JP2009132548A - Growth apparatus and growth method of group iii nitride crystal - Google Patents

Growth apparatus and growth method of group iii nitride crystal Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a group III nitride crystal which prevents mingling of residual gases in dead spaces of piping and an atmospheric gas in a reactor vessel into the reactor vessel and prevents degradation of physical properties of the group III nitride crystal. <P>SOLUTION: The manufacturing apparatus of the group III nitride crystal comprises first piping 10 to connect the reactor vessel 1 and a nitrogen raw material gas supply apparatus 7, second piping 20 to connect the first piping 10 and a first evacuating apparatus 8, and a first airtight partition 11d formed halfway in the first piping 10. The reactor vessel 1 is made airtight by the first airtight partition 11d. When the interior of the first and the second piping 10, 20 is evacuated, or when a nitrogen raw material gas 9 is supplied into the reactor vessel 1, the airtightness of the first airtight partition 11d of the first piping 10 is broken by a pressure difference between the reactor vessel 1 side and the nitrogen raw material gas supply apparatus 7 side. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、III族窒化物結晶の成長に適した成長装置および成長方法に関する。   The present invention relates to a growth apparatus and a growth method suitable for growing a group III nitride crystal.

LED(発光ダイオード)、LD(レーザダイオード)などの各種半導体デバイスの基板などに好適に用いられる大型で結晶性の高いIII族窒化物結晶を液相法で成長させる方法として、フラックス法が提案されている(たとえば、特開2001−064097号公報(特許文献1)を参照)。   A flux method has been proposed as a method for growing a large group III nitride crystal having high crystallinity suitably used for substrates of various semiconductor devices such as LED (light emitting diode) and LD (laser diode) by a liquid phase method. (For example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-064097 (Patent Document 1)).

しかし、かかるフラックス法は、フラックスとしてアルカリ金属またはアルカリ土類金属の融液を用いるため、フラックスが酸素や水分によって酸化されやすく、成長させるIII族窒化物結晶の物性が低下する問題があった。   However, since such a flux method uses an alkali metal or alkaline earth metal melt as the flux, there is a problem that the flux is easily oxidized by oxygen or moisture and the physical properties of the group III nitride crystal to be grown are lowered.

このため、フラックス法によりIII属窒化物結晶の成長においては、反応容器内への酸素および水分の混入を最小限に抑制する必要がある。   For this reason, in the growth of Group III nitride crystals by the flux method, it is necessary to minimize the mixing of oxygen and moisture into the reaction vessel.

このため、反応容器にフラックスとしてアルカリ金属元素含有物を導入する工程を、水分濃度が1.0ppm以下の不活性ガス(N2ガス、Arガス)雰囲気中で行なうことが提案されている(たとえば、特開2005−298269号公報(特許文献2)を参照)。また、逆止弁を反応容器に接続して反応容器内の結晶成長雰囲気ガスを制御することが提案されている(たとえば、特開2006−160567号公報(特許文献3)を参照)。
特開2001−064097号公報 特開2005−298269号公報 特開2006−160567号公報
For this reason, it has been proposed that the step of introducing the alkali metal element-containing material as a flux into the reaction vessel is performed in an inert gas (N 2 gas, Ar gas) atmosphere having a moisture concentration of 1.0 ppm or less (for example, JP, 2005-298269, A (patent documents 2)). It has also been proposed to connect a check valve to the reaction vessel to control the crystal growth atmosphere gas in the reaction vessel (see, for example, JP-A-2006-160567 (Patent Document 3)).
JP 2001-064097 A JP 2005-298269 A JP 2006-160567 A

しかし、特開2005−298269号公報(特許文献2)および特開2006−160567号公報(特許文献3)のいずれに記載の方法によっても、反応容器内に配置されているアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素の少なくとも1種類の元素とIII族金属元素を含む原料の融液に窒素原料ガスを供給するための配管のデッドスペースに残留しているガスが反応容器内に混入すること、および、圧力容器内の雰囲気ガスが反応容器内に混入すること、を防止することができなかった。このため、これらのガス中の酸素または水分の混入によるIII族窒化物結晶の物性低下を防止することが困難であった。酸素または水分を含んだ大気が反応容器内に混入することが望ましくないことは当然である。それのみならず、圧力容器内にある断熱材は、結晶成長の前後は大気にさらされて水分などを吸収し、結晶成長中は加熱されて吸収した水分を放出する。このため、圧力容器内で反応容器外の雰囲気ガスを成長開始から終了までの間一貫して反応容器内に混入しないようにすることが、高純度の窒化物結晶を得る上で極めて重要である。   However, the alkali metal element and the alkaline earth disposed in the reaction vessel can be obtained by any of the methods described in JP-A-2005-298269 (Patent Document 2) and JP-A-2006-160567 (Patent Document 3). A gas remaining in a dead space of a pipe for supplying a nitrogen raw material gas to a melt of a raw material containing at least one kind of metal element and a group III metal element is mixed in the reaction vessel; and It was not possible to prevent the atmospheric gas in the pressure vessel from being mixed into the reaction vessel. For this reason, it has been difficult to prevent deterioration of the physical properties of the group III nitride crystal due to the mixing of oxygen or moisture in these gases. Of course, it is not desirable that air containing oxygen or moisture is mixed into the reaction vessel. In addition, the heat insulating material in the pressure vessel is exposed to the atmosphere before and after crystal growth to absorb moisture, and is heated during crystal growth to release the absorbed moisture. For this reason, it is extremely important to obtain a high-purity nitride crystal so that the atmospheric gas outside the reaction vessel is not mixed into the reaction vessel from the start to the end in the pressure vessel. .

また、圧力容器内かつ反応容器外において、クイック・コネクツ、逆止弁などを使用することは困難である。たとえば、フラックス法における圧力容器内かつ反応容器外における温度は、断熱材の配置および配管の取り回しによって、300℃〜600℃程度の高温になる。すなわち、できるだけ大型の結晶を成長させるため、圧力容器の限られた容積内において反応容器の容積をできるだけ大きくするため、反応容器、断熱材および圧力容器の間の隙間が制限され、圧力容器内かつ反応容器外における温度を300℃以下にすることは困難であり、204℃以下にすることはさらに困難である。クイック・コネクツ、逆止弁などは、シール部分にOリングが用いられているため、使用可能温度は204℃程度までである。このため、クイック・コネクツ、逆止弁を使用すると、結晶成長中に、クイック・コネクツ、逆止弁のOリングが300〜600℃の雰囲気温度に曝されて劣化し、圧力容器内の酸素または水分を含んだ雰囲気ガスが、反応容器内に混入して、反応容器内の露点が上昇し、成長させたIII族窒化物結晶の光学的吸収係数が増大し、ひび割れなどの結晶欠陥が増大する。   Moreover, it is difficult to use a quick connector, a check valve or the like inside the pressure vessel and outside the reaction vessel. For example, the temperature inside the pressure vessel and outside the reaction vessel in the flux method becomes a high temperature of about 300 ° C. to 600 ° C. due to the arrangement of the heat insulating material and the piping. That is, in order to grow as large a crystal as possible, the gap between the reaction vessel, the heat insulating material and the pressure vessel is limited in order to make the volume of the reaction vessel as large as possible within the limited volume of the pressure vessel. It is difficult to make the temperature outside the reaction vessel 300 ° C. or lower, and it is further difficult to make it 204 ° C. or lower. For quick connectors, check valves, etc., the O-ring is used for the seal portion, so the usable temperature is up to about 204 ° C. For this reason, when a quick connector or check valve is used, the O-ring of the quick connector or check valve is deteriorated by exposure to an ambient temperature of 300 to 600 ° C. during crystal growth. Moisture-containing atmospheric gas is mixed into the reaction vessel, the dew point in the reaction vessel rises, the optical absorption coefficient of the grown group III nitride crystal increases, and crystal defects such as cracks increase. .

また、リフト式逆止弁は、482℃程度まで使用が可能であるが、シール部分にスレンレス鋼が用いられているため、気密性が不十分である。このため、結晶成長中に、圧力容器内の酸素または水分を含んだ雰囲気ガスが、反応容器内に混入して、反応容器内の露点が上昇し、成長させたIII族窒化物結晶の光学的吸収係数が増大し、ひび割れなどの結晶欠陥が増大する。   The lift type check valve can be used up to about 482 ° C., but since the stainless steel is used for the seal portion, the airtightness is insufficient. For this reason, during crystal growth, atmospheric gas containing oxygen or moisture in the pressure vessel is mixed into the reaction vessel, the dew point in the reaction vessel rises, and the grown group III nitride crystal optically grows. Absorption coefficient increases and crystal defects such as cracks increase.

上記問題を解決するため、本発明は、クイック・コネクツ、逆止弁などを用いることなく、配管のデッドスペースの残留ガスおよび圧力容器内で反応容器外の雰囲気ガスが反応容器内に混入するのを防止して、残留ガスおよび雰囲気ガス中の酸素または水分の混入によるIII族窒化物結晶の物性低下を防止することができるIII族窒化物結晶の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。   In order to solve the above problems, the present invention is such that residual gas in the dead space of piping and atmospheric gas outside the reaction vessel are mixed in the reaction vessel in the pressure vessel without using a quick connector, a check valve, etc. It is an object of the present invention to provide a group III nitride crystal manufacturing apparatus and method capable of preventing deterioration of physical properties of a group III nitride crystal due to oxygen or moisture mixed in the residual gas and atmospheric gas. To do.

本発明は、反応容器と、反応容器を収納する圧力容器と、窒素原料ガス供給装置と、第1の真空排気装置と、圧力容器の壁を貫通して反応容器と窒素原料ガス供給装置とを繋ぐ第1の配管と、第1の配管の圧力容器の内部側の途中に形成されている第1の気密仕切りと、第1の配管の窒素原料ガス供給装置と第1の気密仕切りとの間の管部と第1の真空排気装置とを繋ぐ第2の配管とを備え、反応容器は第1の気密仕切りにより気密にされており、第1および第2の配管の内部を真空排気する際または反応容器内に窒素原料ガスを供給する際に、第1の気密仕切りは、反応容器側と窒素原料ガス供給装置側との圧力差により除去されるIII族窒化物結晶の成長装置である。   The present invention includes a reaction vessel, a pressure vessel that accommodates the reaction vessel, a nitrogen source gas supply device, a first vacuum exhaust device, and a reaction vessel and a nitrogen source gas supply device that penetrate the wall of the pressure vessel. Between the 1st piping to connect, the 1st airtight partition formed in the middle of the inside of the pressure vessel of the 1st piping, and the nitrogen source gas supply device of the 1st piping, and the 1st airtight partition And a second pipe connecting the first vacuum evacuation device and the reaction vessel is hermetically sealed by the first hermetic partition, and the inside of the first and second pipes is evacuated. Alternatively, when supplying the nitrogen source gas into the reaction vessel, the first hermetic partition is a group III nitride crystal growth device that is removed by a pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply device side.

本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長装置において、第1の気密仕切りは薄膜とすることができ、第1の配管において第1の気密仕切りの少なくとも一方の側にフィルタを設けることができる。ここで、第1の気密仕切りは、第1の配管の第1管部の第1係止部と第1の配管の第2管部の第2係止部との間に、第1係止部に対応する第3係止部と第2係止部に対応する第4係止部を有する第1の継ぎ手部材によって固定され得る。また、第1の気密仕切りは、液体とすることができる。   In the group III nitride crystal growth apparatus according to the present invention, the first hermetic partition may be a thin film, and a filter may be provided on at least one side of the first hermetic partition in the first pipe. Here, the first hermetic partition has a first locking portion between the first locking portion of the first pipe portion of the first pipe and the second locking portion of the second pipe portion of the first pipe. It can be fixed by a first joint member having a third locking portion corresponding to the portion and a fourth locking portion corresponding to the second locking portion. Also, the first hermetic partition can be a liquid.

また、本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長装置において、反応容器から圧力容器の壁を貫通して大気中に引き出されている第3の配管と、第3の配管の圧力容器の内部側の途中に形成されている第2の気密仕切りと、をさらに備え、反応容器は第2の気密仕切りにより気密にされており、反応容器に窒素原料ガスを供給する際に、第2の気密仕切りの気密性が反応容器側と大気側との圧力差により破られる。   Further, in the group III nitride crystal growth apparatus according to the present invention, a third pipe extending from the reaction vessel through the wall of the pressure vessel to the atmosphere, and an inner side of the pressure vessel of the third pipe A second hermetic partition formed in the middle of the reactor, the reaction vessel being hermetically sealed by the second hermetic partition, and when supplying the nitrogen source gas to the reaction vessel, the second hermetic partition The airtightness of the reactor is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side.

また、本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長装置において、第2の真空排気装置と、第3の配管の圧力容器の外部側の途中に形成されているバルブと、第3の配管の第2の気密仕切りとバルブとの間の管部と第2の真空排気装置とを繋ぐ第4の配管とをさらに備え、第3および第4の配管の内部を真空排気する際または反応容器に前記窒素原料ガスを供給する際に、前記第2の気密仕切りの気密性が反応容器側と大気側との圧力差により破られる。   Further, in the group III nitride crystal growth apparatus according to the present invention, the second vacuum evacuation apparatus, a valve formed in the middle of the pressure vessel of the third pipe, and the third pipe of the third pipe And a fourth pipe connecting the second vacuum evacuation device and a pipe portion between the second airtight partition and the valve, and when the inside of the third and fourth pipes is evacuated or in the reaction vessel When supplying the nitrogen source gas, the airtightness of the second airtight partition is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side.

また、第3の配管の圧力容器の外部側の途中に形成されているバルブと、第3の配管の第2の気密仕切りとバルブとの間の管部と前記第2の配管の途中の管部とを繋ぐ第4の配管とをさらに備え、第1、第2、第3および第4の配管の内部を真空排気する際または反応容器に前記窒素原料ガスを供給する際に、第2の気密仕切りの気密性が反応容器側と大気側との圧力差により破られる。   Further, a valve formed in the middle of the pressure vessel of the third pipe, a pipe portion between the second hermetic partition of the third pipe and the valve, and a pipe in the middle of the second pipe A fourth pipe connecting the first and second parts, and when evacuating the inside of the first, second, third and fourth pipes or supplying the nitrogen source gas to the reaction vessel, The airtightness of the airtight partition is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side.

また、本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置において、第2の気密仕切りは薄膜とすることができ、第3の配管において第2の気密仕切りの少なくとも一方の側にフィルタを設けることができる。ここで、第2の気密仕切りは、第3の配管の第3管部の第5係止部と第3の配管の第4管部の第6係止部との間に、第5係止部に対応する第7係止部と第6係止部に対応する第8係止部を有する第2の継ぎ手部材によって固定され得る。また、第2の気密仕切りは液体とすることができる。   In the group III nitride crystal manufacturing apparatus according to the present invention, the second hermetic partition can be a thin film, and a filter is provided on at least one side of the second hermetic partition in the third pipe. it can. Here, the second airtight partition has a fifth locking portion between the fifth locking portion of the third pipe portion of the third pipe and the sixth locking portion of the fourth pipe portion of the third pipe. It can be fixed by a second joint member having a seventh locking portion corresponding to the portion and an eighth locking portion corresponding to the sixth locking portion. Also, the second hermetic partition can be a liquid.

また、本発明は、上記の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族金属元素とを含む原料を配置する工程と、第1および第2の配管の内部を真空排気する工程と、反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、真空排気する工程または窒素原料ガスを供給する工程において、第1の気密仕切りの気密性が反応容器側と窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法である。   Further, the present invention is a method for growing a group III nitride crystal using the above growth apparatus, wherein at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and III A step of arranging a raw material containing a group metal element, a step of evacuating the inside of the first and second pipes, and a step of supplying a nitrogen raw material gas into the reaction vessel, and a step of evacuating or nitrogen This is a method for growing a group III nitride crystal in which the airtightness of the first hermetic partition is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply device side in the step of supplying the source gas.

また、本発明は、上記の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族元素とを含む原料を配置する工程と、前記第1および第2の配管の内部を真空排気する工程と、反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、真空排気する工程または窒素原料ガスを供給する工程において第1の気密仕切りの気密性が反応容器側と窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られ、窒素原料ガスを供給する工程において第2の気密仕切りの気密性が反応容器側と大気側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法である。   Further, the present invention is a method for growing a group III nitride crystal using the above growth apparatus, wherein at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and III A step of arranging a raw material containing a group element, a step of evacuating the inside of the first and second pipes, and a step of supplying a nitrogen raw material gas into the reaction vessel, and evacuating or nitrogen In the step of supplying the raw material gas, the airtightness of the first hermetic partition is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen raw material gas supply device side, and in the step of supplying the nitrogen raw material gas, the airtightness of the second hermetic partition Is a method for growing a group III nitride crystal that is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side.

また、本発明は、上記の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族元素とを含む原料を配置する工程と、第1および第2の配管の内部を真空排気する第1の真空排気工程および第3および第4の配管の内部を真空排気する第2の真空排気工程の少なくともいずれかの真空排気工程と、反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、第1の真空排気工程または窒素原料ガスを供給する工程において第1の気密仕切りの気密性が反応容器側と窒素原料ガス供給装置側との圧力差により気密が破られ、第2の真空排気工程または窒素原料ガスを供給する工程において第2の気密仕切りの気密性が反応容器側と大気側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法である。   Further, the present invention is a method for growing a group III nitride crystal using the above growth apparatus, wherein at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and III A raw material containing a group element, a first evacuation step for evacuating the interior of the first and second pipes, and a second evacuation for evacuating the interior of the third and fourth pipes A vacuum evacuation step of at least one of the steps, and a step of supplying a nitrogen source gas into the reaction vessel, wherein the first hermetic partition has airtightness in the first evacuation step or the step of supplying the nitrogen source gas. The airtightness is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply device side, and the airtightness of the second hermetic partition is the reaction vessel side in the second evacuation step or the nitrogen source gas supply step. It is a method of growing III-nitride crystal to be broken by the pressure difference between the atmosphere side.

また、本発明は、上記の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族元素とを含む原料を配置する工程と、第1、第2、第3および第4の配管の内部を真空排気する工程と、反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、真空排気する工程または窒素原料ガスを供給する工程において第1の気密仕切りの気密性が反応容器側と前記窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られ、真空排気する工程また記窒素原料ガスを供給する工程において第2の気密仕切りの気密性が反応容器側と大気側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法。   Further, the present invention is a method for growing a group III nitride crystal using the above growth apparatus, wherein at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and III A step of disposing a raw material containing a group element, a step of evacuating the inside of the first, second, third and fourth pipes, and a step of supplying a nitrogen raw material gas into the reaction vessel. In the step of exhausting or supplying the nitrogen source gas, the airtightness of the first hermetic partition is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply side, and the step of evacuating or the nitrogen source gas is reduced. A method for growing a group III nitride crystal in which the airtightness of the second airtight partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side in the supplying step.

本発明によれば、配管のデッドスペースの残留ガスが反応容器内に混入するのを防止して、残留ガス中の酸素または水分の混入によるIII族窒化物結晶の物性低下を防止することができるIII族窒化物結晶の製造装置および製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent the residual gas in the dead space of the piping from being mixed into the reaction vessel, and to prevent the deterioration of the physical properties of the group III nitride crystal due to the mixing of oxygen or moisture in the residual gas. An apparatus and a method for producing a group III nitride crystal can be provided.

(実施形態1)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置の一実施形態は、図1を参照して、反応容器1と、反応容器1を収納する圧力容器5と、窒素原料ガス供給装置7と、第1の真空排気装置8と、圧力容器5の壁を貫通して反応容器1と窒素原料ガス供給装置7とを繋ぐ第1の配管10と、第1の配管10の圧力容器5の内部側の途中に形成されている第1の気密仕切り11dと、第1の配管10の窒素原料ガス供給装置7と第1の気密仕切り11dとの間の管部10b(以下、第2管部ともいう。)と第1の真空排気装置8とを繋ぐ第2の配管20とを備え、反応容器1は第1の気密仕切り11dにより気密にされており、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気する際または反応容器1に窒素原料ガス9を供給する際に、第1の配管10の第1の気密仕切り11dの気密性が反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 1)
Referring to FIG. 1, one embodiment of a group III nitride crystal production apparatus according to the present invention includes a reaction vessel 1, a pressure vessel 5 containing the reaction vessel 1, a nitrogen source gas supply device 7, 1 evacuation device 8, a first pipe 10 that passes through the wall of the pressure vessel 5 and connects the reaction vessel 1 and the nitrogen source gas supply device 7, and a first pipe 10 on the inner side of the pressure vessel 5. A first airtight partition 11d formed in the middle, and a tube portion 10b (hereinafter also referred to as a second tube portion) between the nitrogen source gas supply device 7 of the first pipe 10 and the first airtight partition 11d. ) And the second piping 20 connecting the first vacuum exhaust device 8, the reaction vessel 1 is hermetically sealed by the first hermetic partition 11 d, and the interior of the first and second piping 10, 20 When evacuating or supplying the nitrogen source gas 9 to the reaction vessel 1, Airtightness of the first airtight partition 11d 10 is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the nitrogen source gas supply unit 7 side (i.e. the first evacuator 8 side).

ここで、図1、図5(a)または図8を参照して、第1の気密仕切り11dは、その場所で第1の配管10を閉塞するように設けられる。かかる第1の気密仕切り11dによりIII族窒化物結晶の成長前は反応容器1の気密が保たれる。真空排気の際に第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、真空排気により第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が効率的に除去される。また、真空排気の際ではなくその後の窒素原料の供給の際に第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、真空排気により、第1および第2の配管10,20の残留ガスおよびそれに含まれる酸素および水分が極めて効率的に除去される。また、第1の気密仕切り11dの気密性が破られても、第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の気密性が高いため、酸素または水分を含む圧力容器5内の雰囲気ガスが反応容器1内に混入することを防止できる。このため、反応容器1内で成長させるIII族窒化物結晶の酸素または水分の混入による物性低下を防止することができる。ここで、残留ガス中の酸素または水分の混入により、III族窒化物結晶は、光学的吸収係数が増大し、ひび割れなどの結晶欠陥などが増大する。   Here, with reference to FIG. 1, FIG. 5 (a) or FIG. 8, the 1st airtight partition 11d is provided so that the 1st piping 10 may be obstruct | occluded in the place. The first hermetic partition 11d keeps the reaction vessel 1 airtight before the growth of the group III nitride crystal. When the air tightness of the first airtight partition 11d is broken during the vacuum exhaust, the residual gas in the first and second pipes 10 and 20 and the reaction vessel 1 and the oxygen or moisture contained therein are efficiently removed by the vacuum exhaust. Removed. Further, when the airtightness of the first airtight partition 11d is broken not during the vacuum exhaustion but during the subsequent supply of the nitrogen raw material, the residual gas in the first and second pipes 10 and 20 and the The oxygen and moisture contained in it are removed very efficiently. Even if the airtightness of the first airtight partition 11d is broken, the atmospheric gas in the pressure vessel 5 containing oxygen or moisture is high because the airtightness of the first and second pipes 10, 20 and the reaction vessel 1 is high. Can be prevented from being mixed into the reaction vessel 1. For this reason, the physical property fall by mixing of the oxygen or the water | moisture content of the group III nitride crystal grown in the reaction container 1 can be prevented. Here, due to the mixing of oxygen or moisture in the residual gas, the group III nitride crystal has an increased optical absorption coefficient and crystal defects such as cracks.

図1を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の製造装置は、III族窒化物結晶を成長させるための反応容器1と、反応容器1を収納するための圧力容器5と、後述する第1および第2の配管10,20ならびに場合により反応容器1の内部を真空排気するための第1の真空排気装置8と、反応容器1内に窒素原料ガス9を供給するための窒素ガス供給装置7とを備える。反応容器1の内部には、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素などのフラックスとIII族金属元素原料を入れる坩堝2が配置されている。反応容器1の周りには、反応容器1の内部を加熱するためのヒータ3が配設され、反応容器1およびヒータ3を取り囲むように断熱材4が形成されている。このようにヒータ3および断熱材4が周囲に配設された反応容器1が圧力容器5に収納されている。   Referring to FIG. 1, the group III nitride crystal manufacturing apparatus of this embodiment includes a reaction vessel 1 for growing a group III nitride crystal, a pressure vessel 5 for housing the reaction vessel 1, and a later-described embodiment. The first and second pipes 10 and 20 and the first vacuum evacuation device 8 for evacuating the interior of the reaction vessel 1 and the nitrogen gas for supplying the nitrogen source gas 9 into the reaction vessel 1. And a supply device 7. Inside the reaction vessel 1, a crucible 2 for placing a flux of alkali metal elements, alkaline earth metal elements and the like and a group III metal element raw material is disposed. A heater 3 for heating the inside of the reaction vessel 1 is disposed around the reaction vessel 1, and a heat insulating material 4 is formed so as to surround the reaction vessel 1 and the heater 3. In this way, the reaction vessel 1 in which the heater 3 and the heat insulating material 4 are arranged is accommodated in the pressure vessel 5.

ここで、反応容器1の材質は、特に制限はないが、耐熱性および耐腐食性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。また、坩堝2の材質は、特に制限はないが、窒化物結晶を汚染することがなく、かつ、耐熱性および耐腐食性が高い観点から、酸化アルミニウムなどが好ましく挙げられる。また、ヒータ3の材質は、特に制限はないが、ガスの発生が少なく、かつ、耐久性が高い観点から、シリコニット(炭化ケイ素発熱体)、カンタルなどが好ましく挙げられる。また、断熱材4の材質は、特に制限はないが、断熱性および耐熱性が高い観点から、カーボン、セラミックス、グラスウールなどが好ましく挙げられる。また、圧力容器5の材質は、特に制限はないが、耐久性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。   Here, the material of the reaction vessel 1 is not particularly limited, but stainless steel and the like are preferable from the viewpoint of high heat resistance and corrosion resistance. Further, the material of the crucible 2 is not particularly limited, but aluminum oxide and the like are preferably used from the viewpoint of not contaminating the nitride crystal and having high heat resistance and corrosion resistance. The material of the heater 3 is not particularly limited, but preferred is siliconite (silicon carbide heating element), Kanthal, etc. from the viewpoint of low gas generation and high durability. The material of the heat insulating material 4 is not particularly limited, but carbon, ceramics, glass wool, and the like are preferable from the viewpoint of high heat insulating properties and heat resistance. Further, the material of the pressure vessel 5 is not particularly limited, but stainless steel is preferably used from the viewpoint of high durability.

また、反応容器1と窒素原料ガス供給装置7とを繋ぐ第1の配管10が設けられ、この第1の配管10の圧力容器5の内部側の途中には第1の気密仕切り11dが形成されている。すなわち、第1の配管10は、反応容器1と第1の気密仕切り11dとの間の管部10a(第1管部)と、第1の気密仕切り11dと窒素原料ガス供給装置7との間の管部10b(第2管部)とを備える。窒素原料ガス供給装置7の出口部分にはバルブ7vが設けられている。   In addition, a first pipe 10 that connects the reaction vessel 1 and the nitrogen source gas supply device 7 is provided, and a first airtight partition 11 d is formed in the middle of the pressure vessel 5 of the first pipe 10. ing. That is, the first pipe 10 is connected between the reaction vessel 1 and the first airtight partition 11d between the tube portion 10a (first tube portion) and the first airtight partition 11d and the nitrogen source gas supply device 7. Tube portion 10b (second tube portion). A valve 7 v is provided at the outlet of the nitrogen source gas supply device 7.

また、第1の配管10の窒素原料ガス供給装置7と第1の気密仕切り11dとの間の管部10b(第2管部)と第1の真空排気装置8とを繋ぐ第2の配管20が設けられている。第1の真空排気装置8の入口部分にはバルブ8vが設けられている。ここで、第1および第2の配管10,20の材質は、特に制限はないが、耐熱性および耐久性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。   In addition, the second pipe 20 connecting the pipe portion 10b (second pipe section) between the nitrogen source gas supply device 7 of the first pipe 10 and the first hermetic partition 11d and the first vacuum exhaust device 8. Is provided. A valve 8 v is provided at the inlet portion of the first vacuum exhaust device 8. Here, the material of the first and second pipes 10 and 20 is not particularly limited, but stainless steel and the like are preferable from the viewpoint of high heat resistance and durability.

さらに、本実施形態のIII族窒化物結晶の製造装置は、第1の配管10の途中に設けられている第1の継ぎ手13を備える。この第1の継ぎ手13は、第1の配管10において、第1の配管10と第2の配管20との接合部10jと、第1の気密仕切り11dとの間であって、かつ、圧力容器5の内部側に設けられている。すなわち、第1の気密仕切り11dと窒素原料ガス供給装置7との間の管部10b(第2管部)は、第1の気密仕切り11dと第1の継ぎ手13との間の管部10ba(第5管部)と、第1の継ぎ手13と窒素原料ガス供給装置7との間の管部10bb(第6管部)bbとを備える。   Furthermore, the group III nitride crystal manufacturing apparatus of the present embodiment includes a first joint 13 provided in the middle of the first pipe 10. In the first pipe 10, the first joint 13 is between the joint 10j between the first pipe 10 and the second pipe 20 and the first airtight partition 11d, and is a pressure vessel. 5 is provided on the inner side. That is, the pipe part 10b (second pipe part) between the first airtight partition 11d and the nitrogen source gas supply device 7 is the pipe part 10ba (second pipe part) between the first airtight partition 11d and the first joint 13. A fifth pipe section) and a pipe section 10bb (sixth pipe section) bb between the first joint 13 and the nitrogen source gas supply device 7.

したがって、第1の配管10は、反応容器1と第1の気密仕切り11dとの間の管部10a(第1管部)と、第1の気密仕切り11dと第1の継ぎ手13との間の管部10ba(第5管部)と、第1の継ぎ手13と窒素原料ガス供給装置7との間の管部10bb(第6管部)とを備える。   Accordingly, the first pipe 10 includes a pipe portion 10a (first pipe portion) between the reaction vessel 1 and the first airtight partition 11d, and a space between the first airtight partition 11d and the first joint 13. A pipe part 10ba (fifth pipe part) and a pipe part 10bb (sixth pipe part) between the first joint 13 and the nitrogen source gas supply device 7 are provided.

このため、第1の配管10は、第1の継ぎ手13を外すことにより、反応容器1に固定される管部10a(第1管部)および10ba(第5管部)と、圧力容器5および窒素原料ガス供給装置7に固定される管部10bb(第6管部)とに分けられる。すなわち、圧力容器5から反応容器1を出し入れすることが可能となる。   For this reason, the first pipe 10 includes the pipe parts 10a (first pipe part) and 10ba (fifth pipe part) fixed to the reaction vessel 1, the pressure vessel 5 and the first joint 13 by removing the first joint 13. It is divided into a tube portion 10bb (sixth tube portion) fixed to the nitrogen source gas supply device 7. That is, the reaction vessel 1 can be taken in and out from the pressure vessel 5.

図5を参照して、III族窒化物結晶の成長前、反応容器1は第1の気密仕切り11dにより気密が保たれている(図5(a))。III族窒化物結晶を成長させる際に、まず、第1および第2の配管10,20の内部が第1の真空排気装置8により排気される。このとき、第1の気密仕切り11dの気密性が1気圧(100kPa)より小さな圧力で破られるように設計されている場合は、この第1の気密仕切り11dの気密性は、真空排気の際に反応容器1側と第1の真空排気装置8側(すなわち窒素原料ガス供給装置7側)との圧力差によって破られ(図5(b))、反応容器1の内部も真空排気される。また、第1の気密仕切り11dの気密性が1気圧(100kPa)より大きな圧力で破られるように設計されている場合は、この第1の気密仕切り11dの気密性は、真空排気の際には破られず、その後の反応容器1への窒素原料ガス9の供給の際に、反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差によって破られる(図5(b))。   Referring to FIG. 5, before the growth of the group III nitride crystal, the reaction vessel 1 is kept airtight by the first airtight partition 11d (FIG. 5 (a)). When the group III nitride crystal is grown, first, the insides of the first and second pipes 10 and 20 are exhausted by the first vacuum exhaust device 8. At this time, if the airtightness of the first airtight partition 11d is designed to be broken at a pressure lower than 1 atm (100 kPa), the airtightness of the first airtight partition 11d is It is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the first vacuum evacuation device 8 side (namely, the nitrogen source gas supply device 7 side) (FIG. 5B), and the inside of the reaction vessel 1 is also evacuated. In addition, when the airtightness of the first airtight partition 11d is designed to be broken at a pressure higher than 1 atm (100 kPa), the airtightness of the first airtight partition 11d is In the subsequent supply of the nitrogen source gas 9 to the reaction vessel 1, it is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the nitrogen source gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side). (FIG. 5B).

図1および図5を参照して、第1の気密仕切り11dは、特に制限はないが、その気密性を破るのが容易な観点から、薄膜であることが好ましい。薄膜は、特に制限はないが、耐熱性、化学安定性の観点から、金属膜であることが好ましい。金属膜としては、アルミニウム膜、ステンレス膜などが挙げられる。   Referring to FIGS. 1 and 5, the first hermetic partition 11d is not particularly limited, but is preferably a thin film from the viewpoint of easily breaking its hermeticity. The thin film is not particularly limited, but is preferably a metal film from the viewpoint of heat resistance and chemical stability. Examples of the metal film include an aluminum film and a stainless film.

第1の気密仕切り11dが薄膜である場合、図1および図6を参照して、破断した薄膜の飛散による第1の真空排気装置8または反応容器1の内部への混入を防止する観点から、第1の気密仕切り11dの少なくとも一方の側にフィルタ12a,12bが設けられていることが好ましい。ここで、フィルタ12a,12bの材質は、特に制限はないが、耐熱性および耐腐食性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。   When the first hermetic partition 11d is a thin film, referring to FIGS. 1 and 6, from the viewpoint of preventing the inside of the first evacuation apparatus 8 or the reaction vessel 1 due to the scattering of the broken thin film, It is preferable that filters 12a and 12b are provided on at least one side of the first hermetic partition 11d. Here, the material of the filters 12a and 12b is not particularly limited, but stainless steel and the like are preferable from the viewpoint of high heat resistance and corrosion resistance.

また、図7を参照して、第1の気密仕切り11dが薄膜である場合、第1の気密仕切り11dは、第1の配管10の管部10a(第1管部)の第1係止部F1と第1の配管10の管部10b(第2管部)の第2係止部F2との間に、第1係止部F1に対応する第3係止部F3と第2係止部F2に対応する第4係止部F4を有する第1の継ぎ手部材11cによって固定されることが好ましい。このようにして、第1の気密仕切り11dが第1の配管10に気密性よく固定される。このように、第1の気密仕切り11dを含む継ぎ手を第1の気密仕切り付継ぎ手11と呼ぶ。第1の気密仕切り11dは、その気密性を高める観点から、ガスケット11sとともに、第1の係止部F1と第2の係止部F2との間に固定されることが好ましい。ここで、ガスケット11sの材質は、特に制限はないが、耐熱性および耐食性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。   Referring to FIG. 7, when the first hermetic partition 11d is a thin film, the first hermetic partition 11d is a first locking portion of the tube portion 10a (first tube portion) of the first pipe 10. Between F1 and the 2nd latching | locking part F2 of the pipe part 10b (2nd pipe part) of the 1st piping 10, the 3rd latching | locking part F3 and 2nd latching | locking part corresponding to the 1st latching | locking part F1. It is preferable to be fixed by a first joint member 11c having a fourth locking portion F4 corresponding to F2. In this way, the first hermetic partition 11d is fixed to the first pipe 10 with good airtightness. Thus, the joint including the first hermetic partition 11d is referred to as a first hermetic partition-attached joint 11. The first airtight partition 11d is preferably fixed between the first locking portion F1 and the second locking portion F2 together with the gasket 11s from the viewpoint of improving the airtightness. Here, the material of the gasket 11s is not particularly limited, but stainless steel and the like are preferable from the viewpoint of high heat resistance and corrosion resistance.

また、図1および図8を参照して、第1の気密仕切り11dは、特に制限はないが、その気密性を破るのが容易な観点から、液体であることが好ましい。液体を第1の気密仕切りとして用いる方法には特に制限はなく、たとえば、第1の配管10の一部をリング状に折り曲げて(図8(a))、または、第1の配管10の一部をU字状に折り曲げて(図8(b))、その折り曲げ部分に液体を配置することにより、液体を第1の気密仕切りとして用いることができる。ここで、第1の気密仕切り11dが液体である場合、反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側との圧力差によって、第1の気密仕切り11dである液体が反応容器1側または窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)に除去されることにより、その気密性が破られる。   1 and 8, the first hermetic partition 11d is not particularly limited, but is preferably a liquid from the viewpoint of easily breaking its hermeticity. The method for using the liquid as the first hermetic partition is not particularly limited. For example, a part of the first pipe 10 is bent into a ring shape (FIG. 8A), or one of the first pipes 10 is used. The liquid can be used as a first hermetic partition by bending the part into a U-shape (FIG. 8B) and disposing the liquid in the bent part. Here, when the first hermetic partition 11d is a liquid, the liquid serving as the first hermetic partition 11d may be the reaction container 1 side or the nitrogen raw material due to a pressure difference between the reaction container 1 side and the nitrogen raw material gas supply device 7 side. By removing to the gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side), the airtightness is broken.

また、液体は、特に制限はないが、反応容器1の内部に混入した場合の影響が少ない観点からIII族金属元素の融液であることが好ましく、第1の真空排気装置8の内部に混入した場合の影響が少ない観点から真空排気装置用オイルであることが好ましい。また、第1の気密仕切り11dとして、第1の配管に折り曲げ部を2箇所作製し、反応容器に近い折り曲げ部にIII族金属元素の融液を、真空排気装置に近い方の折り曲げ部に真空排気装置用オイルを配置することも好ましい(図示せず)。   The liquid is not particularly limited, but is preferably a Group III metal element melt from the viewpoint of little influence when mixed inside the reaction vessel 1, and mixed into the first vacuum exhaust device 8. From the viewpoint of reducing the influence of the evacuation, it is preferable to use an oil for a vacuum exhaust device. In addition, as the first hermetic partition 11d, two bent portions are prepared in the first pipe, and the group III metal element melt is applied to the bent portion close to the reaction vessel, and the bent portion closer to the vacuum exhaust device is vacuumed. It is also preferable to arrange oil for the exhaust device (not shown).

さらに、液体が反応容器1または第1の真空排気装置8の内部に混入するのを防止するために、液体の第1の気密仕切り11dの少なくとも一方の側、たとえば、第1の真空排気装置8側(すなわち窒素原料ガス供給装置7側)にトラップを設けることも好ましい(図示せず)。   Furthermore, in order to prevent the liquid from entering the reaction vessel 1 or the inside of the first vacuum exhaust device 8, at least one side of the liquid first hermetic partition 11d, for example, the first vacuum exhaust device 8 is used. It is also preferable to provide a trap on the side (namely, the nitrogen source gas supply device 7 side) (not shown).

また、図1を参照して、圧力容器5から反応容器1を出し入れすることを可能とするために、第1の配管10において、第1の配管10と第2の配管20との接合部10jとの第1の気密仕切り11dとの間の管部であって、かつ、圧力容器5の内部側に、第1の継ぎ手13が設けられている。   In addition, referring to FIG. 1, in order to enable the reaction vessel 1 to be taken in and out from the pressure vessel 5, a joint 10 j between the first pipe 10 and the second pipe 20 in the first pipe 10. The first joint 13 is provided on the inner side of the pressure vessel 5 between the first airtight partition 11d and the inner side of the pressure vessel 5.

ここで、図10を参照して、かかる第1の継ぎ手13においては、第1の配管の管部10b(第2管部)において、管部10ba(第5管部)の第9係止部F9と管部10bb(第6管部)の第10係止部F10との間に、第9係止部F9に対応する第11係止部F11と第10係止部F10に対応する第12係止部F12を有する第3の継ぎ手部材13cによって、ガスケット13sを介在させて第3管部10baの先端と第4管部10bbの先端が接合されている。   Here, with reference to FIG. 10, in the first joint 13, in the pipe portion 10 b (second pipe portion) of the first pipe, the ninth locking portion of the pipe portion 10 ba (fifth pipe portion). Between F9 and the tenth locking portion F10 of the tube portion 10bb (sixth tube portion), an eleventh locking portion F11 corresponding to the ninth locking portion F9 and a twelfth corresponding to the tenth locking portion F10. The tip of the third tube portion 10ba and the tip of the fourth tube portion 10bb are joined by the third joint member 13c having the locking portion F12 with the gasket 13s interposed therebetween.

(実施形態2)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法の一実施形態は、図1を参照して、実施形態1の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器1内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族金属元素とを含む原料6を配置する工程と、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気する工程と、反応容器1内に窒素原料ガス9を供給する工程とを備え、真空排気する工程または窒素原料ガス9を供給する工程において第1の気密仕切り11dの気密性が反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)の圧力差により破られる。
(Embodiment 2)
One embodiment of a method for growing a group III nitride crystal according to the present invention is a method for growing a group III nitride crystal using the growth apparatus of embodiment 1 with reference to FIG. Placing the raw material 6 containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and a group III metal element, and evacuating the interior of the first and second pipes 10 and 20; A step of evacuating and a step of supplying the nitrogen source gas 9 into the reaction vessel 1, and in the step of evacuating or supplying the nitrogen source gas 9, the airtightness of the first hermetic partition 11 d is the reaction vessel 1 side. And the nitrogen source gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side).

III族窒化物結晶の成長前においては、第1の気密仕切り11dによりIII族窒化物結晶の成長前は反応容器1の気密が保たれる。真空排気する工程において第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、その真空排気する工程により第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1に残留するガスが効率的に除去される。また、真空排気する工程の後の窒素原料ガスを供給する工程において第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、真空排気する工程により第1および第2の配管10,20に残留するガスが極めて効率的に除去される。また、第1の気密仕切り11dの気密性が破られても、第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の気密性が高いため、酸素または水分を含む圧力容器5内の雰囲気ガスが反応容器1内に混入することを防止できる。このため、反応容器1内で成長させるIII族窒化物結晶の酸素または水分の混入による物性低下を防止することができる。   Before the growth of the group III nitride crystal, the first hermetic partition 11d keeps the reaction vessel 1 airtight before the growth of the group III nitride crystal. When the airtightness of the first airtight partition 11d is broken in the evacuation process, the gas remaining in the first and second pipes 10, 20 and the reaction vessel 1 is efficiently removed by the evacuation process. The Further, when the airtightness of the first airtight partition 11d is broken in the step of supplying the nitrogen source gas after the step of evacuating, the first and second pipes 10 and 20 remain in the step of evacuating. Gas is removed very efficiently. Even if the airtightness of the first airtight partition 11d is broken, the atmospheric gas in the pressure vessel 5 containing oxygen or moisture is high because the airtightness of the first and second pipes 10, 20 and the reaction vessel 1 is high. Can be prevented from being mixed into the reaction vessel 1. For this reason, the physical property fall by mixing of the oxygen or the water | moisture content of the group III nitride crystal grown in the reaction container 1 can be prevented.

図1を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、以下の工程を含む。まず、図9(a)を参照して、第1の配管の管部10a(第1管部)が繋がれている反応容器1内の坩堝2内に、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素とIII族金属元素とを含む原料6を配置する(反応容器への原料の配置工程)。かかる反応容器への原料配置工程は、原料6への酸素または水分の混入を防止するために、乾燥容器内で乾燥した1気圧(100kPa)の窒素ガスまたはアルゴンガス雰囲気中で行なうことが好ましい。また、乾燥容器内の水分濃度は、1.0ppm以下であることが好ましく、0.54ppm以下であることがより好ましい。ここで、反応容器1に一端が繋がれている管部10a(第1管部)の他端は第1の気密仕切り11dを備える第1の気密仕切り付継ぎ手11の一端に繋がれ、第1の気密仕切り継ぎ手11の他端は第1の配管の管部10ba(第5管部)の一端に繋がれている。   Referring to FIG. 1, the method for growing a group III nitride crystal of the present embodiment includes the following steps. First, referring to FIG. 9A, an alkali metal element and an alkaline earth metal element are placed in the crucible 2 in the reaction vessel 1 to which the pipe part 10a (first pipe part) of the first pipe is connected. A raw material 6 containing at least one element selected from the group consisting of and a group III metal element is disposed (arrangement step of the raw material in the reaction vessel). It is preferable to perform the raw material arrangement step in the reaction vessel in a nitrogen gas or argon gas atmosphere of 1 atm (100 kPa) dried in the drying vessel in order to prevent oxygen or moisture from being mixed into the raw material 6. Moreover, it is preferable that the water concentration in a dry container is 1.0 ppm or less, and it is more preferable that it is 0.54 ppm or less. Here, the other end of the tube portion 10a (first tube portion) whose one end is connected to the reaction vessel 1 is connected to one end of the joint 11 having the first hermetic partition provided with the first hermetic partition 11d. The other end of the airtight partition joint 11 is connected to one end of the pipe portion 10ba (fifth pipe portion) of the first pipe.

次に、原料6が配置された反応容器1をヒータ3、断熱材4を備える圧力容器5内の所定の位置に収納する(反応容器の圧力容器への収納工程)。このとき、反応容器1は、第1の気密仕切り11dによって気密にされている。   Next, the reaction vessel 1 in which the raw material 6 is arranged is accommodated in a predetermined position in a pressure vessel 5 provided with a heater 3 and a heat insulating material 4 (accommodating step of the reaction vessel into the pressure vessel). At this time, the reaction vessel 1 is hermetically sealed by the first hermetic partition 11d.

次に、図1を参照して、一端が第1の気密仕切り付継ぎ手11に繋がれている管部10ba(第5管部)の他端を、第1の継ぎ手13により、第1の配管の管部10bb(第6管部)の一端に繋ぐ。ここで、管部10bb(第6管部)の他端はバルブ7vを介在して窒素原料ガス供給装置7に繋がれている。また、管部10bb(第6管部)の途中に第2の配管20の一端が繋がれ(第1の配管10と第2の配管20との接合部10j)、第2の配管20の他端はバルブ8vを介在して、第1の真空排気装置8に繋がれている。すなわち、管部10ba(第5管部)と管部10bb(第6管部)を第1の継ぎ手13により繋ぐことにより、第1の配管10により反応容器1と窒素原料ガス供給装置7とが繋がれ、第2の配管20により反応容器1と第1の真空排気装置8とが繋がれる。   Next, referring to FIG. 1, the other end of the pipe part 10 ba (fifth pipe part) whose one end is connected to the first airtight partition joint 11 is connected to the first pipe by the first joint 13. This is connected to one end of the tube portion 10bb (sixth tube portion). Here, the other end of the pipe part 10bb (sixth pipe part) is connected to the nitrogen source gas supply device 7 via a valve 7v. In addition, one end of the second pipe 20 is connected to the middle of the pipe part 10bb (sixth pipe part) (joint part 10j between the first pipe 10 and the second pipe 20), and the other of the second pipe 20 The end is connected to the first vacuum exhaust device 8 through a valve 8v. That is, by connecting the pipe part 10ba (fifth pipe part) and the pipe part 10bb (sixth pipe part) by the first joint 13, the reaction vessel 1 and the nitrogen source gas supply device 7 are connected by the first pipe 10. The reaction vessel 1 and the first vacuum exhaust device 8 are connected by the second pipe 20.

次に、第1の真空排気装置8により、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気する(真空排気工程)。このとき、第1の気密仕切り11dの気密性が1気圧(100kPa)以下の圧力により破られるように設計されている場合、この第1の気密仕切り11dの気密性は、真空排気工程において反応容器1側と第1の真空排気装置8側(すなわち窒素原料ガス供給装置7側)との圧力差により破られる。かかる場合は、真空排気工程により、第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が効率的に除去できる。   Next, the inside of the first and second pipes 10 and 20 is evacuated by the first evacuation apparatus 8 (evacuation process). At this time, when the airtightness of the first airtight partition 11d is designed to be broken by a pressure of 1 atm (100 kPa) or less, the airtightness of the first airtight partition 11d is determined in the reaction vessel in the vacuum exhaust process. It is broken by the pressure difference between the first side and the first evacuation device 8 side (that is, the nitrogen source gas supply device 7 side). In such a case, the residual gas in the first and second pipes 10 and 20 and the reaction vessel 1 and the oxygen or moisture contained therein can be efficiently removed by the evacuation process.

また、第1の気密仕切り11dの気密性が、1気圧(100kPa)より大きな圧力で破られるように設計されている場合は、この第1の気密仕切り11dの気密性は、真空排気の際には破られず、その後の反応容器1への窒素原料ガス9の供給の際に、反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差によって破られる。かかる場合は、真空排気工程により、第1および第2の配管10,20に残留するガスおよびそれに含まれる酸素または水分が極めて効率的に除去される。このため、反応容器1への酸素または水分の混入が防止される。   In addition, when the airtightness of the first airtight partition 11d is designed to be broken at a pressure higher than 1 atm (100 kPa), the airtightness of the first airtight partition 11d is Is not broken, and during the subsequent supply of the nitrogen source gas 9 to the reaction vessel 1, due to the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the nitrogen source gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side) Torn. In such a case, the gas remaining in the first and second pipes 10 and 20 and the oxygen or moisture contained therein are removed very efficiently by the evacuation process. For this reason, mixing of oxygen or moisture into the reaction vessel 1 is prevented.

ここで、真空排気される際の第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の真空度は、特に制限はないが、真空度がよいほど残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が除去される。かかる観点から、真空度は、1kPa以下が好ましく、1Pa以下がさらに好ましい。   Here, the degree of vacuum of the first and second pipes 10 and 20 and the reaction vessel 1 when evacuated is not particularly limited, but the better the degree of vacuum, the more the residual gas and oxygen or moisture contained therein are removed. Is done. From this viewpoint, the degree of vacuum is preferably 1 kPa or less, and more preferably 1 Pa or less.

次に、窒素原料ガス供給装置7から第1の配管10を通して、窒素原料ガス9を反応容器1内に供給する(窒素原料ガス供給工程)。窒素原料ガス9は、特に制限はないが、純度の高いIII族窒化物結晶を成長させる観点から、窒素ガスが好ましい。反応容器1への窒素原料ガス9の供給とともに、ヒータ3により反応容器1の坩堝2内に配置されている原料6を加熱してアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素とIII族金属元素とを含む融液とする。この融液となっている原料6に窒素原料ガス9を溶解させることにより、III族窒化物結晶が成長する。かかるIII族窒化物結晶は、酸素または水分が効率的に除去され、また、酸素または水分の混入が防止された反応容器1内で成長させたものであるため、高い物性を有する。   Next, the nitrogen source gas 9 is supplied from the nitrogen source gas supply device 7 into the reaction vessel 1 through the first pipe 10 (nitrogen source gas supply step). The nitrogen source gas 9 is not particularly limited, but nitrogen gas is preferable from the viewpoint of growing a high-purity group III nitride crystal. At least selected from the group consisting of alkali metal elements and alkaline earth metal elements by heating the raw material 6 disposed in the crucible 2 of the reaction vessel 1 by the heater 3 together with the supply of the nitrogen raw material gas 9 to the reaction vessel 1. A melt containing one kind of element and a group III metal element is used. The group III nitride crystal grows by dissolving the nitrogen source gas 9 in the raw material 6 which is the melt. Such a group III nitride crystal has a high physical property because it is grown in the reaction vessel 1 from which oxygen or moisture is efficiently removed and mixing of oxygen or moisture is prevented.

(実施形態3)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置の他の実施形態は、図2を参照して、実施形態1の製造装置に、反応容器1から圧力容器5の壁を貫通して大気中に引き出されている第3の配管30と、第3の配管30の圧力容器5の内部側の途中に形成されている第2の気密仕切り31dとをさらに備え、反応容器1は第2の気密仕切り31dにより気密にされており、反応容器1に窒素原料ガス9を供給する際に、第2の気密仕切り31dの気密性が反応容器1側と大気側(反応容器1の反対側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 3)
Another embodiment of the group III nitride crystal production apparatus according to the present invention is described in the production apparatus of the first embodiment with reference to FIG. The reaction vessel 1 further includes a third pipe 30 drawn out and a second airtight partition 31d formed in the middle of the pressure vessel 5 of the third pipe 30, and the reaction vessel 1 has a second airtight partition. When the nitrogen raw material gas 9 is supplied to the reaction vessel 1, the airtightness of the second airtight partition 31 d is the pressure between the reaction vessel 1 side and the atmospheric side (opposite side of the reaction vessel 1). Break by difference.

ここで、本実施形態の製造装置は、実施形態1の製造装置と同様に、真空排気の際に第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、真空排気により第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が効率的に除去される。また、真空排気の際ではなくその後の窒素原料の供給の際に第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、真空排気により、第1および第2の配管10,20の残留ガスおよびそれに含まれる酸素および水分が極めて効率的に除去される。また、第1の気密仕切り11dの気密性が破られても、第1、第2および第3の配管ならびに反応容器の気密性が高いため、酸素または水分を含む圧力容器5内の雰囲気ガスが反応容器1内に混入することを防止できる。このため、反応容器1内で成長させるIII族窒化物結晶の酸素または水分の混入による物性低下を防止することができる。   Here, as in the case of the manufacturing apparatus of the first embodiment, when the airtightness of the first hermetic partition 11d is broken during the evacuation, the manufacturing apparatus of the present embodiment performs the first and second operations by evacuation. Residual gases in the pipes 10 and 20 and the reaction vessel 1 and oxygen or moisture contained therein are efficiently removed. Further, when the airtightness of the first airtight partition 11d is broken not during the vacuum exhaustion but during the subsequent supply of the nitrogen raw material, the residual gas in the first and second pipes 10 and 20 and the The oxygen and moisture contained in it are removed very efficiently. Even if the airtightness of the first airtight partition 11d is broken, since the airtightness of the first, second and third pipes and the reaction vessel is high, the atmospheric gas in the pressure vessel 5 containing oxygen or moisture is Mixing into the reaction vessel 1 can be prevented. For this reason, the physical property fall by mixing of the oxygen or the water | moisture content of the group III nitride crystal grown in the reaction container 1 can be prevented.

さらに、本実施形態の製造装置は、実施形態1の製造装置に加えて、反応容器1から圧力容器5の壁を貫通して大気中に引き出されている第3の配管30と、第3の配管30の圧力容器5の内部側の途中に形成されている第2の気密仕切り31dを備えるため、III族窒化物結晶の成長の際に、第1の配管1を通して反応容器1に新たな窒素原料ガス9を流入して、反応容器1の内部の残留ガスを第3の配管30から流出させることができる。このため、反応容器1内の窒素原料ガス9の所定の圧力を維持したままで、反応容器1の内部の未反応ガスおよび反応後の残留ガスならびにそれらの中に含まれる不純物を流出させるとともに、酸素または水分を含む圧力容器5内の雰囲気ガスが反応容器1内に混入することを防止でき、成長させるIII族窒化物結晶の物性低下をさらに防止することができる。   Furthermore, in addition to the manufacturing apparatus of the first embodiment, the manufacturing apparatus of the present embodiment includes a third pipe 30 that extends from the reaction vessel 1 through the wall of the pressure vessel 5 to the atmosphere, and a third pipe 30. Since the second hermetic partition 31d formed in the middle of the pressure vessel 5 of the pipe 30 is provided, new nitrogen is introduced into the reaction vessel 1 through the first pipe 1 when the group III nitride crystal is grown. The raw material gas 9 can be introduced, and the residual gas inside the reaction vessel 1 can be discharged from the third pipe 30. For this reason, while maintaining the predetermined pressure of the nitrogen source gas 9 in the reaction vessel 1, the unreacted gas inside the reaction vessel 1 and the residual gas after the reaction and impurities contained therein are flowed out, The atmospheric gas in the pressure vessel 5 containing oxygen or moisture can be prevented from being mixed into the reaction vessel 1, and the physical properties of the group III nitride crystal to be grown can be further prevented from deteriorating.

本実施形態のIII族窒化物結晶の製造装置は、第1の気密仕切り11dが圧力容器5の内部側の途中に形成されている第1の配管10については、実施形態1の製造装置と同様であり、上記実施形態1の製造装置で述べたことは、そのまま本実施形態の製造装置についても当てはまる。   The group III nitride crystal manufacturing apparatus of the present embodiment is the same as the manufacturing apparatus of the first embodiment with respect to the first pipe 10 in which the first hermetic partition 11d is formed in the middle of the pressure vessel 5. Therefore, what has been described in the manufacturing apparatus of the first embodiment is also applicable to the manufacturing apparatus of the present embodiment as it is.

