JPS5938185B2 - ひ化ガリウム単結晶の製造方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボート成長法による断面積が大きく、かつ転位
密度が小さいひ化ガリウム（ＧａＡ８ ）単結晶の製造
方法およびその装置に関するものである。

純粋な地に不純物を添加したｎ形、ｐ形又は半絶縁性ひ
化ガリウム単結晶のボー ト成長法による製造法につい
ては、既に数多く公表されている（特公昭４８−３５８
６１号、特開昭５１−１８４７１号、特開昭５１−１８
４７２号等）。

先ず、これらのうち代表的な例を述べる。

第１図はいわゆる二温度形水平式ブリッジマン法の結晶
成長炉の構成図、炉内温度分布図および結晶成長用容器
の例を示す図である。

横軸はこの成長炉の内部の位置を示し、縦軸は炉内温度
を示し℃いる。

図において、１は、ひ化ガリウムの融液２を保持する高
純度石英製ボート６を収容した高純度石英製容器で、３
は成長した少量のひ化ガリウム単結晶又はひ化ガリウム
の種結晶、４はひ素（Ａｓ）の蒸気圧を制御するための
過剰ひ素である。

７゜９は高温加熱部Ａと低温加熱部Ｃに分けられた電気
炉を模式的に示したものである。

ここで高温加熱部の温度Ｔ１は１２５０°〜１２７５°
Ｃ１低温加熱部の温度Ｔ３は６０５°〜６２０°Ｃに加
熱保持される。

容器１は予めＩ Ｏ”−５ｒｕｎ Ｈを以下の高真空に
封入されるが、容器１を炉内に挿入後定常状態に達する
と、過剰のひ素４によって容器１内にはひ素の蒸気が充
満し、約１気圧に保たれる。

この状態で電気炉７．９を容器１に対して相対的に左に
向って５〜５０関／時の速度で移動させることによって
ひ化ガリウムの単結晶化ができる。

この方法は、高温加熱部（温度Ｔ１）と低温加熱部（温
度Ｔ３）の間の温度勾配が大きいので、転位密度が太き
（なり、小断面積（５ｃｒＡ以下）の単結晶でも通常２
×１０３ｃＩｆＬ−２以上となってしまい、断面積が９
ｄ以上ではＩ Ｘ １０５ｃｒｎ−２を越えてしまう。

そこでこの欠点を改良する方法として三温度形の方法が
特公昭４８−３５８６１号、特開昭５１−１８４７１号
等により提案された。

第２図はいわゆる三温度形水平式ブリッジマン法の結晶
成長炉の構成図、炉内温度分布図および結晶成長用容器
の例を示す図である。

横軸および縦軸は第１図と同様のものを示す。

図において、１は、ひ化ガリウムの融液２を保持する高
純度石英製ボート６を収容した高純度石英製容器で、３
は成長した少量のひ化ガリウム単結晶又はひ化ガリウム
の種結晶、４はひ素の蒸気圧を制御するための過剰ひ素
である。

？、８．９は各々高温加熱部Ａと中間温度加熱部Ｂおよ
び低温加熱部Ｃに分けられた電気炉を模式的に示してい
る。

ここで高温加熱部の温度Ｔ、は約１２４５°〜１２７０
°Ｃ１中間温度加熱部の温度Ｔ２は１０８０°〜１２２
０℃、好ましくは１１００°〜１２００℃、低温加熱部
の温度Ｔ３は６０５°〜６２０℃に加熱保持される。

容器１は第１図に示す場合と同様に、炉内に挿入後定常
状態に達すると、約１気圧のひ素で充満される。

５は、ボート６を収容する室とひ素を収容する室の間に
設けられた細孔部で、ひ素の蒸気の流通は認められるが
、ガリウムの酸化物やシリコンの酸化物の蒸気の拡散を
阻害するものである。

