JP2015140288A - Vessel for nitride crystal growth and method for manufacturing nitride crystal - Google Patents

Vessel for nitride crystal growth and method for manufacturing nitride crystal Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vessel for nitride crystal growth capable of obtaining both heat and pressure resistance and corrosion resistance without lining or coating a material, such as a platinum group and noble metal.SOLUTION: The vessel for nitride crystal growth has a multiple structure consisting of a first nickel-chromium alloy on an outer wall side and a second nickel chromium alloy having higher corrosion resistance to a nitrogen containing solvent as compared with the first nickel-chromium alloy on an inner wall side. In such a multiple structure, the heat and pressure resistance of the vessel is guaranteed by the outer part consisting of the first nickel-chromium alloy, and the corrosion resistance of the vessel is guaranteed by the inner part consisting of the second nickel-chromium alloy. The second nickel chromium alloy preferably has a corrosion rate of 0.1 mm/year or less in a supercritical or subcritical nitrogen containing solvent.

Description

本発明は、窒化物結晶の成長に用いられる容器およびこれを用いた窒化物結晶の製造方法に関し、より詳細には、超臨界状態乃至亜臨界状態の窒素含有溶媒の存在下で窒化物結晶を成長させるための技術に関する。   The present invention relates to a vessel used for growing a nitride crystal and a method for producing a nitride crystal using the same, and more particularly, a nitride crystal is formed in the presence of a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state. It relates to technology for growth.

超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒の存在下で窒化物結晶を成長させる方法のひとつとして、アモノサーマル法が知られている。この方法では、超臨界状態乃至亜臨界状態にあるアンモニア溶媒を用い、窒化物結晶原料の溶解−析出反応を利用して、所望の窒化物結晶が製造される。   An ammonothermal method is known as one method for growing a nitride crystal in the presence of a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state. In this method, a desired nitride crystal is produced by utilizing a dissolution-precipitation reaction of a nitride crystal raw material using an ammonia solvent in a supercritical state or a subcritical state.

アモノサーマル法により窒化物結晶を成長させる際には、アンモニア溶媒への原料溶解度の温度依存性を利用して、反応容器内の原料と種結晶(シード)との間に温度差を設け、この温度差により種結晶近傍に過飽和状態を発生させて結晶析出させる。具体的には、オートクレーブなどの反応容器内に原料やシードを入れて蓋等により密閉し、反応容器の内外に設置されたヒータ等で加熱して反応器内に高温域と低温域を形成し、上記原料をアンモニア溶媒中に溶解する一方で、シード上に結晶析出させることで、所望の窒化物結晶が製造される。   When growing a nitride crystal by the ammonothermal method, utilizing the temperature dependence of the solubility of the raw material in the ammonia solvent, a temperature difference is provided between the raw material in the reaction vessel and the seed crystal (seed), This temperature difference causes a supersaturated state in the vicinity of the seed crystal to cause crystal precipitation. Specifically, raw materials and seeds are placed in a reaction vessel such as an autoclave and sealed with a lid, etc., and heated with a heater installed inside or outside the reaction vessel to form a high temperature region and a low temperature region in the reactor. While the above raw material is dissolved in an ammonia solvent, a desired nitride crystal is produced by crystal precipitation on the seed.

高純度の窒化物結晶を得る場合、アンモニアなどの窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態とする必要があるため、反応容器には高温下での高い耐圧性が求められる。このため、反応容器は、例えば、温度600℃以上で圧力200MPa以上といった高温高圧条件にも耐え得る容器(耐圧性容器)である必要がある。   In order to obtain a high purity nitride crystal, it is necessary to bring a nitrogen-containing solvent such as ammonia into a supercritical state or a subcritical state. Therefore, the reaction vessel is required to have high pressure resistance at high temperatures. For this reason, the reaction container needs to be a container (pressure-resistant container) that can withstand high-temperature and high-pressure conditions such as a temperature of 600 ° C. or higher and a pressure of 200 MPa or higher.

また、高温高圧下にある超臨界状態乃至亜臨界状態の窒素含有溶媒は、極めて高い腐食性を示すため、反応容器には、高温での充分な耐圧性に加え、耐腐食性にも優れていることが求められる。   In addition, the nitrogen-containing solvent in a supercritical state or subcritical state under high temperature and high pressure exhibits extremely high corrosiveness, so that the reaction vessel has excellent corrosion resistance in addition to sufficient pressure resistance at high temperatures. It is required to be.

このような事情を背景として、特許文献1では、圧力容器本体が耐熱合金により構成されており、その内面に耐食性メカニカルライニングが施された単結晶育成用圧力容器が提案されている。この文献では、圧力容器本体の材料としては、Fe含有合金、Ni含有合金、Cr含有合金、Mo含有合金、Co含有合金の何れかの耐熱合金が好ましいとされ、耐食性メカニカルライニングは、Pt、Ir、Rhといった金属やそれらの合金により構成されることが好ましいとされている。   Against this background, Patent Document 1 proposes a pressure vessel for growing a single crystal in which a pressure vessel body is made of a heat-resistant alloy and an inner surface thereof is subjected to corrosion-resistant mechanical lining. In this document, the material of the pressure vessel body is preferably a heat-resistant alloy of Fe-containing alloy, Ni-containing alloy, Cr-containing alloy, Mo-containing alloy, or Co-containing alloy. Corrosion-resistant mechanical lining is made of Pt, Ir , Rh and the like or alloys thereof are preferred.

また、特許文献2では、耐圧性容器は、高温強度が高く耐腐食性を有する材料のうち、特に、アンモニア溶媒に対する耐腐食性に優れた材料として、Ni系合金やCo系合金が好ましい旨が記載されており、該耐圧性容器の内面腐食抑制のために、容器内面を白金族や貴金属でライニングまたはコーティングすることが提案されている。   Further, in Patent Document 2, the pressure resistant container is preferably a Ni-based alloy or a Co-based alloy as a material excellent in corrosion resistance against an ammonia solvent among materials having high temperature strength and high corrosion resistance. In order to suppress internal corrosion of the pressure resistant container, it has been proposed to line or coat the inner surface of the container with a platinum group or a noble metal.

特開2006−193355号公報JP 2006-193355 A 国際公開公報WO2012/090918号International Publication No. WO2012 / 090918

しかしながら、容器内面を白金族等でライニング等する場合には、白金族等の強度が弱いため、蓋の開閉時に、蓋と係わる部分の白金族等のライニング等が損なわれるおそれがある。上記の破損を防止するため、蓋に係わる部分にイリジウム等を加えて強度を向上させることもできるが、一般に耐圧性容器を大型化しようとする場合には、密閉性との兼ね合いで蓋をより強く締める必要があるため、イリジウム等を加えた白金族等に割れが生じるおそれがある。   However, when the inner surface of the container is lined with a platinum group or the like, since the strength of the platinum group or the like is weak, the lining of the platinum group or the like in a portion related to the lid may be damaged when the lid is opened or closed. In order to prevent the above damage, iridium etc. can be added to the part related to the lid to improve the strength, but in general, when trying to increase the size of the pressure resistant container, the lid is more in balance with the sealing property. Since it needs to be tightened strongly, there is a risk of cracking in the platinum group to which iridium or the like is added.

また、上記のように耐圧性容器の大型化を図る場合には、白金族等の強度が弱いため、白金族等を精度良く加工することできないおそれがある。さらに、上記のように耐圧性容器の大型化を図る場合には、製造コストを抑制するために、白金族等の高価な材料を用いることなく、耐熱・耐圧性と耐腐食性を両立し得る反応容器とすることも求められる。   Moreover, when enlarging a pressure-resistant container as mentioned above, since the intensity | strength of a platinum group etc. is weak, there exists a possibility that a platinum group etc. cannot be processed accurately. Furthermore, in the case of increasing the size of the pressure resistant container as described above, it is possible to achieve both heat resistance / pressure resistance and corrosion resistance without using an expensive material such as a platinum group in order to suppress the manufacturing cost. A reaction vessel is also required.

そこで、本発明者らは、白金族や貴金属などの材料をライニングまたはコーティングすることなく、耐熱・耐圧性と耐腐食性を両立し得る反応容器について鋭意検討を進め、本発明を成すに至った。   Accordingly, the present inventors have intensively studied a reaction vessel that can achieve both heat resistance / pressure resistance and corrosion resistance without lining or coating a material such as a platinum group or a noble metal, thereby achieving the present invention. .

上述の課題を解決するために、本発明に係る窒化物結晶成長用容器は、窒化物結晶の成長に用いられる密閉可能な耐圧性容器であって、該容器の外壁側は第1のニッケル−クロム合金からなり、該容器の内壁側は、前記第1のニッケル−クロム合金に比して窒素含有溶媒に対する耐食性が高い第2のニッケル−クロム合金からなる、ことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a nitride crystal growth vessel according to the present invention is a hermetic pressure-resistant vessel used for growth of nitride crystals, and the outer wall side of the vessel is a first nickel- It is made of a chromium alloy, and the inner wall side of the container is made of a second nickel-chromium alloy having higher corrosion resistance against a nitrogen-containing solvent than the first nickel-chromium alloy.

好ましくは、前記第2のニッケル−クロム合金は、超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒中での腐食速度が、0.1mm/年以下である。   Preferably, the second nickel-chromium alloy has a corrosion rate of 0.1 mm / year or less in a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state.

また、好ましくは、前記第2のニッケル−クロム合金は、δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で2%以下である。   Preferably, in the second nickel-chromium alloy, the sum of the amount of δ phase, the amount of η phase, and the amount of Laves phase is 2% or less in the area ratio evaluation.

また、好ましくは、前記第2のニッケル−クロム合金は、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下である。   Preferably, in the second nickel-chromium alloy, the sum of the amount of δ phase, amount of η phase, and amount of Laves phase after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours is 10% or less in area ratio evaluation. is there.

また、好ましくは、前記第2のニッケル−クロム合金は、500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が600〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上である。   Preferably, the second nickel-chromium alloy has a tensile strength evaluated in a temperature range of 500 to 700 ° C. of 600 to 1300 MPa and an elongation at break of 5% or more.