したがって、本実施形態のIII族窒化物結晶の製造装置は、実施形態1と同様に、第1の気密仕切り11dは薄膜であることが好ましく(図2および図5を参照)、第1の配管10において第1の気密仕切り11dの少なくとも一方の側にフィルタ12a,12bが設けられていることが好ましい(図2および図6を参照)。また、第1の気密仕切り11dは、第1の配管10の管部10a(第1管部)の第1係止部F1と第1の配管10の管部10b(第2管部)の第2係止部F2との間に、第1係止部F1に対応する第3係止部F3と第2係止部F2に対応する第4係止部F4を有する第1の継ぎ手部材11cによって、固定されていることが好ましい(図7を参照)。また、第1の気密仕切り11dは液体であることが好ましい(図8を参照)。   Therefore, in the group III nitride crystal production apparatus of the present embodiment, the first hermetic partition 11d is preferably a thin film (see FIGS. 2 and 5), as in the first embodiment. 10, filters 12a and 12b are preferably provided on at least one side of the first hermetic partition 11d (see FIGS. 2 and 6). The first hermetic partition 11d includes the first locking part F1 of the pipe part 10a (first pipe part) of the first pipe 10 and the first pipe part 10b (second pipe part) of the first pipe 10. The first joint member 11c having a third locking portion F3 corresponding to the first locking portion F1 and a fourth locking portion F4 corresponding to the second locking portion F2 between the two locking portions F2. It is preferably fixed (see FIG. 7). Moreover, it is preferable that the 1st airtight partition 11d is a liquid (refer FIG. 8).

本実施形態のIII族窒化物結晶の製造装置は、図2を参照して、実施形態1の製造装置にさらに以下の構成が付け加えられている。本実施形態の製造装置は、反応容器1から圧力容器5の壁を貫通して大気中に引き出されている第3の配管30が設けられている。第3の配管30の圧力容器5の内部側の途中には第2の気密仕切り31dが形成されている。ここで、第2の気密仕切り31dは、その場所で第3の配管30を閉塞するように設けられる。反応容器1は、第1の配管10の第1の気密仕切り11dおよび第3の配管30の第2の気密仕切り31dにより気密にされている。ここで、第3の配管30の材質は、特に制限はないが、第1および第2の配管10,20と同様であることが好ましい。   The group III nitride crystal manufacturing apparatus of the present embodiment has the following configuration added to the manufacturing apparatus of the first embodiment with reference to FIG. The manufacturing apparatus of this embodiment is provided with a third pipe 30 that extends from the reaction vessel 1 through the wall of the pressure vessel 5 and is drawn into the atmosphere. A second airtight partition 31 d is formed in the middle of the pressure vessel 5 of the third pipe 30. Here, the 2nd airtight partition 31d is provided so that the 3rd piping 30 may be obstruct | occluded in the place. The reaction vessel 1 is hermetically sealed by a first hermetic partition 11 d of the first pipe 10 and a second hermetic partition 31 d of the third pipe 30. Here, the material of the third pipe 30 is not particularly limited, but is preferably the same as that of the first and second pipes 10 and 20.

第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の内部を真空排気する際には、第2の気密仕切り31dの気密性は保持される必要がある。このため、第2の気密仕切り31dは、1気圧(100kPa)より高い耐圧性を有するように設計されている。また、窒素原料ガス供給装置7により反応容器1に窒素原料ガス9が供給されることにより、第2の気密仕切り31dが除去されて、反応容器1からの未反応ガスなどの流出を可能とする必要がある。このため、第2の気密仕切り31dは、その気密性が結晶成長時における窒素原料ガス圧力(通常2〜7.5MPa程度)よりも小さい圧力で破られるように設計される。たとえば、第2の気密仕切り31dは、耐圧が0.5MPaとなるように設計される。   When the inside of the first and second pipes 10 and 20 and the reaction vessel 1 is evacuated, the airtightness of the second airtight partition 31d needs to be maintained. Therefore, the second hermetic partition 31d is designed to have a pressure resistance higher than 1 atm (100 kPa). Further, when the nitrogen source gas 9 is supplied to the reaction vessel 1 by the nitrogen source gas supply device 7, the second hermetic partition 31 d is removed, and the unreacted gas and the like can be discharged from the reaction vessel 1. There is a need. For this reason, the second hermetic partition 31d is designed such that its hermeticity is broken at a pressure lower than the nitrogen source gas pressure (usually about 2 to 7.5 MPa) during crystal growth. For example, the second hermetic partition 31d is designed so that the pressure resistance is 0.5 MPa.

本実施形態のIII族窒化物結晶の製造装置において、第2の気密仕切り31dは、特に制限はないが、その気密性を破るのが容易な観点から、第1の気密仕切り11dと同様に、薄膜であることが好ましい。薄膜は、特に制限はないが、耐熱性、化学安定性の観点から、第1の気密仕切り11dと同様に、金属膜であることが好ましい。金属膜としては、アルミニウム膜、ステンレス膜などが挙げられる。   In the group III nitride crystal manufacturing apparatus of the present embodiment, the second hermetic partition 31d is not particularly limited, but from the viewpoint of easily breaking its hermeticity, like the first hermetic partition 11d, A thin film is preferred. Although there is no restriction | limiting in particular in a thin film, From a viewpoint of heat resistance and chemical stability, it is preferable that it is a metal film similarly to the 1st airtight partition 11d. Examples of the metal film include an aluminum film and a stainless film.

ただし、第2に気密仕切り31dの気密性は、第1の気密仕切り11dの気密性が破られた後に、破られることから、第2の気密仕切り31dは第1の気密仕切り11dに比べて高い圧力に耐える必要がある。このため、第2の気密仕切り31dは、第1の気密仕切り11dに比べて、機械的強度の高い材料を用いたり、膜厚を大きくしたりすることによって、高い耐圧性を確保する。   However, secondly, since the airtightness of the airtight partition 31d is broken after the airtightness of the first airtight partition 11d is broken, the second airtight partition 31d is higher than the first airtight partition 11d. Need to withstand pressure. For this reason, the second hermetic partition 31d secures high pressure resistance by using a material having high mechanical strength or by increasing the film thickness as compared with the first hermetic partition 11d.

また、第2の気密仕切り31dが薄膜である場合、第1の気密仕切り11dの場合と同様に、図2を参照して、破断した薄膜の飛散による反応容器1の内部への混入を防止する観点から、第2の気密仕切り31dの少なくとも一方の側にフィルタ32a,32bが設けられていることが好ましい。ここで、フィルタ32a,32bの材質は、特に制限はないが、耐熱性および耐食性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。   Further, when the second hermetic partition 31d is a thin film, as in the case of the first hermetic partition 11d, referring to FIG. 2, the mixing of the broken thin film into the reaction vessel 1 due to scattering is prevented. From the viewpoint, it is preferable that filters 32a and 32b are provided on at least one side of the second hermetic partition 31d. Here, the material of the filters 32a and 32b is not particularly limited, but stainless steel and the like are preferable from the viewpoint of high heat resistance and corrosion resistance.

また、第2の気密仕切り31dが薄膜である場合、第1の気密仕切り11dの場合と同様に、第2の気密仕切り31dは、第3の配管30の第3管部の第5係止部と第3の配管30の第4管部の第6係止部との間に、第5係止部に対応する第7係止部と第6係止部に対応する第8係止部を有する第2の継ぎ手部材によって固定されている。   When the second hermetic partition 31d is a thin film, the second hermetic partition 31d is the fifth locking portion of the third pipe portion of the third pipe 30 as in the case of the first hermetic partition 11d. And a seventh locking portion corresponding to the fifth locking portion and an eighth locking portion corresponding to the sixth locking portion between the second locking portion and the sixth locking portion of the fourth pipe portion of the third pipe 30. It is being fixed by the 2nd joint member which has.

第2の気密仕切り31dを備える第2の気密仕切り付継ぎ手31は、図7に示す第1の気密仕切り11dを備える第1の気密仕切り付継ぎ手11と同様の構造を有し、第2の気密仕切り31d、第3の配管の第3管部、第3の配管の第4管部、第5係止部、第6係止部、第7係止部および第8係止部が、それぞれ図7に示す第1の気密仕切り11d、第1の配管の管部10a(第1管部)、第1の配管の管部10b(第2管部)、第1係止部F1、第2係止部F2、第3係止部F3および第4係止部F4に相当する。   The second airtight partition joint 31 provided with the second airtight partition 31d has the same structure as the first airtight partition joint 11 provided with the first airtight partition 11d shown in FIG. The partition 31d, the third pipe portion of the third pipe, the fourth pipe portion of the third pipe, the fifth locking portion, the sixth locking portion, the seventh locking portion, and the eighth locking portion are respectively illustrated. 7d, the first pipe section 10a (first pipe section), the first pipe section 10b (second pipe section), the first locking section F1, the second engagement section. It corresponds to the stop portion F2, the third locking portion F3, and the fourth locking portion F4.

かかる構造により、第2の気密仕切り31dが第3の配管30に気密性よく固定される。第2の気密仕切り31dは、その気密性を高める観点から、ガスケットとともに、第5の係止部と第6の係止部との間に固定されることが好ましい。ここで、ガスケットの材質は、特に制限はないが、耐熱性および耐腐食性が高い観点から、ステンレスなどが好ましく挙げられる。   With this structure, the second airtight partition 31d is fixed to the third pipe 30 with good airtightness. It is preferable that the second airtight partition 31d is fixed between the fifth locking portion and the sixth locking portion together with the gasket from the viewpoint of improving the airtightness. Here, the material of the gasket is not particularly limited, but stainless steel and the like are preferable from the viewpoint of high heat resistance and corrosion resistance.

また、第2の気密仕切り31dは、特に制限はないが、第1の気密仕切り11dと同様に、その気密性を破るのが容易な観点から、液体であることが好ましい。液体を第2の気密仕切り31dとして用いる方法には特に制限はなく、第1の気密仕切りと同様に、たとえば、第3の配管30の一部をリング状に折り曲げて、または、第3の配管30の一部をU字状に折り曲げて、その折り曲げ部分に液体を配置することにより、液体を第2の気密仕切りとして用いることができる。ここで、第2の気密仕切り31dが液体である場合、反応容器1側と大気側(反応容器と反対側)との圧力差によって、第2の気密仕切り31dである液体が反応容器1側または大気側に除去されることにより、その気密性が破られる。   The second hermetic partition 31d is not particularly limited, but is preferably a liquid from the viewpoint of easily breaking its hermeticity, like the first hermetic partition 11d. The method of using the liquid as the second hermetic partition 31d is not particularly limited, and, for example, a part of the third pipe 30 is bent into a ring shape or the third pipe as in the first hermetic partition. The liquid can be used as the second hermetic partition by bending a part of the 30 into a U shape and disposing the liquid in the bent portion. Here, when the second hermetic partition 31d is a liquid, the liquid serving as the second hermetic partition 31d is changed to the reaction container 1 side or the pressure difference between the reaction container 1 side and the atmosphere side (the side opposite to the reaction container). By removing to the atmosphere side, its airtightness is broken.

また、液体は、特に制限はないが、反応容器1の内部に混入した場合の影響が少ない観点からIII族金属元素の融液であることが好ましい。あるいは、真空排気装置に混入しても差し障りのないポンプオイルを用いることも可能である。さらに、液体が反応容器の内部に混入するのを防止するために、液体の第2の気密仕切り31dの少なくとも一方の側にトラップを設けることも好ましい。   The liquid is not particularly limited, but is preferably a Group III metal element melt from the viewpoint of little influence when mixed in the reaction vessel 1. Alternatively, it is possible to use pump oil that does not interfere with mixing in the vacuum exhaust device. Furthermore, it is also preferable to provide a trap on at least one side of the liquid second hermetic partition 31d in order to prevent the liquid from mixing into the reaction vessel.

また、図2を参照して、圧力容器5から反応容器1を出し入れすることを可能とするために、第1の配管10において、第1の配管10と第2の配管20との接合部10jと第1の気密仕切り11dとの間であって、かつ、圧力容器5の内部側に、第1の継ぎ手13が設けられている。また、第3の配管30において、圧力容器5の内部側に第2の継ぎ手33が設けられている。   Further, referring to FIG. 2, in order to enable the reaction vessel 1 to be taken in and out from the pressure vessel 5, a joint 10 j between the first pipe 10 and the second pipe 20 in the first pipe 10. And the first airtight partition 11d, and the first joint 13 is provided on the inner side of the pressure vessel 5. In the third pipe 30, a second joint 33 is provided on the inner side of the pressure vessel 5.

ここで、第1の継ぎ手13については実施形態1と同様である。また、第2の継ぎ手33においても、第1の継ぎ手13と同様に、第3の配管の第4管部において、第7管部の第13係止部と第8管部の第14係止部との間に、第13係止部に対応する第15係止部と第14係止部に対応する第16係止部を有する第4の継ぎ手部材によって、ガスケットを介して第7管部の先端と第8管部の先端が接合されている。   Here, the first joint 13 is the same as that of the first embodiment. Also in the second joint 33, similarly to the first joint 13, in the fourth pipe portion of the third pipe, the thirteenth locking portion of the seventh pipe portion and the fourteenth locking portion of the eighth pipe portion. A fourth joint member having a fifteenth locking portion corresponding to the thirteenth locking portion and a sixteenth locking portion corresponding to the fourteenth locking portion between the first and second portions through the gasket. And the tip of the eighth tube part are joined.

すなわち、第2の継ぎ手33における第3の配管の第7管部、第3の配管の第8管部、第13係止部、第14係止部、第15係止部および第16係止部が、それぞれ図10に示す第1の配管の管部10ba(第5管部)、第1の配管の管部10bb(第6管部)、第9係止部F9、第10係止部F10、第11係止部F11および第12係止部F12に相当する。   That is, the seventh pipe portion of the third pipe, the eighth pipe portion of the third pipe, the thirteenth locking portion, the fourteenth locking portion, the fifteenth locking portion, and the sixteenth locking portion in the second joint 33. 10 are the first pipe portion 10ba (fifth pipe portion), the first pipe portion 10bb (sixth pipe portion), the ninth locking portion F9, and the tenth locking portion, respectively. This corresponds to F10, the eleventh locking portion F11, and the twelfth locking portion F12.

(実施形態4)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法の他の実施形態は、図2を参照して、実施形態3の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器1内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族金属元素とを含む原料6を配置する工程と、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気する工程と、反応容器1内に窒素原料ガス9を供給する工程とを備え、真空排気する工程または窒素原料ガス9を供給する工程において第1の気密仕切り10dの気密性が反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差により破られ、窒素原料ガス9を供給する工程において第2の気密仕切り30dの気密性が反応容器1側と大気側(反応容器1と反対側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 4)
Another embodiment of the method for growing a group III nitride crystal according to the present invention is a method for growing a group III nitride crystal using the growth apparatus according to the third embodiment with reference to FIG. Disposing a raw material 6 containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and a group III metal element, and the interior of the first and second pipes 10 and 20 The method includes a step of evacuating and a step of supplying the nitrogen source gas 9 into the reaction vessel 1. In the step of evacuating or supplying the nitrogen source gas 9, the airtightness of the first hermetic partition 10 d is the reaction vessel 1. And the nitrogen source gas supply device 7 side (i.e., the first vacuum exhaust device 8 side) is broken by the pressure difference between the second gas tight partition 30d and the reaction vessel 1 in the step of supplying the nitrogen source gas 9. ~ side It is broken by the pressure difference between the atmosphere side (the side opposite to the reaction vessel 1).

