JPH01740A - ２−６族化合物結晶物品およびその形成方法 - Google Patents

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】 ［ｌ蛮業上の利用分野］ 本発明は１１−　ＶＩ族化合物結晶物品およびその形成
法に関し、特に結晶形成面の材料の種類による堆積材料
の核形成密度の差を利用して作成したＩＩ　−ＶＩ族化
合物単結晶物品ないし粒径が制御されたＩＩ　−ＶＩ族
化合物多結晶物品およびそれ等の形成方法に関するもの
である。

本発明は、例えば半導体集積回路、光集積回路、光素子
等に使用される単結晶や多結晶等の結晶の形成に適用さ
れる。

［従来の技術］ 従来、半導体電子素子や光素子等に用いられる単結晶薄
膜は、単結晶基体上にエピタキシャル成長させることで
形成されていた。例えば、Ｓｔ単結晶基板（シリコンウ
ェハ）上には、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ等を液相、気相ま
たは固相からエピタキシャル成長することが知られてお
り、またＧａ八へ単結晶基板上にはＧａＡｓ、ＧａＡｌ
　Ａｓ等の単結晶がエピタキシャル成長することが知ら
れている。このようにして形成された半導体レーザを用
いて、半導体素子および集積回路、半導体レーザやＬＥ
Ｄ等の発光素子等が作製される。

また、最近、二次元電子ガスを用いた超高速トランジス
タや、量子井戸を利用した超格子素子等の研究開発か盛
んであるが、これらを可能にしたのは、例えば超高真空
を用いたＭＢＥ　　（分子線エピタキシー）やＭＯＣＶ
Ｄ　　（有機金属化学気相法）等の高精度エピタキシャ
ル技術である。

このような単結晶基板上のエピタキシャル成長では、基
板の単結晶材料とエピタキシャル成長層との間に、格子
定数と熱膨張係数とを整合をとる必要がある。この整合
が不十分であると格子欠陥がエピタキシャル層に発達す
る。また基板を構成する元素がエピタキシャル層に拡散
することもある。

このように、エピタキシャル成長による従来の単結晶薄
膜の形成方法は、その基板材料に大きく依存することが
分る。Ｍａｔｈｅｗｓ等は、基板材料とエピタキシャル
成長層との組合せを調べている（ＥＰＩＴＡＸＩＡＬ　
　ＧＲＯＷＩＩ＋、八ｃａｄｅｍｉｃ　　Ｐｒｅｓｓ、
　　Ｎｅｗ　　Ｙｏｒｋ。

１９７５　ｅｄ、　ｂｙ　Ｊ、Ｗ、Ｍａｔｈｅｗｓ）。

また、基板の大ぎさは、現在Ｓｉウェハて６インチ楳度
であり、ＧａＡｓ、サファイア基板の大型化は更に遅れ
ている。加えて、単結晶基板は製造コストが高いために
、チップ当りのコストが高くなる。

このように、従来の方法によって、良質な素子が作製可
能な単結晶層を形成するには、基板材料の種類が極めて
狭い範囲に限定されるという問題点を有していたち 一方、半導体素子を基板の法線方向に積層形成し、高集
積化および多機能化を達成する三次元集積回路の研究開
発が近年盛んに行われており、また安価なガラス上に素
子をアレー状に配列する太陽電池や液晶画素のスイッチ
ングトランジスタ等の大面積半導体装置の研究開発も年
々型んになりつつある。

これら両者に共通することは、半導体薄膜を非晶質絶縁
物基体上に形成し、該半導体薄膜にトランジスタ等の電
子素子を形成する技術を必要とすることである。その中
でも特に、非晶質絶縁物基体上に高品質の単結晶半導体
層を形成する技術か望まれている。

一般的に、５ｉ０２等の非晶質絶縁物基体上に薄膜を堆
積させると、基体材料の長距離秩序の欠如によって、堆
積膜の結晶構造は非晶質または多結晶となる。ここで非
晶質膜とは、最近接原子程度の近距離秩序は保存されて
いるが、それ以上の長距離秩序はない状態のものであり
、多結晶膜とは、特定の結晶方位を持たない単結晶粒か
粒界で隔離されて集合したものである。

例えば、ＳｉＯ□上にＳｉをＣＶＤ法によって形成する
場合、堆積温度が約６００℃以下であれば非晶質シリコ
ンとなり、それ以上の温度であれば粒径が数百〜数千人
の間で分布した多結晶シリコンとなる。ただし、多結晶
シリコンの粒径およびその分布は形成方法によって大き
く変化する。

更に、非晶質膜または多結晶膜をレーザや棒状ヒータ等
のエネルギビームによって溶融固化させることによって
、ミクロンあるいはミリメートル程度の大粒径の多結晶
薄膜が得られている（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃｒｙｓｔａｌ　
　５ｉｌｉｃｏｎ　　ｏｎ　　ｎｏｎ−ｓｉｎｇｌｅ−
ｃｒｙｓｔａｌ　１ｎｓｕｌａｔｏｒｓ、　Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆ　ｃｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ　ｖｎｌ、６
３．　Ｎｏ、３．０ｃｔｏｂｅｒ、　１９８３　ｅｄｉ
ｔｅｄｂｙ　Ｇ、　Ｗ、　ＣｕＩＩｅｎ　）　、’この
ようにして形成された各結晶構造の薄１漠にトランジス
タを形成し、その特性から電子易動度を測定すると、非
晶質シリコンでは〜０．１ｃｍ’／Ｖ−ｓｅｃ　、数百
人の粒径を有する多結晶シリコンでは１〜１０ｃＩ２／
Ｖ−ｓｅｃ　、溶融固化による大粒径の多結晶シリコン
では単結晶シリコンの場合と同程度の易動度が得られて
いる。

この結果から、結晶粒内の単結晶領域に形成された素子
と、粒界にまたがって形成された素子とは、その電気的
特性に大きな差異のあることが分る。すなわち、従来法
で得られていた非晶質基体上の半導体堆積膜は非晶質構
造または粒径分布をもった多結晶構造であり、それ等の
堆積膜中に作製された半導体電子素子は、単結晶層に作
製された半導体電子素子に比べて、その性能が大きく劣
るものとなる。そのために、用途としては簡単なスイッ
チング素子、太陽電池、光電変換素子等に限られている
。

また、溶融固化によって大粒径の多結晶薄膜を形成する
方法は、ウェハごとに非晶質薄膜または多結晶薄膜を大
粒径化多結晶薄膜とするのにエネルギビームを走査する
ために、大粒径化に多大な時間を要し、量産性に乏しく
、また大面積化に向かないという問題点を有していた。

［発明が解決しようとする課題］ 他方、ＩＩ　−ＶＩ族化合物半導体は、超高速デバイス
、光素子などの、Ｓｉでは実現できない新しいデバイス
を実現し得る材料として期待されているが、ＩＩ　−Ｖ
Ｉ族化合物結晶は、これまでＳｉ単結晶基体上あるいは
ＩＩ　−ＶＩ族化合物単結晶基体上にしか成長させるこ
とができず、デバイス作製上の大きな障害となっていた
。