また、好ましくは、前記第2のニッケル−クロム合金は、該合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上である。 Further, preferably, the second nickel-chromium alloy has a ratio of a restriction (R H %) of a hydrogen charge material in which 50 to 60 ppm of hydrogen is charged to the alloy to a restriction (R 0 %) of an uncharged material (R 0 %). R H / R 0 ) is 0.3 or more in a tensile test in a temperature range of 500 to 700 ° C.

また、好ましくは、前記第2のニッケル−クロム合金は、重量比で、ニッケル含有量が50〜80%、クロム含有量が15〜30%、鉄含有量が5%以下である。   Preferably, the second nickel-chromium alloy has a nickel content of 50 to 80%, a chromium content of 15 to 30%, and an iron content of 5% or less by weight.

また、好ましくは、前記第1のニッケル−クロム合金は、δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で5%以下である。   Preferably, the first nickel-chromium alloy has a sum of δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount of 5% or less in area ratio evaluation.

また、好ましくは、前記第1のニッケル−クロム合金は、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下である。   Preferably, in the first nickel-chromium alloy, the sum of the δ phase amount, the η phase amount, and the Laves phase amount after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours is 10% or less in the area ratio evaluation. is there.

また、好ましくは、前記第1のニッケル−クロム合金は、500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が700〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上である。   Preferably, the first nickel-chromium alloy has a tensile strength evaluated in a temperature range of 500 to 700 ° C. of 700 to 1300 MPa and a breaking elongation of 5% or more.

また、好ましくは、前記第1のニッケル−クロム合金は、該合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上である。 Preferably, the first nickel-chromium alloy has a ratio (R H %) of a hydrogen charging material ( 50 % to 60 ppm of hydrogen) charged to the alloy (R 0 %) of an uncharged material (R 0 %). R H / R 0 ) is 0.3 or more in a tensile test in a temperature range of 500 to 700 ° C.

また、好ましくは、前記第1のニッケル−クロム合金は、重量比で、ニッケル含有量が20〜70%、クロム含有量が10〜25%、鉄含有量が40%以下である。   Preferably, the first nickel-chromium alloy has a nickel content of 20 to 70%, a chromium content of 10 to 25%, and an iron content of 40% or less by weight.

さらに、好ましくは、前記容器の外壁側の第1のニッケル−クロム合金からなる層の厚さが60mm以上である。   Further, preferably, the thickness of the first nickel-chromium alloy layer on the outer wall side of the container is 60 mm or more.

本発明に係る窒化物結晶成長用容器は、上述の容器を用いる窒化物結晶の製造方法であって、前記容器内に窒素含有溶媒を充填して該容器を密閉し、該密閉容器内の前記窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態として窒化物結晶を成長させる、ことを特徴とする。   A nitride crystal growth container according to the present invention is a method for producing a nitride crystal using the above-described container, wherein the container is filled with a nitrogen-containing solvent, the container is sealed, and the container in the sealed container is A nitride crystal is grown with a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state.

好ましくは、前記窒化物結晶の成長を600℃以上の温度で行う。   Preferably, the nitride crystal is grown at a temperature of 600 ° C. or higher.

また、好ましくは、前記窒化物結晶の成長を200MPa以上の圧力下で行う。   Preferably, the nitride crystal is grown under a pressure of 200 MPa or more.

また、好ましくは、前記窒素含有溶媒はアンモニアである。   Preferably, the nitrogen-containing solvent is ammonia.

本発明に係る窒化物結晶成長用容器は、外壁側が第1のニッケル−クロム合金からなり、内壁側は、第1のニッケル−クロム合金に比して窒素含有溶媒に対する耐食性が高い第2のニッケル−クロム合金からなるという、多重構造を有している。このような多重構造では、容器の耐熱・耐圧性は第1のニッケル−クロム合金からなる外側部で担保され、容器の耐食性は第2のニッケル−クロム合金からなる内側部で担保される。   In the nitride crystal growth vessel according to the present invention, the outer wall is made of a first nickel-chromium alloy, and the inner wall is made of a second nickel having higher corrosion resistance to a nitrogen-containing solvent than the first nickel-chromium alloy. -It has a multiple structure consisting of a chromium alloy. In such a multiple structure, the heat resistance and pressure resistance of the container are ensured by the outer part made of the first nickel-chromium alloy, and the corrosion resistance of the container is ensured by the inner part made of the second nickel-chromium alloy.

そのため、上記構造の採用により、白金族や貴金属などの材料をライニングまたはコーティングすることなく、耐熱・耐圧性と耐腐食性を両立し得る反応容器が提供される。   Therefore, the use of the above structure provides a reaction vessel that can achieve both heat resistance / pressure resistance and corrosion resistance without lining or coating a material such as a platinum group or a noble metal.

そして、本発明に係る窒化物結晶成長用容器を用いることにより、アンモニアなどの窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態として窒化物結晶を成長させた場合にも、容器からの不純物混入が抑制された、高品質な窒化物結晶を得ることができる。   In addition, by using the nitride crystal growth vessel according to the present invention, even when a nitride crystal is grown in a supercritical state or a subcritical state such as ammonia, the contamination of impurities from the vessel is suppressed. Thus, a high-quality nitride crystal can be obtained.

本発明に係る窒化物結晶成長用容器の構成例を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the structural example of the container for nitride crystal growth which concerns on this invention. 各ニッケル−クロム合金の、超臨界状態にあるアンモニア溶媒(温度600℃、圧力200MPa)中での腐食減量(mg/cm2)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the corrosion weight loss (mg / cm < 2 >) in the ammonia solvent (temperature 600 degreeC, pressure 200MPa) of each nickel-chromium alloy in a supercritical state. 各ニッケル−クロム合金の、超臨界状態にあるアンモニア溶媒(温度600℃、圧力200MPa)中での腐食速度(mm/年)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the corrosion rate (mm / year) in the ammonia solvent (temperature 600 degreeC, pressure 200MPa) in the supercritical state of each nickel-chromium alloy. Alloy718(材料A)の時効前の組織を観察したSEM写真である。It is the SEM photograph which observed the structure before aging of Alloy718 (material A). 650℃の温度で10,000時間の長時間時効後の、Alloy718(材料A)の組織を観察したSEM写真である。It is the SEM photograph which observed the structure | tissue of Alloy718 (material A) after long-term aging of 10,000 hours at the temperature of 650 degreeC. Alloy706Mod.(材料B)の時効前の組織を観察したSEM写真である。Alloy 706 Mod. It is the SEM photograph which observed the structure before aging of (material B). 650℃の温度で5,000時間の長時間時効後の、Alloy706Mod.(材料B)の組織を観察したSEM写真である。Alloy 706 Mod. After prolonged aging for 5,000 hours at a temperature of 650 ° C. It is the SEM photograph which observed the organization of (material B). Alloy625(材料D)の時効前の組織を観察したSEM写真である。It is the SEM photograph which observed the structure before aging of Alloy625 (material D). 650℃の温度で3,000時間の長時間時効後の、Alloy625(材料D)の組織を観察したSEM写真である。It is the SEM photograph which observed the structure | tissue of Alloy625 (material D) after 3,000 hours of long-time aging at the temperature of 650 degreeC. Alloy718(材料A)、Alloy706Mod.(材料B)、Rene41(材料C)、および、Alloy625(材料D)につき引張強度を調べた結果を比較して示した図である。Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. It is the figure which compared and showed the result of having investigated the tensile strength about (material B), Rene41 (material C), and Alloy625 (material D). Alloy718(材料A)、Alloy706Mod.(材料B)、Rene41(材料C)、および、Alloy625(材料D)につき破断伸びを調べた結果を比較して示した図である。Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. It is the figure which compared and showed the result of having investigated breaking elongation about (material B), Rene41 (material C), and Alloy625 (material D). Alloy718(材料A)、Alloy706Mod.(材料B)、Rene41(材料C)、および、Alloy625(材料D)につき、水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)を調べた結果を比較して示した図である。Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. Ratio (R H / R 0 ) of the hydrogen charged material restriction (R H %) and the uncharged material restriction (R 0 %) for (Material B), Rene 41 (Material C), and Alloy 625 (Material D) It is the figure which showed the result of having investigated and compared. 本発明の窒化物結晶成長用容器を用いた、アモノサーマル法による結晶成長装置の第1の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 1st structural example of the crystal growth apparatus by the ammonothermal method using the container for nitride crystal growth of this invention. 本発明の窒化物結晶成長用容器を用いた、アモノサーマル法による結晶成長装置の第2の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd structural example of the crystal growth apparatus by the ammonothermal method using the container for nitride crystal growth of this invention.

以下に、図面を参照して、本発明に係る窒化物結晶成長用容器、および、これを用いた窒化物結晶の製造方法について説明する。なお、以下で説明する態様は、本発明を実施するための例示に過ぎず、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。   A nitride crystal growth vessel according to the present invention and a method for producing a nitride crystal using the same will be described below with reference to the drawings. In addition, the aspect demonstrated below is only the illustration for implementing this invention, and this invention is not limited to these embodiment. In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

[窒化物結晶成長用容器の基本構成]
図1は、本発明に係る窒化物結晶成長用容器の構成例を説明するための、概略断面図である。なお、本明細書中でいう窒化物結晶成長用容器とは、超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒の存在下で窒化物結晶を成長させる際に、当該窒素含有溶媒を収容するための容器であって、その内壁面には、超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒が直接接触することとなる容器である。
[Basic structure of nitride crystal growth vessel]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a structural example of a nitride crystal growth vessel according to the present invention. The term “nitride crystal growth vessel” as used in the present specification refers to containing the nitrogen-containing solvent when growing a nitride crystal in the presence of a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state. The inner wall surface of the container is in contact with a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state.

図1に示すように、この窒化物結晶成長用容器10は、超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒が直接接触することとなる容器内壁側2と、容器外壁側1とが、異なる材料からなる多重構造を有している。なお、窒化物結晶の成長時には、図1に示した容器10の上部の開口部は容器10と同様の多重構造を有する蓋部材で塞がれ、容器10の内部は密閉される。   As shown in FIG. 1, the container 10 for growing a nitride crystal is different in a container inner wall side 2 and a container outer wall side 1 in which a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state is in direct contact. It has a multiple structure made of materials. During the growth of the nitride crystal, the opening at the top of the container 10 shown in FIG. 1 is closed with a lid member having a multiple structure similar to that of the container 10, and the inside of the container 10 is sealed.

