(57)【要約】【課題】  バルク結晶の製造方法及びバルク結晶製造装置に関し、均熱板を用いることなくソース材料の底部中央部とバルク混晶結晶との衝突による成長中断を防止する。【解決手段】  成長装置内の成長方向に温度が傾斜している領域にゾーン成長用のルツボ１を配置し、ルツボ１内にソース材料５、メルト４、種結晶２を温度が高い方向から低い方向に順に配置するとともに、ソース材料５の外周部とルツボ１の内壁間に間隙８を設ける。【選択図】          図１
2006225177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長装置内の成長方向に温度が傾斜している領域にゾーン成長用のルツボを配置し、前記ルツボ内にソース材料、メルト、種結晶を温度が高い方向から低い方向に順に配置し、前記メルトに前記ソース材料を溶出させ、前記メルト中を伝播したソースを前記種結晶上に析出させることで結晶成長させるバルク結晶の製造方法において、前記ソース材料の外周部と前記ルツボの内壁間に間隙を設けることを特徴とするバルク結晶の製造方法。
【請求項２】
上記ソース材料の外周部と上記ルツボの内壁間にスペーサを挿入することを特徴とする請求項１記載のバルク結晶の製造方法。
【請求項３】
上記ソース材料が、上記ゾーン成長用のルツボの内径より小さな内径のルツボを用いて作製したソース材料であることを特徴とする請求項１または２に記載のバルク結晶の製造方法。                                                              
【請求項４】
上記メルトが溶液であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバルク結晶の製造方法。
【請求項５】
種結晶、メルト、ソース材料を順に収容するゾーン成長用のルツボ、前記ルツボの内径より外径の小さな前記ソース材料を前記ルツボの内壁に対して間隔を持って収容するためのスペーサ、前記ソース材料が前記ルツボ内に落下するのを防止するソース材料固定部材とを少なくとも備えたことを特徴とするバルク結晶製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバルク結晶の製造方法及びバルク結晶製造装置に関するものであり、特に、半導体レーザやフォトダイオードに代表される光デバイスや移動体端末や衛星通信用の電子デバイスを構成する化合物半導体結晶を成長させるための混晶バルク基板結晶を長尺化するための構成に特徴のあるバルク結晶の製造方法及びバルク結晶製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザやフォトダイオードに代表される光デバイスや移動体端末や衛星通信用の電子デバイスは主に化合物半導体を材料として製作されているが、このような化合物半導体を材料としたデバイスの多くは、基板結晶の上に、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法、ＭＢＥ（モレキュラー・ビーム・エピタキシャル成長）法、或いは、ＬＰＥ（液相エピタキシャル成長）法等のエピタキシャル成長で成長した結晶を用いており、成長基板としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、サファイア、Ｓｉ等が用いられている。
【０００３】
近年、様々な性能を有する化合物半導体デバイスの開発が進められており、これにつれてＧａＡｓ、ＩｎＰ、サファイア、Ｓｉなどの通常の市販基板では作製できないような新構造・設計のデバイスが検討されるようになってきた。
【０００４】
混晶半導体基板は、その結晶組成を制御することにより、格子定数、屈折率やエネルギギャップなどの基本物性を変えることができる利点があるため、基本となる混晶半導体バルク結晶の成長技術の開発・実用化が強く期待されている。
【０００５】