又細孔部５のひ素収容室との境界線と中間温度加熱部の
最低温度位置との距離Ｌ２を、ボート６の全長Ｌ１ に
ほぼ等しくするか、又はより長（している。

このようにしてボート６内のひ化ガリウムの融液２とひ
化ガリウム種結晶３を接続した後、電気炉？、８．９を
石英容器１に対して相対的に左に向って２〜１０ｍ／時
の速度で移動させることによってひ化ガリウムの単結晶
化ができる。

ここで高温加熱部（温度Ｔ、 ）と中間温度加熱部（
温度Ｔ２）の間の従来の温度勾配は２〜１０°Ｃ／Ｃｒ
ＩＬであった。

この方法は、温度勾配が比較的小さく、かつ中間温度加
熱部を有するため、凝固後の冷却過程において、結晶内
の長手方向の温度差が第１図の方法に比べ、小さくなり
、又成長速度も小さいため、結晶内の半径方向の温度差
も小さくなって、熱膨張の差による歪が小さく、転位の
発生又は増殖が少なくなり、断面積が約９ｃｄ未満の単
結晶では転位密度２×１０３ｃＩｒＬ−２以下のものを
得ることが可能であった。

しかしこの方法でも断面積が９ｃｒＩＬ以上となると、
再現性が悪くなり、転位密度が部分的に５×１０３ご２
のものが得られることはあるが、一般に２×１０４〜５
Ｘ １０’ｃｍ−２となる。

一方、爾後の工程であるエピタキシャル成長、フォトエ
ツチング等の工程の効率向上のためには、断面積の大き
いウェハーが切望されており、断面積が９−以上の単結
晶（（１００）面ウェハーとして１６ｃｄ以上）で、特
性上転位密度５ Ｘ １０３ご２以下の安定した単結晶
の製造が急務となっていた。

本発明は、上述の断面積が大きい単結晶におけるリネー
ジの発生、転位密度の増大の原因が凝固時から或温度ま
での温度勾配、固液界面の形状にあることに着目し、種
々の検討の結果酸されたもので、前述の三温度形水平式
ブリッジマン法における温度勾配を所定条件に限定し、
精度良く制御することにより、断面積が太き（、かつ転
位密度が小さい単結晶の製造法およびその装置を提供す
ると共に、該単結晶により歩留りの向上と爾後の工程の
効率向上を計ろうとするものである。

本発明の第１の発明は、ひ化ガリウム単結晶な三温度形
水平式ブリッジマン法により製造する方法において、高
温加熱部と中間温度加熱部との間の温度勾配中、１２３
８°Ｃ付近から１１８０°〜１２００°Ｃまでの間の温
度勾配を２〜ｂかつ前記１１８０°〜１２００℃から下
の温度勾配を２℃／ａｍ以下に精度良く制御して成長さ
せることを特徴とするもので、これにより、横断面積９
ｃｄ以上の大型単結晶でも、転位密度を約５×１０３ｃ
Ｉｎ−２以下にすることができる、ひ化ガリウム単結晶
を製造する方法である。

本発明の第２の発明は、ひ化ガリウム単結晶を水平式ブ
リッジマン法により成長させる単結晶成長装置において
、固液界面観察用の覗き窓の両側の位置にある、高温加
熱部の中間温度加熱部側の端部と中間温度加熱部の高温
加熱部側の端部に、それぞれ独立に制御しうる加熱体を
設けたことを特徴とするひ化ガリウム単結晶成長装置で
ある。

この発明において、少くとも高温加熱部の中間温度加熱
部側の端部に設けられた加熱体が、横断面内で複数個に
分割された加熱体より成り、かつ該各部熱体がそれぞれ
独立に制御し５るように構成されることが好ましい。

さらにこのような加熱体を設けることにより、本発明の
第１の発明において、ひ化ガリウムの存在する範囲の横
断面の上下方向の温度勾配を１〜５°Ｃ／ａｍとし、か
つ上方程温度を低（して精度良く制御することが好まし
い。

なお、加熱体を上下に分割する試みはすでに提案されて
おり、例えば特公昭５４−５３９７号によれば、下部に
樋状発熱体を設け、上部に長手方向に炉のほぼ全長にわ
たって伸びた棒状の発熱体を設け、このような２つの発
熱体をそれぞれ独立に作動させるようにした装置がある
。

しかしながら、この提案においては、本発明におけるよ
うな長手方向の固液界面付近からより低温側にわたる温
度勾配の精密制御の重要性についての認識がなく、特に
固液界面観察用の覗き窓の設は方についての記載がない
ので、大形単結晶の工業的な製造の為には再現性を欠（
欠点があった。

又特公昭５３−５８６７号にも、上下に温度差を作るた
めに上部に熱放散部を設けることがすでに提案されてい
るが、精密な制御は困難であった。

本発明の対象となるひ化ガリウム単結晶は、純粋な地に
、Ｓ ｉｅ Ｓ ｎ ｓ Ｔ ｅ ｓ Ｓ ｓ Ｓ ｅ
等のドナー不純物を添加したｎ形、Ｚｎ５Ｃａ等のアク
セプター不純物を添加したｐ形、又はＣｒ、Ｏ。

Ｆｅ、Ｖ等の不純物を添加し、１０６Ω−儂以上の比抵
抗を有せしめた半絶縁性のひ化ガリウム単結晶である。

以下、本発明を図面を用いて実施例により説明する。

本発明において、三温度形水平ブリッジマン法とは、第
２図を用いて説明したような方法、すなわち、結晶成長
炉として、上述のように、約１２４５°〜１２７０℃の
高温加熱部と約１１００゜〜１２００℃の中間温度加熱
部とひ素の蒸気がほぼ１気圧になる程度の加熱を行う低
温加熱部を具備するものを用い、ひ化ガリウムを収容す
るボートを収容する密封容器として、該ボートを収容す
る室とひ素を収容する室とそれらの室の間に設けられた
ひ素の流通は認められるがガリウムの酸化物やシリコン
の酸化物の蒸気の拡散を阻害する細孔部とより成るもの
を用い、上記結晶成長炉を上記密封容器に対して相対的
に移動させることによってひ化ガリウム単結晶を成長さ
せる方法を意味する。

本発明の特徴の一つは、加熱部間の温度勾配を所定の条
件に規定した点にある。

第３図は従来法と本発明法の実施例における炉内温度分
布の一部を示す図で、高温加熱部（温度Ｔ１ ）と中間
温度加熱部（温度Ｔ２）の間の温度勾配Ｇを示す。

従来、この温度勾配Ｇは、約２〜１０°Ｃ／ｃｍと広い
範囲にとられており、図ではひ化ガリウムの融点（１２
３８℃）付近で２℃／ｃｍ、１２３０°〜１１７０℃の
範囲で約６℃／ｃｍである。

しかし本発明においては、ひ化ガリウムの融点（１２３
８℃）付近から１１８０°〜１２００℃までの間の温度
勾配Ｇを２〜ｂ °Ｃ７ｃｍ ）、かつ前記１１８０°〜１２００℃から
下の温度勾配Ｇを２℃／ｃｍ以下の（図では２℃／ｃｒ
ｒＬ）の２段に規定し、かつ精度良（制御するものであ
る。

これは、成長させた単結晶の転位、リネージ等の欠陥は
、結晶凝固時の固液界面の形状、凝固後の冷却過程に左
右されるとの本発明者らの知見に基づいて、種々の試行
錯誤の結果得られた条件である。

なお、中間温度加熱部が１２００℃又はこれに近い場合
には上記２段目の温度勾配条件は自動的に満たされる。

第４図は成長結晶縦断面の固液界面の状態の例を示す図
で、イ図では結晶上部り部、開底部Ｅ点より固体Ｓ側に
凹んでおり、Ｆ点付近の結晶中に、熱膨張の差や固体化
による体積膨張などによって応力σが残留し、その結果
リネージが発生する。

−刃口図では固液界面は平担であり、応力σ力唯由表面
（Ｄ点側）やボート側（Ｅ点側）へ逃げることができる
ので、応力σが残留せず、リネージが発生しにくい。

Ｌは液体を示す。このよ５な固液界面の状態は、結晶凝
固部の加熱パターン、すなわち、温度勾配、中間部熱部
温度に依存し、この界面を平担にするには、熱の放散が
主として成長結晶を通じて起るようにすれば良い。