容器10の外壁側1と内壁側2は何れも、ニッケル−クロム合金からなるが、その合金組成が異なり、内壁側2の材料としては、外壁側1の第1のニッケル−クロム合金に比して窒素含有溶媒に対する耐食性が高い第2のニッケル−クロム合金が選択される。   Both the outer wall side 1 and the inner wall side 2 of the container 10 are made of a nickel-chromium alloy, but the alloy composition is different, and the material of the inner wall side 2 is compared to the first nickel-chromium alloy on the outer wall side 1. Thus, the second nickel-chromium alloy having high corrosion resistance against the nitrogen-containing solvent is selected.

このような多重構造の容器10の耐熱・耐圧性は、主として第1のニッケル−クロム合金からなる外壁側1で担保され、容器10の耐食性は、第2のニッケル−クロム合金からなる内壁側2で担保される。その意味では、第1のニッケル−クロム合金からなる外壁側1の部分を「耐圧部」(P)と、第2のニッケル−クロム合金からなる内壁側2の部分を「耐食部」(C)と、呼ぶこともできる。   The heat resistance and pressure resistance of such a multi-structure container 10 is ensured mainly by the outer wall side 1 made of the first nickel-chromium alloy, and the corrosion resistance of the container 10 is made by the inner wall side 2 made of the second nickel-chromium alloy. Secured by In that sense, the portion on the outer wall side 1 made of the first nickel-chromium alloy is the “pressure-resistant portion” (P), and the portion on the inner wall side 2 made of the second nickel-chromium alloy is the “corrosion-resistant portion” (C). Can also be called.

ここで、第1のニッケル−クロム合金からなる外壁側1の「耐圧部」(P)と第2のニッケル−クロム合金からなる内壁側2の「耐食部」(C)は、一体化されたものとしてもよいが、両者を分割可能なものとし、耐圧部Pの内側に耐食部Cを挿入して使用する態様のものとしてもよい。   Here, the “pressure-resistant portion” (P) on the outer wall side 1 made of the first nickel-chromium alloy and the “corrosion-resistant portion” (C) on the inner wall side 2 made of the second nickel-chromium alloy were integrated. Although it is good also as a thing, both can be divided | segmented and it is good also as a thing of the aspect which inserts and uses the corrosion-resistant part C inside the pressure-resistant part P.

また、図1では、容器10を、耐圧部Pと耐食部Cで構成される2重構造のものとして示したが、耐圧部Pと耐食部Cの間に、上記第1および第2のニッケル−クロム合金とは異なる材料から成る部分を設けた構造のものとしてもよい。   In FIG. 1, the container 10 is shown as having a double structure composed of the pressure-resistant portion P and the corrosion-resistant portion C. However, the first and second nickels are interposed between the pressure-resistant portion P and the corrosion-resistant portion C. -It is good also as a thing of the structure which provided the part which consists of a material different from a chromium alloy.

さらに、耐圧部Pの強度を十分に担保すべく、上記容器の外壁側の第1のニッケル−クロム合金からなる層の厚さは60mm以上とすることが好ましく、100mm以上とすることがさらに好ましい。   Furthermore, in order to sufficiently ensure the strength of the pressure-resistant portion P, the thickness of the first nickel-chromium alloy layer on the outer wall side of the container is preferably 60 mm or more, and more preferably 100 mm or more. .

つまり、本発明に係る窒化物結晶成長用容器は、窒化物結晶の成長に用いられる密閉可能な耐圧性容器であって、容器の外壁側は第1のニッケル−クロム合金からなり、容器の内壁側は、第1のニッケル−クロム合金に比して窒素含有溶媒に対する耐食性が高い第2のニッケル−クロム合金からなる、少なくとも2重の構造を有している。   That is, the nitride crystal growth vessel according to the present invention is a hermetic pressure-resistant vessel used for nitride crystal growth, and the outer wall side of the vessel is made of the first nickel-chromium alloy, and the inner wall of the vessel The side has at least a double structure consisting of a second nickel-chromium alloy that is more resistant to corrosion by nitrogen-containing solvents than the first nickel-chromium alloy.

これら第1および第2のニッケル−クロム合金は何れも、アモノサーマル法により窒化物結晶を成長させる際の高温高圧条件に耐え得るものが選択されることに加え、第2のニッケル−クロム合金には、超臨界状態乃至亜臨界状態にあるアンモニアなどの窒素含有溶媒に対する高い耐食性を有するものが選択される。   These first and second nickel-chromium alloys are selected so that they can withstand high-temperature and high-pressure conditions when growing nitride crystals by the ammonothermal method. Is selected from those having high corrosion resistance to a nitrogen-containing solvent such as ammonia in a supercritical state or a subcritical state.

本発明では、第2のニッケル−クロム合金として、下記の特性を有するものが好ましい材料として選択される。   In the present invention, a material having the following characteristics is selected as a preferred material for the second nickel-chromium alloy.

第2のニッケル−クロム合金に求められる、窒素含有溶媒に対する高い耐食性の観点から、超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒中での腐食速度は、0.1mm/年以下であることが好ましい。   From the viewpoint of high corrosion resistance to the nitrogen-containing solvent required for the second nickel-chromium alloy, the corrosion rate in the nitrogen-containing solvent in the supercritical state or subcritical state is 0.1 mm / year or less. preferable.

また、第2のニッケル−クロム合金に求められる、耐熱・耐圧性の観点から、時効前の合金中に析出している脆化相は、δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で2%以下であることが好ましい。   In addition, from the viewpoint of heat resistance and pressure resistance required for the second nickel-chromium alloy, the embrittlement phase precipitated in the pre-aging alloy is the sum of the δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount. However, it is preferable that it is 2% or less by area ratio evaluation.

さらに、第2のニッケル−クロム合金は、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下であることが好ましい。   Further, in the second nickel-chromium alloy, the sum of the δ phase amount, the η phase amount, and the Laves phase amount after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours is preferably 10% or less in the area ratio evaluation. .

また、第2のニッケル−クロム合金は、500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が600〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上であることが好ましい。   The second nickel-chromium alloy preferably has a tensile strength of 600 to 1300 MPa evaluated in a temperature range of 500 to 700 ° C. and an elongation at break of 5% or more.

さらに、第2のニッケル−クロム合金は、該合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上であることが好ましい。 Furthermore, the second nickel-chromium alloy has a ratio (R H / R) of the restriction (R H %) of the hydrogen charge material charged with 50 to 60 ppm of hydrogen to the restriction (R 0 %) of the uncharged material. 0 ) is preferably 0.3 or more in a tensile test in a temperature range of 500 to 700 ° C.

このような第2のニッケル−クロム合金の望ましい組成は、重量比で、ニッケル含有量が50〜80%、クロム含有量が15〜30%、鉄含有量が5%以下である。   A desirable composition of such a second nickel-chromium alloy is 50 to 80% nickel content, 15 to 30% chromium content, and 5% or less iron content by weight ratio.

本発明で用いられる第2のニッケル−クロム合金としては、Rene41、Alloy230、Alloy625を例示することができる。   Examples of the second nickel-chromium alloy used in the present invention include Rene 41, Alloy 230, and Alloy 625.

また、本発明では、第1のニッケル−クロム合金として、下記の特性を有するものが好ましい材料として選択される。   In the present invention, the first nickel-chromium alloy having the following characteristics is selected as a preferable material.

第1のニッケル−クロム合金に求められる、耐熱・耐圧性の観点から、時効前の合金中に析出している脆化相は、δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で5%以下であることが好ましい。   From the viewpoint of heat resistance and pressure resistance required for the first nickel-chromium alloy, the embrittlement phase precipitated in the pre-aging alloy has a total amount of δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount, It is preferable that it is 5% or less by area ratio evaluation.

また、第1のニッケル−クロム合金は、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下であることが好ましい。   In the first nickel-chromium alloy, the sum of the δ phase amount, the η phase amount, and the Laves phase amount after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours is preferably 10% or less in the area ratio evaluation. .

さらに、第1のニッケル−クロム合金は、500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が700〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上であることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the first nickel-chromium alloy has a tensile strength of 700 to 1300 MPa evaluated in a temperature range of 500 to 700 ° C. and an elongation at break of 5% or more.

また、第1のニッケル−クロム合金は、該合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上であることが好ましい。 Further, the first nickel-chromium alloy has a ratio (R H / R) of the restriction (R H %) of the hydrogen charge material in which 50 to 60 ppm of hydrogen is charged to the alloy and the restriction (R 0 %) of the uncharged material. 0 ) is preferably 0.3 or more in a tensile test in a temperature range of 500 to 700 ° C.

このような第1のニッケル−クロム合金の望ましい組成は、重量比で、ニッケル含有量が20〜70%、クロム含有量が10〜25%、鉄含有量が40%以下である。   A desirable composition of such a first nickel-chromium alloy is, by weight ratio, a nickel content of 20 to 70%, a chromium content of 10 to 25%, and an iron content of 40% or less.

本発明で用いられる第1のニッケル−クロム合金としては、Rene41、Alloy706を成分改良したAlloy706Mod.、Alloy718、を例示することができる。   Examples of the first nickel-chromium alloy used in the present invention include Alloy 706 Mod. , Alloy 718.

また、第1のニッケル−クロム合金からなる耐圧部Pの厚みは、充分な耐圧性を確保すべく、60mm以上であることが好ましく、100mm以上であることが特に好ましい。   The thickness of the pressure-resistant portion P made of the first nickel-chromium alloy is preferably 60 mm or more, and particularly preferably 100 mm or more in order to ensure sufficient pressure resistance.

以下に、第1および第2のニッケル−クロム合金として、上記の諸特性が好ましいと判断した理由について説明する。   Hereinafter, the reason why the above-mentioned characteristics are determined to be preferable as the first and second nickel-chromium alloys will be described.

[ニッケル−クロム合金の腐食試験結果]
組成の異なるニッケル−クロム合金試料を準備し、それぞれの合金につき、超臨界状態にあるアンモニア溶媒中での腐食速度について調べた。
[Results of corrosion test of nickel-chromium alloy]
Nickel-chromium alloy samples having different compositions were prepared, and the corrosion rate in an ammonia solvent in a supercritical state was examined for each alloy.

評価に供したニッケル−クロム合金は、Alloy718(材料A)、Alloy706を成分改良したAlloy706Mod.(材料B)、Rene41(材料C)、Alloy625(材料D)、および、Alloy625の熱影響部(HeatAffected Zone)であるAlloy625HAZ(材料E)、の5種である。   The nickel-chromium alloy used for the evaluation is Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. (Material B), Rene 41 (Material C), Alloy 625 (Material D), and Alloy 625 HAZ (Material E) which is a heat affected zone of the Alloy 625 (Heat Affected Zone).

表1に、上記ニッケル−クロム合金の組成(重量比:mass%)を示した。   Table 1 shows the composition (weight ratio: mass%) of the nickel-chromium alloy.

なお、材料BのAlloy706Mod.は、Alloy706のAl(0.2mass%)とNb(3mass%)の添加量の和を一定としてAlの添加量を1.2mass%としたものである。また、Alloy625(材料D)、および、Alloy625HAZ(材料E)は、同一材料であるため、組成は変わらない。   Note that Alloy 706 Mod. Is the sum of the addition amounts of Al (0.2 mass%) and Nb (3 mass%) in Alloy 706, and the addition amount of Al is 1.2 mass%. Moreover, since Alloy 625 (material D) and Alloy 625HAZ (material E) are the same material, the composition does not change.

これらのニッケル−クロム合金の、超臨界状態にあるアンモニア溶媒(温度600℃、圧力200MPa)中での腐食減量を、最長で3000時間まで調べ、腐食速度を求めた。なお、この試験に際しては、アモノサーマル法で窒化ガリウム結晶を育成する際の標準的な条件下での耐腐食性を調べるべく、実際に結晶成長で用いる圧力容器内に上記ニッケル−クロム合金試料を挿入して実験を行ったが、アンモニア溶媒中への鉱化剤の添加等は行っていない。   The corrosion weight loss of these nickel-chromium alloys in a supercritical ammonia solvent (temperature 600 ° C., pressure 200 MPa) was investigated up to 3000 hours to determine the corrosion rate. In this test, in order to investigate the corrosion resistance under standard conditions when growing gallium nitride crystals by the ammonothermal method, the above-mentioned nickel-chromium alloy sample is placed in the pressure vessel actually used for crystal growth. However, no mineralizer was added to the ammonia solvent.

図2Aおよび図2Bはそれぞれ、各ニッケル−クロム合金の全腐食減量(mg/cm2)および腐食速度(mm/年)を説明するための図である。 2A and 2B are diagrams for explaining the total corrosion weight loss (mg / cm 2 ) and corrosion rate (mm / year) of each nickel-chromium alloy, respectively.

Rene41(材料C)、Alloy625(材料D)、および、Alloy625HAZ(材料E)は、何れも、超臨界状態にあるアンモニア溶媒中で3000時間経過した後においても顕著な腐食減量は認められず、腐食速度は0.1mm/年以下であり、窒素含有溶媒に対する高い耐食性を示すことが明らかとなった。なお、Alloy625(材料D)、および、Alloy625HAZ(材料E)は、耐食性が変わらないことが認められた。すなわち、Alloy625(材料D)を溶接しても、耐食性が変わらないことが認められた。   None of Rene 41 (material C), Alloy 625 (material D), and Alloy 625 HAZ (material E) show any significant corrosion weight loss even after 3000 hours in the ammonia solvent in the supercritical state. The speed was 0.1 mm / year or less, and it was revealed that the film exhibited high corrosion resistance against nitrogen-containing solvents. In addition, it was recognized that Alloy 625 (Material D) and Alloy 625 HAZ (Material E) do not change the corrosion resistance. That is, it was recognized that the corrosion resistance did not change even when Alloy 625 (material D) was welded.

これらのニッケル−クロム合金に比較すると、Alloy718(材料A)およびAlloy706Mod.(材料B)は、腐食による減量が顕著であり、腐食速度は0.1mm/年を超えており、本発明に係る窒化物結晶成長用容器の耐食部Cとして用いるには、不適であると考えられる。   Compared to these nickel-chromium alloys, Alloy 718 (Material A) and Alloy 706 Mod. (Material B) has a significant weight loss due to corrosion, the corrosion rate exceeds 0.1 mm / year, and is unsuitable for use as the corrosion resistant part C of the nitride crystal growth container according to the present invention. Conceivable.

上記腐食試験で腐食速度0.1mm/年以下の高い耐食性を示したニッケル−クロム合金は何れも、ニッケル含有量が50〜80%、クロム含有量が15〜30%、鉄含有量が5%以下の組成のものであり、窒化物結晶成長用容器の耐食部Cに用いるニッケル−クロム合金は、上記の成分比のものを選択すればよい。   All of the nickel-chromium alloys exhibiting high corrosion resistance with a corrosion rate of 0.1 mm / year or less in the above corrosion test have a nickel content of 50 to 80%, a chromium content of 15 to 30%, and an iron content of 5%. A nickel-chromium alloy having the following composition may be selected as the nickel-chromium alloy used in the corrosion-resistant portion C of the nitride crystal growth vessel.

なお、耐高温酸化性を示し高温強度に優れた合金として知られるAlloy230は、重量比で、ニッケル含有量が57%、クロム含有量が22%、鉄含有量が3%程度であり、Alloy230もまた、本発明に係る窒化物結晶成長用容器の耐食部Cとして用いるに適するニッケル−クロム合金であると考えてよい。   Alloy 230, which is known as an alloy exhibiting high-temperature oxidation resistance and excellent in high-temperature strength, has a weight ratio of nickel content of 57%, chromium content of 22%, and iron content of about 3%. Moreover, it may be considered that it is a nickel-chromium alloy suitable for use as the corrosion resistant part C of the nitride crystal growth vessel according to the present invention.

[ニッケル−クロム合金の脆化相の析出試験結果]
よく知られているように、金属材料中での脆化相の析出は、材料の強度及びじん性を低下させてしまう。本発明の窒化物結晶成長用容器で用いられるニッケル−クロム合金は、高温・高圧下での使用でも充分な強度及びじん性を維持する必要があるから、このような脆化相の析出が生じ難いものである必要がある。そこで、種々のニッケル−クロム合金につき、実際の窒化物結晶成長条件と同様の環境下における、脆化相の析出の程度を調べた。
[Precipitation test result of embrittlement phase of nickel-chromium alloy]
As is well known, the precipitation of an embrittled phase in a metal material reduces the strength and toughness of the material. Since the nickel-chromium alloy used in the nitride crystal growth vessel of the present invention needs to maintain sufficient strength and toughness even when used at high temperature and high pressure, such a brittle phase precipitates. It must be difficult. Therefore, the degree of precipitation of the embrittlement phase was investigated for various nickel-chromium alloys under the same environment as the actual nitride crystal growth conditions.

図3A、図4A、図5Aはそれぞれ、上述のAlloy718(材料A)、Alloy706Mod.(材料B)、および、Alloy625(材料D)の、時効前の組織を観察したSEM写真である。Alloy718(材料A)の一部にδ相の析出が認められる一方、Alloy706Mod.(材料B)には脆化相の析出は認められない。また、Alloy625(材料D)には、δ相、η相、およびラーベス相といった脆化相の析出は殆ど認められていない。   3A, FIG. 4A, and FIG. 5A show the above-mentioned Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. It is a SEM photograph which observed the structure before aging of (material B) and Alloy625 (material D). While precipitation of δ phase is observed in a part of Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. In (Material B), no precipitation of the embrittlement phase is observed. In Alloy 625 (material D), almost no precipitation of embrittlement phases such as δ phase, η phase, and Laves phase is observed.

上述した材料A〜Eのニッケル−クロム合金の時効前の脆化相の含有量を調べたところ、Alloy718(材料A)およびAlloy706Mod.(材料B)は何れも、脆化相であるδ相、η相、およびラーベス相の含有量の総和が面積率評価で5%以下であり、Rene41(材料C)、Alloy625(材料D)、および、Alloy625HAZ(材料E)については、上記δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和は、面積率評価で2%以下であった。   When the content of the embrittled phase of the nickel-chromium alloys of materials A to E before aging was examined, Alloy 718 (Material A) and Alloy 706 Mod. (Material B) has a total content of δ phase, η phase, and Laves phase, which are embrittled phases, of 5% or less in area ratio evaluation, Rene 41 (Material C), Alloy 625 (Material D), And about Alloy625HAZ (material E), the sum total of the said (delta) phase amount, (eta) phase amount, and Laves phase amount was 2% or less by area ratio evaluation.

これらのニッケル−クロム合金の、実際の窒化物結晶成長条件と同様の環境下での脆化相の析出の程度を調べるため、500〜700℃で長時間時効し、当該時効後の脆化相の析出の程度を調べた。   In order to investigate the degree of precipitation of the embrittlement phase of these nickel-chromium alloys under the same environment as the actual nitride crystal growth conditions, the alloy was aged at 500 to 700 ° C. for a long time. The degree of precipitation was investigated.

図3Bは、650℃の温度で10,000時間の長時間時効後の、Alloy718(材料A)の組織を観察したSEM写真である。長時間時効後の材料Aでは、粒界でのδ相の増加は認められるものの、粒内での脆化相の析出は認められず、高温・高圧化においても、必要とされる強度及びじん性が概ね維持される。   FIG. 3B is a SEM photograph observing the structure of Alloy 718 (material A) after long-term aging at 10,000 ° C. for 650 ° C. In the material A after aging for a long time, an increase in the δ phase at the grain boundary is observed, but no precipitation of the embrittlement phase within the grain is observed, and the required strength and dust are also obtained at high temperature and high pressure. Sex is generally maintained.

図4Bは、650℃の温度で5,000時間の長時間時効後の、Alloy706Mod.(材料B)の組織を観察したSEM写真である。長時間時効後の材料Bにおいても、粒界でのδ相の増加は認められるものの、粒内での脆化相の析出は認められず、材料Aと同様に、高温・高圧化においても、必要とされる強度及びじん性が概ね維持される。   FIG. 4B shows Alloy 706 Mod. After prolonged aging for 5,000 hours at a temperature of 650 ° C. It is the SEM photograph which observed the organization of (material B). Even in the material B after aging for a long time, although an increase in the δ phase at the grain boundary is recognized, no precipitation of the embrittlement phase is observed in the grains, and similarly to the material A, even at high temperature and high pressure, The required strength and toughness are generally maintained.