混晶半導体バルク結晶の利点の具体例を述べると、１．３μｍ帯の波長の光半導体レーザで通常使われるＩｎＰ基板の場合、成長させる結晶層をＩｎＰと格子定数を整合させる必要があるため、電子を閉じ込める活性層とその周囲のクラッド層間のバンドオフセット差を大きくすることができず、リーク電流が大きくなり、しきい値電流密度の温度依存性が悪くなる。
【０００６】
さらに、この波長帯の面発光レーザに対しては、クラッド層の前後にミラー面の形成が必要であるが、ミラー面を構成する二種類の半導体の屈折率差を大きくできず、ミラー面の形成が困難である。
【０００７】
しかし、ＩｎＧａＡｓ混晶半導体基板を用いると、混晶組成を変えることで基板の格子定数を選択できるので、基板の上に成長するエピタキシャル結晶層の組み合わせの自由度が増し、上記二つの問題を克服することが可能になる。
【０００８】
そこで、本発明者は、ＩｎＧａＡｓ混晶半導体基板をはじめとするＩｎＧａＳｂ、ＡｌＧａＡｓのIII-Ｖ族化合物、Ｓｉ−ＧｅＩＶ族化合物、ＨｇＣｄＴｅＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＰｂＳｎＴｅのＩＶ−ＶＩ族化合物半導体等の混晶半導体バルク結晶混晶バルク結晶の製造方法を各種提案している（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００９】
例えば、ゾーン法により開発してきたＩｎＧａＡｓバルク結晶の成長工程は、二つの工程に分けられ、まず、ＶＧＦ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｆｒｅｅｚｅ）法やブリッジマン法により、ルツボ内でＧａＡｓ種結晶の上に、成長方向にＩｎＡｓ組成を変化させたＩｎＧａＡｓ結晶を成長し、これを次工程のゾーン成長用のＩｎＧａＡｓ種結晶とする。
次いで、ＩｎＧａＡｓ種結晶上に、成長方向にＩｎＡｓ組成の均一なＩｎＧａＡｓ結晶をゾーン成長させ、ＩｎＧａＡｓバルク結晶を作製する。
【００１０】
ここで、図６を参照して上記提案に係わるゾーン成長法の概念を説明する。
図６参照  
まず、ルツボ３１に前工程でＧａＡｓ種結晶３２上に成長したＩｎＧａＡｓ種結晶３３、ＩｎＧａＡｓメルト３４と、別工程で作製したＩｎＧａＡｓソース３５（例えば、上述の特許文献１参照）を順次充填する。
なお、ＧａＡｓ種結晶３２の面方位は、デバイス作製の容易さの観点から通常は（１００）面としている。
【００１１】
このルツボ３１を成長装置の温度傾斜ゾーンに配置し、結晶成長時はＩｎＧａＡｓメルト３５が融液状態にあり、ＩｎＧａＡｓソース３５がＩｎＧａＡｓメルト３４に溶出し、濃度拡散などでＩｎＧａＡｓメルト３４中を伝播し、固液界面３６でＩｎＧａＡｓゾーン結晶３７が成長する。
【００１２】
このゾーン成長により、固液界面３６はＩｎＧａＡｓソース３５に向かって移動するので、この移動に伴う温度上昇は、ルツボ３１を下方に移動させることにより、ルツボ全体の温度を下げることができるので、成長開始時の固液界面３６の温度Ｔ1 と成長時の固液界面３６の温度Ｔ2 を等しくすることができる。
【００１３】
メルトが融液の場合、結晶組成は固液界面温度で一義的に決まるので、成長時の固液界面温度が一定となると、成長結晶の組成は一定となる。そのため、このゾーン成長法により、成長方向に組成均一のゾーン結晶を成長することが可能である。
【００１４】
なお、図６においては、概念的説明図であるため、成長ゾーンの温度が直線的に変化するように図示しているが、実際は、ゾーン結晶を単結晶化させるため、固液界面３６がＩｎＧａＡｓメルト３４に向かって凸となるよう、成長方向に成長ゾーンの温度勾配が変わるようにしている（例えば、上述の特許文献２参照）。
【００１５】
しかし、ＩｎＧａＡｓソース３５が長くなると、ソース底部はメルトに向かって凸型で溶出するとともに、下から成長した結晶と衝突し、ゾーン成長が終了するという問題があり、また、衝突が起こる前に別グレーンが発生し、この時点でＩｎＧａＡｓゾーン結晶３７の多結晶化が発生するという問題があるので、この事情を図７を参照して説明する。
【００１６】
図７参照  
成長開始時、ＩｎＧａＡｓ種結晶３３とＩｎＧａＡｓメルト３４との固液界面３６は凸型である。
これは、初期の固液界面形状が凸なるように、前工程のＩｎＧａＡｓ種結晶３３の作製工程での成長終了時の固液界面を凸としているためである。
【００１７】
また、ＩｎＧａＡｓソース３５とＩｎＧａＡｓメルト３４との境界は、ソースがまだ溶出していないので平坦である。
そして、成長中のＩｎＧａＡｓゾーン結晶３７とＩｎＧａＡｓメルト３４との境界が凸型となるように、メルト内部よりもメルト外部の方が温度が高くなるように、成長ゾーンの温度分布を設定している。
【００１８】
そして、成長進行過程の初期では、ＩｎＧａＡｓメルト３４の外部の方が内部よりも温度が高くなっているので、ＩｎＧａＡｓソース３５の底部においては外周部の溶出速度が速く、成長進行とともに、ソース溶出に伴いＩｎＧａＡｓソース３５の底部が上昇するが、溶出速度の差により、ソース外周部は中央部よりも位置が上方になる。
【００１９】
ソース外周部付近は、ソース中央部より位置が上方になるために、いっそう外周部と中央部の温度差が大きくなり、さらに溶出速度が速くなる。
つまり、ＩｎＧａＡｓソース３５の底部は、成長に伴い外周部の成長速度がどんどん速くなるため、外周部のソース底部の位置がますます上昇し、ソース底部は、メルトに向かっての凸化が進む。
【００２０】
さらに、成長進行に伴い別グレーン３８が発生する時点では、図に示すごとくＩｎＧａＡｓメルト３４の中で大きな対流が発生し、この対流により、ソース底部で溶出したＩｎＧａＡｓが伝播されるが、メルト中央部ではよどみ３９が発生する。
そして、このよどみ３９の中にもＩｎＧａＡｓが供給されるために、よどみ３９の部分が過冷却状態となって結晶核が発生し、この結晶核が別グレーン３８の原因となる。
【００２１】
さらに成長が進行すると、よどみ３９の過冷却がますます進むことで、ソース底部での中央部ではソース溶出が起こらなくなり、ソース底部のソース外周部のみでソースは溶出するようになる。
【００２２】
その結果、ＩｎＧａＡｓソース３５の底部中央部と、ＩｎＧａＡｓゾーン結晶３７が衝突し、成長中断が起こり、長尺のＩｎＧａＡｓゾーン結晶を作製することが困難であった。
【００２３】
そこで、本発明者は、ソース材上に均熱板を設けることによって、ソース材の外周部と中央部における温度差を少なくして、ＩｎＧａＡｓソース３５の底部中央部と、ＩｎＧａＡｓゾーン結晶３７との衝突による成長中断を防止することを提案している（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−２６７２５９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７４９９８号公報
【特許文献３】特開２００４−２３８２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかし、上記特許文献３による提案によっても、現在のところＩｎＧａＡｓゾーン結晶の実用化には至っておらず、ＩｎＧａＡｓゾーン結晶の実用化に向けて各種の改良方法の開発が待たれている。
【００２５】
したがって、本発明は、均熱板を用いることなくソース材料の底部中央部とバルク混晶結晶との衝突による成長中断を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記課題を解決するために、本発明は、成長装置内の成長方向に温度が傾斜している領域にゾーン成長用のルツボ１を配置し、ルツボ１内にソース材料５、メルト４、種結晶２を温度が高い方向から低い方向に順に配置し、メルト４にソース材料５を溶出させ、メルト４中を伝播したソースを前記種結晶２上に析出させることで結晶成長させるバルク結晶３の製造方法において、ソース材料５の外周部とルツボ１の内壁間に間隙８を設けることを特徴とする。
【００２７】
ソース材料５の外周部とルツボ１の内壁間に間隙８を設けることによって、ルツボ１の壁を通して熱伝導によりソース内部へ斜めに侵入する熱流９は遮断されるため、ソース底部での熱流９は、ソース上部から下に向かう熱流９が支配的となり、ソース底部で、外周部と中央部の温度差が減少し、メルト４に接するソース底部の形状が平坦となる。
【００２８】
したがって、ソース底部でのソース溶出は、中央部と外周部で差が無くなるので、凸型のソース底部のために発生していた多結晶化やソース材料５とバルク結晶３との衝突の抑止が可能となる。
【００２９】
なお、この場合の間隙８は、毛管現象により溶融したメルト４が間隙８をつたってはい上がるのを防止するためには、経験的には０．８ｍｍ以上にすることが望ましい。
但し、あまり間隙８を大きくすると、ソース材料５が小さくなり、供給するソースの量が少なくなるので長尺化の妨げになる。
【００３０】
この場合、ソース材料５の外周部とルツボ１の内壁間にスペーサ６を挿入することによって、結晶成長中においてソース材料５の外周部とルツボ１の内壁間の間隙８を安定に保つことができる。
【００３１】
また、ソース材料５としては、ゾーン成長用のルツボ１の内径と同じ内径のルツボによって作製したソース材料の外周を研削して小径化しても良いが、ゾーン成長用のルツボ１の内径より小さな内径のルツボを用いて作製したソース材料を用いることが望ましく、それによって、研削に伴う汚染を回避することができる。
【００３２】
また、メルト４は、新規なメルトを用いても良いが、種結晶２を作製する際に使用したメルトをそのまま用いることが望ましく、それによって、新規なメルトを用意する必要がなくなるとともに、種結晶２の表面を安定に凸状に保ったままにすることができる。
【００３３】
また、使用するメルト４としては、化合物の一方の族と他方の族との比が最終的に得られる結晶組成の化学両論比を満たす融液が典型的であるが、化合物の一方の族と他方の族との比が最終的に得られる結晶組成の化学両論比から大きくずれた溶液を用いても良いものである。
【００３４】
また、バルク結晶３としては、III-Ｖ族化合物混晶、ＩＶ族混晶、ＩＩ−ＶＩ族化合物混晶、或いは、ＩＶ−ＶＩ族化合物混晶のいずれかである。
なお、III-Ｖ族化合物混晶としては、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＳｂ、ＡｌＧａＡｓが典型的であり、ＩＶ族混晶としてはＳｉ−Ｇｅが典型的であり、ＩＩ−ＶＩ族化合物混晶としてはＨｇＣｄＴｅが典型的であり、また、ＩＶ−ＶＩ族化合物混晶としてはＰｎＳｎＴｅが典型的なものである。
【００３５】
上述のように、ソース材料５の外周部とルツボ１の内壁間に間隙８を設けて結晶成長を行うためには、種結晶２、メルト４、ソース材料５を順に収容するゾーン成長用のルツボ１、ルツボ１の内径より外径の小さなソース材料５をルツボ１の内壁に対して間隔を持って収容するためのスペーサ６、ソース材料５がルツボ１内に落下するのを防止するソース材料固定部材７とを少なくとも備えたバルク結晶製造装置を用いれば良い。
【００３６】
この場合、スペーサ６の上部にルツボ１の外壁より外側に突出した突出部を設けることが望ましく、それによって、スペーサ６のルツボ１への取付けが容易になる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、ゾーン成長途中で発生する多結晶化やソースと成長結晶との衝突が抑止でき、ゾーン結晶の長尺化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は、成長装置内の成長方向に温度が傾斜している領域にゾーン成長用のルツボを配置し、ルツボ内にルツボより小径のソース材料、メルト、種結晶を温度が高い方向から低い方向に順に配置するとともに、ソース材料の外周部とルツボの内壁間にスペーサを挿入することによって一定の間隙を設けた状態で、メルトにソース材料を溶出させ、メルト中を伝播したソースを種結晶上に析出させることでバルク結晶を成長させ、成長に伴ってルツボの成長装置内の位置を下げて固液界面が常に同じ温度になるように制御しながらゾーン成長を行うものである。
