JP2003160399A - Method and apparatus for growth of group iii nitride crystal - Google Patents

Method and apparatus for growth of group iii nitride crystal

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JP2003160399A
JP2003160399A JP2001358808A JP2001358808A JP2003160399A JP 2003160399 A JP2003160399 A JP 2003160399A JP 2001358808 A JP2001358808 A JP 2001358808A JP 2001358808 A JP2001358808 A JP 2001358808A JP 2003160399 A JP2003160399 A JP 2003160399A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a high quality crystal of a group III nitride having a practical size. <P>SOLUTION: In the course of raising temperature, GaN 18 decomposes in the upper part of a crystal growth container 12 to produce a group III metal (Ga) and nitrogen. And the produced group III metal and nitrogen are supplied to Na molten liquid 17 in the lower part of the crystal growth container 12 through a mesh 14, and reacted in the Na molten liquid to make GaN crystal grown up. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子,
電子デバイスの結晶成長用基板などに利用されるIII族
窒化物結晶の結晶成長方法および結晶成長装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor light emitting device,
The present invention relates to a crystal growth method and a crystal growth apparatus for a group III nitride crystal used as a substrate for crystal growth of electronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、青色のLEDは、赤色や緑色のL
EDに比べて輝度が小さく、実用化に難点があったが、
近年、一般式InAlGaNで表されるIII族窒化物化
合物半導体において、低温AlNバッファー層あるいは
低温GaNバッファー層を用いることによる結晶成長技
術の向上と、Mgをドープした低抵抗のp型半導体層が
得られたことにより、高輝度青色LEDが実用化され、
さらには、青色波長領域で発振する半導体レーザが実現
された。
2. Description of the Related Art Conventionally, a blue LED is a red or green LED.
The brightness was smaller than that of the ED, and it was difficult to put it into practical use.
In recent years, in a group III nitride compound semiconductor represented by the general formula InAlGaN, improvement of crystal growth technology by using a low temperature AlN buffer layer or a low temperature GaN buffer layer, and a low resistance p-type semiconductor layer doped with Mg have been obtained. As a result, a high-intensity blue LED has been put into practical use,
Furthermore, a semiconductor laser that oscillates in the blue wavelength region has been realized.

【0003】一般に、高品質の半導体層を基板上にエピ
タキシャル成長させる場合には、基板と半導体層の格子
定数や熱膨張係数が同程度である必要がある。しかし、
III族窒化物半導体はこれらを同時に満足する基板が現
在世の中には存在しない。
Generally, when a high quality semiconductor layer is epitaxially grown on a substrate, the lattice constant and the coefficient of thermal expansion of the substrate and the semiconductor layer need to be about the same. But,
Currently, there is no substrate in the world that can satisfy these requirements for group III nitride semiconductors.

【0004】従って、III族窒化物では、一般に、サフ
ァイアやGaAsのようなIII族窒化物半導体とは格子
定数や熱膨張係数の大きく異なる異種基板上に、ELO
等の結晶成長技術を用いて厚膜GaNを成長し、それを
基板として半導体レーザー結晶を作製している。
Therefore, in the group III nitride, the ELO is generally formed on a different kind of substrate whose lattice constant and thermal expansion coefficient are largely different from those of the group III nitride semiconductors such as sapphire and GaAs.
A thick film GaN is grown by using a crystal growth technique such as the above, and a semiconductor laser crystal is produced by using it as a substrate.

【0005】しかるに、異種基板を用いて結晶成長され
たGaN基板は、転位密度が107cm-2程度と非常に
多くの結晶欠陥が含まれており、実用的な高出力のレー
ザ素子や電子デバイスを作製するには未だ十分な品質で
あるとはいえない。
However, a GaN substrate crystal-grown by using a heterogeneous substrate has a very large number of crystal defects with a dislocation density of about 10 7 cm -2 , and a practical high-power laser element or electron It cannot be said that the quality is still sufficient for manufacturing a device.

【0006】一方、高品質なGaN基板を作製するため
のGaNバルク単結晶を作製する試みが様々な研究機関
においてなされているが、いまだに数ミリ程度のものし
か得られていないのが実状であり、実用化には程遠い状
態である。
On the other hand, various research institutes have made attempts to produce a GaN bulk single crystal for producing a high quality GaN substrate, but in reality, only a few millimeters have been obtained. , It is far from practical use.

【0007】文献「Chemistry of Materials Vol.9
(1997) p.413-416」(従来技術1)には、Naをフラ
ックスとして用いたGaN結晶成長方法が示されてい
る。この方法は、フラックスとしてのアジ化ナトリウム
(NaN3)と金属Gaとを原料として、ステンレス製
の反応容器(容器内寸法;内径=7.5mm、長さ=1
00mm)に窒素雰囲気で封入し、この反応容器を60
0〜800℃の温度で24〜100時間保持することに
より、GaN結晶を成長させるものである。この方法で
は、600〜800℃程度の比較的低温での結晶成長が
可能であり、容器内圧力も高々100kg/cm2程度
と低くできる点が特徴である。この方法で1mm程度の
大きさのGaN結晶が作製できている。
Reference “Chemistry of Materials Vol.9
(1997) p.413-416 ”(Prior Art 1) describes a GaN crystal growth method using Na as a flux. In this method, sodium azide (NaN 3 ) as a flux and metallic Ga are used as raw materials, and a reaction vessel made of stainless steel (inner dimension of vessel; inner diameter = 7.5 mm, length = 1)
(00 mm) in a nitrogen atmosphere, and the reaction vessel is filled with 60 mm.
The GaN crystal is grown by maintaining the temperature at 0 to 800 ° C. for 24 to 100 hours. This method is characterized in that crystals can be grown at a relatively low temperature of about 600 to 800 ° C., and the pressure inside the container can be as low as about 100 kg / cm 2 . A GaN crystal having a size of about 1 mm can be produced by this method.

【0008】また、特開2001−58900(従来技
術2)には、III族窒化物結晶の大きさを大きくするた
めに、III族窒化物結晶の結晶成長時に、III族金属を追
加補充する方法が示されている。図4には、この従来技
術2の方法が示されている。図4を参照すると、従来技
術2の方法では、反応容器101内に、フラックスの収
容された成長容器102と、III族金属供給管103と
を設け、III族金属供給管103に外部から圧力を加
え、成長容器102にIII族金属104を追加補給する
ようになっている。なお、図4において、106は加圧
装置、107は反応容器の内部空間、108はガス供給
管、109は圧力制御装置、110は下部ヒーター、1
11は側部ヒーターである。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-58900 (Prior Art 2), in order to increase the size of a group III nitride crystal, a group III metal is additionally replenished during crystal growth of the group III nitride crystal. It is shown. FIG. 4 shows the method of the prior art 2. Referring to FIG. 4, in the method of the conventional technique 2, a growth vessel 102 containing a flux and a group III metal supply pipe 103 are provided in a reaction vessel 101, and a pressure is applied to the group III metal supply pipe 103 from the outside. In addition, the group III metal 104 is additionally supplied to the growth container 102. In FIG. 4, 106 is a pressurizing device, 107 is an internal space of the reaction vessel, 108 is a gas supply pipe, 109 is a pressure control device, 110 is a lower heater, and 1 is a lower heater.
11 is a side heater.

【0009】また、特開2001−102316(従来
技術3)には、フラックス(Na)とIII族金属(G
a)との混合融液が収容された融液供給管に外部から圧
力を加え、フラックスの収容された成長容器に混合融液
を追加補給する方法と、成長容器内にフラックス(N
a)とIII族金属(Ga)との金属間化合物を入れ、そ
れを部分的に融解してIII族金属を追加補給する方法と
が示されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-102316 (Prior Art 3) discloses that flux (Na) and Group III metal (G
a) A method of externally applying pressure to a melt supply pipe containing a mixed melt of (a) to additionally supply the mixed melt to a growth container containing the flux, and a flux (N
It is shown that an intermetallic compound of a) and a group III metal (Ga) is put in and partially melted to supplement the group III metal.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術1では、反応容器が完全に閉じた系であり、外部から
原料を補充することができない。そのため、結晶成長中
に原料が枯渇し、結晶成長が停止するので、得られる結
晶の大きさは1mm程度と小さい。この程度の大きさで
はデバイスを実用化するには小さすぎる。
However, in the prior art 1, the reaction vessel is a completely closed system, and the raw materials cannot be replenished from the outside. Therefore, the raw material is exhausted during the crystal growth and the crystal growth is stopped, and the size of the obtained crystal is as small as about 1 mm. This size is too small to put the device into practical use.

【0011】これに対し、従来技術2,従来技術3で
は、原料の追加補給を結晶成長の途中で行なうので、大
型結晶を作製することが可能である。
On the other hand, in the prior arts 2 and 3, since the additional supply of the raw material is performed during the crystal growth, it is possible to produce a large crystal.

【0012】しかしながら、従来技術2では、フラック
ス(Na)の蒸気が低温部に凝集するため、温度の低い
III族金属供給管103に付着し、供給管103の穴1
05が詰まってしまうという問題がある。これを防止す
るために金属供給管103の温度を上げると、例えばII
I族金属がGaの場合では、金属供給管103の材料で
あるステンレス等とGaが反応するため、やはり金属供
給管103を詰まらせてしまう。
However, in the prior art 2, since the vapor of flux (Na) aggregates in the low temperature part, the temperature is low.
Hole 1 of the supply pipe 103 attached to the group III metal supply pipe 103
There is a problem that 05 gets stuck. In order to prevent this, if the temperature of the metal supply pipe 103 is raised, for example, II
When the group I metal is Ga, Ga reacts with stainless steel or the like, which is the material of the metal supply pipe 103, so that the metal supply pipe 103 is also clogged.

