JP2009132548A - Growth apparatus and growth method of group iii nitride crystal - Google Patents
Growth apparatus and growth method of group iii nitride crystal Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009132548A JP2009132548A JP2007309003A JP2007309003A JP2009132548A JP 2009132548 A JP2009132548 A JP 2009132548A JP 2007309003 A JP2007309003 A JP 2007309003A JP 2007309003 A JP2007309003 A JP 2007309003A JP 2009132548 A JP2009132548 A JP 2009132548A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction vessel
- pipe
- group iii
- partition
- source gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
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)。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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
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
(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
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
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
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
(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
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
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
(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
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
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
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.
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,
Claims (16)
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.
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.
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007309003A JP4927691B2 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Group III nitride crystal growth apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007309003A JP4927691B2 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Group III nitride crystal growth apparatus and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009132548A true JP2009132548A (en) | 2009-06-18 |
JP4927691B2 JP4927691B2 (en) | 2012-05-09 |
Family
ID=40864832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007309003A Active JP4927691B2 (en) | 2007-11-29 | 2007-11-29 | Group III nitride crystal growth apparatus and method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4927691B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11189499A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Japan Energy Corp | Production of compound semiconductor single crystal |
WO2005103341A1 (en) * | 2004-04-27 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for production of crystal of group iii element nitride and process for producing crystal of group iii element nitride |
WO2006098458A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Container for easily oxidizable or hygroscopic substance, and method for heating and pressuring treatment of easily oxidizable or hygroscopic substance |
-
2007
- 2007-11-29 JP JP2007309003A patent/JP4927691B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11189499A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Japan Energy Corp | Production of compound semiconductor single crystal |
WO2005103341A1 (en) * | 2004-04-27 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for production of crystal of group iii element nitride and process for producing crystal of group iii element nitride |
WO2006098458A1 (en) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Container for easily oxidizable or hygroscopic substance, and method for heating and pressuring treatment of easily oxidizable or hygroscopic substance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4927691B2 (en) | 2012-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101405438B (en) | Apparatus for producing nitride single crystal | |
JP5616364B2 (en) | Chemical vapor deposition system and chemical vapor deposition process | |
WO2010079814A1 (en) | Nitride crystal manufacturing method, nitride crystal, and device for manufacturing same | |
JP2006327933A (en) | Translucent polycrystalline alumina ceramic, ceramic discharge vessel and method of making ceramic discharge vessel | |
US7638435B2 (en) | Pulsed etching cooling | |
KR20020018557A (en) | An apparatus for fabricating a ⅲ-ⅴ nitride film and a method for fabricating the same | |
JP5498640B2 (en) | Method and apparatus for cleaning nitride semiconductor manufacturing equipment parts | |
KR100942846B1 (en) | Discharge vessel with excimer fill, associated discharge lamp, and discharge vessel producing process | |
US5676762A (en) | Process for distributing ultra high purity gases with minimized corrosion | |
WO2012012228A2 (en) | Calcining chamber and process | |
JP4927691B2 (en) | Group III nitride crystal growth apparatus and method | |
US6676752B1 (en) | Forming metal nitrides | |
TWI779771B (en) | Method and apparatus for purifying target material for euv light source | |
JP4865693B2 (en) | Group III nitride crystal growth apparatus and method | |
JP2001108199A (en) | Fluid transferring piping device and fluid supply device which facilitate purging of residual material, purging method for residual material in piping device, and fluid supply method | |
US6345519B1 (en) | Method of reducing break sources in drawn fibers by active oxidation of contaminants in a reducing atmosphere | |
JP4878794B2 (en) | Crystal growth apparatus and manufacturing method | |
US20080078503A1 (en) | Mechanical pump operating well for a long term and method of manufacturing the same | |
JP2007119276A (en) | Gallium nitride crystal, apparatus for growing the same, and method for producing the same | |
US20160194781A1 (en) | Reactor vessels for ammonothermal and flux-based growth of group-iii nitride crystals | |
EP0719978B1 (en) | A process for distributing ultra high purity gases with minimized corrosion | |
JP2007277059A (en) | Apparatus for manufacturing group iii nitride compound semiconductor | |
KR100363063B1 (en) | bubbler for semiconductor production | |
US8840860B2 (en) | Contamination free compression of corrosive gas | |
JP2018177587A (en) | Method and apparatus for manufacturing group iii nitride crystal |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100624 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120131 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120209 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4927691 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |