JPH0624893A - 半導体結晶の製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の組成をもち均質で高品質の二種半導体
成分からなる混晶の製造を目的とする。 【構成】 第一の半導体結晶を当該結晶よりも低融点を
もつ第二の半導体等の結晶，あるいは溶媒に溶融溶解し
た溶液あるいは融液中に，一個乃至複数個の貫通した穴
をもつ隔壁を設けて，当該溶液あるいは融液を結晶成長
部と溶質供給部とに分離する。溶質供給部の溶液に第一
の結晶あるいは第一と第二の結晶からなる原料結晶を接
触させて，当該溶質供給部溶液に溶質供給すると共に，
ピストンあるいは浮き坩堝等の機構を設けて，当該溶質
供給部溶液を隔壁に設けた穴を通じて，結晶成長部溶液
が一定量となるように結晶成長部に供給し，結晶成長部
溶液からチョクラルスキー法によって第一の半導体と第
二の半導体を所定の割合で含む混晶を引き上げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子材料の分野に属し，
二種の半導体同士を所定の割合で均質に混合させた混晶
半導体結晶の製造方法ならびに製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二種類の半導体を所定の割合で均質に混
合して，大型の高品質な単結晶を製造するには高度な技
術を必要とする。これまでこのような大型混晶（バルク
混晶）を成長する技術としてブリッジマン法，チョクラ
ルスキー法，帯溶融法等が開発されてきている。しかし
これらの従来技術は多くの問題を有しており，大型バル
ク混晶の成長に対して，いずれも研究段階にある。従来
技術である帯溶融法では混晶を構成する二種の半導体の
うちで一種のみを原料とすることはできない。目的とす
る組成比の原料結晶を製作することが必要不可欠であ
る。しかしながら原理的には所定の割合の二種の半導体
の均質な混合融液を偏析が起こらないように急冷して固
化させれば，原料結晶が得られるはずであるが，実際に
は二種の半導体間に比重差があるため，均質に混合した
融液を得ることが困難であり，また融液を急冷して固化
する際に高融点側の半導体の偏析が起こるので，均一組
成の原料結晶が得られなかった。これが帯溶融法を用い
て所定の組成を持つ高品質結晶を成長することに対して
大きな障害になっている。一方，通常のブリッジマン法
やチョクラルスキー法を用いて二種類の半導体結晶を溶
融混合した融液から，混晶を成長する方法では，組成
（二種類の半導体の混合比）が一定の混晶を成長するこ
とはできない。これは当該融液組成よりも二種の半導体
のうちで偏析係数の大きな成分（二種の半導体のうちで
高融点をもつ半導体成分）を多く含む固相が析出するた
め，成長が進むにつれて，融液中では偏析係数の小さな
成分，あるいは低融点側の半導体成分が増加する。した
がって，この融液から引き続き混晶成長をおこなうと，
成長する混晶組成は偏析係数の小さな成分，あるいは低
融点側の半導体成分が増加するような分布となる。ま
た，融液組成よりも高融点側の成分を多く含んだ固相を
析出するので，成長の進行に伴って，融点の低下が起こ
るため，成長を持続させるためには成長部，すなわち融
液と固相との界面近傍の温度を徐々に低下させる必要が
あった。このことは成長した混晶に必然的に組成勾配が
生ずることと表裏一体の問題点であった。これらの問題
点は本出願者らが先に行った発明（特願昭６０−１４３
６９３，公開特許公報（Ａ）昭６２−３０９７）の方
法，すなわち混晶を構成する二種類の半導体のうちで，
高融点側の半導体成分を供給しながら，チョクラルスキ
ー法で混晶成長を行う方法（以下では本方法を溶質供給
チョクラルスキー法と呼ぶことにする）によって，大部
分が解決された。同様な方法が中島らによってＧａｌｌ
ｉｕｍ Ａｒｓｅｎｉｄｅ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ
Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ１９９１，Ｉｎｓｔ．Ｐｈｙｓ．Ｃ
ｏｎｆ．Ｓｅｒ． Ｎｏ．１２０，ｃｈａｐｔｅｒ ２
ｐｐ．６２−７１ に報告されている図４は従来技術
である上記先願の発明を説明するためのものである。図
４（ａ）に示すごとく従来技術では一つの溶液溜すなわ
ち坩堝内に成長用溶液を満たし，当該溶液に目的とする
混晶を構成する二種の半導体成分のうちで高融点側の半
導体，あるいはその半導体成分を多く含む溶質供給用の
固相を接触させた状態で，当該溶液から第一の半導体と
第二の半導体を所定の割合で含む混晶を引上げるもので
ある。しかしこの方法には二つの大きな問題点があっ
た。第一に溶質供給用の固相が成長用溶液と直接接触し
ているため，成長用溶液中で生ずる対流等の影響を受け
易く，溶質の供給量が過剰となり易く，またその制御が
困難なことである。第４図（ｂ）は溶液３内の温度分布
の概略を示すものである。縦軸は溶液の縦方向の位置を
示し，横軸は温度を示す。Ｔ_ａは溶液の実温度分布に対
応する。一方Ｔ_１は溶液中に含まれる溶質の飽和温度
（溶液組成で決まり液相温度ともいう）に対応し，その
分布は溶質の濃度分布を反映している。対流によって溶
液が攪拌されるため，当該溶液中の溶質濃度分布は成長
部の固液界面２３近傍を除いてほぼ一様となる。一方固
液界面２３において過飽和分が結晶として析出するので
飽和温度となる。混晶成長の場合にはこの析出する固相
の組成は，液相組成よりも高融点側の半導体成分が多
い。そのため固液界面２３で飽和温度Ｔ_１は低下し，固
液界面２３における実温度Ｔ_ａと一致する。ところで，
チョクラルスキー法で結晶を引き上げる場合，実温度分
布は図４（ｂ）のごとく，原料結晶４の固液界面４３か
ら結晶成長部の固液界面２３に近づくにつれて温度が徐
々に低下するごとくなる。このとき成長部の固液界面２
３近傍において実温度Ｔ_ａよりも，飽和温度Ｔ_１が高く
なり，その部分が組成的過冷却状態になり，多結晶の発
生や樹枝状結晶の発生を引き起こすため大きな問題であ
った。従来技術において，上記の問題を解決する方法と
して，図４（ｂ’）に示すごとく原料結晶側と成長結晶
側との両固液界面における温度差が小さくなるような実
温度分布をとる方法と，第５図（ａ）に示すごとく原料
結晶４と溶液３との接触面積を小さくして，溶液への溶
質供給量を減少させることによって図５（ｂ）のごとく
原料結晶側の固液界面４３における実温度Ｔ_ａよりも飽
和温度Ｔ_１を低下させる方法とがある。しかし，図４
（ｂ’）のような実温度分布を実現することは困難であ
る。一方図５に示す方法では成長が進むに伴って原料結
晶４は溶解してすぐに消耗するから大型結晶の成長は困
難である。従来技術の第二の問題点は，結晶の引き上げ
が進むに伴い，成長用溶液の量が減少することである。
この減少が成長溶液における溶質の移動や実温度分布に
影響を与え，また成長部における固液界面２３の位置の
降下に伴う固液界面の温度変化を引きおこす。そのため
これが引き上げられる結晶の組成，成長速度，直径等に
影響を及ぼし，均質で高品質の混晶を得難くする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の溶質供
給チョクラルスキー法の問題点であった溶質供給量の制
御の問題と，混晶の成長が進行すると共に成長用溶液
（融液）量が減少することによって生ずる固液界面の位
置の変化の問題を解決した所定の組成（混晶比）をもつ
大型で高品質の混晶の成長技術を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は一種類の半導体
等の結晶を当該結晶よりも低融点をもつ別種類の半導体
等の結晶あるいは溶媒に溶融溶解した溶液あるいは融液
中に、一個乃至複数個の貫通した穴をもつ隔壁を設け
て、当該溶液あるいは融液を結晶成長部と溶質供給部と
に分離し、溶質供給部の溶液に二種の半導体のうちで少
なくとも一方からなる原料結晶を接触させて、当該溶質
供給部溶液に溶質供給すると共に、ピストンあるいは浮
き坩堝等の機構を設けて、当該溶質供給部溶液を隔壁に
設けた穴を通じて、結晶成長部溶液が一定量となるよう
に結晶成長部に供給し、結晶成長部溶液からチョクラル
スキー法によって第一の半導体と第二の半導体を所定の
割合で含む混晶を引き上げることを最も重要な特徴とす
る。従来の技術とは結晶成長部溶液に溶質供給用の原料
結晶が直接接触していない点と、結晶成長部の溶液量を
一定にできる点が異なる。