【0013】また、従来技術3の方法、すなわち、フラ
ックスとIII族金属との混合融液を追加する方法では、
供給管内にフラックスが存在するので、供給管内でIII
族金属と窒素が反応し、III族窒化物が生成され、その
ため、供給管が詰まってしまうという問題がある。
Further, in the method of Prior Art 3, ie, the method of adding the mixed melt of the flux and the group III metal,
Since flux exists in the supply pipe, III in the supply pipe
There is a problem in that the group metal and nitrogen react with each other to form a group III nitride, which clogs the supply pipe.

【0014】また、金属間化合物をフラックス内に入れ
て部分的に溶解させる場合には、窒素との反応が急激に
進行するため、得られるIII族窒化物の結晶性は悪い。
When the intermetallic compound is put into the flux and partially dissolved, the crystallinity of the obtained Group III nitride is poor because the reaction with nitrogen rapidly progresses.

【0015】本発明は、これら従来のIII族窒化物バル
ク結晶の作製方法の問題点を解決し、高品質で実用的な
大きさのIII族窒化物結晶を作製することの可能なIII族
窒化物結晶の結晶成長方法および結晶成長装置を提供す
ることを目的としている。
The present invention solves the problems of these conventional methods for producing a group III nitride bulk crystal, and makes it possible to produce a group III nitride crystal of high quality and practical size. An object of the present invention is to provide a crystal growth method and a crystal growth apparatus for a physical crystal.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、アルカリ金属を含む融液中
で、III族金属原料と窒素原料を反応させてIII族窒化物
結晶を成長させるIII族窒化物結晶の結晶成長方法にお
いて、III族窒化物をIII族金属と窒素に分解した後、II
I族窒化物結晶を再成長させることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a group III nitride crystal in which a group III metal raw material and a nitrogen raw material are reacted in a melt containing an alkali metal. In a method for growing a group III nitride crystal for growing a group III nitride, after decomposing the group III nitride into a group III metal and nitrogen,
The feature is that the group I nitride crystal is regrown.

【0017】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載のIII族窒化物結晶の結晶成長方法において、III族窒
化物を分解して生成されたIII族金属をIII族金属原料と
してIII族窒化物結晶を成長することを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, in the method for growing a group III nitride crystal according to the first aspect, a group III metal produced by decomposing the group III nitride is used as a group III metal source. It is characterized by growing a group nitride crystal.

【0018】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載のIII族窒化物結晶の結晶成長方法において、III族窒
化物を分解して生成されたIII族金属と窒素をそれぞれI
II族金属原料と窒素原料としてIII族窒化物結晶を成長
することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the method for growing a group III nitride crystal according to the first aspect, the group III metal and nitrogen produced by decomposing the group III nitride are respectively added to
It is characterized by growing a group III nitride crystal as a group II metal source and a nitrogen source.

【0019】また、請求項4記載の発明は、請求項1乃
至請求項3のいずれか一項に記載のIII族窒化物結晶の
結晶成長方法において、反応容器内に、III族窒化物の
収容された第1の容器と、アルカリ金属の収容された第
2の容器とを設置し、第1の容器内でIII族窒化物を分
解し、分解によって生成されたIII族金属を、あるい
は、分解によって生成された窒素を、あるいは、分解に
よって生成されたIII族金属と窒素の両方を、第2の容
器に供給し、第2の容器内でIII族窒化物結晶の結晶成
長を行なうことを特徴としている。
The invention according to claim 4 is the method for growing a group III nitride crystal according to any one of claims 1 to 3, wherein the reaction vessel contains the group III nitride. And a second container accommodating an alkali metal are installed, the group III nitride is decomposed in the first container, and the group III metal produced by the decomposition or The nitrogen produced by the method, or both the group III metal and nitrogen produced by the decomposition are supplied to the second container, and the crystal growth of the group III nitride crystal is performed in the second container. I am trying.

【0020】また、請求項5記載の発明は、請求項4記
載のIII族窒化物結晶の結晶成長方法において、第1の
容器の温度をIII族窒化物の分解温度を挟んで高温と低
温に変動させて、III族窒化物結晶の成長を行なうこと
を特徴としている。
The invention according to claim 5 is the method for growing a group III nitride crystal according to claim 4, wherein the temperature of the first container is set to a high temperature and a low temperature with a decomposition temperature of the group III nitride interposed therebetween. It is characterized in that the growth of the group III nitride crystal is performed by changing it.

【0021】また、請求項6記載の発明は、請求項4ま
たは請求項5記載のIII族窒化物結晶の結晶成長方法に
おいて、III族窒化物は、第1の容器の内壁に付着して
いることを特徴としている。
The invention according to claim 6 is the crystal growth method for a group III nitride crystal according to claim 4 or 5, wherein the group III nitride is attached to the inner wall of the first container. It is characterized by that.

【0022】また、請求項7記載の発明は、請求項6記
載のIII族窒化物結晶の結晶成長方法において、前記III
族窒化物は、第1の容器を使用して、アルカリ金属融液
中でIII族金属原料と窒素原料を反応させて作製されて
いることを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the method for growing a group III nitride crystal according to claim 6, wherein
The group nitride is characterized by being produced by reacting a group III metal raw material and a nitrogen raw material in an alkali metal melt using the first container.

【0023】また、請求項8記載の発明は、反応容器内
に、III族窒化物の収容された第1の容器と、アルカリ
金属の収容された第2の容器とが設置されており、第1
の容器内でIII族窒化物を分解し、分解によって生成さ
れたIII族金属を、あるいは、分解によって生成された
窒素を、あるいは、分解によって生成されたIII族金属
と窒素の両方を、第2の容器に供給するように構成され
ており、第2の容器内でIII族窒化物の結晶成長を行な
うために、第1の容器と第2の容器とをそれぞれ独立し
て温度制御可能な温度制御手段がさらに設けられている
ことを特徴としている。
The invention according to claim 8 is characterized in that the reaction vessel comprises a first vessel containing a group III nitride and a second vessel containing an alkali metal. 1
The group III nitride is decomposed in the container of, and the group III metal produced by the decomposition, or the nitrogen produced by the decomposition, or both the group III metal and the nitrogen produced by the decomposition, Of the first container and the second container, the temperature of which is independently controllable in order to perform the crystal growth of the group III nitride in the second container. It is characterized in that a control means is further provided.

【0024】また、請求項9記載の発明は、請求項8記
載のIII族窒化物結晶の結晶成長装置において、第1の
容器は、取り外し可能に構成されいることを特徴として
いる。
The invention according to claim 9 is the crystal growth apparatus for group III nitride crystal according to claim 8, characterized in that the first container is configured to be removable.

【0025】また、請求項10記載の発明は、請求項8
記載のIII族窒化物結晶の結晶成長装置において、第1
の容器は、第2の容器の上部に設置されていることを特
徴としている。
The invention according to claim 10 is the same as that according to claim 8.
The group III nitride crystal growth apparatus described
Is characterized in that it is installed on top of the second container.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】第1の実施形態 本発明の第1の実施形態は、アルカリ金属を含む融液中
で、III族金属原料と窒素原料を反応させてIII族窒化物
結晶を成長させる場合、III族窒化物をIII族金属と窒素
とに分解した後、III族窒化物結晶を再成長させること
を特徴としている。
First Embodiment In the first embodiment of the present invention, when a group III metal raw material is reacted with a nitrogen raw material in a melt containing an alkali metal to grow a group III nitride crystal, a group III group crystal is grown. After the nitride is decomposed into a group III metal and nitrogen, the group III nitride crystal is regrown.

【0028】より具体的に、本発明の第1の実施形態の
結晶成長方法は、III族窒化物を、III族金属と窒素とに
分解する第1の工程と、分解によって生成されたIII族
金属あるいは窒素あるいはその両方(III族金属および
窒素)を原料として、アルカリ金属融液中でIII族窒化
物結晶を再成長させる第2の工程とからなっている。
More specifically, the crystal growth method according to the first embodiment of the present invention comprises a first step of decomposing a group III nitride into a group III metal and nitrogen, and a group III produced by the decomposition. The second step is to regrow Group III nitride crystals in an alkali metal melt using metal or nitrogen or both (Group III metal and nitrogen) as raw materials.

【0029】上記第1の工程でIII族窒化物を分解する
方法としては、例えば、III族窒化物をその分解温度以
上に加熱して分解する方法や、III族窒化物と熱平衡に
ある窒素の圧力を下げることで分解する方法等がある
が、その他の方法でも良く、その方法は特に限定される
ものではない。また、第1の工程と第2の工程とは、同
一の容器内で行なうこともできるし、また、異なる容器
内で行なうこともできる。
As the method of decomposing the group III nitride in the first step, for example, a method of decomposing the group III nitride by heating it at a decomposition temperature or higher, or a method of decomposing nitrogen in thermal equilibrium with the group III nitride is used. There is a method of decomposing by lowering the pressure, but other methods may be used and the method is not particularly limited. Further, the first step and the second step can be performed in the same container, or can be performed in different containers.

【0030】また、アルカリ金属としては、通常、ナト
リウムやカリウム等が使用される。また、本発明でいう
III族窒化物とは、ガリウム,アルミニウム,インジウ
ムから選ばれるIII族金属と窒素との化合物を意味する
(二元系に限らず、三元系,四元系であっても良い)。
また、分解されるIII族窒化物は、単結晶である必要は
なく、多結晶でも良い。また、その大きさも特に限定さ
れるものではなく、微結晶でも粉末でも良い。
As the alkali metal, sodium or potassium is usually used. Also, in the present invention
The group III nitride means a compound of a group III metal selected from gallium, aluminum and indium and nitrogen (not limited to binary system, but may be ternary system or quaternary system).
Further, the group III nitride to be decomposed need not be a single crystal but may be a polycrystal. Further, the size thereof is not particularly limited, and may be fine crystals or powder.

【0031】第1の実施形態では、アルカリ金属を含む
融液中で、III族金属原料と窒素原料を反応させてIII族
窒化物結晶を成長させる場合、III族窒化物をIII族金属
と窒素に分解した後、III族窒化物結晶を再成長させる
ので、結晶成長装置としては、従来技術のように溶融金
属を反応容器の外部から供給するような大掛かりな機構
を必要としない。従って、従来技術の問題となった融液
供給管等の詰まり等の原料供給を中断する問題が解決で
きるので、大型のIII族窒化物結晶を成長することがで
きる。また、結晶成長装置を簡便なものにすることがで
きる。
In the first embodiment, when a group III metal raw material and a nitrogen raw material are reacted to grow a group III nitride crystal in a melt containing an alkali metal, the group III nitride is mixed with the group III metal and nitrogen. After the decomposition, the group III nitride crystal is regrown, so that the crystal growth apparatus does not require a large-scale mechanism for supplying molten metal from the outside of the reaction vessel as in the prior art. Therefore, the problem of interrupting the supply of the raw material such as clogging of the melt supply pipe, which has been a problem of the prior art, can be solved, so that a large group III nitride crystal can be grown. Moreover, the crystal growth apparatus can be simplified.

【0032】第2の実施形態 本発明の第2の実施形態は、上述した第1の実施形態に
おいて、III族窒化物を分解して生成されたIII族金属を
III族金属原料としてIII族窒化物結晶を成長するように
なっている。
Second Embodiment In the second embodiment of the present invention, the Group III metal produced by decomposing the Group III nitride in the first embodiment is used.
A group III nitride crystal is grown as a group III metal raw material.

【0033】ここで、窒素は、窒素原料から供給される
ものを使用することができる。窒素原料としては、窒素
ガスや、窒素と別の元素との化合物であって、窒素を構
成元素とする物質であればよい。従って、気体であって
も液体であっても固体であっても良く、特にその種類は
限定されるものではない。また、窒素原料は、ガスとし
て反応容器の外部から供給することもできるし、アルカ
リ金属融液にあらかじめ溶融しておくことも可能であ
り、その供給形態は特に限定されるものではない。
Here, as the nitrogen, one supplied from a nitrogen raw material can be used. The nitrogen raw material may be nitrogen gas or a compound of nitrogen and another element, which is a substance having nitrogen as a constituent element. Therefore, it may be gas, liquid, or solid, and its type is not particularly limited. Further, the nitrogen raw material can be supplied as a gas from the outside of the reaction vessel or can be melted in advance in the alkali metal melt, and the supply form thereof is not particularly limited.

【0034】このように、第2の実施形態では、第1の
実施形態において、III族窒化物を分解して生成されたI
II族金属をIII族金属原料としてIII族窒化物を成長する
ので、III族金属を供給する必要が無く、融液供給管等
の詰まりの問題が解決できる。その結果、結晶成長を継
続して行なうことができて、大型のIII族窒化物結晶を
成長することができる。また、従来技術3のようにアル
カリ金属とIII族金属の金属間化合物を融解するもので
はないので、急激な反応は起らない。その結果、高品質
のIII族窒化物を成長することができる。
As described above, in the second embodiment, the I generated by decomposing the group III nitride in the first embodiment is generated.
Since the group III metal is grown using the group II metal as the group III metal raw material, it is not necessary to supply the group III metal, and the problem of clogging of the melt supply pipe or the like can be solved. As a result, crystal growth can be continued and a large group III nitride crystal can be grown. Further, unlike the prior art 3, since it does not melt the intermetallic compound of the alkali metal and the group III metal, a rapid reaction does not occur. As a result, high quality group III nitrides can be grown.

【0035】第3の実施形態 本発明の第3の実施形態は、上述した第1の実施形態に
おいて、III族窒化物を分解して生成されたIII族金属と
窒素をそれぞれIII族金属原料と窒素原料としてIII族窒
化物結晶を成長するようになっている。
Third Embodiment The third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment, except that the group III metal and nitrogen produced by decomposing the group III nitride are used as the group III metal raw materials, respectively. Group III nitride crystals are grown as a nitrogen source.

【0036】ここで、分解で生成された窒素は、反応容
器内に空間があると気体として融液中から気相中に抜け
るので、あらかじめ反応容器内に窒素ガスを充填してお
き、窒素分圧をかけておくことが望ましい。
Since the nitrogen produced by the decomposition escapes from the melt into the gas phase as a gas when there is a space in the reaction vessel, the reaction vessel is preliminarily filled with nitrogen gas to remove the nitrogen content. It is desirable to apply pressure.

【0037】このように、第3の実施形態では、第1の
実施形態において、III族窒化物を分解して生成されたI
II族金属と窒素とをそれぞれIII族金属原料と窒素原料
としてIII族窒化物結晶を成長するので、III族金属原料
も窒素原料も反応容器外部から供給する必要が無い。そ
の結果、閉じた系で結晶成長を行なうことができて、II
I族金属供給管や窒素原料供給管へのアルカリ金属蒸気
の凝集の問題が解決できる。その結果、結晶成長を継続
して行なうことができて、大型のIII族窒化物結晶を成
長することができる。
As described above, in the third embodiment, the I generated by decomposing the group III nitride in the first embodiment is generated.
Since Group III metal and nitrogen are used as Group III metal raw materials and nitrogen raw materials, respectively, to grow Group III nitride crystals, it is not necessary to supply Group III metal raw materials and nitrogen raw materials from outside the reaction vessel. As a result, crystal growth can be performed in a closed system, and II
It is possible to solve the problem of the aggregation of alkali metal vapor to the group I metal supply pipe and the nitrogen raw material supply pipe. As a result, crystal growth can be continued and a large group III nitride crystal can be grown.

【0038】第4の実施形態 本発明の第4の実施形態は、上述した第1,第2,第3
の実施形態のいずれかにおいて、反応容器内に、III族
窒化物の収容された第1の容器と、アルカリ金属の収容
された第2の容器とを設置し、第1の容器内でIII族窒
化物を分解し、分解によって生成されたIII族金属、あ
るいは、分解によって生成された窒素、あるいは、分解
によって生成されたIII族金属と窒素の両方を、第2の
容器に供給し、第2の容器内の溶融したアルカリ金属中
で所定の温度でIII族金属と窒素を反応させ、III族窒化
物の結晶成長を行なうようになっている。
Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention is based on the above-mentioned first, second and third embodiments.
In any one of the embodiments described above, a first container containing a group III nitride and a second container containing an alkali metal are installed in the reaction container, and the group III is contained in the first container. The nitride is decomposed, and the group III metal produced by the decomposition, the nitrogen produced by the decomposition, or both the group III metal produced by the decomposition and nitrogen are supplied to the second container, The group III metal is reacted with nitrogen at a predetermined temperature in the molten alkali metal in the container to grow crystals of the group III nitride.

【0039】この第4の実施形態では、第1の容器内に
収容されたIII族窒化物は、第1の容器内で、III族金属
と窒素に分解する。分解によって生成されたIII族金属
は、第2の容器に供給され、アルカリ金属融液中に溶融
する。そして、アルカリ金属融液中に溶融している窒素
とIII族金属が反応してIII族窒化物が結晶成長する。こ
こで、窒素は、あらかじめ窒素原料をアルカリ金属融液
中に溶融しておいても良いし、窒素あるいは窒素化合物
のガスとして反応容器の外部から供給し、アルカリ金属
融液中に溶け込ませても良い。また、III族窒化物の分
解で生成された窒素を使用することもできる。この場合
は、所定の窒素分圧がかかるように反応容器内にあらか
じめ窒素ガスを充填しておくことが望まれる。
In the fourth embodiment, the group III nitride contained in the first container is decomposed into the group III metal and nitrogen in the first container. The Group III metal produced by the decomposition is supplied to the second container and melted in the alkali metal melt. Then, the nitrogen melted in the alkali metal melt reacts with the group III metal to crystallize the group III nitride. Here, nitrogen may be prepared by previously melting the nitrogen raw material in the alkali metal melt, or may be supplied from the outside of the reaction vessel as a gas of nitrogen or a nitrogen compound and dissolved in the alkali metal melt. good. It is also possible to use nitrogen produced by the decomposition of Group III nitrides. In this case, it is desirable to fill the reaction container with nitrogen gas in advance so that a predetermined nitrogen partial pressure is applied.

【0040】なお、分解によって生成されたIII族金属
を第1の容器から第2の容器へ供給する方法は特に限定
されるものではない。例えば、第1の容器と第2の容器
との間を管でつなぎ、その中をIII族金属を通すことも
できる。また、第1の容器の底に穴を開けておき、そこ
からIII族金属を第2の容器内に落とし込んでもよい。
The method of supplying the group III metal produced by decomposition from the first container to the second container is not particularly limited. For example, a pipe may be connected between the first container and the second container, and a Group III metal may be passed through the pipe. It is also possible to make a hole in the bottom of the first container and drop the Group III metal into the second container from there.