III族窒化物結晶の成長前においては、第1の気密仕切り11dによりIII族窒化物結晶の成長前は反応容器1の気密が保たれる。真空排気する工程において第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、その真空排気する工程により第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1に残留するガスが効率的に除去される。また、真空排気する工程の後の窒素原料ガスを供給する工程において第1の気密仕切り11dの気密性が破られる場合は、真空排気する工程により第1および第2の配管10,20に残留するガスが極めて効率的に除去される。   Before the growth of the group III nitride crystal, the first hermetic partition 11d keeps the reaction vessel 1 airtight before the growth of the group III nitride crystal. When the airtightness of the first airtight partition 11d is broken in the evacuation process, the gas remaining in the first and second pipes 10, 20 and the reaction vessel 1 is efficiently removed by the evacuation process. The Further, when the airtightness of the first airtight partition 11d is broken in the step of supplying the nitrogen source gas after the step of evacuating, the first and second pipes 10 and 20 remain in the step of evacuating. Gas is removed very efficiently.

また、窒素原料ガス9を反応容器1に供給する際に第2の気密仕切り30dの気密性を破ることにより、III族窒化物結晶の成長の際に、反応容器1内に連続的に新たな窒素原料ガス9を供給して、反応容器1の内部の未反応ガスおよび反応後の残留ガスならびにそれらの中に含まれる不純物を流出させるとともに、酸素または水分を含む圧力容器5内の雰囲気ガスが反応容器1内に混入することを防止でき、高物性のIII族窒化物結晶が得られる。   Further, when the nitrogen source gas 9 is supplied to the reaction vessel 1, the airtightness of the second hermetic partition 30 d is broken, so that a new group is continuously introduced into the reaction vessel 1 during the growth of the group III nitride crystal. Nitrogen source gas 9 is supplied to flow out the unreacted gas inside the reaction vessel 1 and the residual gas after the reaction and impurities contained therein, and the atmospheric gas in the pressure vessel 5 containing oxygen or moisture Mixing in the reaction vessel 1 can be prevented, and a high group III nitride crystal can be obtained.

図2を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、以下の工程を含む。まず、図9(b)を参照して、第1の配管の管部10a(第1管部)および第3配管の管部30a(第3管部)が繋がれている反応容器1内の坩堝2内に、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素とIII族金属元素とを含む原料6を配置する(反応容器への原料の配置工程)。かかる反応容器への原料配置工程は、原料6への酸素または水分の混入を防止するために、乾燥容器内で乾燥した1気圧(100kPa)の窒素ガスまたはアルゴンガス雰囲気中で行なうことが好ましい。また、乾燥容器内の水分濃度は、1.0ppm以下であることが好ましく、0.54ppm以下であることがより好ましい。   Referring to FIG. 2, the group III nitride crystal growth method of the present embodiment includes the following steps. First, referring to FIG. 9B, the inside of the reaction vessel 1 in which the pipe part 10a (first pipe part) of the first pipe and the pipe part 30a (third pipe part) of the third pipe are connected. A raw material 6 containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and a group III metal element is placed in the crucible 2 (placement step of the raw material in the reaction vessel). It is preferable to perform the raw material arrangement step in the reaction vessel in a nitrogen gas or argon gas atmosphere of 1 atm (100 kPa) dried in the drying vessel in order to prevent oxygen or moisture from being mixed into the raw material 6. Moreover, it is preferable that the water concentration in a dry container is 1.0 ppm or less, and it is more preferable that it is 0.54 ppm or less.

ここで、反応容器1に一端が繋がれている管部10a(第1管部)の他端は第1の気密仕切り11dを備える第1の気密仕切り付継ぎ手11の一端に繋がれ、第1の気密仕切り付継ぎ手11の他端は管部10ba(第5管部)の一端に繋がれている。また、反応容器1に一端が繋がれている管部30a(第3管部)の他端は第2の気密仕切り31dを備える第2の気密仕切り付継ぎ手31の一端に繋がれ、第2の気密仕切り付継ぎ手31の他端は管部30ba(第7管部)の一端に繋がれている。   Here, the other end of the tube portion 10a (first tube portion) whose one end is connected to the reaction vessel 1 is connected to one end of the joint 11 having the first hermetic partition provided with the first hermetic partition 11d. The other end of the airtight partition joint 11 is connected to one end of the tube portion 10ba (fifth tube portion). Further, the other end of the tube portion 30a (third tube portion) that is connected to the reaction vessel 1 at one end is connected to one end of the second airtight partition joint 31 including the second airtight partition 31d, and the second The other end of the joint 31 with the airtight partition is connected to one end of the pipe part 30ba (seventh pipe part).

次に、原料6が配置された反応容器1をヒータ3、断熱材4を備える圧力容器5内の所定の位置に収納する(反応容器の圧力容器への収納工程)。このとき、反応容器1は、第1の気密仕切り11dおよび第2の気密仕切り31dによって気密にされている。   Next, the reaction vessel 1 in which the raw material 6 is arranged is accommodated in a predetermined position in a pressure vessel 5 provided with a heater 3 and a heat insulating material 4 (accommodating step of the reaction vessel into the pressure vessel). At this time, the reaction vessel 1 is hermetically sealed by the first hermetic partition 11d and the second hermetic partition 31d.

次に、一端が第1の気密仕切り付継ぎ手11に繋がれている管部10ba(第5管部)の他端を、第1の継ぎ手13により、第1の配管の管部10bb(第6管部)の一端に繋ぐ。さらに、一端が第2の気密仕切り付継ぎ手31に繋がれている管部30ba(第7管部)の他端を、第2の継ぎ手33により、第3の配管30の管部30bb(第8管部)の一端に繋ぐ。   Next, the other end of the pipe part 10ba (fifth pipe part) whose one end is connected to the first airtight partition joint 11 is connected to the pipe part 10bb (sixth pipe) of the first pipe by the first joint 13. Connect to one end of the tube. Further, the other end of the pipe portion 30ba (seventh pipe portion), one end of which is connected to the second airtight partition joint 31, is connected to the pipe portion 30bb (eighth of the third pipe 30) by the second joint 33. Connect to one end of the tube.

ここで、管部10bb(第6管部)の他端はバルブ7vを介在して窒素原料ガス供給装置7に繋がれている。また、管部10bb(第6管部)の途中に第2の配管20の一端が繋がれ(第1の配管10と第2の配管20との接合部10j)、第2の配管20の他端はバルブ8vを介在して、第1の真空排気装置8に繋がれている。さらに、第3配管30の管部30bb(第8管部)の他端は大気中に引き出されている。   Here, the other end of the pipe part 10bb (sixth pipe part) is connected to the nitrogen source gas supply device 7 via a valve 7v. In addition, one end of the second pipe 20 is connected to the middle of the pipe part 10bb (sixth pipe part) (joint part 10j between the first pipe 10 and the second pipe 20), and the other of the second pipe 20 The end is connected to the first vacuum exhaust device 8 through a valve 8v. Furthermore, the other end of the pipe part 30bb (eighth pipe part) of the third pipe 30 is drawn out into the atmosphere.

すなわち、管部10ba(第5管部)と管部10bb(第6管部)を第1の継ぎ手13により繋ぐことにより、第1の配管10により反応容器1と窒素原料ガス供給装置7とが繋がれ、第2の配管20により反応容器1と第1の真空排気装置8とが繋がれる。さらに、管部30ba(第7管部)と管部30bb(第8管部)とを第2の継ぎ手33により繋ぐことにより、反応容器1から大気中に第3の配管30が引き出される。   That is, by connecting the pipe part 10ba (fifth pipe part) and the pipe part 10bb (sixth pipe part) by the first joint 13, the reaction vessel 1 and the nitrogen source gas supply device 7 are connected by the first pipe 10. The reaction vessel 1 and the first vacuum exhaust device 8 are connected by the second pipe 20. Furthermore, the third pipe 30 is drawn out from the reaction vessel 1 into the atmosphere by connecting the pipe part 30ba (seventh pipe part) and the pipe part 30bb (eighth pipe part) with the second joint 33.

次に、第1の真空排気装置8により、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気する(真空排気工程)。このとき、第1の気密仕切り11dの気密性が1気圧(100kPa)以下の圧力により破られるように設計されている場合、この第1の気密仕切り11dの気密性は、反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差により破られる。かかる場合は、真空排気工程により、第1の気密仕切り11dの気密性が破られ第1および第2の配管10,20ならびに反応容器1の残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が効率的に除去できる。   Next, the inside of the first and second pipes 10 and 20 is evacuated by the first evacuation apparatus 8 (evacuation process). At this time, when the airtightness of the first hermetic partition 11d is designed to be broken by a pressure of 1 atm (100 kPa) or less, the airtightness of the first hermetic partition 11d is the same as that of the reaction vessel 1 and nitrogen. It is broken by the pressure difference from the source gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side). In such a case, the airtightness of the first airtight partition 11d is broken by the evacuation process, and the residual gas of the first and second pipes 10 and 20 and the reaction vessel 1 and the oxygen or moisture contained therein are efficiently removed. it can.

また、第1の気密仕切り11dの気密性が、1気圧(100kPa)より大きな圧力で破られるように設計されている場合は、この第1の気密仕切り11dの気密性は、真空排気の際には破られず、その後の反応容器1への窒素原料ガス9の供給の際に、反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差によって除去される。かかる場合は、真空排気工程により、第1および第2の配管10,20に残留するガスおよびそれに含まれる酸素または水分が極めて効率的に除去される。このため、反応容器1への酸素または水分の混入が防止される。   In addition, when the airtightness of the first airtight partition 11d is designed to be broken at a pressure higher than 1 atm (100 kPa), the airtightness of the first airtight partition 11d is Is not broken, and during the subsequent supply of the nitrogen source gas 9 to the reaction vessel 1, due to the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the nitrogen source gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side) Removed. In such a case, the gas remaining in the first and second pipes 10 and 20 and the oxygen or moisture contained therein are removed very efficiently by the evacuation process. For this reason, mixing of oxygen or moisture into the reaction vessel 1 is prevented.

一方、第2の気密仕切り31dの気密性が、上記真空排気工程において破られてしまうと、第3の配管30から反応容器1内に大気が侵入してしまい、大気中の酸素および水分が原料6に混入してしまう。このため、第2の気密仕切り31dの気密性は、1気圧(100kPa)の圧力では破られないように設計されている。   On the other hand, if the airtightness of the second airtight partition 31d is broken in the evacuation process, the atmosphere enters the reaction vessel 1 from the third pipe 30 and oxygen and moisture in the atmosphere are used as raw materials. 6 will be mixed. For this reason, the airtightness of the second airtight partition 31d is designed so as not to be broken at a pressure of 1 atm (100 kPa).

次に、窒素原料ガス供給装置7から第1の配管10を通して、窒素原料ガス9を反応容器1内に供給する(窒素原料ガス供給工程)。窒素原料ガスは、特に制限はないが、純度の高いIII族窒化物結晶を成長させる観点から、窒素ガスが好ましい。反応容器1への窒素原料ガス9の供給とともに、ヒータ3により反応容器1の坩堝2内に配置されている原料6を加熱してアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類の元素とIII族金属元素とを含む融液とする。この融液となっている原料6に窒素原料ガス9を溶解させることにより、III族窒化物結晶が成長する。かかるIII族窒化物結晶は、酸素または水分が効率的に除去され、また、酸素または水分の混入が防止された反応容器1内で成長させたものであるため、高い物性を有する。   Next, the nitrogen source gas 9 is supplied from the nitrogen source gas supply device 7 into the reaction vessel 1 through the first pipe 10 (nitrogen source gas supply step). The nitrogen source gas is not particularly limited, but nitrogen gas is preferable from the viewpoint of growing a high-purity group III nitride crystal. At least selected from the group consisting of alkali metal elements and alkaline earth metal elements by heating the raw material 6 disposed in the crucible 2 of the reaction vessel 1 by the heater 3 together with the supply of the nitrogen raw material gas 9 to the reaction vessel 1. A melt containing one kind of element and a group III metal element is used. The group III nitride crystal grows by dissolving the nitrogen source gas 9 in the raw material 6 which is the melt. Such a group III nitride crystal has a high physical property because it is grown in the reaction vessel 1 from which oxygen or moisture is efficiently removed and mixing of oxygen or moisture is prevented.

上記の窒素原料ガス供給工程において、第3の配管30の第2の気密仕切り31dの気密性は、反応容器1側と大気側(反応容器1と反対側)との圧力差により除去される。したがって、第2の気密仕切りは、結晶成長時における窒素原料ガス圧力(通常2〜7.5MPa程度)よりも小さい圧力で破られるように設計される。たとえば、第2の気密仕切り31dは、耐圧が0.5MPaとなるように設計される。   In the nitrogen source gas supply step, the airtightness of the second airtight partition 31d of the third pipe 30 is removed by a pressure difference between the reaction vessel 1 side and the atmosphere side (the side opposite to the reaction vessel 1). Therefore, the second hermetic partition is designed to be broken at a pressure lower than the nitrogen source gas pressure (usually about 2 to 7.5 MPa) during crystal growth. For example, the second hermetic partition 31d is designed so that the pressure resistance is 0.5 MPa.

このように、窒素原料ガス9を反応容器1に供給して第2の気密仕切り31dの気密性を破ることにより、III族窒化物結晶の成長の際に、反応容器1内に連続的に新たな窒素原料ガス9を供給して、反応容器1の内部の未反応ガスおよび反応後の残留ガスならびにそれらの中に含まれる不純物を流出させるとともに、酸素または水分を含む圧力容器5内の雰囲気ガスが反応容器1内に混入することを防止でき、さらに高物性のIII族窒化物結晶を成長させることができる。   In this way, by supplying the nitrogen source gas 9 to the reaction vessel 1 and breaking the hermeticity of the second hermetic partition 31d, new nitrogen gas is continuously added to the reaction vessel 1 during the growth of the group III nitride crystal. Nitrogen gas 9 is supplied to flow out unreacted gas inside the reaction vessel 1 and residual gas after the reaction and impurities contained therein, and atmosphere gas in the pressure vessel 5 containing oxygen or moisture Can be prevented from being mixed into the reaction vessel 1, and a group III nitride crystal having higher physical properties can be grown.