図5Bは、650℃の温度で3,000時間の長時間時効後の、Alloy625(材料D)の組織を観察したSEM写真であり、粒界においてδ相の析出が認められる。そして、材料Dにおいても、必要とされる強度及びじん性が概ね維持される。   FIG. 5B is an SEM photograph observing the structure of Alloy 625 (material D) after aging for 3,000 hours at a temperature of 650 ° C., and precipitation of δ phase is observed at the grain boundaries. Also in the material D, the required strength and toughness are generally maintained.

上述した材料A〜Eのニッケル−クロム合金の時効後の脆化相の含有量を調べたところ、何れも、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和は、面積率評価で10%以下であった。   The contents of the embrittled phase after aging of the above-described nickel-chromium alloys of materials A to E were examined. As a result, the amount of δ phase, the amount of η phase after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours, and Laves The sum of the phase amounts was 10% or less in the area ratio evaluation.

なお、ニッケル−クロム合金AおよびBは、ニッケル含有量が20〜70%、クロム含有量が10〜25%、鉄含有量が40%以下であり、腐食試験で腐食速度0.1mm/年以下の高い耐食性を示すニッケル−クロム合金C〜Eが何れも、ニッケル含有量が50〜80%、クロム含有量が15〜30%、鉄含有量が5%以下の組成のものである点については、上述のとおりである。   Nickel-chromium alloys A and B have a nickel content of 20 to 70%, a chromium content of 10 to 25%, an iron content of 40% or less, and a corrosion rate of 0.1 mm / year or less in a corrosion test. The nickel-chromium alloys C to E exhibiting high corrosion resistance are all of a composition having a nickel content of 50 to 80%, a chromium content of 15 to 30%, and an iron content of 5% or less. , As described above.

[ニッケル−クロム合金の引張強度試験結果]
図6および図7は、それぞれ、Alloy718(材料A)、Alloy706Mod.(材料B)、Rene41(材料C)、および、Alloy625(材料D)につき引張強度(図6)および破断伸び(図7)を調べた結果を比較して示した図である。図6〜7には、温度625℃での試験結果を示した。なお、Alloy625(材料D)、および、Alloy625HAZ(材料E)は、同一材料であり、機械的性質も同一であることから、Alloy625HAZ(材料E)の結果については、Alloy625(材料D)と同一である。
[Tensile strength test result of nickel-chromium alloy]
FIGS. 6 and 7 show, respectively, Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. It is the figure which compared and showed the result of having investigated the tensile strength (FIG. 6) and breaking elongation (FIG. 7) about (material B), Rene41 (material C), and Alloy625 (material D). 6 to 7 show the test results at a temperature of 625 ° C. Since Alloy 625 (Material D) and Alloy 625 HAZ (Material E) are the same material and have the same mechanical properties, the result of Alloy 625 HAZ (Material E) is the same as that of Alloy 625 (Material D). is there.

これらのニッケル−クロム合金は何れも、温度625℃において、引張強度は概ね900〜1300MPa、破断伸びは概ね10〜30%の範囲にある。   All of these nickel-chromium alloys have a tensile strength of approximately 900 to 1300 MPa and an elongation at break of approximately 10 to 30% at a temperature of 625 ° C.

これらの実験結果から、Alloy718(材料A)およびAlloy706Mod.(材料B)については、少なくとも500〜700℃の温度範囲において、引張強度が700〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上であると推定される。また、Rene41(材料C)、Alloy625(材料D)、および、Alloy625HAZ(材料E)については、少なくとも500〜700℃の温度範囲において、引張強度が600〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上であると推定される。   From these experimental results, Alloy 718 (Material A) and Alloy 706 Mod. As for (Material B), it is estimated that the tensile strength is 700 to 1300 MPa and the elongation at break is 5% or more in a temperature range of at least 500 to 700 ° C. Further, with respect to Rene 41 (material C), Alloy 625 (material D), and Alloy 625 HAZ (material E), the tensile strength is 600 to 1300 MPa and the elongation at break is 5% in a temperature range of at least 500 to 700 ° C. It is estimated that this is the case.

[ニッケル−クロム合金の水素チャージ引張試験結果]
図8は、Alloy718(材料A)、Alloy706Mod.(材料B)、Rene41(材料C)、および、Alloy625(材料D)につき、水素チャージ材の引張強度を調べた結果を比較して示した図である。なお、ここでは、引張強度を、50〜60ppmの水素がチャージされた合金(水素チャージ材)の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)を、温度625℃で評価している。
[Hydrogen charge tensile test results of nickel-chromium alloy]
FIG. 8 shows Alloy 718 (Material A), Alloy 706 Mod. It is the figure which compared and showed the result of having investigated the tensile strength of the hydrogen charge material about (material B), Rene41 (material C), and Alloy625 (material D). Here, the tensile strength is defined as the ratio (R H / R 0 ) between the drawing (R H %) of the alloy charged with 50 to 60 ppm of hydrogen (hydrogen charging material) and the drawing (R 0 %) of the uncharged material. ) At a temperature of 625 ° C.

何れのニッケル−クロム合金においても、温度625℃において、上記絞り比(RH/R0)は0.35〜1.0の範囲にある。 In any nickel-chromium alloy, the drawing ratio (R H / R 0 ) is in the range of 0.35 to 1.0 at a temperature of 625 ° C.

これらの実験結果から、少なくとも500〜700℃の温度範囲において、上述の材料A〜Eは何れも、50〜60ppmの水素チャージ量において、上記絞り比(RH/R0)が0.3以上の値を示すと推定される。 From these experimental results, in the temperature range of at least 500 to 700 ° C., each of the materials A to E described above has a drawing ratio (R H / R 0 ) of 0.3 or more at a hydrogen charge amount of 50 to 60 ppm. It is estimated to show the value of.

[本発明で好ましく選択されるニッケル−クロム合金]
上述の諸特性評価の結果によれば、本発明で好ましく選択される、耐圧部Pとしての第1のニッケル−クロム合金は、以下のように整理することができる。
[Nickel-chromium alloy preferably selected in the present invention]
According to the results of the above-described various characteristic evaluations, the first nickel-chromium alloy as the pressure-resistant part P, which is preferably selected in the present invention, can be arranged as follows.

δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で5%以下であること。   The sum of the amount of δ phase, the amount of η phase, and the amount of Laves phase is 5% or less in the area ratio evaluation.

500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下であること。   The sum of the amount of δ phase, amount of η phase, and amount of Laves phase after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours is 10% or less by area ratio evaluation.

500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が700〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上であること。   The tensile strength evaluated in the temperature range of 500-700 degreeC is 700-1300 Mpa, and elongation at break is 5% or more.

合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上であること。 The ratio (R H / R 0 ) of the hydrogen charged material (R H %) charged with 50-60 ppm of hydrogen in the alloy to the uncharged material (R 0 %) is 500 to 700 ° C. in the temperature range. It is 0.3 or more in the tensile test.

重量比で、ニッケル含有量が20〜70%、クロム含有量が10〜25%、鉄含有量が40%以下であること。   The nickel content is 20 to 70%, the chromium content is 10 to 25%, and the iron content is 40% or less by weight.

また、本発明で好ましく選択される、耐食部Cとしての第2のニッケル−クロム合金は、以下のように整理することができる。   Moreover, the 2nd nickel-chromium alloy as the corrosion-resistant part C preferably selected by this invention can be arranged as follows.

超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒中での腐食速度が、0.1mm/年以下であること。   The corrosion rate in a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state is 0.1 mm / year or less.

δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で2%以下であること。   The sum of the amount of δ phase, the amount of η phase, and the amount of Laves phase is 2% or less in the area ratio evaluation.

500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下であること。   The sum of the amount of δ phase, amount of η phase, and amount of Laves phase after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours is 10% or less by area ratio evaluation.

500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が600〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上であること。   The tensile strength evaluated in the temperature range of 500-700 degreeC is 600-1300 MPa, and elongation at break is 5% or more.

合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上であること。 The ratio (R H / R 0 ) of the hydrogen charged material (R H %) charged with 50-60 ppm of hydrogen in the alloy to the uncharged material (R 0 %) is 500 to 700 ° C. in the temperature range. It is 0.3 or more in the tensile test.

重量比で、ニッケル含有量が50〜80%、クロム含有量が15〜30%、鉄含有量が5%以下であること。   The nickel content is 50 to 80%, the chromium content is 15 to 30%, and the iron content is 5% or less by weight.

[本発明の窒化物結晶成長用容器を用いた結晶成長装置の構成例]
図9は、上述した窒化物結晶成長用容器を用いた、アモノサーマル法による結晶成長装置の第1の構成例を示すブロック図である。
[Configuration Example of Crystal Growth Apparatus Using Nitride Crystal Growth Vessel of the Present Invention]
FIG. 9 is a block diagram showing a first configuration example of an ammonothermal crystal growth apparatus using the above-described nitride crystal growth vessel.

容器10内部はバッフル材3で2つに仕切られ、下側は原料4をアンモニア中に溶解させるための原料溶解領域となり、上側は種結晶5が装填されて窒化物結晶を成長させるための結晶成長領域となる。   The inside of the container 10 is divided into two parts by a baffle material 3, the lower side is a raw material dissolution region for dissolving the raw material 4 in ammonia, and the upper side is a crystal for growing a nitride crystal loaded with a seed crystal 5. It becomes a growth area.

容器10の上部は蓋6で密閉され、結晶成長に際しては、外側に設置されたヒータ(不図示)により加熱される。蓋6には導管7が備えられており、この導管7からバルブ8を通して、真空ポンプ11、アンモニアボンベ12および窒素ボンベ13が取り付けられている。アンモニアボンベ12には、マスフローメータ14が備えられている。   The upper part of the container 10 is sealed with a lid 6, and is heated by a heater (not shown) installed on the outside during crystal growth. The lid 6 is provided with a conduit 7 through which a vacuum pump 11, an ammonia cylinder 12 and a nitrogen cylinder 13 are attached through a valve 8. The ammonia cylinder 12 is provided with a mass flow meter 14.