以上述べたように、従来のＩＩ　−ＶＩ族化合物結晶成
長方法およびそれによって形成される結晶では、三次元
集積化や大面積化が容易ではなく、デバイスへの実用的
な応用が困難であり、優れた特性を有するデバイスを作
製するために必要とされる単結晶および多結晶等の結晶
を容易に、かつ低コストて形成することができなかった
。

本発明はこのような従来の欠点を解決し、大面積に成長
させた良質のＩＩ　−ＶＩ族化合物結晶物品、結晶粒径
および結晶粒の所在位置が所望通りに良く制御されたＩ
Ｉ　−ＶＩ族化合物結晶物品およびＳｉＯ２などの非晶
質絶縁性基体上に形成されたＩＩ　−ＶＩ族化合物結晶
物品を提供することにある。

また本発明の他の目的は上述したＩＩ　−ＶＩ族化合物
結晶物品を、特別な装置を用いず、簡単な工程で効率よ
く形成する方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段１ かかる目的を達成するために、本発明は、核形成密度の
小さい非核形成面（ＳＮＤＳ）と、非核形成面（ＳＮＤ
Ｓ）に隣接して配され、単一核のみより結晶成長するに
充分小さい面積と非核形成面（ＳＮＤＳ）の核形成密度
（ＮＤＳ）より大きい核形成密度（ＮＤＬ）とを有し、
非晶質材料からなる核形成面（ＳＮＤＬ）とを有する基
体と該基体上の前記単一核より成長して、核形成面（Ｓ
ＮＤＬ）を越えて非核形成面（ＳＮＤＳ）に延在してい
るＩＩ　−ＶＩ族化合物単結晶とを有することを特徴と
する。

また本発明は、核形成密度の小さい非核形成面（ＳＮＤ
Ｓ）と、単一核のみより結晶成長するに充分小さい面積
と非核形成面（ＳＮＤＳ）の核形成密度（ＮＤＳ）より
大きい核形成密度（ＮＤＬ）を有し、非晶質材料で形成
された核形成面（ＳＮＤＬ）とを隣接して配された自由
表面を有する基体に、周期律表第ＩＩ族原子供給用の原
料と周期律表第ＶＩ族原子供給用の原料とを含む気相中
で結晶形成処理を施して、単一核よりＩＩ　−ＶＩ族化
合物単結晶を成長させることを特徴とする。

さらに本発明は、核形成密度の小さい非核形成面（ＳＮ
ＤＳ）を有する基体の非核形成面（ＳＮＤＳ）の所望位
置に非核形成面（ＳＮＤ−）の核形成密度（ＮＤＳ）よ
り大きい核形成密度（ＮＤＬ）を有し、かつ単一核のみ
より結晶成長するに充分小さい面積の核形成面（Ｓｓｏ
Ｌ）を非晶質材料で形成し、次いで、周期律表第１１族
原子供給用の原料と周期律表第ＶＩ族原子供給用の原料
とを含む気相中で前記基体に結晶形成処理を施して、単
一核を核形成面（ＳＮＤＬ）に形成し該単一核よりＩＩ
　−ＶＩ族化合物単結晶を成長させることを特徴とする
。

［作　用］ 本発明によるＩｆ　−ＶＩ族化合物結晶物品は、従来の
ように下地基板の材料に制約されることがないために、
三次元集積化、大面積化および低コスト化を容易に達成
することができる。例えば、ＩＩ　−ＶＩ族化合物の単
結晶や多結晶を非晶質絶縁物基体上に容易に形成するこ
とができるために、電気的特性の優れた素子の多層化を
達成でき、従来にない多機能の集積回路を実現すること
ができる。

また本発明のＩＩ　−ＶＩ族化合物結晶の形成方法は、
非核形成面（ＳＮＯ５）形成用の材料より核形成密度（
ＮＯ）の十分大きい材料で核形成面（ＳＮＤＬ）を単一
の核だけが成長するように十分微細な大きさに形成する
ことによって、その微細な核形成面（ＳＮＤＬ）の存在
する箇所と一対一に対応して単結晶を選択的に成長させ
るものであり、これによって必要な大ぎさの単結晶、複
数の島状の単結晶、粒径および粒径分布が制御された多
結晶等の結晶を任意の材料の下地基板上に容易に形成す
ることができる。しかも、特別に新たな製造装置を必要
とせず、通常の半導体プロセスで使用される装置を用い
て形成することができる。

［実施態様例の説明］ 本発明をより良く理解するためにまず、金属や半導体の
一般的な薄膜形成過程を説明する。

堆積面（結晶成長面）が飛来する原子と異なる種類の材
料、特に非晶質材料である場合、飛来する原子は基体表
面を自由に拡散し、または再蒸発（脱離）する。そして
原子同志の衝突の末、核が形成され、その自由エネルギ
Ｇが最大となるような核（臨界核）の大きさｒｃ（＝−
２０゜／ｇｖ）以上になると、Ｇは減少し、核は安定に
三次元的に成長を続け、島状となる。「Ｃを越えた大き
さの核を「安定核」と呼び、以降の本発明の詳細な説明
に於いて、何等断わることなしに「核」と記した場合は
、この「安定核」を示すものとする。

また、「安定核」の中ｒの小さいものを「初期様」と呼
ぶ。核を形成することによって生ずる自由エネルギＧは
、 Ｇ＝　　４ｉｆ（ｅ、）（ｏ、ｒ’　＋１７３−３ｖ　
−ｒｊ）ｆ（θ）　＝　ｌ／４　（２−３ｃｏｓθ＋ｃ
ｏｓ２θ）ただし、ｒ：核の曲率半径 θ：核の接触角 ８ｖ：単位堆積あたりの自由エネルギ σ０：核と真空間の表面エネルギ と表わされる。Ｇの変化の様子を第１図に示す。

同図において、Ｇが最大値であるときの安定核の曲率半
径がｒｃである。

このように核が成長して島状になり、更に成長して島同
志の接触が進行し、場合によっては合体か起こり、網目
状構造を経て最後に連続膜となって基体表面を完全に覆
う。このような過程を経て基体上に薄膜か堆積する。

上述したような堆積過程において、基体表面の単位面積
当りに形成される核の密度、核の大きさ、核形成速度は
、堆積の系の状態で決定され、特に飛来原子と基体表面
物質との相互作用が重要な因子となる。また、堆積物質
と基体との界面の界面エネルギの結晶面に対する異方性
によっである特定の結晶方位が基板に平行に成長するが
、基体が非晶質である場合には、基体平面内での結晶方
位は一定ではない。このために、核あるいは島同志の衝
突により粒界が形成され、特にある程度の大きさ以上の
島同志の衝突であれば合体が起きるとそのまま粒界が形
成される。形成された粒界は固相では移動しにくいため
に、その時点で粒径が決定される。

次に、堆積面上に選択的に堆積膜を形成する選択的堆積
膜形成法について述べる。選択的堆積膜形成方法とは、
表面エネルギ、付着係数、脱離係数、表面拡散速度等と
いう薄膜形成過程での核形成を左右する因子の材料間で
の差を利用して、基体上に選択的に薄膜を形成する方法
である。