【0041】このように、第4の実施形態では、反応容
器内に、III族窒化物の収容された第1の容器と、アル
カリ金属の収容された第2の容器とを設置し、第1の容
器内でIII族窒化物を分解し、分解によって生成されたI
II族金属、あるいは、分解によって生成された窒素、あ
るいは、分解によって生成されたIII族金属と窒素の両
方を、第2の容器に供給し、第2の容器内の溶融したア
ルカリ金属中で所定の温度でIII族金属と窒素を反応さ
せ、III族窒化物の結晶成長を行なうので、原料III族窒
化物の分解とIII族窒化物の結晶成長とを、それぞれ第
1の容器と第2の容器とで独立して行なうことができ、
これにより、それぞれに適した条件(例えば温度)を使
用することができる。このように、結晶成長を最適条件
で行なうことができるので、高品質の結晶を成長するこ
とができる。また、第1の容器と第2の容器とは同一反
応容器内に設置されているので、第1の容器内でIII族
窒化物の熱分解によって生成したIII族金属をその自重
で第2の容器に滴下させることもできる。
As described above, in the fourth embodiment, the first container containing the group III nitride and the second container containing the alkali metal are installed in the reaction container, and the first container Of the group III nitride in the container of
Group II metal, nitrogen generated by decomposition, or both group III metal and nitrogen generated by decomposition are supplied to the second container and are stored in the molten alkali metal in the second container at a predetermined temperature. Since the group III metal is reacted with nitrogen at a temperature of 3 to perform the group III nitride crystal growth, the decomposition of the starting group III nitride and the group III nitride crystal growth are performed in the first container and the second container, respectively. Can be done independently with the container,
Thereby, conditions (for example, temperature) suitable for each can be used. In this way, since crystal growth can be performed under optimum conditions, high quality crystals can be grown. In addition, since the first container and the second container are installed in the same reaction container, the group III metal generated by the thermal decomposition of the group III nitride in the first container is added to the second container by its own weight. It can also be dropped in a container.

【0042】また、従来技術2のように反応容器外部か
ら圧力をかける必要がないので、第1の容器には耐圧性
は必要とされない。従って、第1の容器としては、III
族金属(Ga)と高温で反応しないセラミックス等の材
料を使用でき、成長中に高温にすることができるので、
従来技術2で問題になったフラックス蒸気の低温凝集に
よる供給管の詰まりの問題を解決できる。その結果、II
I族金属を枯渇させることなく供給することができ、結
晶成長を継続することができて、大型の結晶を作製する
ことができる。
Further, since it is not necessary to apply pressure from the outside of the reaction vessel as in the case of the conventional technique 2, the first vessel does not need to have pressure resistance. Therefore, as the first container, III
Since a material such as ceramics that does not react with the group metal (Ga) at high temperature can be used and the temperature can be raised during growth,
It is possible to solve the problem of clogging of the supply pipe due to the low-temperature agglomeration of the flux vapor, which has been a problem in prior art 2. As a result, II
The group I metal can be supplied without being depleted, the crystal growth can be continued, and a large crystal can be produced.

【0043】第5の実施形態 本発明の第5の実施形態は、上述した第4の実施形態に
おいて、第1の容器の温度をIII族窒化物の分解温度を
挟んで高温と低温に変動させて、III族窒化物結晶の成
長を行なうようになっている。
Fifth Embodiment In the fifth embodiment of the present invention, in the above-described fourth embodiment, the temperature of the first container is changed between high temperature and low temperature with the decomposition temperature of the group III nitride being sandwiched. The growth of group III nitride crystals is carried out.

【0044】すなわち、第1の容器の温度をIII族窒化
物の分解温度以上に上げると、III族窒化物の分解が起
り、III族金属が生成され、第2の容器へIII族金属が供
給されて、III族窒化物結晶の結晶成長が起る。
That is, when the temperature of the first container is raised above the decomposition temperature of the group III nitride, the group III nitride is decomposed to produce the group III metal and the group III metal is supplied to the second container. Then, the crystal growth of the group III nitride crystal occurs.

【0045】一方、第1の容器の温度をIII族窒化物の
分解温度より低くすると、III族窒化物の分解が止ま
り、第2の容器へIII族金属は供給されないので、III族
窒化物結晶の結晶成長が停止する。
On the other hand, when the temperature of the first container is made lower than the decomposition temperature of the group III nitride, the decomposition of the group III nitride is stopped and the group III metal is not supplied to the second container. Crystal growth stops.

【0046】このように、第5の実施形態では、第1の
容器の温度でIII族窒化物の分解量を調整して、第2の
容器へのIII族金属の供給量を制御し、常に最適な条件
で結晶成長を継続させることができる。
As described above, in the fifth embodiment, the decomposition amount of the group III nitride is adjusted at the temperature of the first container to control the supply amount of the group III metal to the second container. Crystal growth can be continued under optimum conditions.

【0047】すなわち、第5の実施形態では、第4の実
施形態において、第1の容器の温度をIII族窒化物の分
解温度を挟んで高温と低温に変動させて、III族窒化物
結晶の成長を行なうので、原料III族窒化物の分解を第
1の容器の温度によって制御できて、分解によって生成
されるIII族金属の量を制御することができる。すなわ
ち、第2の容器に供給されるIII族金属の量を制御でき
るので、アルカリ金属融液中のIII族金属濃度を制御で
き、結晶成長条件を最適にして成長することができる。
従って、高品質のIII族窒化物結晶を作製できる。
That is, in the fifth embodiment, in the fourth embodiment, the temperature of the first container is changed to a high temperature and a low temperature with the decomposition temperature of the group III nitride being sandwiched between the group III nitride crystal and the group III nitride crystal. Since the growth is performed, the decomposition of the raw material group III nitride can be controlled by the temperature of the first container, and the amount of the group III metal produced by the decomposition can be controlled. That is, since the amount of the group III metal supplied to the second container can be controlled, the concentration of the group III metal in the alkali metal melt can be controlled, and the crystal growth conditions can be optimized for growth.
Therefore, a high-quality group III nitride crystal can be produced.

【0048】第6の実施形態 本発明の第6の実施形態は、第4あるいは第5の実施形
態において、III族窒化物(原料のIII族窒化物)は、第
1の容器の内壁に付着していることを特徴としている。
Sixth Embodiment The sixth embodiment of the present invention is the same as the fourth or fifth embodiment, except that the group III nitride (the raw material group III nitride) is attached to the inner wall of the first container. It is characterized by doing.

【0049】このように、第6の実施形態では、第4あ
るいは第5の実施形態において、原料のIII族窒化物
は、第1の容器の内壁に付着しているので、分解によっ
て生成されたIII族金属のみを第2の容器に供給するこ
とができる。従って、原料のIII族窒化物が第1の容器
から第2の容器に入って、余分な結晶核が発生すること
を防止することができる。従って、多結晶化を防止する
ことができて、大きな単結晶を成長することができる。
As described above, in the sixth embodiment, the group III nitride as the raw material adheres to the inner wall of the first container in the fourth or fifth embodiment, and is thus produced by decomposition. Only the Group III metal can be supplied to the second container. Therefore, it is possible to prevent the group III nitride as a raw material from entering the second container into the second container and generating extra crystal nuclei. Therefore, polycrystallization can be prevented, and a large single crystal can be grown.

【0050】第7の実施形態 本発明の第7の実施形態は、第6の実施形態において、
第1の容器を使用して、アルカリ金属融液中でIII族金
属原料と窒素原料を反応させてIII族窒化物を作製する
ことを特徴としている。
Seventh Embodiment The seventh embodiment of the present invention is the same as the sixth embodiment, except that
It is characterized in that a group III metal raw material and a nitrogen raw material are reacted in an alkali metal melt using a first container to produce a group III nitride.

【0051】ここで、原料となるIII族窒化物は、第1
の容器に収容された溶融アルカリ金属中で、III族金属
原料と窒素原料とを反応させるときに生成条件を適宜選
択すると、微結晶として分解容器の内壁に付着して生成
される。第6,第7の実施形態では、原料のIII族窒化
物の合成を第1の容器を使用して行ない、、第1の容器
の内壁にIII族窒化物の微結晶を付着させる。
Here, the group III nitride as the raw material is the first
In the molten alkali metal contained in the container, if the production conditions are appropriately selected when reacting the group III metal raw material and the nitrogen raw material, they are produced as fine crystals attached to the inner wall of the decomposition vessel. In the sixth and seventh embodiments, the raw material group III nitride is synthesized using the first container, and the group III nitride microcrystals are attached to the inner wall of the first container.

【0052】なお、アルカリ金属は、原料III族窒化物
を合成した後に、蒸発させ除去することが可能であるの
で、第1の容器内をIII族窒化物のみにすることができ
る。結晶成長の段階では、この第1の容器内のIII族窒
化物を原料として使用し、この第1の容器内のIII族窒
化物を分解し、III族金属を供給する。
Since the alkali metal can be evaporated and removed after the raw material group III nitride is synthesized, only the group III nitride can be contained in the first container. At the stage of crystal growth, the group III nitride in the first container is used as a raw material, the group III nitride in the first container is decomposed, and the group III metal is supplied.