なお、本発明に用いられる容器10は、容器10の圧力を調整するために、少なくとも1つ以上のバルブを有していてもよい。バルブの数は特に限定されないが、圧力調整を安全で効果的に実施するために2つ以上のバルブを有することが好ましい。また、バルブが配置される位置は特に限定されず、複数のバルブが直列に配置されてもよいし、並列に配置されていてもよい。圧力調整を安全で効果的に実施できることから、少なくとも2つのバルブが直列に配置されていることが好ましい。   In addition, in order to adjust the pressure of the container 10, the container 10 used for this invention may have at least 1 or more valve | bulb. The number of valves is not particularly limited, but it is preferable to have two or more valves in order to perform pressure regulation safely and effectively. Further, the position where the valve is arranged is not particularly limited, and a plurality of valves may be arranged in series or may be arranged in parallel. It is preferable that at least two valves are arranged in series because the pressure adjustment can be performed safely and effectively.

図10は、上述した窒化物結晶成長用容器を用いた、アモノサーマル法による結晶成長装置の第2の構成例を示すブロック図である。   FIG. 10 is a block diagram showing a second configuration example of an ammonothermal crystal growth apparatus using the above-described nitride crystal growth vessel.

容器10の内部には、例えば白金族等の内筒20が挿入・設置され、バッフル材3、原料4、種結晶5は、この内筒20の内部にセットされる。   An inner cylinder 20 of, for example, a platinum group is inserted and installed in the container 10, and the baffle material 3, the raw material 4, and the seed crystal 5 are set in the inner cylinder 20.

図9に示した構成の装置を用いて、アモノサーマル法により窒化物結晶を成長させる場合、先ず、容器10内に、原料4、種結晶5、および、窒素を含有する溶媒を入れて封止する。これらを容器10内に導入するのに先立ち、容器10内は脱気しておいてもよい。また、これらの導入時には、窒素ガスなどの不活性ガスを流通させてもよい。なお、容器10内への種結晶5の装填は、通常は、原料4を充填するのと同時又は充填後に行われる。これらを装填した後に、必要に応じて、容器10を加熱脱気してもよい。   In the case of growing a nitride crystal by the ammonothermal method using the apparatus having the configuration shown in FIG. 9, first, the raw material 4, the seed crystal 5, and a solvent containing nitrogen are put in a container 10 and sealed. Stop. Prior to introducing these into the container 10, the inside of the container 10 may be deaerated. Moreover, you may distribute | circulate inert gas, such as nitrogen gas, at the time of these introduction | transduction. The seed crystal 5 is normally charged into the container 10 at the same time as or after the raw material 4 is filled. After loading these, the container 10 may be heated and degassed as necessary.

図10に示した構成の装置を用いる場合は、内筒20の内部に、原料4、種結晶5、および、窒素を含有する溶媒を入れて封止し、さらに、容器10の内壁と内筒20の外壁との隙間部にも溶媒を入れ、必要に応じて適当なスペーサ等を設置した後に、全体を密閉する。   When the apparatus having the configuration shown in FIG. 10 is used, the inner cylinder 20 is sealed with the raw material 4, the seed crystal 5, and a nitrogen-containing solvent, and further the inner wall and inner cylinder of the container 10. The solvent is also put into the gap between the outer wall 20 and an appropriate spacer or the like is installed if necessary, and then the whole is sealed.

なお、容器10の内壁と内筒20の外壁との隙間部の溶媒は、必ずしも、結晶成長に用いる窒素含有溶媒である必要はない。しかし、これらの溶媒は、事実上、同一圧力かつ同一温度の環境下に置かれることとなるから、内筒20内部の溶媒と同一の物性を有するものが好ましい。その意味で、容器10の内壁と内筒20の外壁との隙間部の溶媒は、通常は、結晶成長に用いられる窒素含有溶媒とされる。   Note that the solvent in the gap between the inner wall of the container 10 and the outer wall of the inner cylinder 20 does not necessarily need to be a nitrogen-containing solvent used for crystal growth. However, since these solvents are practically placed under an environment of the same pressure and the same temperature, those having the same physical properties as the solvent inside the inner cylinder 20 are preferable. In that sense, the solvent in the gap between the inner wall of the container 10 and the outer wall of the inner cylinder 20 is normally a nitrogen-containing solvent used for crystal growth.

アモノサーマル法に用いられる窒素含有溶媒は、成長させる窒化物単結晶の安定性を損なうことのないものが好ましい。このようなものとしては、例えば、アンモニア、ヒドラジン、尿素、アミン類(メチルアミンのような第1級アミン、ジメチルアミンのような第二級アミン、トリメチルアミンのような第三級アミン、エチレンジアミンのようなジアミンなど)、メラミン等を例示することができる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。中でも、アンモニアを用いることが好ましい。   The nitrogen-containing solvent used in the ammonothermal method is preferably one that does not impair the stability of the nitride single crystal to be grown. Examples include ammonia, hydrazine, urea, amines (primary amines such as methylamine, secondary amines such as dimethylamine, tertiary amines such as trimethylamine, and ethylenediamine. Diamines), melamine and the like. These solvents may be used alone or in combination. Among these, it is preferable to use ammonia.

溶媒に含まれる水や酸素の量はできるだけ少ないことが望ましく、これらの含有量は1000ppm以下であることが好ましく、10ppm以下であることがより好ましく、0.1ppm以下であることがさらに好ましい。アンモニアを溶媒として用いる場合、その純度は通常99.9%以上であり、好ましくは99.99%以上であり、さらに好ましくは99.999%以上であり、特に好ましくは99.9999%以上である。   The amount of water and oxygen contained in the solvent is desirably as small as possible, and the content thereof is preferably 1000 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and further preferably 0.1 ppm or less. When ammonia is used as a solvent, the purity is usually 99.9% or more, preferably 99.99% or more, more preferably 99.999% or more, and particularly preferably 99.9999% or more. .

本発明の製造方法においては、成長させようとしている窒化物結晶を構成する元素を含む原料を用いる。例えばIII族窒化物結晶を製造する場合は、III族窒化物の多結晶が原料となり、必要に応じてIII族元素の金属を添加する。窒化ガリウムの結晶を製造する場合には、窒化ガリウムの多結晶を原料とし、必要に応じてガリウム金属を添加する。なお、多結晶原料は、完全な窒化物である必要はなく、条件によってはIII族元素がメタルの状態(ゼロ価)である金属成分を含有してもよく、例えば、結晶が窒化ガリウムである場合には、窒化ガリウムと金属ガリウムの混合物が挙げられる。   In the manufacturing method of the present invention, a raw material containing an element constituting the nitride crystal to be grown is used. For example, when producing a Group III nitride crystal, a Group III nitride polycrystal is used as a raw material, and a Group III element metal is added as necessary. When manufacturing a gallium nitride crystal, a gallium nitride polycrystal is used as a raw material, and gallium metal is added as necessary. Note that the polycrystalline raw material does not need to be a complete nitride, and may contain a metal component in which the group III element is in a metal state (zero valence) depending on conditions. For example, the crystal is gallium nitride. In some cases, a mixture of gallium nitride and metal gallium is included.

多結晶原料の製造方法は、特に制限されない。例えば、アンモニアガスを流通させた反応容器内で、金属又はその酸化物もしくは水酸化物をアンモニアと反応させることにより生成した窒化物多結晶を用いることができる。また、より反応性の高い金属化合物原料として、ハロゲン化物、アミド化合物、イミド化合物、ガラザンなどの共有結合性M−N結合(金属−窒素の結合)を有する化合物などを用いることができる。さらに、Gaなどの金属を高温高圧で窒素と反応させて作製した窒化物多結晶を用いることもできる。   The method for producing the polycrystalline raw material is not particularly limited. For example, a nitride polycrystal produced by reacting a metal or an oxide or hydroxide thereof with ammonia in a reaction vessel in which ammonia gas is circulated can be used. In addition, as a metal compound raw material having higher reactivity, a compound having a covalent MN bond (metal-nitrogen bond) such as a halide, an amide compound, an imide compound, or galazan can be used. Furthermore, a nitride polycrystal produced by reacting a metal such as Ga with nitrogen at a high temperature and a high pressure can also be used.

本発明において原料として用いる多結晶原料に含まれる水や酸素の量は、少ないことが好ましい。多結晶原料中の酸素含有量は、通常10000ppm以下、好ましくは1000ppm以下、特に好ましくは1ppm以下である。多結晶原料への酸素の混入のしやすさは、水分との反応性又は吸収能と関係がある。多結晶原料の結晶性が悪いほど表面にNH基などの活性基が多く存在し、それが水と反応して一部酸化物や水酸化物が生成する可能性がある。このため、多結晶原料としては、通常、できるだけ結晶性が高い物を使用することが好ましい。結晶性は粉末X線回折の半値幅で見積もることができ、(100)の回折線(ヘキサゴナル型窒化ガリウムでは2θ=約32.5°)の半値幅が、通常0.25°以下、好ましくは0.20°以下、さらに好ましくは0.17°以下である。   The amount of water and oxygen contained in the polycrystalline raw material used as the raw material in the present invention is preferably small. The oxygen content in the polycrystalline raw material is usually 10,000 ppm or less, preferably 1000 ppm or less, particularly preferably 1 ppm or less. The ease of mixing oxygen into the polycrystalline raw material is related to the reactivity with water or the absorption capacity. The worse the crystallinity of the polycrystalline raw material, the more active groups such as NH groups exist on the surface, which may react with water and partially generate oxides or hydroxides. For this reason, it is usually preferable to use a polycrystalline material having as high crystallinity as possible. The crystallinity can be estimated by the half width of powder X-ray diffraction. The half width of the (100) diffraction line (2θ = about 32.5 ° for hexagonal gallium nitride) is usually 0.25 ° or less, preferably It is 0.20 ° or less, more preferably 0.17 ° or less.

容器10内への充填準備が完了した後、全体を加熱して容器10内の窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態とする。超臨界状態では一般的には、粘度が低く、液体よりも容易に拡散されるが、液体と同様の溶媒和力を有する。亜臨界状態とは、臨界温度近傍で臨界密度とほぼ等しい密度を有する液体の状態を意味する。例えば、原料溶解領域では、超臨界状態として原料を溶解し、結晶育成領域では亜臨界状態となるように温度を変化させて超臨界状態と亜臨界状態の原料の溶解度差を利用した結晶成長も可能である。   After the filling preparation into the container 10 is completed, the whole is heated to bring the nitrogen-containing solvent in the container 10 into a supercritical state or a subcritical state. In the supercritical state, the viscosity is generally low and it is more easily diffused than the liquid, but has the same solvating power as the liquid. The subcritical state means a liquid state having a density substantially equal to the critical density near the critical temperature. For example, in the raw material melting region, the raw material is melted as a supercritical state, and in the crystal growth region, the temperature is changed so as to be in the subcritical state, and crystal growth using the difference in solubility between the supercritical state and the subcritical state raw material is also performed. Is possible.

超臨界状態にする場合、反応混合物は、一般に溶媒の臨界点よりも高い温度に保持する。アンモニアを溶媒として用いた場合、臨界点は臨界温度132℃、臨界圧力11.35MPaであるが、容器10の容積に対する充填率が高ければ、臨界温度以下の温度でも圧力は臨界圧力を遥かに越える。本発明において「超臨界状態」とは、このような臨界圧力を越えた状態を含む。反応混合物は、一定の容積の反応容器内に封入されているので、温度上昇は流体の圧力を増大させる。一般に、T>Tc(1つの溶媒の臨界温度)及びP>Pc(1つの溶媒の臨界圧力)であれば、流体は超臨界状態にある。   When in the supercritical state, the reaction mixture is generally maintained at a temperature above the critical point of the solvent. When ammonia is used as a solvent, the critical point is a critical temperature of 132 ° C. and a critical pressure of 11.35 MPa. If the filling rate with respect to the volume of the container 10 is high, the pressure far exceeds the critical pressure even at a temperature below the critical temperature. . In the present invention, the “supercritical state” includes such a state exceeding the critical pressure. Since the reaction mixture is enclosed in a constant volume reaction vessel, the increase in temperature increases the pressure of the fluid. In general, if T> Tc (critical temperature of one solvent) and P> Pc (critical pressure of one solvent), the fluid is in a supercritical state.

超臨界条件では、窒化物結晶の十分な成長速度が得られる。反応時間は、温度及び圧力の数値に依存する。窒化物結晶の合成中あるいは成長中、反応容器内の圧力は120MPa以上にすることが好ましく、150MPa以上にすることがより好ましく、180MPa以上にすることがさらに好ましい。また、容器10内の圧力は700MPa以下にすることが好ましく、300MPa以下にすることがより好ましく、280MPa以下にすることがさらに好ましく、250MPa以下にすることが特に好ましい。圧力は、温度及び容器10の容積に対する溶媒体積の充填率によって適宜決定される。本来、容器10内の圧力は、温度と充填率によって一義的に決まるものではあるが、実際には、原料などの添加物、容器10内の温度の不均一性、及び自由体積の存在によって多少異なる。   Under supercritical conditions, a sufficient growth rate of nitride crystals can be obtained. The reaction time depends on the temperature and pressure values. During the synthesis or growth of the nitride crystal, the pressure in the reaction vessel is preferably 120 MPa or more, more preferably 150 MPa or more, and further preferably 180 MPa or more. The pressure in the container 10 is preferably 700 MPa or less, more preferably 300 MPa or less, further preferably 280 MPa or less, and particularly preferably 250 MPa or less. The pressure is appropriately determined depending on the temperature and the filling rate of the solvent volume with respect to the volume of the container 10. Originally, the pressure in the container 10 is uniquely determined by the temperature and the filling rate. However, in reality, the pressure in the container 10 may vary depending on additives such as raw materials, temperature non-uniformity in the container 10, and the presence of free volume. Different.

容器10内の温度範囲は、下限値が500℃以上であることが好ましく、515℃以上であることがより好ましく、530℃以上であることがさらに好ましい。上限値は、700℃以下であることが好ましく、650℃以下であることがより好ましく、630℃以下であることがさらに好ましい。   The lower limit of the temperature range in the container 10 is preferably 500 ° C or higher, more preferably 515 ° C or higher, and further preferably 530 ° C or higher. The upper limit value is preferably 700 ° C. or lower, more preferably 650 ° C. or lower, and further preferably 630 ° C. or lower.

本発明の窒化物結晶の製造方法では、反応容器内における原料溶解領域の温度が、結晶育成領域の温度よりも高いことが好ましい。原料溶解領域と結晶育成領域との温度差(|ΔT|)は、結晶品質の維持と自発核発生結晶の制御の観点から、5℃以上であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましく、100℃以下であることが好ましく、80℃以下であることがより好ましく、60℃以下が特に好ましい。反応容器内の最適な温度や圧力は、結晶成長の際の諸条件に応じて、適宜決定することができる。   In the method for producing a nitride crystal of the present invention, the temperature of the raw material melting region in the reaction vessel is preferably higher than the temperature of the crystal growth region. The temperature difference (| ΔT |) between the raw material melting region and the crystal growth region is preferably 5 ° C. or higher, and more preferably 10 ° C. or higher, from the viewpoint of maintaining crystal quality and controlling spontaneous nucleation crystals. Preferably, it is 100 ° C. or less, more preferably 80 ° C. or less, and particularly preferably 60 ° C. or less. The optimum temperature and pressure in the reaction vessel can be appropriately determined according to various conditions during crystal growth.

容器10内の温度範囲、圧力範囲を達成するための容器10への溶媒の注入割合、すなわち充填率は、容器10内の自由体積の溶媒の、沸点における液体密度を基準として、通常20〜95%、好ましくは30〜80%、さらに好ましくは40〜70%とする。ここで、上記「自由体積」は、容器10内に、多結晶原料、種結晶、バッフル板が導入される場合、これらの体積(およびこれらを設置するために用いられる付属物の体積)を、容器10の容積から差し引いて残存する容積となる。   The injection ratio of the solvent into the container 10 to achieve the temperature range and pressure range in the container 10, that is, the filling rate is usually 20 to 95 based on the liquid density at the boiling point of the free volume of solvent in the container 10. %, Preferably 30 to 80%, more preferably 40 to 70%. Here, when the polycrystalline raw material, the seed crystal, and the baffle plate are introduced into the container 10, the above “free volume” refers to the volume thereof (and the volume of the accessory used for installing them), The remaining volume is subtracted from the volume of the container 10.

容器10内での窒化物結晶の成長は、熱電対を有する電気炉などを用いて容器10を外部から加熱昇温し、容器10内をアンモニア等の溶媒の亜臨界状態又は超臨界状態に保持することにより行われる。加熱の方法、所定の反応温度への昇温速度については特に限定されないが、通常、数時間から数日かけて行われる。必要に応じて、多段の昇温を行ったり、温度域において昇温速度を調整することもできる。また、部分的に冷却しながら加熱したりすることもできる。   The growth of the nitride crystal in the vessel 10 is performed by heating the vessel 10 from the outside using an electric furnace having a thermocouple, and keeping the vessel 10 in a subcritical or supercritical state of a solvent such as ammonia. Is done. The heating method and the rate of temperature increase to a predetermined reaction temperature are not particularly limited, but are usually performed over several hours to several days. If necessary, the temperature can be raised in multiple stages, or the rate of temperature rise can be adjusted in the temperature range. It can also be heated while being partially cooled.

なお、上記の「反応温度」は、容器10の外壁に接するように設けられた熱電対や外壁面から一定の深さの穴に差し込まれた熱電対などによって測定することができ、この測定値を基に、容器10の内部温度を推定することもできる。通常は、これらの熱電対で測定された温度の平均値をもって平均温度とする。   The “reaction temperature” can be measured by a thermocouple provided so as to be in contact with the outer wall of the container 10 or a thermocouple inserted into a hole having a certain depth from the outer wall surface. Based on this, the internal temperature of the container 10 can also be estimated. Usually, the average value of the temperatures measured with these thermocouples is taken as the average temperature.

所定の温度に達した後の反応時間については、窒化物結晶の種類、用いられる原料、製造する結晶の大きさや量などに依存するが、通常は、数時間から数百日とすることができる。結晶成長の間、反応温度は一定にしてもよいし、徐々に昇温又は降温させることもできる。所望の結晶を生成させるための反応時間を経た後には、降温させて容器10内で育成された窒化物結晶を取り出す。降温方法は特に限定されないが、ヒータの加熱を停止してそのまま炉内に反応容器を設置したまま放冷してもかまわないし、反応容器を電気炉から取り外して空冷してもかまわない。必要であれば、冷媒を用いて急冷することも好適に用いられる。   The reaction time after reaching a predetermined temperature depends on the type of nitride crystal, the raw material used, the size and amount of the crystal to be produced, and can usually be several hours to several hundred days. . During the crystal growth, the reaction temperature may be constant or may be gradually raised or lowered. After a reaction time for generating a desired crystal, the nitride crystal grown in the container 10 is taken out by lowering the temperature. The method for lowering the temperature is not particularly limited, but the heating of the heater may be stopped and the reaction vessel may be allowed to cool as it is in the furnace, or the reaction vessel may be removed from the electric furnace and air cooled. If necessary, quenching with a refrigerant is also preferably used.

容器10の外壁温度、若しくは、容器10の推定内部温度が所定温度以下になった後、反応容器を開栓する。このときの所定温度は特に限定はなく、通常、−80℃〜200℃、好ましくは−33℃〜100℃である。ここで、容器10に付属したバルブの配管接続口に配管を接続し、水などを満たした容器に通じておき、バルブを開けてもよい。さらに、必要に応じて、真空状態にするなどして容器10内のアンモニア溶媒を十分に除去した後、乾燥し、容器10の蓋6等を開けて育成した窒化物結晶及び未反応の原料等を取り出すことができる。   After the outer wall temperature of the container 10 or the estimated internal temperature of the container 10 falls below a predetermined temperature, the reaction container is opened. The predetermined temperature at this time is not particularly limited, and is usually −80 ° C. to 200 ° C., preferably −33 ° C. to 100 ° C. Here, piping may be connected to the piping connection port of the valve attached to the container 10, and the valve may be opened by passing through a container filled with water or the like. Further, if necessary, the ammonia solvent in the container 10 is sufficiently removed by making a vacuum or the like, and then dried, the nitride crystal grown by opening the lid 6 of the container 10 and the unreacted raw material, etc. Can be taken out.