第２図（＾）および（Ｂ）は選択的堆積膜形成法の説明
図である。まず同図（Ａ）　に示すように、基板１上に
、基板１と上記因子の異なる材料から成る薄膜２を所望
部分に形成する。そして、適当な堆積条件によって適当
な材料から成る薄膜の堆積を行うと、薄膜３はｇｉ膜２
の自由表面上にのみ成長し、基板１上の自由表面上には
成長しないという現象を生じさせることができる。この
現象を利用することで、自己整合的に成形された薄膜３
を成長させることができ、従来のようなレジストを用い
たりソゲラフイエ程の省略が可能となる。

このような選択的堆積膜形成法による堆積を行うことが
できる材料としては、例えば基板１として５ｉ０２、薄
膜２としてＳｔ、　ＧａＡｓ、窒化シリコン、そして堆
積させる薄膜３としてＳｉ、　Ｗ、　ＧａＡｓ。

ＩｎＰ等がある。

ＩＩ　−ＶＩ族化合物結晶はＳｔ基板、ＩＩ−ＶＩ族化
合物基板上に成長させることができ、ＳｉＯ２基板上に
は成長しにくいことが知られている。しかし、ＳｉＯ２
基板に周期律表の■族元素（原子）、Ｖ族元素（原子）
のイオン、または！■族元素（原子）、ｖ１族元素（原
子）のイオンを打込んで、イオン打込み部の核形成密度
（ＮＯ）を高め、ＳｉＯ２基板の核形成密度との差（△
ＮＤ）を十分に大きくして、ＩＩ　−ＶＩ族化合物の選
択堆積を行うことかてぎる。

また５ｉ０２など小さい核形成密度（ＮＤＳ）を有する
材料面に、大きな核形成密度（ＮＤＬ）を有する異なる
材料を付加し核形成密度差（△ＮＤ）を利用して選択的
に堆積膜を形成することもできる。

本発明は、このような核形成密度差（△ＮＤ）に基づく
、選択的堆積法を利用するものであって、堆積面（結晶
形成面）を形成する材料より核形成密度が十分大きく、
前記材料とは異種の材料から成る核形成面を単一の核だ
けが成長するように十分微細に形成することによって、
その微細な核形成面たけに単結晶を選択的に成長させる
ものである。

なお、単結晶の選択的成長は、核形成面の電子状態、特
にダングリングボンドの状態によって決定されるために
、核形成面を形成する核形成密度の低い材料（例えばＳ
ｉＯ□）はバルク材料である必要はなく、核形成面は任
意の材料の基板の表面に形成されていればよい。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第３図（八）〜（Ｄ）は、本発明による結晶の形成方法
の第１実施悪様例を示す形成工程図てあり、第４図（＾
）および（Ｂ）は、第３図（八）および（Ｄ）における
斜視図である。

まず、第３（Ａ）および第４図（Ａ）　に示すように、
高融点ガラス、石英、アルミナ、セラミックスなどの高
温に耐える材質の基板４上に、選択核形成を可能にする
核形成密度の小さい薄膜５［非核形成面（ＳＮＤＳ）］
を形成し、その上に核形成密度の小さい薄膜５を形成す
る材料とは異種の材料を薄く堆積させ、リソグラフィ等
によってパターニングすることで異種材料から成る核形
成面（ＳＮＤＬ）（またはｒ　５ｅｅｄ４　と呼ぶ）６
を十分微細に形成して、結晶形成用の基体を得る。ただ
し、基板４の大きさ、結晶構造および組成は任意のもの
でよく、通常の半導体技術で作成した機能素子が既に形
成された基板であってもよい。また異種材料から成る核
形成面（ＳＮＤＬ）　６とは、上述したように、Ｓｅや
Ｚｎ等を薄膜５にイオン注入して形成される変質領域も
含めるものとする。さらに核形成面（ＳＮＤＬ）とは、
実質的に核が形成される面であればよく、非晶質材料で
構成される。

次に、適当な堆積条件を選択することによって核形成面
（ＳＮＤＬ）　６だけに薄膜材料の単一の核が形成され
る。すなわち、核形成面（ＳＮＤＬ）　６は、単一の核
のみが形成される程度に十分微細に形成する必要がある
。核形成面（ＳＮＤＬ）　６の大きさは、材料の秤類に
よって異なるが、数ミクロン以下であればよい。さらに
核は単結晶構造を保ちながら成長し、第３図（Ｂ）に示
すように島状の単結晶粒７となる。島状の単結晶粒７が
形成されるためには、すでに述べたように、薄膜５の自
由表面上では全く核形成が起こらないように結晶形成処
理条件を決めることが望ましいものである。

島状の単結晶粒７は単結晶構造を保ちながら核形成面（
ＳＮＤＬ）　６を中心にして更に成長しくＩａｔｅｒａ
ｌｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）　、同図（Ｃ）に示すように
薄膜５の一部または全体を覆うことが出来る（単結晶７
Ａ）。

続いて、必要に応じてエツチングまたは研磨によって単
結晶７Ａの表面を平坦化し、第３図（Ｄ）および第４図
（Ｂ）に示すように、所望の素子を形成することができ
る単結晶層８が薄膜５上に形成される。

このように非核形成面（ＳＮＤＳ）を形成する薄膜５が
基板４上に形成されているために、支持体となる基板４
は任意の材料を使用することができる。

さらにこのような場合には基板４に通常の半導体技術に
よって機能素子等が形成されたものであっても、その上
に容易に単結晶層８を形成することかできる。

なお、上記実施態様例では、非核形成面（ＳＮＤＳ）を
薄膜５で形成したが、勿論第５図に示すように、選択核
形成を可能にする核形成密度（ＮＤ）の小さい材料から
成る基板をそのまま用いて、核形成面（ＳＮＤＬ）を所
望に応じた任意位置に設けることで結晶形成用の基体を
用意して、該基体上に単結晶層を同様に形成してもよい
。

第５図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第２実施態様例を示
す結晶の形成工程図である。同図に示すように、選択核
形成を可能にする核形成密度（ＮＯ）の小さい材料から
成る基板９上に、核形成密度（ＮＤ）の大きい材料から
成る核形成面（ＳＭＡＩＬ）　６を十分微小に形成する
ことで結晶形成用の基体として、該基体上に、第１実施
態様例と同様にして単結晶層８を形成することができる
。

第６図（八）〜（Ｄ）は、本発明による結晶の形成方法
の第３実施態様例を示す形成工程図であり、第７図（八
）および（Ｂ）は、第６図（Ａ）および（ｔｌ）におけ
る斜視図である。

第６図（Ａ）および第７図（＾）に示すように、非晶質
絶縁性の基板ｌｌ上に、距ｆｆｉ＋＋　ｎを隔てて上記
基板１１とは異種の材料で核形成面（Ｓ、ＤＬ）　１２
−１　、１２−２を十分に小さく配置する。この即問１
１は、例えは半導体素子または素子群を形成するために
必要とされる単結晶領域の大きさと同しかまたはそれ以
上に設定される。

次に、適当な結晶形成条件を選択することによって、核
形成面（ＳＮＤＬ）　１２−１　、１２−２だけに結晶
形成材料の核の唯一が形成される。すなわち、核形成面
１２−１．１２−２は単一の核のみが形成される程度に
十分微細な大きさ（面積）に形成する必要がある。核形
成面（ＳＮｏＬ）１２−１　、１２−２の大きさは、材
料の種類によって異なるが、好ましくは１０μｍ以下、
より好ましくは５μｍ以下、最適には１μｍ以下が望ま
しい。さらに、核は単結晶構造を保ちながら成長し、第
６図（Ｂ）に示すように島状の単結晶粒１３−１．１３
−２となる。島状の単結晶粒１３−１゜１３−２が形成
されるためには、すでに述べたように、基板１１上の核
形成面（ＳＮＤＬ）以外の表面で全く核の形成か起こら
ないように結晶形成処理条件を決めることか望ましいも
のである。

島状のｌ−結晶粒１３−１．１３−２の基板１１の法線
方向のＡ’ｉ品方位は、基板１１の材料および核を形成
する材料の界面エネルギを最小にするように一定に決ま
る。なぜならば、表面あるいは界面エネルギは結晶面に
よって異方性を有するからである。しかしなから、すで
に述べたように、非晶質基板における基板面内の結晶方
位は決定されない。

島状の単結晶粒１３−１．１３−２はさらに成長して、
単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２となり、第６図（Ｃ）に
示すよう（ご隣りの単結晶１３Δ−１，１３Δ−２か互
いに接触するか、基板面内の結晶方位は一定てはないた
めに、核形成面（ＳＮＤＬ）　１２−１と１２−２の中
間位置に結晶粒界１４が形成される。

続いて、単結晶１３Ａ−１，１３Ａ−２は三次元的に成
長するが、成長速度の遅い結晶面がファセットとして現
われる。その為に、エツチングまたは研磨によって単結
晶１３Ａ−１，１３Ａ−２の表面の平坦化を行い、更に
粒界１４の部分を除去して、第６図（Ｄ）および第７図
（Ｂ）に示すように粒界を含まない単結晶の薄膜ｔ５−
１，１ｓ−２，ｔ５を格子状に形成する。この単結晶薄
膜１５−１．１５−２．１５の大ぎさは、上述したよう
に核形成面（ＳＮＤＬ）　１２の間隔℃によって決定さ
れる。すなわち、核形成面（ＳＮＤＬ）　１２の形成パ
ターンを適当に定めることによって、粒界の位置を制御
することができ、所望の大きさの単結晶を所望の配列で
形成することができる。

第８図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第４実施態様例を示
す結晶の形成工程図である。同図に示すように、第１実
施態様例と同様に所望の基板４上に、核形成密度（ＮＤ
）の小さい材料から成る薄膜状の非核形成面（ＳＮＤＳ
）　５を形成し、その上に間隔ぶて核形成密度（ＮＤ）
の大きい異種材料から成る核形成面（ＳＮＤＬ）　１２
を形成して基体を用意し、上記第３実施態様例と同様に
して単結晶層１５を形成することかできる。

第９図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明による結晶の形成方法
の第５実施態様例を示す形成工程図であり、第１０図（
Ａ）および（Ｂ）は、第９図（八）および（Ｃ）におり
る斜視図である。

ます、第９図（八）および第１０図（八）に示すように
、非晶質絶縁性基板１１に所望の大きさおよび形状の四
部１６を形成し、その中に単一核のみか形成され得るに
充分微小面積サイズの核形成面（ＳｓｏＬ）１２を形成
する。

続いて、第９図（Ｂ）　に示すように、第１実施態様例
と同様にして島状の単結晶粒１３を成長させる。

そして、第９図（Ｃ）および第１Ｏ図（Ｂ）　　に示す
ように、単結晶粒１３が凹部１６を埋めるまで成長させ
、ｉｉＬ結晶層１７を形成する。

本実施態様例では、四部１６内に単結晶粒１３か成長す
るために、平坦化および粒界部分の除去工程か不要とな
る。

第１１図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第６実施態様例を
示す結晶の形成工程図である。同図に示すように、第１
実施態様例と１゛、様の任意の基板４上に、核形成密度
（ＮＤ）の小さい材料から成る薄膜状の非核形成面（Ｓ
ＮＤＳ）　１８を形成し、そこに所望の大きさおよび形
状の凹部１６を形成する。そして、その中に非核形成面
（ＳＮＤＳＪ令形成する材料とは、異種の材料であって
、核形成密度（ＮＤ）の大きい材料から成る核形成面（
ＳＮＤＬ）１２を微小面積に形成し、第５実施、態棟例
と同様にして単結晶層１７を形成する。

第１２図（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第７実施態様例を
示す結晶の形成工程図である。所望の基板１９に凹部を
形成した後、充分核形成密度（ＮＯ）の小さい材料から
成る薄膜状の非核形成面（ＳＮ［）Ｓ）２０を形成し、
以下前記の例と同様にして単結晶層１７を形成すること
ができ゛る。

第１３図（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の第８実施態様例を
示す結晶の形成工程図である。

同図（Ａ）〜（Ｃ）は第６図の（Ａ）〜（Ｃ）　と同じ
である。すなわち、核形成面１２を間隔℃をおいて複数
個（図では２ケ）形成し、核形成面１２上にｏｖｅｒｇ
ｒｏｗｔｈさせた単結晶粒１３を形成する。この単結晶
粒１３を更に成長さ、附で単結晶１３Ａを形成すること
によって核形成面（ＳＮＤＬ）　１２のほぼ中央に粒界
１４か形成され、単結晶＋３Ａの表面を平坦化すること
て第１３図（Ｄ）　に示すような粒径が略々！に揃った
多結晶層２１を得ることかできる。

この多結晶層２１の粒径は核形成面（ＳＮＤＬ）１２の
間隔ｌににって決定されるために、多結晶の粒径制御が
可能となる。従来では、多結晶の粒径は形成方法や形成
温度等の複数の要因によって変化し、かつ犬ぎい粒径の
多結晶を作成する場合には、かなり幅をもった粒径分布
を有するものであったが、本発明によれば核形成面１２
の間隔Ｉを決めることで制御性良く粒径および粒径分布
が決定される。

勿論、第８図に示すように、所望基板４上に核形成密度
（ＮＯ）の小さい非核形成面（ＳＮＤＳ）　５と核形成
密度（ＮＤ）の大きい核形成面（ＳＮＤＬ）　１２−１
　、１２−２を形成して、上記多結晶層２１を形成して
もよい。この場合は、既に述べたように、基板材料や構
造等に制約されることなく、多結晶層２１を粒径と粒径
分布を制御して形成することができる。