【実施例１】
【００３９】
ここで、図２乃至図５を参照して、本発明の実施例１のバルク混晶成長方法を説明する。
図２参照  
図２は、原料充填時のゾーン成長用ルツボの概略的構成図であり、例えば、内径が１５ｍｍφの石英製ルツボ１１の中に、グラファイト製で長さが例えば、６０〜８０ｍｍのヒートシンク１２を充填する。
なお、このヒートシンク１２は結晶成長時の熱流制御のために設けるものである（必要ならば、上述の特許文献２参照）。
【００４０】
次いで、前工程であるＶＧＦ法で、例えば、厚さ５ｍｍで面方位が（１００）のＧａＡｓ種結晶１３の上に例えば１５ｍｍの長さに成長させたＩｎＧａＡｓ種結晶１４をヒートシンク１２の上に配置した。
【００４１】
この時、ＩｎＧａＡｓメルト１５は、ＩｎＧａＡｓ種結晶１４をＶＧＦ法で作製した時に使用したメルトを、切り離さずにゾーン成長用メルトとして使用したものであり、長さは例えば１０ｍｍ程度である。
【００４２】
次いで、例えば、直径が１３ｍｍφで長さが７０ｍｍのＩｎＧａＡｓソース１６を、石英製ルツボ１１の内壁との間隙１８が１ｍｍになるように石英製のスペーサ１９を介して石英製ルツボ１１内に配置する。
【００４３】
このＩｎＧａＡｓソース１６は、ゾーン成長用の石英製ルツボ１１の内径より小さい１３ｍｍφのルツボの中にソース用原料を秤量・充填し、このルツボをアンプル内に真空封止したのち、アンプルを所定温度に昇温した後に急冷する方法で作製した（必要ならば、上記の特許文献１参照）。
【００４４】
この場合、成長中にはＩｎＧａＡｓメルト１５は液体となるが、固体であるＩｎＧａＡｓソース１６が溶融したメルトの中に沈まないようにするため、グラファイト製の固定具２２によってＩｎＧａＡｓソース１６を固定する。
【００４５】
図３参照  
図３は、スペーサ１９の概略的斜視図であり、内径が約１３ｍｍφ、外径が約１５ｍｍφで長さが例えば１０ｍｍの石英管２０の上部の外周部に４つの係止用の石英製突起部２１を設けたものであり、この石英製突起部２１を石英製ルツボ１１の口に引っ掛けることで、スペーサ１９の位置を固定する。
【００４６】
図４参照  
図４は、固定具の一例を示す概略的斜視図であり、湾曲部を有する一対の締付部材２３、及び、一対の締付部材２３をその両端部において結合する結合部材２４によって構成され、一対の締付部材２３をＩｎＧａＡｓソース１６の上端部側に設けた括れ部１７にはめ込んだのち、結合部材２４によってＩｎＧａＡｓソース１６が落下しないように結合する。
【００４７】
これらの原料を充填したルツボを真空封じした石英アンプル内に入れ、そのアンプルを成長装置に入れ、所定温度に成長装置を昇温し、従来と同様にしてゾーン結晶を成長させた。
【００４８】
図５参照  
図５は、本発明の実施例１のバルク混晶の成長過程の説明図であり、ＩｎＧａＡｓソース１６と石英製ルツボ１１の内壁との間に間隙１８が存在するので、熱流２５が石英製ルツボ１１の壁を伝達してＩｎＧａＡｓソース１６に直接伝えられることはなく、それによって、ＩｎＧａＡｓソース１６の底部において、外周部と中央部との温度差を小さくすることができるので、ＩｎＧａＡｓソース１６が溶けだしても、ＩｎＧａＡｓソース１６の底部の形状を結晶成長過程と通してほぼ平坦に保つことができる。
【００４９】
したがって、従来ゾーン成長途中で発生していた多結晶化や、ＩｎＧａＡｓソース１６とＩｎＧａＡｓゾーン結晶２６との衝突を抑止できる。
【００５０】
このように、本発明の実施例１においては、ＩｎＧａＡｓソース１６と石英製ルツボ１１の内壁との間に間隙１８を設けているので、均熱板を用いなくてもＩｎＧａＡｓソース１６の底部における外周部と中央部との温度差を小さくすることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は実施例に記載した条件・構成に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、実施例におけるスペーサの材質・或いは形状は任意である。
【００５２】
即ち、上記の実施例においては、スペーサを構成する石英管の外周部に４個の突起部を設けているが、突起部の個数は４個に限られるものではなく、３個以上であれば良く、さには、突起部の代わりにリング状の係止部材を用いても良いものである。
【００５３】
また、スペーサは、石英製に限られるものではなく、成長するゾーン結晶を汚染しないものであれば良く、例えば、グラファイト製としても良いものである。
【００５４】
また、固定具の形状等も任意であり、また、材質もグラファイトに限られるものではなく、石英製でも良いものであり、さらには、石英ウールやアルミナウール等の紐状部材を用いて固定しても良いものである。
【００５５】
また、上記の実施例においては、ＩｎＧａＡｓソースと石英製ルツボより内壁の間隙を１．０ｍｍとしているが、毛管現象による間隙を伝ったメルトの這い上がりを防止するために０．８ｍｍ以上であれば良い。
但し、間隙があまり大きすぎるとＩｎＧａＡｓソースの直径が小さくなってソースの供給量が小さくなり、溶出過程でソースとメルトが切り離されるので大きさには実用上の限界がある。
【００５６】
また、上記の実施例においては、ＩｎＧａＡｓソースをゾーン成長用ルツボより内径の小さなルツボで作製しているが、ゾーン成長用ルツボと同じ内径のルツボでＩｎＧａＡｓソースを作製し、ソース外周を研削することで、ＩｎＧａＡｓソースの直径をゾーン成長用ルツボより小さくしても良いものである。
但し、この場合には研削に伴って入り込む不純物の混入による汚染を防止するために、研削後のＩｎＧａＡｓソースを洗浄処理して清浄化する必要がある。
【００５７】
また、上記の実施例においては、ＩｎＧａＡｓメルトとして、ＩｎＧａＡｓ種結晶を作製した際のメルトを切り離さずにそのまま使用しているが、別のＩｎＧａＡｓメルトを用いても良いものである。
【００５８】
また、上記の実施例においては、ＩｎＧａＡｓメルトとして、ＩｎＧａＡｓ種結晶を作製した際のメルトを用いているため、ＧａＡｓとＩｎＡｓの混合物である融液、即ち、III 族元素とＶ族元素の比が１：１の溶融物であるが、融液に限られるものではなく、III 族元素とＶ族元素の比が１：１から大きくずれたＧａとＩｎとＡｓの混合物である溶液を用いても良いものである。
【００５９】
ここで再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。
再び、図１参照  
（付記１）  成長装置内の成長方向に温度が傾斜している領域にゾーン成長用のルツボ１を配置し、前記ルツボ１内にソース材料５、メルト４、種結晶２を温度が高い方向から低い方向に順に配置し、前記メルト４に前記ソース材料５を溶出させ、前記メルト４中を伝播したソースを前記種結晶２上に析出させることで結晶成長させるバルク結晶の製造方法において、前記ソース材料５の外周部と前記ルツボ１の内壁間に間隙８を設けることを特徴とするバルク結晶の製造方法。
（付記２）  上記ソース材料５の外周部と上記ルツボ１の内壁間の間隙８が、０．８ｍｍ以上であることを特徴とする付記１記載のバルク結晶の製造方法。
（付記３）  上記ソース材料５の外周部と上記ルツボ１の内壁間にスペーサ６を挿入することを特徴とする付記１または２に記載のバルク結晶の製造方法。
（付記４）  上記ソース材料５が、上記ゾーン成長用のルツボ１の内径より小さな内径のルツボを用いて作製したソース材料５であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載のバルク結晶の製造方法。