【０００５】

【作用】本発明の特徴を明白にするために図面を用いて
説明する。図１（ａ）は本発明の製造方法の実施に用い
る結晶成長装置の結晶成長に直接関与する部分の概略を
示す断面構造図である。１は種子結晶、２は引き上げ中
の成長結晶、３は成長用の溶液（融液）、３０は溶質供
給部の溶液（融液）、４は溶質供給用の原料結晶、５は
坩堝、５０は溶質供給部の溶液３０と成長用溶液３の間
に挿入された隔壁で、その隔壁には一個乃至複数個の貫
通した穴５１が設けられている。さらに隔壁５０は適切
な方法、例えば浮力によって上下に移動することにより
成長用溶液３の量を制御できるようになされている。穴
５１は、溶質供給部から成長部へ供給される溶質量を制
御するためのもので、その寸法、位置ならびに個数は目
的に合致するように設定されることは勿論である。本発
明の均質バルク混晶成長の組成制御法の原理は、前述し
た先願発明（昭和４０年特許願第１４３６９３号）と同
一のものを利用する。すなわち、二元合金系、あるいは
それぞれの化合物を構成する成分のうち一成分元素を共
通とする二種の化合物同士からなる擬二元合金系におい
て、液相ならびに固相が熱平衡にあれば、温度によって
液相ならびに固相の組成が一義的に決定されることに立
脚している。いま、図１（ａ）に示す成長系の成長軸方
向の中心部の実温度分布が、図１（ｂ）のＴａのごと
く、溶質供給部でＴａが一定であり、結晶成長部におい
て成長結晶２と溶液３との固液界面２３に近づくにつれ
て温度が徐々に降下するような分布にした場合について
説明する。電気炉等の適当な加熱装置によって坩堝５を
均一に加熱することによって、溶質供給部の溶液３０と
溶質供給用原料結晶４とは熱平衡に近い状態となる。勿
論、貫通穴５１を通じて溶液３０から成長用溶液３への
溶質の供給によって、貫通穴５１近傍の溶液３０の溶質
濃度は低下するが、拡散や対流によって、溶質は周りか
らすぐに補給される。また、原料結晶４と溶液３０との
固液界面４３の面積が貫通穴５１の総面積よりも充分大
きくしておけば、原料結晶から溶液３０への溶質の供給
速度が貫通穴５１を通じて溶液３０から溶液３への溶質
の供給速度に比べて充分大きくできるから、溶液３０の
溶質濃度はその部分の実温度Ｔ_ａに対応する飽和濃度を
とる。勿論、単位時間当たりに貫通穴５１を通じて溶液
３へ供給される溶質の量と原料結晶４から溶液３０への
供給量とは平衡し、一致する。従って図１（ｂ）に示す
ごとく、溶質供給部における実温度分布Ｔ_ａと溶液の飽
和温度分布Ｔ_１とはほとんど一致した分布となる。一
方、結晶成長部側では隔壁に設けられた貫通穴５１によ
って溶液３へ適切な量に溶質が制御されて供給される。
結晶成長が継続している定常状態ではその供給された溶
質、混晶成長の場合には混晶を構成する高融点側の結晶
成分は拡散あるいは対流によって成長結晶側の固液界面
２３に輸送され、そこで成長結晶として析出する。混晶