一方、結晶の断面積が太き（なる程、外側と内部の温度
差が大きくなり、イ図に示すような凹状の固液界面にな
り易く、そのためリネージが発生し易い。

本発明では、温度勾配を上述のように規定することによ
って、横断面積が９ｃｒＡ以上に大きい単結晶でも、熱
の放散が主として成長結晶を通じて起り、口図に示すよ
うな平担な固液界面が得られるので、リネージが発生せ
ず、かつ転位密度が全体に亘り５ Ｘ １０３ｃｍ−２
以下の単結晶が得られるのである。

なお、固液界面がＤ−Ｅのように融液りに向って傾斜す
るのは、一般に成長結晶Ｓの上面からの輻射による熱放
散のためである。

１２３８℃付近から１１８０°〜１２００’Ｃまでの間
の温度勾配Ｇが２°Ｃ／ｃｒｆＬ未満では、組成的過冷
現象を起し易（なり、５°Ｃ／ｃｍを越えると実質的に
１１８０°〜１２００°Ｃから下の温度勾配をゆるくす
ることが困難となる。

又１１８０°〜１２００℃から下の温度勾配Ｇが２°Ｃ
／ａｍを越えると、成長結晶の外周部からの熱放散が太
き（なって、固液界面形状を悪化させて平担でなくなる
。

次に、第４図口における固液界面の傾斜を適当にするた
めには、長手方向の温度勾配と共に、横断面の上下方向
の温度勾配が重要である。

このためには、１２３８℃付近の温度勾配において、ひ
化ガリウムの存在する範囲、すなわちボート部の上下方
向の温度勾配を１〜５°Ｃ／ｃｒｒＬとし、かつ上方程
温度を低（して精度良く匍脚することにより、適当な傾
斜が得られ、歪が逃げ易く、かつ単結晶の尾部の最後に
固まる部分で歪が集中することがないようになし得る。

温度勾配が上述の１〜５°Ｃ／ｃｍから外れると、界面
の傾斜が潜又はゆるくなり過ぎ、転位、リネージが発生
し易（なる。

又本発明においては、高温加熱部と中間温度加熱部の間
の温度勾配と共に高温加熱部の最高温度を、最初３．第
９図に示す単結晶のシード部１２に続く首部Ｘを成長さ
せる際、高く（１２５３°〜１２５５°Ｃ）Ｌ、直胴部
Ｙを成長させる際Ｑζこれより低（（１２４３°〜１２
４５°Ｃ）なるように、温度プロフィルを成長とともに
プログラム化することが望ましい。

なお第９図は本発明の実施例により成長させた単結晶の
例を示す縦断面図で、２は尾部を示す。

この方法により、単結晶の直胴部Ｙの成長中、ひ化ガリ
ウムを溶解する範囲内で、最高温度をできるだけ低く保
持することにより、固液界面付近の温度勾配なゆる（、
かつ均一に保ち、結晶の断面積が太き（なっても、より
平担な固液界面が得られ易（、リネージの発生が防止さ
れる効果がある。

又本発明において、単結晶の凝固以後の成長方向の温度
勾配は、最初シード部に続く首部Ｘを成長する際は比較
的大きく、直胴部Ｙを成長する際はゆるくするよう、例
えば中間温度加熱部の温度を、首部Ｘでは低く、直胴部
Ｙでは高くするように、温度プロフィルを成長と共にプ
ログラム化することが望ましい。

実施例 ｌ： 本実施例に使用した結晶成長炉の構成図は第５図、第６
図イ１口に示す通りで、第５図は従来の、第６図イ１口
はそれぞれ本発明の実施例の炉を示す。

図において、Ａ□ ｓ Ａ２ ｓ Ａ３は高温加熱部
、Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３は中間温度加熱部、Ｃ□ 、Ｃ２゜
Ｃ３は低温加熱部である。

１０は覗き窓で、ここに結晶の固液界面（温度１２３８
°Ｃ）が存在する。

第５図に示す従来の炉では、加熱部、Ａ１．Ｂ□。

Ｃ０はそれぞれ軸方向に並べられた３個の管状の加熱体
１１より構成されており、加熱体１１は、例工ば円周巻
のヒーターより成り、個々にすなわち９個のコントロー
ラーで温度制御されるようになっている。

又固液界面を観察するための覗き窓１０はへ〇部の右端
のヒーター１１内に設けられている。

第６図イに示す本発明による炉では、加熱部Ａ２および
Ｂ２の覗き窓１０側にそれぞれ設けられた加熱炉は、そ
れぞれ上下に二つに分割された加熱体ａ、ｂおよびｃ、
ｄから構成され、他の加熱炉は第５図と同様な管状の加
熱体１１から構成されている。

加熱体ａ＊ ｂ ｓ ｃ ｓ ｄ ｆζ例えば図に示す
ような波形ヒーターより成る。

この場合、温度制御は加熱体ａｓ ｋ） ｓ Ｃｓ ｄ
毎にそれぞれ独立に行なわれ、合計１１個のコントロー
ラーで行われる。

第６図口に示す本発明による他の炉では、加熱部Ａ３の
覗き窓１０側の加熱炉は、上下に二つに分割された加熱
体ａ、ｂより構成され、他の加熱炉は第５図と同様な管
状の加熱体１１から構成されている。

但し加熱部Ｂ２の覗き窓１０側には１個多い管状の加熱
体１１′が設けられている。

この場合温度制御は加熱体ａ、ｂｔｌｌ、１１′毎に独
立して行われ、合計１１個のコントローラーで行われる
。

なお、前述の特公昭５３−５８６７号に記載されている
ように、覗き窓１０を放熱部として利用する場合には、
第６図口の分割された加熱体ａ。

ｂをまとめて、加熱体１１′のようにしてもよい。

但しこの場合には、上下方向の温度勾配は覗き窓の構造
によって規定されてしまうことになる。

本発明において、覗き窓１０付近で分割された加熱体ａ
ｇ ｂ ｚ Ｃｇ ｄおよび１１′は、結晶の固液界
面（温度１２３８℃）付近の温度勾配を精度良く制御す
るためであり、上下又は横断面内で複数個に分割され、
かつ個々に温度制御される加熱体は、少（とも１２３８
℃付近から上の温度分布を有する、高温加熱部の中間温
度加熱部側の端部に必要である。

又必要により１２３８°Ｃ付近から下の温度分布を有す
る、中間温度加熱部の高温加熱部側の端部に設ける。

第６図イに示す結晶成長炉の場合の炉内の温度分布図は
、第３図に本発明法の実施例として示し。

たものである。

次に第５図および第６図イに示す炉について、第１図に
示す横断面において、■〜■の６点の温度分布を測定し
た結果は表１および表２に示す通りである。

表１は従来炉（第５図）、表２は本発明による炉（第６
図イ）を示し、位置は覗き窓の位置を０とし、それから
高温側の距離を十とし、低温側の距離を−とした。

表２に示す本発明によるものは、［Ｆ］〜■間のバラツ
キが、表１に示す従来炉より非常に小さく、精度良（制
御されていることが分る。

表２において、＋１０（１７７１と＋５ｃｆｒＬ、＋５
確之Ｏ儒、０ｃｒＩＬと一５ｃｒ／′Ｌの位置での温度
勾配（１２３８℃付近から１１８０°〜１２００°Ｃま
での間の温度勾配）は、それぞれ３．４〜４．０℃／ｃ
ｒｆＬ、４．８〜５．０℃／ｃｍ、 ２．２〜２．６
℃／αになっていることが分る。

さらに−５確上−１０ｃＩｒＬの位置での温度勾配（上
記以下の温度部分での温度勾配）は０．８〜１．２°Ｃ
／ｃｍとなっている。

０ｃＩｒＬと一５ｃｒｒＬの位置の温度勾配は２°Ｃ／
ｃｍ以下とする場合もある。

実施例 ２： 第６図イに示す本発明による結晶成長炉を使用し、表３
に示す３種類の寸法のＳｉドープひ化ガリウム単結晶を
成長させた。

第３図に示したような本発明法による炉内温度分布で、
成長速度を３〜５７１１ｊｎ／時として単結晶を成長さ
せた。

得られた結晶の長手方向に垂直な（１１１）Ｇａ面を３
Ｈ２Ｓ０４：ｌＨ２Ｏ□：１Ｈ２０を用いて室温で約３
０分間エツチングしてエッチピット密度を測定した結果
、結晶の先端部および後端部の転位密度は表４に示す通
りであったー 又この単結晶の（１００）面を溶融ＫＯＨで約８分間エ
ツチングしてエッチピット密度を測定した結果、はぼ同
じ値であった。

さらにこの単結晶をファンチルパラ法によってホール係
数を測定した結果、２９５°にでのキャリアー濃度が先
端部で２×１０１８ｃｒｒＬ−３、後端部で５ Ｘ １
０１８ｃＩｃ３であった。

これらの結果より、本発明により得られたひ化ガリウム
単結晶は、断面積が９ｃｒＡ以上の大きい単結晶でも２
×１０３ｃｒｆＬ−２以下の低転位密度のものが得られ
ることが分る。

実施例 ３： 第６図イに示す本発明による結晶成長炉を使用し、高温
加熱部の最高温度を、最初のシード部に続く首部Ｘ（第
９図）を成長させる際１２５３゜〜１２５５℃とし、直
胴部Ｙ（第９図）を成長させる際１２４３°〜１２４５
°Ｃとして、他は実施例２と同じ条件で、表３に示す３
種類の寸法のＳｉドープ、２種の濃度のＣｒドープおよ
びＴｅドープのひ化ガリウム単結晶を成長させた。

得られた単結晶の先端部のキャリアー濃度、先端部およ
び後端部の転位密度は表５に示す通りである。

表５より、本発明による単結晶の転位密度は断面積が大
きい程、増加する傾向があるが、断面積が９〜１１ｃｄ
の単−晶では、５×１Ｏ３ｃＩｒＬ−２以下の低転位密
度のものが得られ、断面積１４ｃｒＡの単結晶でも大部
分の転位密度が５ Ｘ Ｉ ０３ｃｍ−２以下のものが
得られることが分る。

なお、第６図イ９口では、加熱部Ａ２．Ａ３の固液界面
側（覗き窓側）の端部および加熱部Ｂ２の同じく端部に
設けられた加熱炉の加熱体を、上下に二つに分割したが
、本発明はこれに限られるものではな（、横断面内で二
つ以上の複数個、例えば第８図に示すように６個の加熱
体ｅに分割し、それぞれ独立に制御しうるようにしても
良い。

以上述べたように、本発明の方法は、ひ化ガリウム単結
晶を三温度形水平式ブリッジマン法により製造する方法
において、高温加熱部と中間温度加熱部との間の温度勾
配中、１２３８℃付近から、１１８０°〜１２００℃ま
での間の温度勾配を２〜５°Ｃ７ｃｍ、かつ前記１１８
０°〜１２００℃から下の温度勾配を２℃／ｃＩｒＬ以
下に精度良く制御して成長させるため、断面積が９ｃ４
以上の大型単結晶を成長させても、結晶の固液界面（温
度１２３８°ｃ ）が平担となり、熱膨張の差や固体化
による体積膨張などによって発生する応力が結晶内部に
残留せず、リネージの発生がなく、健全な単結晶が得ら
れ、かつ単結晶中の転位密度が５Ｘ１０３ｃｍ−″２以
下のものが再現性良（得られる効果がある。

又本発明の装置は、ひ化ガリウム単結晶を水平式ブリッ
ジマン法、特に三温度形水平式ブリッジマン法により成
長させる単結晶成長装置において固液界面観察用の覗き
窓の両側の位置にある、高温加熱部の中間温度加熱部側
の端部と中間温度加熱部の高温加熱部側の端部に、それ
ぞれ独立に制御し５る加熱体を設けたから、上記温度勾
配の制御が精密に行なえ、上述の本発明方法を適切に行
ない得る装置を提供するものである。

さらに少（とも高温加熱部の中間温度加熱部側の端部に
設けられた加熱体が、横断面内で複数個に分割された加
熱体より成り、かつ該加熱体がそれぞれ独立に制御しう
るように構成されることにより、上述の温度勾配に、断
面均一な温度分布で、精度良く制御することができ、断
面積が９ｃｒｊＤＪ、上の大型単結晶を製造するための
最適な成長装置を提供するものである。

上述のように、本発明は、断面積が大きい単結晶を製造
することにより、歩留りの向上と半導体装置加工工程の
効率向上を果たすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ二温度形および三温度形
水平式ブリッジマン法の結晶成長炉の構成図、炉内温度
分布図および結晶成長用容器の例を示す図である。 第３図は従来法と本発明法の実施例における炉内温度分
布の一部を示す図である。 第４図イ１口は成長結晶縦断面の固液界面の状態の２つ
の例を示す図である。 第５図は従来〕、第６図イ、用まそれぞれ本発明の実施
例の結晶成長炉の構成図である。 第７図は結晶成長炉の横断面における温度分布測定位置
を示す図である。 第８図は本発明装置の他の実施例における固液界面側加
熱体の横断面を示す図である。 第９図は本発明の実施例により成長させた単結晶の例を
示す縦断面図である。 １・・・石英製容器、２・・・ひ化ガリウムの融液、３
・・・成長したひ化ガリウム単結晶又はひ化ガリウム種
結晶、４・・・過剰ひ素、５・・・細孔部、６・・・ポ
ート、７・・・高温加熱部の炉、８・・・中間温度加熱
部の炉、９・・・低温加熱部の炉、１０・・・覗き窓、
ｉｉ、ｉｉ’・・・管状加熱体、１２・・・シード部、
ａ 、 ｂ 、 ｃ 、 ｄ。 ｅ・・・加熱体、Ａ、Ａ１ 、Ａ２ 、Ａ３・・・高温
加熱部、Ｂ、Ｂ１ 、Ｂ２ 、Ｂ３・・・中間温度加熱
部、Ｃ８Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・低温加熱部、Ｄ・・・
結晶上部の点、Ｅ・・・結晶底部の点、Ｆ・・・点、σ
・・・応力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ひ化ガリウム単結晶な三温度形水平式ブリッジマン
   法により製造する方法において、高温加熱部と中間温度
   加熱部との間の温度勾配中、１２３８℃付近から１１８
   ０°〜１２００℃までの間の温度勾配を２〜５°Ｃ／ｃ
   ｍ、かつ前記１１８０°〜１２００℃から下の温度勾配
   を２℃／ｃｒｒＬ以下に精度良く制御して成長させるこ
   とを特徴とするひ化ガリウム単結晶の製造方法。 ２ １２３８°Ｃ付近の温度勾配において、ひ化ガリウ
   ムの存在する範囲の横断面の上下方向の温度勾配を１〜
   ｂ して精度良く制御する特許請求の範囲第１項記載のひ化
   ガリウム単結晶の製造方法。 ３ ひ化カリウム単結晶を水平式ブリッジマン法により
   成長させる単結晶成長装置において、固液界面観察用の
   覗き窓の両側の位置にある、高温加熱部の中間温度加熱
   部側の端部と中間温度加熱部の高温加熱部側の端部に、
   それぞれ独立に制御しうる加熱体を設けたことを特徴と
   するひ化ガリウム単結晶成長装置。 ４ 少（とも高温加熱部の中間温度加熱部側の端部に設
   けられた加熱体が、横断面内で複数個に分割された加熱
   体より成り、かつ該谷幅熱体がそれぞれ独立に制御しう
   るように構成された特許請求の範囲第３項記載のひ化ガ
   リウム単結晶成長装置