ｂ−Ｐ−Ｂ、Ｂ−Ａｓ−ＢまたはＢ−Ｓ
    ｂ−Ｂ複合体のいずれか一種または複数種であることを
    特徴とする請求項１０または１１記載の結晶体。
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