成長の場合にはこの析出の際に溶液中に含まれる低融点
側の結晶成分を所定の割合で取り込み、所定の組成の混
晶を成長する。結晶成長時には成長結晶側の固液界面２
３の温度が最も低く、そこで実温度Ｔ_ａは溶質の飽和温
度Ｔ_１とほとんど等しくなっている。本発明の方法では
固液界面２３以外の部分では実温度Ｔ_ａよりも溶質の飽
和温度Ｔ_１を低くできるから、組成的過冷却状態の発生
や溶質の過剰な供給に基づく固液界面２３以外の部分で
の結晶の析出が防止できるため、高品質の結晶成長がお
こなえるようになった。これは本発明の特徴の一つであ
る。本発明では安定な成長を得るために結晶成長部の溶
液３の量を一定に制御する方法を導入している。図１
（ａ）においては隔壁５０の位置制御に，Ｌｅｖｅｒｔ
ｏｎ がＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．８，（１９５８）ｐ
ｐ．１２４１−１２４４に報告した技術，すなわち浮力
を利用している。結晶成長の進行に伴い，結晶成長部３
の量が減少しようとするが，貫通穴５１を通じて溶質供
給部の溶液３０から自動的に溶液が供給されるから溶液
３の量を一定に保持することができる。勿論隔壁５０の
位置制御に浮力以外の方法を用いても良い。第２図
（ａ）は溶液３の液面と隔壁５０の相対位置を検出し，
機械的な方法で隔壁５０に矢印Ａの方向に駆動力を加え
て位置制御をおこなうものである。以上図１，および図
２は移動式の坩堝型隔壁を用いる場合について述べた
が，問題点の一つは成長の進行に伴って成長部の溶液３
の液面が降下し，当該液面と電気炉等の加熱装置との相
対位置が変化することである。これを防止するためには
成長の進行に伴って，加熱装置の位置を移動して溶液３
の液面と加熱装置との相対位置の変化を無くす必要があ
る。図３に固定式隔壁５０と，原料結晶４を押し上げる
ためのピストン６０を用いた例を示す。本例では溶液３
の液面の位置を検出し，液面の位置が変化しないように
ピストンを操作し，結晶引上げによって生ずる溶液３の
減少分を隔壁に設けた貫通穴を介して溶液３０から補給
する。本例の特徴は溶液３の液面の位置と加熱装置との
相対位置が変化しないために安定な成長がおこなえるこ
と，およびシリンダー状の坩堝５を用いているので，溶
液３０の仕込量，および溶質供給用原料４の大きさを変
えることができるので任意の大きさの結晶引き上げに対
応できる点にある。以上図１，図２および図３の三つの
例について述べたが，本発明はこれ以外でも勿論実施で
きることは可能である。また隔壁に設けた貫通穴５１を
通じて溶質供給部から結晶成長部へ供給される溶質量を
直接的に制御する方法として，貫通穴に栓を設け，それ
を開閉する方法をとればよい。また磁界の印加による対
流制御，貫通穴に電流を通じてイオンのマイグレーショ
ンを制御することによっても上記供給量の直接制御が可
能である。