次に、上記核実施態様例における単結晶層または多結晶
層の具体的形成方法をより具体的、より詳細に説明する
。

実施例１ 第１４図を参照して本発明の第１の実施例として５ｉ０
２上へのＣｄＳｅ膜の形成法を説明する。

まずアルミナからなる基板４上に、シラン（ＳｉＬ）と
酸素（０２）を用いて通常用いられているＣｖＤ装置に
よるＣＶＤ　　（化学気相法）によって、Ｓ　ｉ０２膜
５を約１０００人程度に堆積した。ＳｉＯ２膜上の（：
ｄＳｅの核形成密度（ＮＤＳ）は小さく、このｓ；ｏ２
１１莫５か非核形成面（ＳＮＤＳ）を形成するものとな
る。基板４上に５ｉ０２膜を設けるのでなく、ＳｉＯ２
．アルミナ等の材料で基板４そのものを構成してもよい
。

次にフォトレジストで所望のパターンにＳｉＯ□膜５の
表面をマスクした。

フォトレジスｌ−でマスクした上面からイオンインプラ
ンタを用いてＳｅイオンを打込んだ。Ｓｅイオンは露出
された５ｉ０２膜表面にのみ打込まれた［第１４図（Ａ
）］。打込み量はｌ　ｘ　１０”／　ｃｍ２であった。

Ｓｅイオンの打込まれない５ｉ０２膜表面ではＣｄＳｅ
の核形成密度（ＮＤＳ）は小さく、この部分が非核形成
面（ＳＮＤＳ）となる。一方、Ｓｅイオンが打込まれた
領域１２−１．１２−２では非核形成面（ＳＮＤＳ）よ
り大きな核形成密度（ＮＤＬ）をもち、この部分が核形
成面（ＳＮＤＬ）となる。この時、イオン打込み部分の
大きさは１．２μｍ四方とした。このようにして結晶形
成用の基体を作成した。

ＳｉＯ□Ｉ摸上よりフォトレジストを！！Ｉ離した後、
基体をＰＣｆ１３雰囲気中で約４５０℃でｌＯ分間程度
熱処理し、表面を清浄化した。

ついで基体を４５０℃に加熱しながら、基体表面にキャ
リアガスＨ２とともにジエチルカドミウム（Ｃｄ（（：
Ｊｓ）２：ＤＥＣｄと記す）と水素化セレン（ＩＩ２Ｓ
ｅ）をモル比で１・５の比で流し、ＭＯＣＶＤ　　（有
機金属化学気相）法によって（：ｄＳｅ結晶を基体上に
成長させた。反応圧力は約２０Ｔｏｒｒとした。この状
態をしばらく維持すると、領域１２−１．１２−２表面
に単一核が・形成され、該単一核より単結晶成長が始ま
った。

その結果第１４図ＣＢ）　　に示すように、ＣｄＳｅ結
晶１３−１゜１３−２はＳｅイオンを打込んで形成した
核形成面（ＳＮＤＬ）　１２−１．１２−２上より結晶
成長し、非核形成面（ＳＮＤＳ）すなわちＳｅイオンの
打込まれていないＳｉＯ２膜表面上よりはＣｄＳｅ結晶
は成長しなかった。

ＣｄＳｅ結晶１３−１．１３−２はさらに成長を続け、
第１４図（Ｃ）に示すようにＣｄＳｅ結晶１３Ａ−１，
１３Ａ−２は互いに接するようになった。その段階で結
晶成長を止めた（結晶形成処理を中断）。ＣｄＳｅ結晶
１３Ａ−１，１３八−２の表面を研摩し、粒界をエツチ
ングすると第１４図（Ｄ）　に示すような［：ｄＳｅ！
！Ｌ結晶１５−１．１５−２が得られた。基体温度４７
０℃５反応圧力３０Ｔｏｒｒであった。

このようにして得られたＣｄＳｅ単結晶１５−１．１５
−２の評価を電子顕微鏡による観察及びＸ線回折によっ
て行ったところ、単結晶１５−１．１５−２のそれぞれ
の粒径が８０Ａ１ｍで粒径分布が殆どない５０Ｘ　１０
０個のＣｄＳｅ単結晶が基体上に形成されていた。

これらのＣｄＳｅ単結晶はいずれも極めて良質の単結晶
性を有していることが示された。

実施例２ 第８図を参照して本発明の第２の実施例を説明する。

ま−Ｊ”、セラミックスからなる高温に耐える基板４の
表面に、５ｉｌ１４と０□を用いた熱ＣＶＤ法によって
５ｉｏ２１１桑２５を１０００人程度堆積した。

次に、アーク放電型イオンブレーティング装置を用いて
、５ｉ０２膜５上にＡｌ２２０３膜を堆積した。

その際装置内を１Ｏ−５Ｔｏｒｒまで排気した後、０２
カスを分圧で３　ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ導入し、イオン
化電極５０Ｖ、基板電位−５０■、出力５００Ｗとした
。

その結果５１０２膜５上にＡｌ２２０３膜が約３００人
堆積した。電子線回折法で分析したところ、この八ｕ　
２０３膜は非晶質であった。

フォトレジストで所定のパターンにＡ１２０３Ｍ上をマ
スクし、ＨｓＰＯ，ｓ　：　ＨＮＯ３：　ＣＩＩ＋Ｃ０
０）１　：Ｈ２Ｏ＝１６：１：２：１の溶液でＡｌ１２
０３膜の露出されている部分をエツチングして核形成面
１２−１．１２−２を形成した（第８図（Ａ）参照・）
。この時、基板４を４０℃程度に加熱した。核形成面１
２−１．１２−２の太きさは１．２μｍ四方とした。こ
のようにして結晶形成用の基体を作成した。

その後、フォトレジストを剥離した後、基体をＰＣｌ３
τ囲気中で約４５０　’Ｃでｉｏ分間程度熱処理し、表
面を清浄化した。５ｉ０２表面５ではＣｄＳｅの核形成
密度（ＮＤＳ）は小さく、この部分が非核形成面（５Ｎ
ＤＳ）　　となる。一方、　ｉ２０．膜１２−１．１２
−２　Ｌｉ非核形成面（”ＮＤＳ）　　５より大ぎな核
形成密度（ＮＤＬ）をもち、この部分が核形成面（５Ｎ
ＤＬ）　　となる。

ついで基体を５００℃に加熱しながら、基体表面にキャ
リアガス■２とともにジエチルカドミウム（ＤＥＣｄ）
と水素化セレン（）１２ｓｅ）をモル比で１＝５の比で
流し、ＭＯＣＶＤ　（有機金属化学気相）法によってＣ
ｄＳｅ膜を成長させた。反応圧力は３０Ｔｏｒｒとした
。ＣｄＳｅ結晶１３−１．１３−２はＡｕ２０．核形成
面（ＳＮＤＬ）１２−１．１２−２上のみより結晶成長
し、非核形成面（ＳＮＤＳ）　５すなわちＳｉＯ２表面
上には結晶成長するに充分な核は１つも形成されなかっ
た。

さらに結晶成長処理を続けて、実施例１と同様に良７丁
のＣｄＳｅ単結晶を得た。基体温度は４７０℃、反応圧
力は］０Ｔｏｒｒ、ＤＥ［ｄとｔ（２Ｓ　ｅの比は１：
５であった。

実施例３ アルミナからなる高温に耐える基板４の表面にアーク放
電型イオンブレーティング装置を用いてＡｌ２２０３膜
を約３００人堆積した。

次ニ５１１１４　ト０２　ヲ用いた熱ＣＶＤ法によッテ
５ｉ（ｈｌ摸を約１０００人堆積した。

］オトレジス［・で所定のパターンに５ｉＣｈｌｌＱ上
をマスクし、ＣＨ（：ｌ１２Ｆによる反応性イオンエツ
チングによって５ｉ（ｈｌ１％の露出されている部分を
エツチングしてＡｆ１２０３膜の一部を露出して核形成
面を形成した。この時、基板を４００℃程度に加熱した
。核形成面の大ぎさは１．２μＩ四方とした。このよう
にして結晶形成用の基本を作成した。

フォトレジストを剥離した後、基体をＰＣｆ１３雰囲気
中で約９００℃で１０分間程度熱処理し、表面を清浄化
した。ＳｉＯ２膜表面ではＣｄＳｅの核形成密度（ＮＤ
Ｓ）は小さく、この部分が比核形成面（ＳＮＤＳ）とな
る。一方、ｌ　２０３膜は非核形成面（ＳＮＤＳ）より
大きな核形成密度（ＮＤＬ）をもち、この部分が核形成
面（ＳＮＤＬ）となる。

ついで基体を５００℃に加熱しながら、基体表面にキャ
リアガス１１゜とともにジエチルカドミウム（ｏＥｃｄ
）と水素化セレン（ｌＩ２ｓｅ）をモル比で１：５の比
で流し、ＭＯＣＶＤ　　（有機金属化学気相）法によっ
てＣｄＳｅ単結晶を成長させた。反応圧力は２５Ｔｏｒ
ｒとした。（：ｄＳｅ結晶はへＪ２２０３核形成面（Ｓ
ＮＤＬ）上にのみ単一核が形成され該単一核より成長し
、非核形成面（ＳＮＤＳ）すなわち５ｉ０２膜表面上か
らは単一の核の形成による、該核よりのＣｄＳｅ結晶の
成長はみられなかった。

さらに結晶成長処理を続けて実施例１と同様に良質のＣ
ｄＳｅ単結晶を得た。

実施例４ 石英基板の上に、プラズマＣＶＤを用いて窒化シリコン
膜を約３００人堆積した。この時、！！２：ＳｉＨ４：
Ｎ１１３−８：２：５の比で流し、反応圧力は０．１６
Ｔｏｒｒ、　ＲＦパワーはｌＯ凱基板温度は３００℃で
あった。

次にフォトレジストでバターニングし、窒化シリコン膜
を１．２　μｍ四方の大きさにした。この残存する微小
面積の窒化シリコン■りか核形成面となり、露出した石
英基板表面か非核形成面となる。

フォトレジストを剥離した後、基、仮を１１２雰囲気中
で約９００℃で１０分間熱処理して、表面を清浄化した
。このようにして結晶形成用の基体を作成した。

ついでこの基体を６００℃に加熱しなから、基体表面に
キャリアガス１１２とともにジエチルカドミウム（ＤＥ
Ｃｄ）と水素化セレン（ｌＩ２ｓｅ）をモル比で１．５
の比で流し、ＭＯＣＶＤ　（有機金属化学気相）法によ
ってＣｄＳｅ膜を成長させた。反応圧力は約２５Ｔｏｒ
ｒとした。ＣｄＳｅ結晶は窒化シリコン核形成面（ＳＮ
ＤＬ）上にのみ形成された単一核を基にして結晶成長し
、非核形成面（ＳＮＤＳ）すなわち石英表面上には結晶
成長用の核は形成されなかった。

実施例５ 次のようにしてＺｎＳＳｅ混晶ＩＩ　−ＶＩ族化合物単
結晶を選択的に形成した。

実施例１と同様にして、高融点ガラス基板４上にＳｉＨ
４と０２を用いた熱ＣＶＤ法によって５ｉ０２膜５を約
１０００人堆積した後、フォトレジストで所望のパター
ンに５ｉ０２膜表面をマスクし、イオンプランタ−を用
いてＳｅイオンを露出しているＳｉＯ２膜中に３ｘｌＱ
”７ｃｍ２打込んだ。打込み領域１２−１．１２−２の
大きさは１．２μｍ四方とした。このようにして結晶形
成用の基体を用意した。

ついでレジスト膜を剥離し、基体をＰＣ１１３Ｈ囲気中
で約４５０℃ｌＯ分間程度熱処理して表面を清浄化した
。

ＺｎＳＳｅ混晶に対してもＳｅイオンの打込まれないＳ
ｉＯ２部分は小さい核形成密度（ＮＤＳ）をもち、非核
形成面（５ＮＤＳ）　となる。一方、Ｓｅイオンが打込
まれた部分１２−１．１２−２はより大きな核形成密度
（ＮＤＬ）を有し、核形成面（ＳＮＤＬ）となる。

このように核形成密度の差（△ＮＤ）を有する核形成面
（ＳＮＤＬ）　１２−１．１２−２と非核形成面（ＳＮ
ＤＳ）が存在する表面上に、キャリアガスとしてＩ＋、
を用い、ジメチル亜１（ＤＭＸｎ）とジメチルセレン（
ＤＭＳｅ）およびジエチルサルファ　（ＤＥＳ）をＤＭ
２ｎ：　（ＤＭＳｅ十ＤＥＳ）の比を１：１０（モル比
）として流した。基体温度は５００℃に加熱して、反応
圧力は３０Ｔｏｒｒとした。第１４図（Ｂ）　に示した
と同様に、Ｓｅイオンを打込んで形成した核形成面Ｃ３
ＮＤＬＩ上のみに選択的に３元混晶１１−　ＶＩ族化合
物ＺｎＳＳｅ単結晶の成長が見られた。さらに結晶成長
処理を施し続りると第１４図（Ｃ）のように単結晶１３
Ａ−１，１３Ａ−２か成長した。単結晶の大ぎさは約８
０μｍて結晶性は良好であった。

なお、この場合ＺｎＳＳｅにおけるＳとＳｅの比は反応
ガスＤＥＳとＤＭＳｅの比を変えることによって任意に
制御することかできる。

以上の実施例に示したように、本発明によれは、大きな
核形成密度（ＮＤＬ）を有する数μｍ以下の核形成面（
ＳＮＤＬ）に単一核を形成し、その単一核からのみＵ　
＝　Ｖｔ族化合物半導体単結晶を成長させることができ
る。