(実施形態5)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置のさらに他の実施形態は、図3を参照して、実施形態3の製造装置に、第2の真空排気装置81と、第3の配管30の圧力容器5の外部側の途中に形成されているバルブ30vと、第3の配管30の第2の気密仕切り31dとバルブ30vとの間の管部30bbと第2の真空排気装置81とを繋ぐ第4の配管40とをさらに備え、第3および第4の配管30,40の内部を真空排気する際または反応容器1に窒素原料ガス9を供給する際に、第2の気密仕切り31dの気密性が反応容器1側と大気側(反応容器1と反対側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 5)
Still another embodiment of the III-nitride crystal manufacturing apparatus according to the present invention is described with reference to FIG. 3 in that the second evacuation device 81 and the third piping 30 are added to the manufacturing apparatus of the third embodiment. The valve 30v formed in the middle of the outer side of the pressure vessel 5, the pipe portion 30bb between the second hermetic partition 31d of the third pipe 30 and the valve 30v, and the second vacuum exhaust device 81 are connected. A fourth pipe 40, and when the inside of the third and fourth pipes 30 and 40 is evacuated or when the nitrogen source gas 9 is supplied to the reaction vessel 1, the airtightness of the second airtight partition 31d The property is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the atmospheric side (the side opposite to the reaction vessel 1).

第3の配管30の圧力容器5の外側の途中にバルブ30vが形成され、第3の配管30の第2の気密仕切り31dとバルブ30vとの間の管部30bbに第4の配管40によって第2の真空排気装置81が繋がれることにより、第3および第4の配管30,40に内部を真空排気することができる。ここで、第4の配管40の材料は、特に制限はないが、第1、第2および第3の配管と同様であることが好ましい。   A valve 30v is formed in the middle of the pressure vessel 5 of the third pipe 30 and the fourth pipe 40 is connected to the pipe portion 30bb between the second hermetic partition 31d of the third pipe 30 and the valve 30v. By connecting the two evacuation devices 81, the inside of the third and fourth pipes 30 and 40 can be evacuated. Here, the material of the fourth pipe 40 is not particularly limited, but is preferably the same as that of the first, second, and third pipes.

本実施形態において、第2の気密仕切り31dの気密性が1気圧(100kPa)より大きな圧力で破られるように設計されている場合は、第3および第4の配管30,40の内部を真空排気することができる。第2の気密仕切り31dの気密性が1気圧(100kPa)より小さな圧力で破られるように設計されている場合は、第3および第4の配管30,40の内部とともに反応容器1の内部を真空排気することができる。これらの場合は、第1の真空排気装置8により、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気することが好ましい。   In the present embodiment, when the airtightness of the second airtight partition 31d is designed to be broken at a pressure higher than 1 atm (100 kPa), the inside of the third and fourth pipes 30 and 40 is evacuated. can do. When the airtightness of the second airtight partition 31d is designed to be broken at a pressure lower than 1 atm (100 kPa), the inside of the reaction vessel 1 is evacuated together with the inside of the third and fourth pipes 30 and 40. Can be exhausted. In these cases, the inside of the first and second pipes 10 and 20 is preferably evacuated by the first evacuation device 8.

さらに、第1の気密仕切り11dおよび第2の気密仕切り31dが1気圧(100kPa)より小さな圧力で破られるように設計されている場合は、第3および第4の配管30,40の内部、反応容器1の内部および第1および第2の配管10,20の内部を真空排気することができる。これらのようにして、第3および第4の配管30,40、第1および第2の配管10,20、および/または反応容器1の残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が効率的に除去される。   Further, when the first hermetic partition 11d and the second hermetic partition 31d are designed to be broken at a pressure smaller than 1 atm (100 kPa), the inside of the third and fourth pipes 30 and 40, the reaction The inside of the container 1 and the insides of the first and second pipes 10 and 20 can be evacuated. As described above, the residual gas and oxygen or moisture contained in the third and fourth pipes 30 and 40, the first and second pipes 10 and 20, and / or the reaction vessel 1 are efficiently removed. The

(実施形態6)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法のさらに他の実施形態は、図3を参照して、実施形態5の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器1内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族元素とを含む原料6を配置する工程と、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気する第1の真空排気工程および第3および第4の配管30,40の内部を真空排気する第2の真空排気工程の少なくともいずれかの真空排気工程と、反応容器1内に窒素原料ガス9を供給する工程とを備え、第1の真空排気工程または窒素原料ガス9を供給する工程において、第1の気密仕切り11dの気密性が反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差により破られ、第2の真空排気工程または窒素原料ガス9を供給する工程において第2の気密仕切り31dの気密性が反応容器1側と大気側(反応容器1と反対側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 6)
Still another embodiment of the Group III nitride crystal growth method according to the present invention is a Group III nitride crystal growth method using the growth apparatus of Embodiment 5 with reference to FIG. A step of disposing a raw material 6 containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and a group III element, and the inside of the first and second pipes 10 and 20 At least one of a first evacuation step for evacuation and a second evacuation step for evacuating the inside of the third and fourth pipes 30 and 40, and a nitrogen source gas in the reaction vessel 1 9, and in the first evacuation step or the step of supplying the nitrogen source gas 9, the airtightness of the first hermetic partition 11 d is determined so that the reaction vessel 1 side and the nitrogen source gas supply device 7 side (that is, 1 in the second evacuation device 8 side), and the second gas evacuation step or the step of supplying the nitrogen source gas 9 causes the second gas-tight partition 31d to have an airtightness between the reaction vessel 1 side and the atmosphere side ( It is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 and the opposite side.

第1の気密仕切り11dの気密性が第1の真空排気工程において保たれることにより、第1および第2の配管10,20の内部を真空排気することができる。また、第2の気密仕切り31dの気密性が第2の真空排気工程において保たれることにより、第3および第4の配管30,40の内部を真空排気することができる。   The inside of the first and second pipes 10 and 20 can be evacuated by maintaining the airtightness of the first airtight partition 11d in the first evacuation process. Moreover, the inside of the 3rd and 4th piping 30 and 40 can be evacuated because the airtightness of the 2nd airtight partition 31d is maintained in a 2nd evacuation process.

また、第1の気密仕切り11dの気密性が第1の真空排気工程において破られることにより、第1および第2の配管10,20の内部とともに反応容器1の内部を真空排気することができる。また、第2の気密仕切り31dの気密が第2の真空排気工程において破られることにより、第3および第4の配管30,40とともに反応容器1の内部を真空排気することができる。また、第1の真空排気工程および第2の真空排気工程の少なくともいずれかにより、第1の気密仕切り11dおよび第2の気密仕切り31dの気密性が破られることにより、第1および第2の配管10,20の内部、第3および第4の配管30,40の内部および反応容器1の内部を真空排気することができる。   Further, since the airtightness of the first airtight partition 11d is broken in the first vacuum exhausting step, the inside of the reaction vessel 1 can be vacuum exhausted together with the inside of the first and second pipes 10 and 20. Further, the airtightness of the second hermetic partition 31d is broken in the second vacuum exhausting step, so that the inside of the reaction vessel 1 can be vacuum exhausted together with the third and fourth pipes 30 and 40. Further, the first and second pipes are broken by breaking the airtightness of the first airtight partition 11d and the second airtight partition 31d by at least one of the first vacuum exhausting step and the second vacuum exhausting step. The inside of 10, 20, the inside of the third and fourth pipes 30, 40, and the inside of the reaction vessel 1 can be evacuated.

また、窒素原料ガス9を供給する工程において、第1の気密仕切り11dの気密性が破られることにより反応容器1に窒素原料ガス9が供給され、さらに、第2の気密仕切り31dの気密性が破られることにより反応容器1内の未反応ガスおよび反応後の残留ガスならびにそれらの中に含まれる不純物を流出させることができる。   Further, in the step of supplying the nitrogen source gas 9, the nitrogen source gas 9 is supplied to the reaction vessel 1 by breaking the hermeticity of the first hermetic partition 11d, and furthermore, the second hermetic partition 31d has the hermeticity. By being broken, the unreacted gas in the reaction vessel 1 and the residual gas after the reaction and impurities contained in them can be discharged.

(実施形態7)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置のさらに他の実施形態は、図4を参照して、実施形態3の製造装置に、第3の配管30の圧力容器5の外部側の途中に形成されているバルブ30vと、第3の配管30の第2の気密仕切り31dとバルブ30vとの間の管部30bbと第2の配管20の途中の管部とを繋ぐ第4の配管40とをさらに備え、第1、第2、第3および第4の配管10,20,30,40の内部を真空排気する際または反応容器1に窒素原料ガス9を供給する際に、第2の気密仕切り31dの気密性が反応容器1側と大気側(反応容器1と反対側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 7)
Still another embodiment of the group III nitride crystal production apparatus according to the present invention is shown in FIG. 4 in the production apparatus of the third embodiment, in the middle of the third pipe 30 on the outside of the pressure vessel 5. A fourth pipe 40 connecting the formed valve 30v, the pipe part 30bb between the second airtight partition 31d of the third pipe 30 and the valve 30v and the pipe part in the middle of the second pipe 20; And when the inside of the first, second, third and fourth pipes 10, 20, 30, 40 is evacuated or when the nitrogen source gas 9 is supplied to the reaction vessel 1, the second airtightness is provided. The airtightness of the partition 31d is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the atmosphere side (the side opposite to the reaction vessel 1).

第3の配管30の圧力容器5の外側の途中にバルブ30vが形成され、第3の配管30の第2の気密仕切り31dとバルブ30vとの間の管部30bbと第2の配管20の途中の管部とを繋ぐ第4の配管40が形成されていることにより、第1、第2、第3および第4の配管10,20,30,40に内部を真空排気することができる。   A valve 30v is formed in the middle of the pressure vessel 5 of the third pipe 30 and the middle of the second pipe 20 and the pipe portion 30bb between the second airtight partition 31d of the third pipe 30 and the valve 30v. By forming the fourth pipe 40 that connects the first pipe part, the inside of the first, second, third, and fourth pipes 10, 20, 30, and 40 can be evacuated.

本実施形態において、第1の気密仕切り11dおよび第2の気密仕切り31dの気密性が1気圧(100kPa)より大きな圧力で破られるように設計されている場合は、第1,第2,第3および第4の配管30,40の内部を真空排気することができる。第1の気密仕切り11dまたは第2の気密仕切り31dの気密性が1気圧(100kPa)より小さな圧力で破られるように設計されている場合は、第1、第2、第3および第4の配管10,20,30,40の内部とともに反応容器1の内部を真空排気することができる。これらのようにして、第3および第4の配管30,40、第1および第2の配管10,20、および/または反応容器1の残留ガスおよびそれに含まれる酸素または水分が効率的に除去される。   In the present embodiment, when the airtightness of the first airtight partition 11d and the second airtight partition 31d is designed to be broken at a pressure greater than 1 atm (100 kPa), the first, second and third And the inside of the 4th piping 30 and 40 can be evacuated. When the airtightness of the first airtight partition 11d or the second airtight partition 31d is designed to be broken at a pressure smaller than 1 atm (100 kPa), the first, second, third and fourth pipes The inside of the reaction vessel 1 can be evacuated together with the inside of 10, 20, 30, 40. As described above, the residual gas and oxygen or moisture contained in the third and fourth pipes 30 and 40, the first and second pipes 10 and 20, and / or the reaction vessel 1 are efficiently removed. The

(実施形態8)
本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法のさらに他の実施形態は、図4を参照して、実施形態7の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、反応容器1内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素とIII族元素とを含む原料6を配置する工程と、第1、第2、第3および第4の配管の内部10,20,30,40を真空排気する工程と、反応容器1内に窒素原料ガス9を供給する工程とを備え、真空排気する工程または窒素原料ガス9を供給する工程において第1の気密仕切り11dの気密性が反応容器1側と窒素原料ガス供給装置7側(すなわち第1の真空排気装置8側)との圧力差により破られ、真空排気する工程または窒素原料ガス9を供給する工程において第2の気密仕切り31dの気密性が反応容器1側と大気側(反応容器1と反対側)との圧力差により破られる。
(Embodiment 8)
Still another embodiment of the Group III nitride crystal growth method according to the present invention is a Group III nitride crystal growth method using the growth apparatus of Embodiment 7 with reference to FIG. A step of disposing a raw material 6 containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and a group III element, and first, second, third and fourth pipes And evacuating the inside 10, 20, 30, 40, and supplying the nitrogen source gas 9 into the reaction vessel 1, the first step in the step of evacuating or supplying the nitrogen source gas 9 The airtightness of the airtight partition 11d is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the nitrogen source gas supply device 7 side (that is, the first vacuum exhaust device 8 side), and the vacuum source or nitrogen source gas 9 is supplied. In the process Airtightness of the second hermetic partition 31d is broken by the pressure difference between the reaction vessel 1 side and the atmosphere side (the reaction vessel 1 opposite) Te.

上記真空排気工程において、第1の気密仕切り11dおよび第2の気密仕切り31dの気密性が保たれることにより、第1、第2、の配管10,20の内部を真空排気することができる。また、上記真空排気工程において、第1の気密仕切り11dまたは第2の気密仕切り31dの気密が破られることにより、第1、第2、の配管10,20の内部とともに反応容器1の内部を真空排気することができる。   In the evacuation step, the inside of the first and second pipes 10 and 20 can be evacuated by maintaining the airtightness of the first airtight partition 11d and the second airtight partition 31d. In the evacuation step, the inside of the reaction vessel 1 is evacuated together with the insides of the first and second pipes 10 and 20 by breaking the airtightness of the first airtight partition 11d or the second airtight partition 31d. Can be exhausted.

