発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明が解決しようとする課題は、金属含有ガスと反応ガスとを用いて、種結晶の表面に無機化合物からなる単結晶を長時間に渡って成長させることが可能な化合物単結晶製造装置を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、化合物単結晶の製造コストの低減、及び、結晶サイズの大型化が可能な化合物単結晶製造装置を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、このような化合物単結晶製造装置を用いた化合物単結晶の製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

昇華法を用いて良好な結晶成長を実現するには、金属蒸気又は昇華ガスが成長表面まで原子状又は分子状で到達すること、及び、成長表面において金属蒸気又は昇華ガスと反応ガスとを反応させること、が必要がある。しかし、一般に、このような方法でバルク単結晶を安定的に成長させるのは困難である。これは、
（ａ）気相反応により気相中で化合物粉末が生成すること、
（ｂ）気相中、成長結晶の表面、又は他の構造部材上で金属が液化又は固化すること、
（ｃ）反応ガスがルツボ内の金属源と直接反応し、金属源の表面に不働態膜を形成したり、あるいは、急激な反応により突沸現象がおきるために、金属蒸気又は昇華ガスの供給が不安定となること、
などが主要な原因と考えられる。 これに対し、昇華法を用いて結晶成長を行う場合において、金属源を充填したルツボの開口部に多孔バッフル板を設け、ルツボ内にキャリアガスを流すと、ルツボから混合ガスが排出されると同時に、ルツボ内への反応ガスの逆流が抑制される。そのため、金属含有ガスの供給が安定化する。
また、単結晶を成長させる場合において、各部の温度を最適化すると、気相中での化合物粉末の生成や、意図しない部位での金属の液化又は固化を抑制することができる。そのため、化合物単結晶の製造コストの低減や結晶サイズの大型化が可能となる。 さらに、多孔バッフル板の形状を最適化すると、出口ガス流速が２０ｍ／ｓｅｃ未満であっても、安定して結晶を成長させることができる。また、ルツボの相対密度又は平均細孔径を最適化すると、金属源として液体金属を用いた場合において、液体金属がルツボ壁面を這い上がるのを防ぐことができる。このような装置を用いると、Ｃ、Ｈ、Ｏ不純物の濃度が極めて少ないＧａＮ単結晶が得られる。