実りへ例６ ＩＩ　−ＶＩ族化合物におけるＩＩ族元素を■族元素と
！！ｉ族元素で′置換したカルコパイライト型化合物単
結晶を以下のようにして形成した。

コレマて述べた各実施例におけると同様に、アルミナ基
板上に５ｉ０２膜を形成し、その上に実施例１における
と同様に部分的にＳｅイオンを打込んで核形成面（Ｓｓ
ｏＬ）を形成した。または実施例２におけるように、５
ｉＣｈｋ上にＡ４２０．膜を設け、パターニングして核
形成面（ＳＮＤＬ）を形成した。このように非核形成面
（ＳＮＤＳ）と核形成面（ＳＮＤＬ）が共存する基体に
ＭＯＣＶＩ）法により結晶成長処理を施して、微細な核
形成面（Ｓ、ＩｏＬｌ上にのみ単一核のみを形成し、該
核を中心にして選択的にカルコパイライト単結晶を形成
した。ＣｕＧａＳ２単結晶を形成する場合、反応ガスと
してシクロペンタジェニルトリエチルホスフィン銅（Ｃ
ｓｌｌｓＣｕＰ　（Ｃ２＋１５）　３）　、　　トリメ
チルガリウム（ＴＭＧ）−、硫化水素（Ｈ２Ｓ）をキャ
リガス１１２と共に上記基体上に供給した。Ｃ２Ｈ３Ｃ
ｕＰ　（Ｃ２Ｈ５）　３とＴＭＧとは等そル比とし、１
１２Ｓの量は前２者の和の数倍程度とした。反応圧力は
２００Ｔｏｒｒ　、基体温度は５５０℃とした。このよ
うにして、Ｓ　ｉ　０２１１Ｕ上に選択的にＣｕＧａＳ
２単結晶を形成することかできた。

以上の実施例に示したように、本発明によれば、大鮒な
核形成密度（ＮＤＬ）を有する極めて微少な面積の核形
成面（５ＮＤＬ）に単一核のみを形成し、その単一核か
らのみ成長した化合物半導体単結晶を形成することがで
きる。

以上の実施例においては、ＣＶＤ法によって５ｉ０２膜
を形成する例を示したか、スパッタ法によって５ｉ０２
膜を形成することもできる。さらに表面をよく平坦化し
た石英そのものを堆積面として用いることもできる。

核形成面（５ＮＤＬ）を形成するために打込まれるイオ
ン種としては、５ｅ２−イオンだけでなく、ＩＩ族元素
のイオン、　ＶＩ族元素のイオン、さらにＩＩＩ族元素
のイオンやＶ族元素のイオンを用いることもできる。

ＩＩ族元素の原料ガスとしてジメチル亜鉛、ジエチル亜
鉛（２１１（Ｃ２１１５１２）　、　　シメｆ　ルカト
ミ’７　ム（Ｃｄ　（Ｃｌｈ）　２１　、ジエチルカド
ミウム、ジプロピルカドミウム（Ｃｄ　（Ｃ３Ｈ７）　
２）　、ジブチルカドミウム（Ｃｄ　（［：４１１９）
　２）　、ジメチル水銀（ｌ１ｇ　（（：）１３）　２
）　、ジエチル水銀（ｌ（ｇ　（Ｃ２１１５）　２）を
、■１族元素の原料ガスとして硫化水Ｎ　（ｔｈｓ）　
、水素化セレン、ジメチルセレン、ジエチルセレン（Ｓ
ｅ　（Ｃ２１１５）　２）　、ジエチルセレナイＦ　（
Ｃ１１３ＳｅＣＩ１３）−ジメチルテルル（Ｔａ　（Ｃ
１１３）　２）　、ジエチルテルル（Ｔｅ　（Ｇ２１１
ｓ）　２）を用い、これらの組合せによって、ＩＩ　−
ＶＩ族化合物Ｚｎ５ｊｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｈｇ
Ｓｅの単結晶およびこれらの混晶化合物単結晶を核形成
面（ＳＮＤＬＪ上に単一の核のみを形成し、該核を中心
にして単結晶を選択形成することができる。ｚｎＯ単結
晶の選択形成も可能である。

混晶ｉヒ合物′＃：、導体単結晶を、実施例２と同様に
Ｓｉｎ、股上に設けたＡｆ！、２０３膜を核形成面（Ｓ
ＮＤＬ）として、その七に選択形成できることは言うま
でもない。

さらに上述した各実施例においては、Ｃ：ｄＳｅおよび
ＺｎＳＳｅ単結晶の選択形成の工程にＭＯＣＶＤ法を用
いた例を示したが、本発明のＩＩ　−ＶＩ族化合物膜の
選択形成はＭＢＣ（分子線エピタキシ）法等を用いても
全く同じ原理で行うことができる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によるＩＩ　−ＶＩ
族化合物結晶およびその形成方法は、非核形成面（ＳＮ
ＤＳ）形成用の材料より核形成密度（Ｎ［ｌ）の十分大
きい材料で核形成面（ＳＮＤＬ）を単一の核だけが成長
するように十分微細に形成することによって、その微細
な核形成面（ＳＮＤＬ）の存在する箇所に単結晶を選択
的に成長させるものであり、これによって必要な大きさ
の単結晶、複数の島状の単結晶、粒径および粒径分布が
制御された多結晶等の結晶を任意の材料の下地基板上に
容易に形成することができる。しかも、特別に新たな製
造装置を必要とせず、通常の半Ｈ体プロセスで使用され
る装置を用いて形成することができる。

また、本発明による結晶は、従来のように下地基板の材
料に制約されることがないために、三次元集積化、大面
積化および低コスト化を容易に達成することができる。

例えば、ＩＩ　−ＶＩ族化合物の単結晶や多結晶を非晶
質絶縁物上に容易に形成することができるために、電気
的特性のｆ沓れた素子の多層化を達成でき、従来にない
多機能の集積回路を実現することができる。具体的には
、光素子、表面音響素子、圧電素子等と、それらの各々
との周辺回路ＩＣ等の集積、一体化か可能となる。

また、安価なガラスやセラミック等を下地材料とすれば
、駆動回路を一枚のガラス等の集積しだ大型フラットパ
ネルデイスプレィ等に大面積電子装置への応用が可能と
なる。

さらに、本発明は上記核形成面（ＳＮＤＬ）を非核形成
面（ＳＮＤＳ）に所望の大きざで所望の距雛をおいて形
成することによって、必要な大きさの単結晶を複数の箇
所に形成することかでき、レーザや電子線を照射して単
結晶を形成する溶融固化法に比べて、形成工程が大幅に
簡略化されまた形成時間が短縮される。