また、窒素原料ガス9を供給する工程において、第1の気密仕切り11dの気密性が破られることにより反応容器1に窒素原料ガス9が供給され、さらに、第2の気密仕切り31dの気密性が破られることにより反応容器1内の未反応ガスおよび反応後の残留ガスならびにそれらの中に含まれる不純物を流出させることができる。   Further, in the step of supplying the nitrogen source gas 9, the nitrogen source gas 9 is supplied to the reaction vessel 1 by breaking the hermeticity of the first hermetic partition 11d, and furthermore, the second hermetic partition 31d has the hermeticity. By being broken, the unreacted gas in the reaction vessel 1 and the residual gas after the reaction and impurities contained in them can be discharged.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置の一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the manufacturing apparatus of the group III nitride crystal concerning this invention. 本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置の他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the manufacturing apparatus of the group III nitride crystal concerning this invention. 本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置のさらに他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the manufacturing apparatus of the group III nitride crystal concerning this invention. 本発明にかかるIII族窒化物結晶の製造装置のさらに他の実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows other embodiment of the manufacturing apparatus of the group III nitride crystal concerning this invention. 本発明に用いられる仕切りの一例を示す概略断面図である。ここで、(a)は仕切りが保持されている状態を示し、(b)は仕切りが除去されている状態を示す。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the partition used for this invention. Here, (a) shows a state where the partition is held, and (b) shows a state where the partition is removed. 本発明に用いられる仕切りおよびフィルタの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the partition and filter used for this invention. 本発明に用いられる仕切り付継ぎ手の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the joint with a partition used for this invention. 本発明に用いられる仕切りの他の例を示す概略断面図である。ここで、(a)は配管の一部をリング状に折り曲げたものを示し、(b)は配管の一部をU字状に折り曲げたものを示す。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the partition used for this invention. Here, (a) shows what bent a part of piping into the ring shape, (b) shows what bent a part of piping into the U-shape. 本発明に用いられる配管が繋がれている反応容器を示す概略断面図である。ここで、(a)は第1の配管の一部が繋がれている反応容器を示し、(b)は第1および第3の配管の一部が繋がれている反応容器を示す。It is a schematic sectional drawing which shows the reaction container with which the piping used for this invention is connected. Here, (a) shows a reaction vessel in which a part of the first piping is connected, and (b) shows a reaction vessel in which a part of the first and third pipings are connected. 本発明に用いられる継ぎ手の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the coupling used for this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 反応容器、2 坩堝、3 ヒータ、4 断熱材、5 圧力容器、6 原料、7 窒素原料ガス供給装置、7v,8v,81v バルブ、8 第1の真空排気装置、9 窒素原料ガス、10 第1の配管、10a,10b,10ba,10bb,30a,30b,30ba,30bb 管部、10j 接合部、11 第1の気密仕切り付継ぎ手、11c 第1の継ぎ手部材、11d 第1の気密仕切り、11s,13s ガスケット、12a,12b,32a,32b フィルタ、13 第1の継ぎ手、13c 第3の継ぎ手部材、20 第2の配管、30 第3の配管、31 第2の気密仕切り付継ぎ手、31d 第2の気密仕切り、33 第2の継ぎ手、40 第4の配管、81 第2の真空排気装置、F1 第1係止部、F2 第2係止部、F3 第3係止部、F4 第4係止部、F9 第9係止部、F10 第10係止部、F11 第11係止部、F12 第12係止部。   1 reaction vessel, 2 crucible, 3 heater, 4 heat insulating material, 5 pressure vessel, 6 raw material, 7 nitrogen raw material gas supply device, 7v, 8v, 81v valve, 8 first vacuum exhaust device, 9 nitrogen raw material gas, 10 first 1 pipe, 10a, 10b, 10ba, 10bb, 30a, 30b, 30ba, 30bb pipe part, 10j joint part, 11 first joint with airtight partition, 11c first joint member, 11d first airtight partition, 11s , 13s gasket, 12a, 12b, 32a, 32b filter, 13 first joint, 13c third joint member, 20 second pipe, 30 third pipe, 31 second joint with airtight partition, 31d second Airtight partition, 33 second joint, 40 fourth piping, 81 second vacuum exhaust device, F1 first locking portion, F2 second locking portion, F3 third engagement Parts, the fourth locking portion F4, F9 ninth locking portion, F10 tenth locking portion, F11 11 engaging portion, F12 twelfth engaging portion.

Claims (16)

反応容器と、前記反応容器を収納する圧力容器と、窒素原料ガス供給装置と、第1の真空排気装置と、前記圧力容器の壁を貫通して前記反応容器と前記窒素原料ガス供給装置とを繋ぐ第1の配管と、前記第1の配管の前記圧力容器の内部側の途中に形成されている第1の気密仕切りと、前記第1の配管の前記窒素原料ガス供給装置と前記第1の気密仕切りとの間の管部と前記第1の真空排気装置とを繋ぐ第2の配管と、を備え、
前記反応容器は前記第1の気密仕切りにより気密にされており、前記第1および第2の配管の内部を真空排気する際または前記反応容器内に窒素原料ガスを供給する際に、前記第1の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長装置。
A reaction vessel, a pressure vessel containing the reaction vessel, a nitrogen source gas supply device, a first vacuum exhaust device, and the reaction vessel and the nitrogen source gas supply device penetrating a wall of the pressure vessel. A first piping connected, a first hermetic partition formed in the middle of the pressure vessel of the first piping, the nitrogen source gas supply device of the first piping, and the first piping A second pipe connecting the pipe portion between the airtight partition and the first vacuum exhaust device,
The reaction vessel is hermetically sealed by the first hermetic partition, and the first and second pipes are evacuated or supplied with nitrogen source gas into the reaction vessel. An apparatus for growing a group III nitride crystal in which the hermeticity of the hermetic partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply apparatus side.
前記第1の気密仕切りは薄膜である請求項1に記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The group III nitride crystal growth apparatus according to claim 1, wherein the first hermetic partition is a thin film. 前記第1の配管において前記第1の気密仕切りの少なくとも一方の側にフィルタが設けられている請求項2に記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The group III nitride crystal growth apparatus according to claim 2, wherein a filter is provided on at least one side of the first hermetic partition in the first pipe. 前記第1の気密仕切りは、前記第1の配管の第1管部の第1係止部と前記第1の配管の第2管部の第2係止部との間に、前記第1係止部に対応する第3係止部と前記第2係止部に対応する第4係止部を有する第1の継ぎ手部材によって、固定されている請求項2または請求項3に記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The first hermetic partition is formed between the first engagement portion of the first pipe portion of the first pipe and the second engagement portion of the second pipe portion of the first pipe. The group III of Claim 2 or Claim 3 fixed by the 1st joint member which has the 3rd latching | locking part corresponding to a latching | locking part, and the 4th latching | locking part corresponding to the said 2nd latching | locking part. Nitride crystal growth equipment. 前記第1の気密仕切りは液体である請求項1に記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The group III nitride crystal growth apparatus according to claim 1, wherein the first hermetic partition is a liquid. 前記反応容器から前記圧力容器の壁を貫通して大気中に引き出されている第3の配管と、前記第3の配管の前記圧力容器の内部側の途中に形成されている第2の気密仕切りと、をさらに備え、
前記反応容器は前記第2の気密仕切りにより気密にされており、前記反応容器に前記窒素原料ガスを供給する際に、前記第2の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記大気側との圧力差により破られる請求項1から請求項5のいずれかに記載のIII族窒化物結晶の成長装置。
A third pipe extending from the reaction vessel through the wall of the pressure vessel to the atmosphere, and a second airtight partition formed midway on the inner side of the pressure vessel of the third pipe And further comprising
The reaction vessel is hermetically sealed by the second hermetic partition, and when supplying the nitrogen source gas to the reaction vessel, the second hermetic partition has an airtightness between the reaction vessel side and the atmosphere side. The III-nitride crystal growth apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the growth apparatus is broken by a pressure difference.
第2の真空排気装置と、前記第3の配管の圧力容器の外部側の途中に形成されているバルブと、前記第3の配管の前記第2の気密仕切りと前記バルブとの間の管部と前記第2の真空排気装置とを繋ぐ第4の配管と、をさらに備え、
前記第3および第4の配管の内部を真空排気する際または前記反応容器に前記窒素原料ガスを供給する際に、前記第2の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記大気側との圧力差により破られる請求項6のIII族窒化物結晶の成長装置。
A second vacuum evacuation device, a valve formed midway outside the pressure vessel of the third pipe, and a pipe section between the second hermetic partition of the third pipe and the valve And a fourth pipe connecting the second vacuum exhaust device,
When the inside of the third and fourth pipes is evacuated or when the nitrogen raw material gas is supplied to the reaction vessel, the airtightness of the second hermetic partition is determined between the reaction vessel side and the atmosphere side. The group III nitride crystal growth apparatus according to claim 6, which is broken by a pressure difference.
前記第3の配管の圧力容器の外部側の途中に形成されているバルブと、前記第3の配管の前記第2の気密仕切りと前記バルブとの間の管部と前記第2の配管の途中の管部とを繋ぐ第4の配管と、をさらに備え、
前記第1、第2、第3および第4の配管の内部を真空排気する際または前記反応容器に前記窒素原料ガスを供給する際に、前記第2の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記大気側との圧力差により破られる請求項6のIII族窒化物結晶の成長装置。
A valve formed midway outside the pressure vessel of the third pipe, a pipe section between the second hermetic partition of the third pipe and the valve, and a middle of the second pipe And a fourth pipe connecting the pipe part of
When the inside of the first, second, third and fourth pipes is evacuated or when the nitrogen source gas is supplied to the reaction vessel, the airtightness of the second hermetic partition is determined to be the reaction vessel side. The apparatus for growing a group III nitride crystal according to claim 6, which is broken by a pressure difference between the atmospheric pressure side and the atmospheric side.
前記第2の気密仕切りは薄膜である請求項6から請求項8までのいずれかに記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   9. The group III nitride crystal growth apparatus according to claim 6, wherein the second hermetic partition is a thin film. 前記第3の配管において前記第2の気密仕切りの少なくとも一方の側にフィルタが設けられている請求項9に記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The group III nitride crystal growth apparatus according to claim 9, wherein a filter is provided on at least one side of the second hermetic partition in the third pipe. 前記第2の気密仕切りは、前記第3の配管の第3管部の第5係止部と前記第3の配管の第4管部の第6係止部との間に、前記第5係止部に対応する第7係止部と前記第6係止部に対応する第8係止部を有する第2の継ぎ手部材によって、固定されている請求項9または請求項10に記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The second hermetic partition is formed between the fifth engagement portion of the third pipe portion of the third pipe and the sixth engagement portion of the fourth pipe portion of the third pipe. The group III of Claim 9 or Claim 10 fixed by the 2nd joint member which has the 7th latching | locking part corresponding to a latching | locking part, and the 8th latching | locking part corresponding to the said 6th latching | locking part. Nitride crystal growth equipment. 前記第2の気密仕切りは液体である請求項6から請求項8までのいずれかに記載のIII族窒化物結晶の成長装置。   The III-nitride crystal growth apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein the second hermetic partition is a liquid. 請求項1の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、
前記反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と前記III族元素とを含む原料を配置する工程と、前記第1および第2の配管の内部を真空排気する工程と、前記反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、
前記真空排気する工程または前記窒素原料ガスを供給する工程において、前記第1の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法。
A method for growing a group III nitride crystal using the growth apparatus of claim 1, comprising:
Disposing a raw material containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and the group III element in the reaction vessel; and inside the first and second pipes Evacuating and supplying a nitrogen source gas into the reaction vessel,
In the step of evacuating or the step of supplying the nitrogen source gas, the group III nitride crystal in which the airtightness of the first hermetic partition is broken by the pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply device side Growth method.
請求項6の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、
前記反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と前記III族元素とを含む原料を配置する工程と、前記第1および第2の配管の内部を真空排気する工程と、前記反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、
前記真空排気する工程または前記窒素原料ガスを供給する工程において前記第1の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られ、前記窒素原料ガスを供給する工程において前記第2の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記大気側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法。
A method for growing a group III nitride crystal using the growth apparatus of claim 6, comprising:
Disposing a raw material containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and the group III element in the reaction vessel; and inside the first and second pipes Evacuating and supplying a nitrogen source gas into the reaction vessel,
In the step of evacuating or supplying the nitrogen source gas, the airtightness of the first hermetic partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply side, and the nitrogen source gas is A method for growing a group III nitride crystal in which the airtightness of the second airtight partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side in the supplying step.
請求項7の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、
前記反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と前記III族元素とを含む原料を配置する工程と、前記第1および第2の配管の内部を真空排気する第1の真空排気工程および前記第3および第4の配管の内部を真空排気する第2の真空排気工程の少なくともいずれかの真空排気工程と、前記反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、
前記第1の真空排気工程または前記窒素原料ガスを供給する工程において前記第1の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記窒素原料ガス供給装置側との圧力差により気密が破られ、前記第2の真空排気工程または前記窒素原料ガスを供給する工程において前記第2の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記大気側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法。
A method for growing a group III nitride crystal using the growth apparatus of claim 7,
Disposing a raw material containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and the group III element in the reaction vessel; and inside the first and second pipes At least one of a first evacuation step and a second evacuation step for evacuating the interior of the third and fourth pipes, and a nitrogen source gas in the reaction vessel. A process of supplying,
In the first evacuation step or the step of supplying the nitrogen source gas, the hermeticity of the first hermetic partition is broken due to a pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply device side, A method for growing a group III nitride crystal in which the airtightness of the second hermetic partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side in a second evacuation step or a step of supplying the nitrogen source gas.
請求項8の成長装置を用いるIII族窒化物結晶の成長方法であって、
前記反応容器内にアルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素と前記III族元素とを含む原料を配置する工程と、前記第1、第2、第3および第4の配管の内部を真空排気する工程と、前記反応容器内に窒素原料ガスを供給する工程とを備え、
前記真空排気する工程または前記窒素原料ガスを供給する工程において前記第1の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記窒素原料ガス供給装置側との圧力差により破られ、前記真空排気する工程または前記窒素原料ガスを供給する工程において前記第2の気密仕切りの気密性が前記反応容器側と前記大気側との圧力差により破られるIII族窒化物結晶の成長方法。
A method for growing a group III nitride crystal using the growth apparatus according to claim 8, comprising:
Disposing a raw material containing at least one element selected from the group consisting of an alkali metal element and an alkaline earth metal element and the group III element in the reaction vessel, the first, second, third and A step of evacuating the inside of the fourth pipe, and a step of supplying a nitrogen source gas into the reaction vessel,
In the step of evacuating or supplying the nitrogen source gas, the hermeticity of the first hermetic partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the nitrogen source gas supply device side, and the step of evacuating is performed. Alternatively, in the step of supplying the nitrogen source gas, a Group III nitride crystal growth method in which the airtightness of the second airtight partition is broken by a pressure difference between the reaction vessel side and the atmosphere side.
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