【0053】このように、第7の実施形態では、原料と
なるIII族窒化物を作製した容器をそのまま反応容器内
に設置して結晶成長を行なうことができる。すなわち、
原料となるIII族窒化物を別の容器等で作製した場合に
は、III族窒化物を第1の容器に移し替える作業が必要
となり、その際に、原料に不純物が混入する可能性が高
くなるが、第7の実施形態においては、III族窒化物を
移し替える必要がないので、不純物の混入を防止するこ
とができる。従って、高純度の大型III族窒化物結晶を
作製することができる。
As described above, in the seventh embodiment, the crystal growth can be performed by placing the container in which the group III nitride, which is the raw material, is prepared in the reaction container as it is. That is,
When the group III nitride used as the raw material is produced in another container or the like, it is necessary to transfer the group III nitride to the first container, and at that time, there is a high possibility that impurities will be mixed in the raw material. However, in the seventh embodiment, since it is not necessary to transfer the group III nitride, it is possible to prevent impurities from being mixed. Therefore, a high-purity large group III nitride crystal can be produced.

【0054】第8の実施形態 本発明の第8の実施形態は、反応容器内に、III族窒化
物の収容された第1の容器と、アルカリ金属の収容され
た第2の容器とが設置されており、第1の容器内でIII
族窒化物を分解し、分解によって生成されたIII族金属
を、あるいは、分解によって生成された窒素を、あるい
は、分解によって生成されたIII族金属と窒素の両方
を、第2の容器に供給するように構成されており、第2
の容器内でIII族窒化物の結晶成長を行なうために、第
1の容器と第2の容器とをそれぞれ独立して温度制御可
能な温度制御手段がさらに設けられている。なお、温度
制御の方式に関しては、特に限定されるものではなく、
適宜選択可能である。
Eighth Embodiment In an eighth embodiment of the present invention, a reaction vessel is provided with a first vessel containing a group III nitride and a second vessel containing an alkali metal. And in the first container III
Decompose the group nitride and supply the group III metal produced by the decomposition, or the nitrogen produced by the decomposition, or both the group III metal and the nitrogen produced by the decomposition to the second container. The second is
In order to carry out the crystal growth of the group III nitride in the container, the temperature control means for independently controlling the temperature of the first container and the second container is further provided. The temperature control method is not particularly limited,
It can be appropriately selected.

【0055】このように、第8の実施形態では、反応容
器内に、III族窒化物の収容された第1の容器と、アル
カリ金属の収容された第2の容器とが設置されており、
第1の容器内でIII族窒化物を分解し、分解によって生
成されたIII族金属を、あるいは、分解によって生成さ
れた窒素を、あるいは、分解によって生成されたIII族
金属と窒素の両方を、第2の容器に供給するように構成
されており、第2の容器内でIII族窒化物の結晶成長を
行なうために、第1の容器と第2の容器とをそれぞれ独
立して温度制御可能な温度制御手段がさらに設けられて
いるので、結晶成長温度を成長の最適条件にした状態
で、第1の容器の温度のみを変えて、III族窒化物の分
解量を制御し、III族金属の供給量を制御することがで
きる。従って、アルカリ金属融液中のIII族金属濃度を
制御でき、結晶成長条件を最適にして成長することがで
きて、高品質のIII族窒化物結晶を作製できる。
As described above, in the eighth embodiment, the first container containing the group III nitride and the second container containing the alkali metal are installed in the reaction container.
In the first container, the group III nitride is decomposed, the group III metal produced by the decomposition, or the nitrogen produced by the decomposition, or both the group III metal and the nitrogen produced by the decomposition, It is configured to supply to the second container, and the temperature of the first container and the second container can be controlled independently for crystal growth of Group III nitride in the second container. Further, since the temperature control means is further provided, the decomposition amount of the group III nitride is controlled by changing only the temperature of the first container while the crystal growth temperature is set to the optimum growth condition. Can be controlled. Therefore, the group III metal concentration in the alkali metal melt can be controlled, the crystal growth conditions can be optimized for growth, and a high quality group III nitride crystal can be produced.

【0056】第9の実施形態 本発明の第9の実施形態は、第8の実施形態において、
第1の容器は、取り外し可能に構成されていることを特
徴としている。
Ninth Embodiment A ninth embodiment of the present invention is the same as the eighth embodiment, except that
The first container is characterized in that it is configured to be removable.

【0057】このように、第9の実施形態では、第1の
容器は、取り外し可能に構成されているので、結晶成長
とは独立して、複数の第1の容器で原料となるIII族窒
化物の合成を行なうことができる。その結果、原料の合
成と結晶成長とを並行して行なうことができて、時間が
短縮でき、コストを低減することができる。
As described above, in the ninth embodiment, since the first container is configured to be removable, the group III nitriding as a raw material in the plurality of first containers is independent of crystal growth. It is possible to synthesize a product. As a result, raw material synthesis and crystal growth can be performed in parallel, time can be shortened, and cost can be reduced.

【0058】第10の実施形態 本発明の第10の実施形態は、第8の実施形態におい
て、第1の容器は、第2の容器の上部に設置されている
ことを特徴としている。
Tenth Embodiment The tenth embodiment of the present invention is characterized in that, in the eighth embodiment, the first container is installed above the second container.

【0059】このように、第10の実施形態では、第8
の実施形態において、第1の容器は、第2の容器の上部
に設置されているので、第1の容器でIII族窒化物の分
解によって生成されたIII族金属を、その自重で第2の
容器内に供給することができる。従って、第1の容器か
ら第2の容器内へIII族金属を供給するのに、複雑な機
構を必要とせずに、効率良くIII族金属を第2の容器内
に供給することができ、これにより、コストを低減でき
る。
As described above, in the tenth embodiment, the eighth
In the embodiment, the first container is installed on the upper part of the second container, so that the group III metal generated by the decomposition of the group III nitride in the first container is added to the second container by its own weight. It can be supplied in a container. Therefore, it is possible to efficiently supply the Group III metal into the second container without requiring a complicated mechanism for supplying the Group III metal from the first container into the second container. Therefore, the cost can be reduced.

【0060】[0060]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0061】実施例1 実施例1は、本発明の第1,第3の実施形態(請求項
1,請求項3)に対応したものとなっている。
Example 1 Example 1 corresponds to the first and third embodiments of the present invention (claims 1 and 3).

【0062】図1(a)は実施例1に係る結晶成長装置
の構成例を示す図(断面図)である。なお、図1(b)
には、温度分布の模式図も示されている。
FIG. 1A is a diagram (cross-sectional view) showing a structural example of the crystal growth apparatus according to the first embodiment. Note that FIG. 1 (b)
A schematic diagram of the temperature distribution is also shown in FIG.

【0063】図1(a)を参照すると、実施例1の結晶
成長装置は、ステンレス製の閉じた形状の反応容器10
内に、III族金属18とアルカリ金属融液17とが収容
される結晶成長容器12が設けられている。なお、符号
13は、結晶成長容器12の蓋である。
With reference to FIG. 1A, the crystal growth apparatus of Example 1 includes a reaction vessel 10 made of stainless steel and having a closed shape.
A crystal growth container 12 that accommodates a group III metal 18 and an alkali metal melt 17 is provided therein. Reference numeral 13 is a lid of the crystal growth container 12.

【0064】ここで、結晶成長容器12は、メッシュ1
4で仕切られており、メッシュ14の上部には、III族
金属18が収容される。また、メッシュ14の下部に
は、アルカリ金属融液とIII族金属の混合融液が収容さ
れる。そして、メッシュ14の下部の領域で、III族窒
化物の結晶成長が行われる。
Here, the crystal growth container 12 has a mesh 1
It is partitioned by 4, and the group 14 metal 18 is accommodated in the upper portion of the mesh 14. Further, in the lower part of the mesh 14, a mixed melt of an alkali metal melt and a group III metal is contained. Then, in the lower region of the mesh 14, crystal growth of group III nitride is performed.

【0065】なお、実施例1において、結晶成長容器1
2と蓋13とメッシュ14の材質は、BN(ボロンナイ
トライド)である。
In Example 1, the crystal growth container 1
The material of 2, lid 13 and mesh 14 is BN (boron nitride).

【0066】また、反応容器10の外側には、ヒーター
15,16が設置されている。ここで、ヒーター15と
ヒーター16とは、それぞれ独立して温度制御すること
が可能に構成されている。
Further, heaters 15 and 16 are installed outside the reaction vessel 10. Here, the heater 15 and the heater 16 are configured to be able to independently control the temperature.

【0067】次に、図1の結晶成長装置を使用したGa
Nの結晶成長方法を説明する。まず、結晶成長容器12
(の下部)にアルカリ金属としてNa17を収容する。
次に、メッシュ14を入れ、結晶成長容器12の上部と
下部とを仕切る。次に、メッシュ14よりも荒い粒径の
GaNの粒状結晶18を結晶成長容器12の上部に収容
する。
Next, using the crystal growth apparatus of FIG.
A crystal growth method of N will be described. First, the crystal growth container 12
Na17 as an alkali metal is stored in (the lower part of).
Next, the mesh 14 is put in to partition the crystal growth container 12 from the upper part and the lower part. Next, a GaN granular crystal 18 having a grain diameter coarser than that of the mesh 14 is placed in the upper part of the crystal growth container 12.

【0068】次いで、結晶成長容器12に蓋13をかぶ
せ、結晶成長容器12を反応容器10内に収める。その
後、反応容器10に蓋11を取り付け、反応容器10の
内部を外部雰囲気と遮断する。なお、反応容器10に蓋
11を取り付ける作業は、加圧された高純度の乾燥窒素
ガス雰囲気で行う。
Next, the crystal growth container 12 is covered with the lid 13, and the crystal growth container 12 is placed in the reaction container 10. Then, the lid 11 is attached to the reaction container 10 to shut off the inside of the reaction container 10 from the external atmosphere. The operation of attaching the lid 11 to the reaction container 10 is performed in a pressurized high-purity dry nitrogen gas atmosphere.

【0069】次いで、ヒーター15,16の温度を図1
(b)に示すような所定の温度まで昇温し、反応容器1
0を加熱する。この時、ヒーター15の温度を900℃
とし、ヒーター16の温度を700℃とする。昇温中、
結晶成長容器12の上部ではGaN18が分解し、III
族金属(Ga)と窒素が生成される。そして、生成され
たIII族金属と窒素は、メッシュ14を通して結晶成長
容器12の下部のNa融液17に供給され、Na融液1
7中で反応し、GaNの結晶が成長する。
Next, the temperatures of the heaters 15 and 16 are set as shown in FIG.
The reaction container 1 is heated to a predetermined temperature as shown in (b).
Heat 0. At this time, the temperature of the heater 15 is set to 900 ° C.
And the temperature of the heater 16 is 700 ° C. During the temperature rise,
In the upper part of the crystal growth container 12, the GaN 18 decomposes and III
Group metal (Ga) and nitrogen are produced. Then, the generated Group III metal and nitrogen are supplied to the Na melt 17 under the crystal growth container 12 through the mesh 14, and the Na melt 1
React in 7 and a GaN crystal grows.

【0070】この状態で200時間保持した後、反応容
器10を開けると、結晶成長容器12内には、10mm
程度の大きさのGaNの単結晶19,20が結晶成長し
ていた。
After keeping this state for 200 hours, when the reaction vessel 10 is opened, the crystal growth vessel 12 is filled with 10 mm.
The GaN single crystals 19 and 20 of about the same size were grown.

【0071】実施例2 実施例2は本発明の第1,第2,第4,第8,第9,第
10の実施形態(請求項1,請求項2,請求項4,請求
項8,請求項9,請求項10)に対応したものとなって
いる。
Example 2 Example 2 is the first, second, fourth, eighth, ninth and tenth embodiments of the present invention (claim 1, claim 2, claim 4, claim 8, It corresponds to claims 9 and 10.

【0072】図2は実施例2に係る結晶成長装置の構成
例を示す図(断面図)である。図2を参照すると、実施
例2の結晶成長装置は、ステンレス製の閉じた形状の反
応容器30内に、結晶成長を行なうための第2の容器3
9と、原料となるIII族窒化物(例えば、GaN)42
を分解するための第1の容器38とが設けられている。
FIG. 2 is a diagram (cross-sectional view) showing a structural example of a crystal growth apparatus according to the second embodiment. Referring to FIG. 2, the crystal growth apparatus of Example 2 includes a second container 3 for growing crystals in a closed reaction container 30 made of stainless steel.
9 and a group III nitride (for example, GaN) 42 as a raw material
And a first container 38 for disassembling the.

【0073】また、反応容器30の内部空間に窒素原料
となる窒素(N2)ガスを充満させ、かつ反応容器30
内の窒素(N2)圧力を制御することを可能にするガス
供給管31が反応容器30を貫通して装着されている。
ガス供給管31には、バルブ32と、圧力制御装置33
とが設けられており、圧力制御装置33で窒素圧力を調
整することができる。また、反応容器30内の全圧力を
モニターするための圧力計34が設置されている。
Further, the inner space of the reaction container 30 is filled with nitrogen (N 2 ) gas as a nitrogen source, and the reaction container 30
A gas supply pipe 31 that allows control of the nitrogen (N 2 ) pressure therein is attached through the reaction vessel 30.
The gas supply pipe 31 includes a valve 32 and a pressure control device 33.
Are provided and the nitrogen pressure can be adjusted by the pressure control device 33. Further, a pressure gauge 34 for monitoring the total pressure in the reaction container 30 is installed.

【0074】また、III族窒化物(例えば、GaN)4
2が収容される第1の容器38は、第2の容器39の上
部に設けられている。そして、第1の容器38は、III
族窒化物42を収容する領域の底に穴が開けられてお
り、分解したIII族金属(例えば、Ga)融液43が連
結した管を通して下部の第2の容器39に滴下されるよ
うになっている。また、第1の容器38と第2の容器3
9とは、それぞれ分離可能であるとともに、反応容器3
0から取り外すことができる。
In addition, a group III nitride (eg, GaN) 4
The first container 38 accommodating 2 is provided on top of the second container 39. The first container 38 is III
A hole is formed in the bottom of the region for containing the group nitride 42 so that the decomposed Group III metal (for example, Ga) melt 43 is dropped into the second container 39 below through the connected pipe. ing. In addition, the first container 38 and the second container 3
9 can be separated from each other, and the reaction container 3
Can be removed from scratch.

【0075】なお、第1の容器38と第2の容器39の
材質はBN(ボロンナイトライド)である。
The material of the first container 38 and the second container 39 is BN (boron nitride).

【0076】また、第1の容器38と第2の容器39と
の外側には、アルカリ金属や原料蒸気の飛散による反応
容器30内部の汚染防止のため、カバー37がかぶせら
れている。カバー37には、ステンレス製のカバーを使
用できる。
A cover 37 is placed on the outside of the first container 38 and the second container 39 to prevent the inside of the reaction container 30 from being contaminated due to the scattering of the alkali metal or the source vapor. As the cover 37, a stainless cover can be used.

【0077】なお、第1の容器38と第2の容器39と
の間、カバー37と反応容器30との間には、それぞ
れ、隙間41、隙間40がわずかにあいており、窒素ガ
スは、カバー37と反応容器30との間の隙間40と第
1の容器38と第2の容器39との間の隙間41を通し
て第2の容器39内に入り、アルカリ金属とIII族金属
の融液44に窒素ガスの圧力がかかるようになってい
る。
A slight gap 41 and a small gap 40 are provided between the first container 38 and the second container 39 and between the cover 37 and the reaction container 30, respectively. Through the gap 40 between the cover 37 and the reaction container 30 and the gap 41 between the first container 38 and the second container 39 into the second container 39, a melt 44 of an alkali metal and a group III metal is formed. The pressure of nitrogen gas is applied to.

【0078】また、カバー37の外側には、ヒーター3
5,36が設置されている。ヒーター35とヒーター3
6は、それぞれ独立して温度制御することが可能となっ
ている。これにより、ヒーター35,36によって第1
の容器38と第2の容器39の温度を、独立して任意の
温度に制御することが可能となっている。なお、ヒータ
ー35,36は取り外すことが可能である。
On the outside of the cover 37, the heater 3
5, 36 are installed. Heater 35 and heater 3
6 can be temperature controlled independently. As a result, the heaters 35 and 36 cause the first
The temperatures of the container 38 and the second container 39 can be independently controlled to arbitrary temperatures. The heaters 35 and 36 can be removed.

【0079】次に、図2の結晶成長装置を使用したGa
Nの成長方法を説明する。まず、第1の容器38に、G
aNの粒状結晶あるいは粉末を入れる。また、第2の容
器39に、アルカリ金属としてNaを入れる。
Next, using the crystal growth apparatus shown in FIG.
A method of growing N will be described. First, in the first container 38, G
Add aN granular crystals or powder. Further, Na is put in the second container 39 as an alkali metal.

【0080】そして、第2の容器39の上に第1の容器
38を載せ、反応容器30内に設置する。次に、ステン
レス製のカバー37をかぶせ、ヒーター35,36を所
定の位置に設置する。なお、上記一連の作業は高純度の
Arガス雰囲気で行う。
Then, the first container 38 is placed on the second container 39 and installed in the reaction container 30. Next, the stainless steel cover 37 is covered and the heaters 35 and 36 are installed at predetermined positions. The series of operations described above is performed in a high-purity Ar gas atmosphere.

【0081】次いで、反応容器30を密閉し、バルブ3
2を閉じ、反応容器30内部を外部雰囲気と遮断する。
Then, the reaction vessel 30 is closed and the valve 3
2 is closed, and the inside of the reaction container 30 is shut off from the external atmosphere.

【0082】次いで、ヒーター35,36の温度を所定
の温度まで昇温する。この時、第1の容器38の温度を
1000℃とし、第2の容器39内の結晶成長領域を7
00℃とした。
Then, the temperature of the heaters 35 and 36 is raised to a predetermined temperature. At this time, the temperature of the first container 38 is set to 1000 ° C., and the crystal growth region in the second container 39 is set to 7 ° C.
It was set to 00 ° C.

【0083】次いで、バルブ32を開け、窒素ガス供給
管31から窒素ガスを入れ、圧力制御装置33で圧力を
調整して反応容器30内の全圧を3MPaにする。この
状態で200時間保持した後、降温した。
Next, the valve 32 is opened, nitrogen gas is introduced from the nitrogen gas supply pipe 31, and the pressure is adjusted by the pressure control device 33 to make the total pressure in the reaction vessel 30 3 MPa. After maintaining this state for 200 hours, the temperature was lowered.

【0084】反応容器30内のガスの圧力を下げた後、
反応容器30を開けると、第2の容器39内には、10
mm程度の大きさのGaNの単結晶45,46が結晶成
長していた。
After reducing the pressure of the gas in the reaction vessel 30,
When the reaction container 30 is opened, the second container 39 has 10
The GaN single crystals 45 and 46 having a size of about mm were grown.

【0085】実施例3 実施例3は本発明の第1,第2,第4,第5,第6,第
7,第8,第9,第10の実施形態(請求項1,請求項
2,請求項4,請求項5,請求項6,請求項7,請求項
8,請求項9,請求項10)に対応したものとなってい
る。
Example 3 Example 3 is the first, second, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth embodiments of the present invention (claims 1 and 2). , Claim 4, claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, claim 9, claim 10).