また、上記非核形成面（ＳＮＤＳ）に形成される核形成
面（ＳＮＤＬ）の間隔を調整することによって、その間
隔によって粒径が制御された多結晶を形成することかで
きる。この多結晶形成方法は、上記溶融同化法によって
大粒径の多結晶を形成する従来の方法に比べて、粒径お
よび粒径分布の制御性か良く、また形成時間も大幅に短
縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜形成過程における核の大きさｒｃと自由エ
ネルギＧの関係を示す説明図、 第２図（Ａ）および（Ｂ）は選択堆積法の説明図、第３
図（八）〜（Ｄ）は木発明による結晶の形成方法の第１
実施態様例を示す形成工程図、第４図（Ａ）および（Ｂ
）は第３図（Ａ）および（Ｄ）における基板の斜視図、 第５図（八）〜（Ｄ）は本発明の第２実施態様例を示す
結晶の形成工程図、 第６図は（Ａ）〜（Ｄ）は本発明による単結晶の形成方
法の第３実施態様例を示す形成工程図、第７図（Ａ）お
よび（Ｂ）は第６図（Ａ）および（Ｄ）における基板の
斜視図、 第８図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第４実施態様例を示す
結晶の形成工程図、 第９図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明による結晶の形成方法の
第５実施態様例を示す形成工程図、第１Ｏ図（Ａ）　　
および（８）は第９図（八）および（Ｃ）における基板
の斜視図、 第１１図（Ａ）〜（Ｃ）は木発明の第６実施態様例を示
す結晶の形成工程図、 第１２図（八）〜（Ｃ）は本発明の第７実施態様例を示
す結晶の形成工程図、 第１３図（Ａ）〜（０）は木発明の第８実施態様例を示
す結晶の形成工程図、 第１４図（八）〜（Ｄ）は木発明の一実施例を示す結晶
の形成工程図である。 ４・・・所望基板、 ５．１８．２０・・・核形成密度の小さい材料から成る
薄膜（非核形成面）、 ６．１２・・・核形成面、 ８．１５．１７・・・単結晶、 ９．１１・・・非晶質絶縁物基板、 １４・・・粒界、 ２１・・・多結晶層。 第１図 第２　図 第３図 第４図 第５図 １忙２　　　　　　　１２．−１ 第６図 第７図 第８図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）核形成密度の小さい非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）
   と、該非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）に隣接して配され
   、単一核のみより結晶成長するに充分小さい面積と、前
   記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の核形成密度（ＮＤ＿
   Ｓ）より大きい核形成密度（ＮＤ＿Ｌ）とを有し、非晶
   質材料で形成されている核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）と
   を有する基体と該基体上の前記単一核より成長して、前
   記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を越えて前記非核形成面
   （Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）に延在しているII−VI族化合物単結
   晶とを有することを特徴とするII−VI族化合物結晶物品
   。 ２）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）が複数配されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のII−
   VI族化合物結晶物品。 ３）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、区画されて複
   数配されれていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のII−VI族化合物結晶物品。 ４）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、非核形成面（
   Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に規則的に区画化されて複数配され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   II−VI族化合物結晶物品。 ５）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）は、前記非核形成
   面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）内に不規則的に区画化されて複数
   配されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のII−VI族化合物結晶物品。 ６）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）のそれぞれより成
   長した単結晶が隣り合う核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）よ
   り成長した単結晶と隣接していることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項に記載のII−VI族化合物結晶物品。 ７）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）のそれぞれより成
   長した単結晶が隣り合う核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）よ
   り成長した単結晶と空間的に離れていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項に記載のII−VI族化合物結晶物
   品。 ８）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）が前記非核形成面
   （Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に設けた所望形状の凹部の底面に
   形成され、前記単結晶が該凹部を埋めて島状に形成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   II−VI族化合物結晶物品。 ９）前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）が非晶質材料か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のI
   I−VI族化合物結晶物品。 １０）前記非晶質材料がＳｉＯ＿２であることを特徴と
   する特許請求の範囲第９項記載のII−VI族化合物結晶物
   品。 １１）前記II−VI族化合物半導体が二元系II−VI族化合
   物半導体であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のII−VI族化合物結晶物品１２）前記II−VI族化
   合物半導体が混晶II−VI族化合物半導体であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のII−VI族化合物
   結晶。 １３）核形成密度の小さい非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ
   ）と、単一核のみより結晶成長するに充分小さい面積と
   前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の核形成密度（ＮＤ
   ＿Ｓ）より大きい核形成密度（ＮＤ＿Ｌ）とを有し、非
   晶質材料からなる核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）とを隣接
   して配された自由表面を有する基体に、周期律表II族原
   子供給用の原料と周期律表IV原子供給用の原料とを含む
   気相中で結晶形成処理をを施して、前記単一核よりII−
   VI族化合物単結晶を成長させることを特徴とするII−V
   I族化合物結晶の形成方法。 １４）核形成密度の小さい非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ
   ）を有する基体の前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の
   所望位置に該非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿＿Ｄ＿Ｓ）の核形成
   密度（ＮＤ＿Ｓ）より大きい核形成密度（ＮＤ＿Ｌ）を
   有し、かつ単一核のみより結晶成長するに充分小さい面
   積の核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を非晶質材料で形成し
   、次いで、周期律表第II族原子供給用の原料と周期律表
   第VI族原子供給用の原料とを含む気相中で前記基体に結
   晶形成処理を施して、単一核を前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿
   Ｄ＿Ｌ）に形成し該単一核よりII−VI族化合物単結晶を
   成長させることを特徴とするII−VI族化合物結晶の形成
   方法。 １５）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を前記非核形成
   面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の内部に形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１５項記載のII−VI族化合物結晶の
   形成方法。 １６）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を前記非核形成
   面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の面上に形成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１５項記載のII−VI族化合物結晶の
   形成方法。 １７）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を区画化して複
   数形成することを特徴とする特許請求の範囲第１５項に
   記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。 １８）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を規則的に区画
   化して複数形成することを特徴とする特許請求の範囲第
   １５項に記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。 １９）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を不規則に区画
   化して複数形成することを特徴とする特許請求の範囲第
   １５項に記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。 ２０）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を格子状に形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１５項に記載の
   II−VI族化合物結晶の形成方法。 ２１）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を区画化して複
   数設け、該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）のそれぞれより
   、単結晶を成長させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項に記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。 ２２）前記それぞれの核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より
   成長させる単結晶を該各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）方
   向に該核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を越えて成長させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２１項記載のII−V
   I族化合物結晶の形成方法。 ２３）各核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）より成長する単結
   晶を、隣り合う核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）間で隣接す
   る大きさまで成長させることを特徴とする特許請求の範
   囲第２１項に記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。 ２４）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を、前記非核形
   成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料を変質した材料
   で形成することを特徴とする特許請求の範囲第１４項に
   記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。 ２５）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を、イオン打込
   み法によって形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項に記載のII−VI族化合物結晶の形成方法２６）
   前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を、前記非核形成面（
   Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）を形成する材料より核形成密度の十分
   大きい材料を該非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）上に堆積
   させた後、十分微細にパターニングすることによって形
   成することを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載
   のII−VI族化合物結晶の形成方法。 ２７）前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を構成する材料
   からなる面を覆って前記非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）
   を形成し、該非核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｓ）の一部を除
   去して前記核形成面（Ｓ＿Ｎ＿Ｄ＿Ｌ）を露出させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載のII−V
   I族化合物結晶の形成方法。 ２８）前記基体を非晶質材料で構成することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１４項に記載のII−VI族化合物結晶
   の形成方法。 ２９）前記非晶質材料がＳｉＯ＿２であることを特徴と
   する特許請求の範囲第２８項記載のII−VI族化合物結晶
   の形成方法。 ３０）前記II−VI族化合物が二元系II−VI族化合物であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載のI
   I−VI族化合物結晶の形成方法。 ３１）前記II−VI族化合物が混晶II−VI族化合物である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項に記載のII−
   VI族化合物結晶の形成方法。 ３２）前記結晶形成処理をＭＯＣＶＤ法によって行うこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３０項に記載のII−V
   I族化合物結晶の形成方法。 ３３）前記II−VI化合物のII族元素がＩ族元素とIII族
   元素で置換されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項に記載のII−VI族化合物結晶の形成方法。