【０００６】

【実施例】

（イ）まず図１の坩堝５に所定の形状に整形し、且つエ
ッチング処理で表面の酸化膜等を除去した所定量のＧａ
Ｓｂ多結晶インゴットを原料結晶４として挿入する。も
しインゴットの形状が坩堝の形状に合わない場合には、
原料結晶の上にアンチモンの解離防止のために酸化硼素
あるいは塩化ナトリウム等の液体カプセル用材料を適量
加える。つぎに高純度のアルゴンガスあるいは窒素ガス
あるいは水素ガス等の雰囲気中で７５０℃程度に加熱し
てＧａＳｂ原料結晶を溶解させ、坩堝底部にＧａＳｂ原
料結晶４を鋳造配置する。そして冷却後、液体カプセル
材料を適当な方法たとえばメタノール等を用いて除去
し，その上に予め調整した所定の組成をもつ成長溶液用
の多結晶（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂを所定量加える。例えば，
ｘ＝０．７の（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂの混晶の成長を目的と
する場合には，成長溶液の原料となる（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓ
ｂの組成はＸ＝０．２とすればよい。勿論この成長溶液
３用多結晶（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂの組成は実用上充分な均
一性をもち，且つエッチング等により，その表面から酸
化膜や汚染物質を充分除去していなければならない。こ
の原料結晶は隔壁５０内に仕込み融解させることによっ
て，坩堝５内に漏れ出させて所定の配置にすることもで
きる。隔壁５０の貫通穴は，たとえば直径４ｍｍ，長さ
５ｍｍでよいが，溶液の性質によって変えればよい。必
要であれば，成長溶液３用の（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ多結晶
上にＢ_２Ｏ_３などの液体カプセル７用材料を加える。成
長時にこの液体カプセルの粘性を適度にすることが必要
であり，そのためにはアルカリ金属の弗化物や酸化物の
うちの適当なものを適量添加して使用すれば良い。引上
げに必要な種子結晶１用（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂは目的とす
る混晶組成と軸方位をもつ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ単結晶を
所定の形状に加工した後，研磨，エッチング等により加
工層を除去し，また表面の酸化膜ならびに汚染を充分取
り除く。このようにした種子結晶を成長装置の種子結晶
固定チャックに取り付ける。以上のごとく，成長装置に
材料を仕込んだ後，反応管内に高純度水素を所定の流量
でながし，ある時間例えば１時間程度そのまま保ち，反
応管内の残留水分および酸素などを除去する。反応管内
に加えるガスの圧力は成長温度での（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ
の解離圧が低いので１気圧程度で充分である。次に電気
炉に電流を通じ，成長溶液３用の（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ多
結晶が丁度溶解するまで昇温する。その温度はＩｎ−Ｇ
ａ−Ｓｂ溶液組成Ｘによって異なるが，Ｘ＝０．５の場
合６７５℃となる。昇温後，隔壁５０を下げて成長用溶
液を隔壁内に導入する。勿論，隔壁５０を固定しておき
坩堝５０を上げてもよい。成長系内の温度が定常状態の
達した後，種子結晶を降下させ，Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｂ成長
溶液３に種子結晶の先端を浸して，その先端が多少当該
成長溶液に溶解する程度保った後，引上げを開始する。
この（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ混晶の引き上げ初期に，いわゆ
るネッキングを施すなど，通常のＬＥＣ法に用いられて
いるような既知の技術を応用することは勿論である。結
晶引き上げの進行と共に，ピストン機構によって坩堝５
を押し上げ，隔壁５０内の成長界面２３の高さ，したが
って成長溶液３の体積が常に一定となるようにする。こ
のようにして引上げた（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ混晶の具体例
を示す。Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｂ成長溶液３の組成および仕込
量，Ｘ＝０．２および５０ｇ，原料４用多結晶ＧａＳｂ
の仕込量１００ｇ，引上げ軸方位（１１１），回転速度
２０ｒｐｍ，引上げ速度５ｍｍ／ｈ，成長温度５９５℃
で引上げた結果，直径２５ｍｍ，長さ１０ｃｍ，混晶組
成ｘ＝０．７の（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｂ混晶が得られた。 （ロ）原料多結晶４としてＧａＡｓを用い，成長用溶液
３として所定の組成，例えばＸ＝０．３５，の（Ｉｎ，
Ｇａ）Ａｓ多結晶を仕込み，種子結晶１として所定の固
相組成，たとえばｘ＝０．８５，と引き上げ軸方向，た
とえば（１１１），をもつ（Ｉｎ，Ｇａ）Ａｓ混晶を用
い，所定の温度，たとえば１１００℃，で引き上げをお
こなった結果，組成ｘ＝０．８５の（Ｉｎ，Ｇａ）Ａｓ
三元混晶を成長できた。なおこの場合，反応管内には砒
素の解離を防止するため，１．５気圧の高純度窒素ガス
を充填した。本研究によって任意の組成の混晶が成長で
きたが，とくにｘ≧０．６の組成範囲において高品質の
混晶が得られ，本方法が有効であることが判った。 （ハ）原料多結晶４としてＧａＰを用い，成長用溶液３
として所定の液相組成，たとえばＸ＝０．２，となるよ
うな（Ｉｎ，Ｇａ）Ｐ多結晶を仕込み，種子結晶として
所定の固相組成，たとえばｘ＝０．７５，と軸方向，た
とえば（１１１）をもつ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｐを用いて引上
げをおこない，Ｉｎ_０．２５Ｇａ_０．７５Ｐ三元混晶を
引上げることができた。なお印加ガス圧は３０気圧であ
った。本方法によって任意に組成の混晶が成長できた
が，特にｘ≧０．５の組成範囲において均質組成の混晶
が得られ，本方法が有効であることが判った。 （ニ）原料多結晶４としてＧａＰを用い，成長用溶液３
として所定の液相組成，たとえばＸ＝０．１５，となる
ようなＧａ（Ａｓ，Ｐ）多結晶を仕込み，種子結晶とし
て所定の固相組成，たとえばｘ＝０．３５，と成長軸方
位，たとえば（１００）をもつＧａ（Ａｓ，Ｐ）混晶を
用いて引上げを行い，ＧａＡｓ_０．６５Ｐ_０．３５三元
混晶を成長した。なお本実施例においては燐の解離圧が
高いため，成長系全体に３０〜５０気圧のガス圧を印可
できるような引上げ装置を使用した。本方法によって任
意の組成の混晶が成長できたが，特にｘ≧０．２の組成
範囲において高品質の混晶が得られ，本方法が有効であ
ることが判った。もちろん，この場合のように高圧を要
する時には，通常のＬＥＣ装置と同様の圧力の印加方法
を採れば，本方法による均一組成の混晶の引上げが実施
できることはいうまでもない。 （ホ）原料多結晶４としてＡｌＡｓを用い，成長用溶液
３として所定の液相組成，たとえばＸ＝０．１，となる
ような（Ｇａ，Ａｌ）Ａｓ多結晶を仕込み，種子結晶と
して所定の固相組成，たとえばｘ＝０．５，と軸方向，
たとえば（１１１），をもつ（Ｇａ，Ａｌ）Ａｓを用い
て引上げを行い，Ｇａ_０．５Ａｌ_０．５Ａｓ三元混晶を
引き上げることができた。なお印加ガス圧は３気圧であ
った。本方法によって任意の組成の混晶が成長できた
が，特にｘ≦０．７の組成範囲において高品質の混晶が
得られ，本方法が有効であることが判った。 （ヘ）原料多結晶としてＳｉを用い，成長用溶液３とし
て所定の組成，たとえばＸ＝０．１５，のＧｅＳｉ多結
晶を仕込み，種子結晶１として所定の固相組成，たとえ
ばｘ＝０．４，と引き上げ軸方向，たとえば（１１
１），をもつＧｅＳｉ混晶を用い，所定の温度，たとえ
ば１１００℃，で引き上げを行った結果，組成ｘ＝０．
４のＧｅＳｉ混晶を成長できた。本方法によって任意の
組成の混晶が成長できたが，とくにｘ≧０．４の組成範
囲において高品質な混晶が得られ，本方法が有効である
ことが判った。