【0086】図3は実施例3に係る結晶成長装置の構成
例を示す図(断面図)である。図3の結晶成長装置も、
基本的には、図2の結晶成長装置と同様のものとなって
いる。すなわち、図3を参照すると、この結晶成長装置
も、図2の結晶成長装置と同様に、ステンレス製の閉じ
た形状の反応容器60内に、結晶成長を行なうための第
2の容器69と、原料となるIII族窒化物を分解するた
めの第1の容器68とが設けられている。
FIG. 3 is a diagram (cross-sectional view) showing a structural example of a crystal growth apparatus according to the third embodiment. The crystal growth apparatus of FIG.
Basically, it is similar to the crystal growth apparatus of FIG. That is, referring to FIG. 3, similarly to the crystal growth apparatus of FIG. 2, this crystal growth apparatus also includes a second container 69 for performing crystal growth in a closed reaction container 60 made of stainless steel. A first container 68 for decomposing the group III nitride as a raw material is provided.

【0087】また、反応容器60の内部空間に窒素原料
となる窒素(N2)ガスを充満させ、かつ反応容器60
内の窒素(N2)圧力を制御することを可能にするガス
供給管61が反応容器60を貫通して装着されている。
ガス供給管61には、バルブ62と、圧力制御装置63
とが設けれており、圧力制御装置63で窒素圧力を調整
することができる。また、反応容器60内の全圧力をモ
ニターするための圧力計64が設置されている。
Further, the inner space of the reaction vessel 60 is filled with nitrogen (N 2 ) gas as a nitrogen source, and
A gas supply pipe 61 that allows controlling the nitrogen (N 2 ) pressure therein is installed through the reaction vessel 60.
The gas supply pipe 61 includes a valve 62 and a pressure control device 63.
Are provided, and the nitrogen pressure can be adjusted by the pressure control device 63. Further, a pressure gauge 64 for monitoring the total pressure in the reaction container 60 is installed.

【0088】また、この実施例3では、III族窒化物
(例えば、GaN)が収容される第1の容器68は、第
2の容器69の上部に設けられており、第2の容器69
の蓋としても機能するようになっている。また、実施例
3の第1の容器68は、円柱状にくり貫かれており、内
面にIII族窒化物72が付着している。そして、分解さ
れたIII族金属融液73が第1の容器68の内壁を伝っ
て、下部の第2の容器69に滴下されるようになってい
る。また、第1の容器68と第2の容器69とは、それ
ぞれ分離可能であるとともに、反応容器60から取り外
すことができる。
Further, in the third embodiment, the first container 68 for containing the group III nitride (eg, GaN) is provided above the second container 69, and the second container 69 is provided.
It also functions as a lid. Further, the first container 68 of the third embodiment is hollowed out in a cylindrical shape, and the group III nitride 72 is attached to the inner surface. Then, the decomposed Group III metal melt 73 travels along the inner wall of the first container 68 and is dropped into the second container 69 below. Further, the first container 68 and the second container 69 are separable from each other and can be removed from the reaction container 60.

【0089】なお、第1の容器68と第2の容器69の
材質はBN(ボロンナイトライド)である。
The material of the first container 68 and the second container 69 is BN (boron nitride).

【0090】また、第1の容器68と第2の容器69に
は、アルカリ金属や原料の蒸気の飛散による反応容器6
0内部の汚染防止のため、カバー67がかぶせられてい
る。カバー67には、ステンレス製のカバーを使用でき
る。
The first container 68 and the second container 69 are the reaction container 6 due to the scattering of the alkali metal or the vapor of the raw material.
A cover 67 is covered to prevent contamination of the inside. As the cover 67, a stainless cover can be used.

【0091】なお、第1の容器68と第2の容器69と
の間、カバー67と反応容器60との間には、それぞ
れ、隙間70、隙間71がわずかにあいており、窒素ガ
スは、カバー67と反応容器60との間の隙間71と第
1の容器68と第2の容器69との間の隙間70を通し
て第2の容器69内に入り、アルカリ金属とIII族金属
の融液74に窒素の圧力がかかるようになっている。
A gap 70 and a gap 71 are slightly formed between the first container 68 and the second container 69 and between the cover 67 and the reaction container 60, respectively. Through the gap 71 between the cover 67 and the reaction container 60 and the gap 70 between the first container 68 and the second container 69 into the second container 69, a melt 74 of an alkali metal and a Group III metal is formed. Nitrogen pressure is applied to.

【0092】また、カバー67の外側には、ヒーター6
5,66が設置されている。ヒーター65とヒーター6
6は、それぞれ独立して温度制御することが可能となっ
ている。これにより、ヒーター65,66によって第1
の容器68と第2の容器69の温度を、独立して任意の
温度に制御することが可能となっている。なお、ヒータ
ー65,66は取り外すことが可能である。
On the outside of the cover 67, the heater 6
5, 66 are installed. Heater 65 and heater 6
6 can be temperature controlled independently. As a result, the heaters 65 and 66 allow the first
The temperatures of the container 68 and the second container 69 can be independently controlled to arbitrary temperatures. The heaters 65 and 66 can be removed.

【0093】次に、図3の結晶成長装置を使用したGa
Nの成長方法を説明する。まず、第1の容器68を利用
してGaNの合成を行なう。この合成を行なうには、最
初、第1の容器68を図3と上下を逆さまにして、第1
の容器68の中に、アルカリ金属であるNaと金属Ga
とを収容する。そして、この第1の容器68を図3と同
様の反応容器に入れ、窒素の圧力を8MPaとして、6
00℃で100時間保持する。これにより、第1の容器
68の内部には、GaNの微結晶が合成される。GaN
の微結晶は、第1の容器(分解容器)68の内壁に張り
付いており、第1の容器(分解容器)68を図3に示し
たように逆さまにしても、落ちてこない。
Next, Ga using the crystal growth apparatus of FIG.
A method of growing N will be described. First, GaN is synthesized using the first container 68. To perform this synthesis, first turn the first container 68 upside down from that of FIG.
Alkali metal Na and metal Ga are placed in the container 68 of
And accommodate. Then, the first container 68 was placed in a reaction container similar to that shown in FIG.
Hold at 00 ° C for 100 hours. As a result, GaN microcrystals are synthesized inside the first container 68. GaN
The fine crystals of No. 3 adhere to the inner wall of the first container (decomposition container) 68, and do not fall even if the first container (decomposition container) 68 is inverted as shown in FIG.

【0094】なお、アルカリ金属として使用したNa
は、全て蒸発し、第1の容器68内部には残っていなか
った。
Na used as the alkali metal
Completely evaporated and did not remain inside the first container 68.

【0095】次に、第2の容器69でのGaN単結晶の
結晶成長を行なう。これには、まず、第2の容器69
に、アルカリ金属としてNaを入れる。そして、第2の
容器69の上に、図3に示すように第1の容器68を載
せ、反応容器60内に設置する。そして、ステンレス製
のカバー67をかぶせ、ヒーター65、66を所定の位
置に設置する。上記一連の作業は、高純度のArガス雰
囲気で行なった。
Next, the GaN single crystal is grown in the second container 69. For this, first, the second container 69
Then, Na is added as an alkali metal. Then, as shown in FIG. 3, the first container 68 is placed on the second container 69 and placed in the reaction container 60. Then, the stainless steel cover 67 is covered and the heaters 65 and 66 are installed at predetermined positions. The above series of operations was performed in a high-purity Ar gas atmosphere.

【0096】次いで、反応容器60を密閉し、バルブ6
2を閉じ、反応容器60内部を外部雰囲気と遮断する。
次いで、ヒーター65,66の温度を所定の温度まで昇
温する。この時、第1の容器68の温度を1000℃と
し、第2の容器69内の結晶成長領域を700℃とし
た。
Then, the reaction vessel 60 is closed and the valve 6
2 is closed, and the inside of the reaction container 60 is shut off from the external atmosphere.
Then, the temperature of the heaters 65 and 66 is raised to a predetermined temperature. At this time, the temperature of the first container 68 was set to 1000 ° C., and the crystal growth region in the second container 69 was set to 700 ° C.

【0097】次いで、バルブ62を開け、窒素ガス供給
管61から窒素ガスを入れ、圧力制御装置63で圧力を
調整して反応容器60内の全圧を3MPaにする。
Next, the valve 62 is opened, nitrogen gas is introduced from the nitrogen gas supply pipe 61, and the pressure is adjusted by the pressure control device 63 to make the total pressure in the reaction vessel 60 3 MPa.

【0098】次いで、ヒーター65の温度を制御して、
第1の容器68の温度をIII族窒化物の分解温度を挟ん
で上下に変動させて成長を行なう。この状態で200時
間保持した後、降温した。
Then, by controlling the temperature of the heater 65,
Growth is performed by changing the temperature of the first container 68 up and down across the decomposition temperature of the group III nitride. After maintaining this state for 200 hours, the temperature was lowered.

【0099】反応容器60内のガスの圧力を下げた後、
反応容器60を開けると、第2の容器69内には、10
mm程度の大きさのGaNの単結晶75,76が結晶成
長していた。
After reducing the pressure of the gas in the reaction vessel 60,
When the reaction container 60 is opened, the second container 69 has 10
The GaN single crystals 75 and 76 having a size of about mm were grown.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1乃至請
求項7記載の発明によれば、アルカリ金属を含む融液中
で、III族金属原料と窒素原料を反応させてIII族窒化物
結晶を成長させるIII族窒化物結晶の結晶成長方法にお
いて、III族窒化物をIII族金属と窒素に分解した後、II
I族窒化物結晶を再成長させるので、高品質で実用的な
大きさのIII族窒化物結晶を作製することができる。
As described above, according to the inventions of claims 1 to 7, the group III metal raw material is reacted with the nitrogen raw material in the melt containing the alkali metal to form the group III nitride. In the crystal growth method of a group III nitride crystal for growing a crystal, after decomposing the group III nitride into a group III metal and nitrogen,
Since the Group I nitride crystal is regrown, a Group III nitride crystal of high quality and practical size can be produced.

【0101】また、請求項8乃至請求項10記載の発明
によれば、反応容器内に、III族窒化物の収容された第
1の容器と、アルカリ金属の収容された第2の容器とが
設置されており、第1の容器内でIII族窒化物を分解
し、分解によって生成されたIII族金属を、あるいは分
解によって生成された窒素を、あるいは、III族金属と
窒素の両方を、第2の容器に供給するように構成されて
おり、第2の容器内でIII族窒化物の結晶成長を行なう
ために、第1の容器と第2の容器とをそれぞれ独立して
温度制御可能な温度制御手段がさらに設けられているの
で、高品質で実用的な大きさのIII族窒化物結晶を作製
することができる。
Further, according to the inventions of claims 8 to 10, the first container containing the group III nitride and the second container containing the alkali metal are provided in the reaction container. It is installed and decomposes the group III nitride in the first container and removes the group III metal produced by the decomposition, or the nitrogen produced by the decomposition, or both the group III metal and the nitrogen. It is configured to be supplied to the second container, and the temperature of each of the first container and the second container can be controlled independently in order to perform the crystal growth of the group III nitride in the second container. Since the temperature control means is further provided, a high quality and practical size group III nitride crystal can be produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の結晶成長装置と温度分布を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a crystal growth apparatus and temperature distribution of Example 1.

【図2】実施例2の結晶成長装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a crystal growth apparatus of Example 2.

【図3】実施例3の結晶成長装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a crystal growth apparatus of Example 3;

【図4】従来技術2の結晶成長装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a crystal growth apparatus of Prior Art 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30,60 反応容器 11 反応容器の蓋 12 結晶成長容器 13 結晶成長容器の蓋 14 メッシュ 15,16,35,36,65,66 ヒーター 17 Na融液 18 GaN 19,45,46 単結晶 31,61 ガス供給管 32,62 バルブ 33,63 圧力制御装置 34,64 圧力計 37,67 カバー 38,68 第1の容器 39,69 第2の容器 40,41,70,71 隙間 42,72 III族窒化物 43,73 III族金属融液 44,74 アルカリ金属とIII族金属の融液 10,30,60 Reaction vessel 11 Lid of reaction vessel 12 Crystal growth vessel 13 Crystal growth container lid 14 mesh 15,16,35,36,65,66 heater 17 Na melt 18 GaN 19,45,46 Single crystal 31,61 Gas supply pipe 32,62 valves 33,63 Pressure control device 34, 64 pressure gauge 37,67 cover 38,68 First container 39,69 Second container 40, 41, 70, 71 Gap 42,72 Group III nitride 43,73 Group III metal melt 44,74 Melt of alkali metal and group III metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山根 久典 宮城県仙台市宮城野区鶴ヶ谷1−12−4 (72)発明者 島田 昌彦 宮城県仙台市青葉区貝ヶ森3−29−5 Fターム(参考) 4G077 AA02 BE15 CC04 CC06 EG25 EH07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hisanori Yamane             1-12-4 Tsurugaya, Miyagino-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture (72) Inventor Masahiko Shimada             3-29-5 Kaigamori, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture F-term (reference) 4G077 AA02 BE15 CC04 CC06 EG25                       EH07

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルカリ金属を含む融液中で、III族金
属原料と窒素原料を反応させてIII族窒化物結晶を成長
させるIII族窒化物結晶の結晶成長方法において、III族
窒化物をIII族金属と窒素に分解した後、III族窒化物結
晶を再成長させることを特徴とするIII族窒化物結晶の
結晶成長方法。
1. A crystal growth method for a group III nitride crystal in which a group III metal raw material and a nitrogen raw material are reacted in a melt containing an alkali metal to grow a group III nitride crystal. A method for growing a group III nitride crystal, which comprises re-growing a group III nitride crystal after decomposing it into a group metal and nitrogen.
【請求項2】 請求項1記載のIII族窒化物結晶の結晶
成長方法において、III族窒化物を分解して生成されたI
II族金属をIII族金属原料としてIII族窒化物結晶を成長
することを特徴とするIII族窒化物結晶の結晶成長方
法。
2. The crystal growth method for a Group III nitride crystal according to claim 1, wherein I generated by decomposing the Group III nitride.
A method for growing a Group III nitride crystal, which comprises growing a Group III nitride crystal using a Group II metal as a Group III metal raw material.
【請求項3】 請求項1記載のIII族窒化物結晶の結晶
成長方法において、III族窒化物を分解して生成されたI
II族金属と窒素をそれぞれIII族金属原料と窒素原料と
してIII族窒化物結晶を成長することを特徴とするIII族
窒化物結晶の結晶成長方法。
3. The crystal growth method for a group III nitride crystal according to claim 1, wherein I generated by decomposing the group III nitride.
A method for growing a group III nitride crystal, which comprises growing a group III nitride crystal by using a group II metal and nitrogen as a group III metal source and a nitrogen source, respectively.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に
記載のIII族窒化物結晶の結晶成長方法において、反応
容器内に、III族窒化物の収容された第1の容器と、ア
ルカリ金属の収容された第2の容器とを設置し、第1の
容器内でIII族窒化物を分解し、分解によって生成され
たIII族金属を、あるいは、分解によって生成された窒
素を、あるいは、分解によって生成されたIII族金属と
窒素の両方を、第2の容器に供給し、第2の容器内でII
I族窒化物結晶の結晶成長を行なうことを特徴とするIII
族窒化物結晶の結晶成長方法。
4. The method for growing a group III nitride crystal according to claim 1, wherein the reaction vessel comprises a first vessel containing a group III nitride. A second container containing an alkali metal is installed, the group III nitride is decomposed in the first container, and the group III metal produced by the decomposition, or the nitrogen produced by the decomposition, or , Both the group III metal and nitrogen produced by the decomposition are supplied to the second container, and in the second container II
III characterized by performing crystal growth of group I nitride crystals III
Method for growing group-nitride crystals.
【請求項5】 請求項4記載のIII族窒化物結晶の結晶
成長方法において、第1の容器の温度をIII族窒化物の
分解温度を挟んで高温と低温に変動させて、III族窒化
物結晶の成長を行なうことを特徴とするIII族窒化物結
晶の結晶成長方法。
5. The method for growing a group III nitride crystal according to claim 4, wherein the temperature of the first container is changed between a high temperature and a low temperature with a decomposition temperature of the group III nitride being sandwiched between the group III nitride and the group III nitride crystal. A method for growing a Group III nitride crystal, which comprises growing a crystal.
【請求項6】 請求項4または請求項5記載のIII族窒
化物結晶の結晶成長方法において、III族窒化物は、第
1の容器の内壁に付着していることを特徴とするIII族
窒化物結晶の結晶成長方法。
6. The Group III nitride crystal growth method according to claim 4 or 5, wherein the Group III nitride is attached to the inner wall of the first container. Crystal growth method for physical crystals.
【請求項7】 請求項6記載のIII族窒化物結晶の結晶
成長方法において、前記III族窒化物は、第1の容器を
使用して、アルカリ金属融液中でIII族金属原料と窒素
原料を反応させて作製されていることを特徴とするIII
族窒化物結晶の結晶成長方法。
7. The crystal growth method for a Group III nitride crystal according to claim 6, wherein the Group III nitride is used in a first container in a alkali metal melt and a Group III metal raw material and a nitrogen raw material are used. III characterized by being made by reacting
Method for growing group-nitride crystals.
【請求項8】 反応容器内に、III族窒化物の収容され
た第1の容器と、アルカリ金属の収容された第2の容器
とが設置されており、第1の容器内でIII族窒化物を分
解し、分解によって生成されたIII族金属を、あるい
は、分解によって生成された窒素を、あるいは、分解に
よって生成されたIII族金属と窒素の両方を、第2の容
器に供給するように構成されており、第2の容器内でII
I族窒化物の結晶成長を行なうために、第1の容器と第
2の容器とをそれぞれ独立して温度制御可能な温度制御
手段がさらに設けられていることを特徴とするIII族窒
化物結晶の結晶成長装置。
8. A reaction vessel is provided with a first vessel containing a group III nitride and a second vessel containing an alkali metal, and the group III nitride is placed in the first vessel. To decompose the substance and supply the group III metal produced by the decomposition, or the nitrogen produced by the decomposition, or both the group III metal produced by the decomposition and nitrogen to the second container. Configured and in a second container II
A group III nitride crystal characterized by further comprising temperature control means capable of independently controlling the temperature of the first container and the second container in order to perform crystal growth of the group I nitride. Crystal growth equipment.
【請求項9】 請求項8記載のIII族窒化物結晶の結晶
成長装置において、第1の容器は、取り外し可能に構成
されいることを特徴とするIII族窒化物結晶の結晶成長
装置。
9. The crystal growth apparatus for group III nitride crystals according to claim 8, wherein the first container is configured to be removable.
【請求項10】 請求項8記載のIII族窒化物結晶の結
晶成長装置において、第1の容器は、第2の容器の上部
に設置されていることを特徴とするIII族窒化物結晶の
結晶成長装置。
10. The crystal-growing apparatus for group III nitride crystals according to claim 8, wherein the first container is installed above the second container. Growth equipment.
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