（付記５）  上記メルト４が、上記種結晶２を作製する際に使用したメルトをそのまま用いたことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１に記載のバルク結晶の製造方法。
（付記６）  上記メルト４が溶液であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１に記載のバルク結晶の製造方法。
（付記７）  上記バルク結晶３が、III-Ｖ族化合物混晶、ＩＶ族化合物混晶、ＩＩ−ＶＩ族化合物混晶、或いは、ＩＶ−ＶＩ族化合物混晶のいずれかであることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１に記載のバルク結晶の製造方法。
（付記８）  種結晶２、メルト４、ソース材料５を順に収容するゾーン成長用のルツボ１、前記ルツボ１の内径より外径の小さな前記ソース材料５を前記ルツボ１の内壁に対して間隔を持って収容するためのスペーサ６、前記ソース材料５が前記ルツボ１内に落下するのを防止するソース材料固定部材７とを少なくとも備えたことを特徴とするバルク結晶製造装置。
（付記９）  上記スペーサ６の上部に、上記ルツボ１の外壁より外側に突出した突出部を有していることを特徴とする付記８記載のバルク結晶製造装置。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の活用例としては、ＨＥＭＴ（高電子移動度トランジスタ）や赤外線半導体レーザの成長基板として用いるＩｎＧａＡｓ混晶が典型的なものであるが、ＩｎＧａＡｓに限られるものではなく、ＩｎＧａＳｂ或いはＡｌＧａＡｓ等の他のIII-Ｖ族化合物、Ｓｉ−Ｇｅ等のＩＶ族混晶、ＨｇＣｄＴｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物、或いは、ＰｂＳｎＴｅ等のＩＶ−ＶＩ族化合物にも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１における原料充填時のゾーン成長用ルツボの概略的構成図である。
【図３】本発明の実施例１のスペーサの概略的斜視図である。
【図４】本発明の実施例１の固定具の一例を示す概略的斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における結晶成長過程の説明図である。
【図６】従来のゾーン成長法の説明図である。
【図７】従来のゾーン成長法における問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  ルツボ
２  種結晶
３  バルク結晶
４  メルト
５  ソース材料
６  スペーサ
７  ソース材料固定部材
８  間隙
９  熱流
１１  石英製ルツボ
１２  ヒートシンク
１３  ＧａＡｓ種結晶
１４  ＩｎＧａＡｓ種結晶
１５  ＩｎＧａＡｓメルト
１６  ＩｎＧａＡｓソース
１７  括れ部
１８  間隙
１９  スペーサ
２０  石英管
２１  突起部
２２  固定具
２３  締付部材
２４  結合部材
２５  熱流
２６  ＩｎＧａＡｓゾーン結晶
３１  ルツボ
３２  ＧａＡｓ種結晶
３３  ＩｎＧａＡｓ種結晶
３４  ＩｎＧａＡｓメルト
３５  ＩｎＧａＡｓソース
３６  固液界面
３７  ＩｎＧａＡｓゾーン結晶
３８  別グレーン
３９  よどみ
【図１】
2006225177.tif 000003
【図２】
2006225177.tif 000004
【図３】
2006225177.tif 000005
【図４】
2006225177.tif 000006
【図５】
2006225177.tif 000007
【図６】
2006225177.tif 000008
【図７】
2006225177.tif 000009