【０００７】

【発明の効果】貫通穴をもった隔壁によって本発明の結
晶成長系を，溶質供給部と結晶成長部とに分離した結
果，まず溶質供給部において原料結晶と溶液とを接触さ
せて，所定の温度で溶質を飽和溶解できるために，所定
の組成をもつ溶質供給用の安定した溶液が得られるよう
になった。次に貫通穴の寸法，個数，配置を適宜設定す
ることによって，溶質供給部から結晶成長部へ一定の割
合で溶質を供給できるようになった。さらに結晶成長部
では実温度よりも飽和温度（組成で決まる液相温度）が
低くできるよう用になったため，溶液中での組成的過冷
却や，溶質の過剰に基づく樹枝状結晶の発生を防止でき
るようになった。また、ピストン等の機構によって成長
部の溶液量を成長期間中不変に保てるようになり、結晶
や混晶の成長条件を厳密に一定化することができるよう
になった。このことは混晶組成の均一化だけでなく、結
晶の質的均一化も可能とするものである。以上に述べた
本発明の諸効果により，所定の組成をもち均質で高品質
のＧｅＳｉ等の二元系合金結晶およびＩＩＩ−Ｖ族化合
物の三元混晶が成長できる方法を確立し，また本方法を
実施するための装置が実現できた。本発明の効果は上記
の混晶以外の混晶，たとえばＩＩ−ＶＩ族化合物同士や
Ｇｅ−ＧａＡｓ，等の元素半導体と化合物半導体同士の
混晶の成長が可能であるだけでなく，ＫＴＰやＢＢＯと
いった酸化物結晶の均一組成化にも大きな効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造方法の実施に用いる装置の断面
構造図の一例

【図２】 本発明の製造方法の実施に用いる装置の断面
構造図の一例

【図３】 本発明の製造方法の実施に用いる装置の断面
構造図の一例

【図４】 先願発明の説明図

【図５】 先願発明の説明図

【符号の説明】

１は種子結晶 ２は成長結晶 ３は成長用溶液 ４は溶質供給用原料結晶 ５は坩堝 ２３は成長結晶と成長用溶液との界面 ３０は溶質供給部溶液 ４３は原料結晶と溶質供給部溶液との界面 ５０は隔壁 ５１は貫通穴 ６０はピストン Ｔ_１は液相温度（飽和温度） Ｔ_ａは実温度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一の半導体等の結晶を，当該結晶よりも
   低融点をもつ第二の半導体等の結晶あるいは溶媒に溶融
   溶解した溶液あるいは融液中に，一個乃至複数個の貫通
   した穴をもつ隔壁を設けて，当該溶液あるいは融液を結
   晶成長部と溶質供給部とに分離し，溶質供給部の溶液に
   第一の結晶，あるいは第一の結晶と第二の結晶とからな
   る原料結晶を接触させて，当該溶質供給部溶液に溶質供
   給すると共に，当該溶質供給部溶液から隔壁に設けた上
   記貫通した穴を通じて，溶質を成長部溶液に供給しなが
   ら，結晶成長部溶液から第一の結晶と第二の結晶を含む
   混晶を引上げることを特徴とする，半導体結晶の製造方
   法および装置。
2. 【請求項２】ピストンあるいは浮き坩堝等の，溶質供給
   部から結晶成長部への溶液補給機構を有することを特徴
   とする請求項１の半導体結晶の製造方法および装置。
3. 【請求項３】成長しようとする混晶がアンチモン化イン
   ジウムとアンチモン化ガリウム，砒化インジウムと砒化
   ガリウム，砒化ガリウムと燐化ガリウム，燐化ガリウム
   と燐化インジウム，砒化ガリウムと砒化アルミニウム，
   等のニ成分から構成されることを特徴とする請求項１の
   半導体結晶の製造方法および装置。
4. 【請求項４】成長しようとする混晶がゲルマニウムとシ
   リコンの二成分から構成されることを特徴とする請求項
   １の半導体結晶の製造方法および装置。