なお、本発明の窒化物結晶の製造方法にしたがって窒化ガリウムを製造する場合、上記以外の諸条件等の詳細については、特開2009−263229号公報を好ましく参照することができる。当該文献の開示全体を、本明細書に引用して援用する。   In addition, when manufacturing a gallium nitride according to the manufacturing method of the nitride crystal of this invention, Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-263229 can be referred preferably for details, such as conditions other than the above. The entire disclosure of this document is incorporated herein by reference.

本発明の製造方法で製造される窒化物結晶の種類は、特に制限されない。例えば、III族窒化物結晶が好ましく、中でも窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムやこれらの混晶などがより好ましい。   The type of nitride crystal produced by the production method of the present invention is not particularly limited. For example, group III nitride crystals are preferable, and gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride, mixed crystals thereof, and the like are more preferable.

このように、本発明に係る窒化物結晶の製造方法では、上述した本発明に係る容器10を用い、この容器10内に窒素含有溶媒を充填して該容器10を密閉し、該密閉容器10内の窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態として窒化物結晶を成長させる。   Thus, in the method for producing a nitride crystal according to the present invention, the container 10 according to the present invention described above is used, the container 10 is filled with a nitrogen-containing solvent, the container 10 is sealed, and the sealed container 10 is sealed. The nitride crystal is grown in a supercritical state or subcritical state.

窒化物結晶の成長は、好ましくは、600℃以上の温度で行う。   The growth of the nitride crystal is preferably performed at a temperature of 600 ° C. or higher.

また、窒化物結晶の成長は、好ましくは、200MPa以上の圧力下で行う。   The growth of the nitride crystal is preferably performed under a pressure of 200 MPa or more.

さらに、好ましくは、窒素含有溶媒はアンモニアである。   Further preferably, the nitrogen-containing solvent is ammonia.

以下の実施例においては、本発明により製造される窒化物結晶を窒化ガリウム(GaN)を例として説明するが、本発明の製造方法はこれに限られるものではない。また、以下の実施例に示される諸条件等は例示に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   In the following examples, the nitride crystal produced according to the present invention will be described using gallium nitride (GaN) as an example, but the production method of the present invention is not limited to this. In addition, the conditions and the like shown in the following examples are merely examples, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.

本実施例では、図10に示した構成の装置を用いて、GaNの結晶成長を行った。内寸が直径150mm、長さ1800mmの容器10(内容積約33300cm3)を容器10として用い、内径128mm、肉厚1.0mmのPt−Ir10%(TS(Tensile Strength)=382MPa)製カプセルを内筒20を反応容器として用いてGaN結晶の成長を行った。 In this example, GaN crystal growth was performed using the apparatus having the configuration shown in FIG. Using a container 10 having an inner dimension of 150 mm in diameter and a length of 1800 mm (inner volume of about 33,300 cm 3 ) as the container 10, a capsule made of Pt-Ir 10% (TS (Tensile Strength) = 382 MPa) having an inner diameter of 128 mm and a wall thickness of 1.0 mm. A GaN crystal was grown using the inner cylinder 20 as a reaction vessel.

容器10の耐圧部Pは、上述したAlloy718(材料A)からなり、その厚みは104.5mmである。また、容器10の耐食部Cは、上述したAlloy625(材料D)からなる。   The pressure-resistant part P of the container 10 is made of the above-described Alloy 718 (material A) and has a thickness of 104.5 mm. Further, the corrosion resistant part C of the container 10 is made of the above-described Alloy 625 (material D).

容器10の内面及び内筒20の内面を十分に洗浄し乾燥した。試験片を支持するために使用する白金製ワイヤーや白金製バッフル板3等も、同様に洗浄乾燥した。   The inner surface of the container 10 and the inner surface of the inner cylinder 20 were sufficiently washed and dried. The platinum wire used for supporting the test piece, the platinum baffle plate 3 and the like were similarly washed and dried.

窒化物結晶成長用の原料4として多結晶GaN粒子を用いて、内筒20の下部領域に設置し、鉱化剤として高純度のNH4IとGaF3を内筒20内に投入した。 Polycrystalline GaN particles were used as the raw material 4 for growing nitride crystals, and were placed in the lower region of the inner cylinder 20, and high-purity NH 4 I and GaF 3 were charged into the inner cylinder 20 as mineralizers.

次に、内筒20の下部の原料溶解領域と上部の結晶成長領域をほぼ2分する位置に、白金製のバッフル板3を設置した。種結晶として、HVPE法により成長したM面を主面とするウエハを用いた。この種結晶を、白金ワイヤーにより、白金製種結晶支持枠に吊るし、内筒20上部の結晶成長領域に設置した。原料4、鉱化剤、バッフル板3、種結晶5、種結晶支持枠等の配置後の内筒20内の自由体積は、18835cm3であった。 Next, a platinum baffle plate 3 was installed at a position that substantially bisects the raw material dissolution region at the bottom of the inner cylinder 20 and the crystal growth region at the top. As a seed crystal, a wafer having an M surface grown by the HVPE method as a main surface was used. This seed crystal was hung on a platinum seed crystal support frame by a platinum wire and installed in the crystal growth region at the upper part of the inner cylinder 20. The free volume in the inner cylinder 20 after arranging the raw material 4, the mineralizer, the baffle plate 3, the seed crystal 5, the seed crystal support frame, and the like was 18835 cm 3 .

次に、内筒20に付属したチューブにバルブを接続し、真空ポンプに通じて真空脱気した後、窒素ボンベに通ずるように操作し内筒20内を窒素ガスにて繰り返しパージを行った。その後、真空ポンプに繋いだ状態で加熱をして脱気を行なった。内筒20を室温まで自然冷却したのちバルブを閉じ、真空状態を維持したままカプセルをドライアイスエタノール溶媒により冷却した。つづいてNH3ボンベに通ずるように導管のバルブを操作したのち、再びバルブを開け外気に触れることなく流量制御に基づき、NH3を内筒20の自由体積の約53%に相当する液体として充填した(−33℃のNH3密度で換算)後、再びバルブを閉じた。NH3充填前と充填後との重量の差から充填量を確認した。 Next, a valve was connected to a tube attached to the inner cylinder 20, and after vacuum deaeration through a vacuum pump, the inner cylinder 20 was repeatedly purged with nitrogen gas by operating so as to communicate with a nitrogen cylinder. Then, it deaerated by heating in the state connected to the vacuum pump. After naturally cooling the inner cylinder 20 to room temperature, the valve was closed and the capsule was cooled with a dry ice ethanol solvent while maintaining the vacuum state. Then, after operating the valve of the conduit so as to pass through the NH 3 cylinder, the valve is opened again, and NH 3 is filled as a liquid corresponding to about 53% of the free volume of the inner cylinder 20 based on the flow rate control without touching the outside air. (Converted to NH 3 density at −33 ° C.), the valve was closed again. The filling amount was confirmed from the difference in weight before and after filling NH 3 .

次に、バルブ8が装着された容器10に内筒20を挿入した後に蓋を閉じ、容器10の重量を計測した。内筒20を設置後の容器10内の自由体積は10474cm3であった。 Next, after inserting the inner cylinder 20 into the container 10 equipped with the valve 8, the lid was closed and the weight of the container 10 was measured. The free volume in the container 10 after the inner cylinder 20 was installed was 10474 cm 3 .

次いで、バルブ8を介して導管7を真空ポンプ11に通じるように操作し、バルブ8を開けて容器10内を真空脱気した。内筒20と同様に窒素ガスパージを複数回行った後、真空状態を維持しながら容器10をドライアイスメタノール溶媒によって冷却し、一旦バルブ8を閉じた。   Next, the conduit 7 was operated to pass through the valve 8 to the vacuum pump 11, and the valve 8 was opened to evacuate the inside of the container 10. After performing nitrogen gas purging a plurality of times in the same manner as the inner cylinder 20, the container 10 was cooled with dry ice methanol solvent while maintaining the vacuum state, and the valve 8 was once closed.

次いで、導管7がアンモニアボンベ12に通じるように操作した後、再びバルブ8を開け連続して外気に触れることなく流量制御に基づき、NH3を内筒20の自由体積の約53%に相当する液体としてアンモニアを容器10に充填した(−33℃のNH3密度で換算)後、再びバルブを閉じた。 Next, after the conduit 7 is operated so as to communicate with the ammonia cylinder 12, the valve 8 is opened again, and NH 3 corresponds to about 53% of the free volume of the inner cylinder 20 based on the flow rate control without continuously touching the outside air. After filling the container 10 with ammonia as a liquid (in terms of NH 3 density at −33 ° C.), the valve was closed again.

続いて、容器10を、上下に2分割されたヒータで構成された電気炉内に収納した。12時間かけて昇温し、容器10下部の外表面温度が625℃に、容器10上部の外表面温度が605℃になるように、容器10の外壁温度を設定したのち、その温度でさらに約30日間保持した。   Then, the container 10 was accommodated in the electric furnace comprised with the heater divided into 2 up and down. After raising the temperature over 12 hours, setting the outer wall temperature of the container 10 so that the outer surface temperature of the lower part of the container 10 is 625 ° C. and the outer surface temperature of the upper part of the container 10 is 605 ° C. Hold for 30 days.

なお、容器10の外壁温度と容器10の内部溶媒温度との関係については、予め、実測に基づいた相関式が作成されている。この相関式に基づき、内筒20内の溶媒温度は、内筒20の下部で601℃、上部で595℃と算出された。
容器10内の圧力は約210MPaであった。また、温度保持中の制御温度のバラツキは、±0.3℃以下であった。昇温期間中及び成長期間中の圧力の急峻な変化は観察されなかったことから、容器10、内筒20ともに破断することなく運転を終了したことが示唆された。
In addition, about the relationship between the outer wall temperature of the container 10 and the internal solvent temperature of the container 10, the correlation formula based on measurement is created beforehand. Based on this correlation equation, the solvent temperature in the inner cylinder 20 was calculated to be 601 ° C. at the lower part of the inner cylinder 20 and 595 ° C. at the upper part.
The pressure in the container 10 was about 210 MPa. Further, the variation in the control temperature during the temperature holding was ± 0.3 ° C. or less. No steep changes in pressure during the temperature raising period and the growth period were observed, suggesting that the operation was terminated without breaking both the container 10 and the inner cylinder 20.

加熱終了後、容器10の下部外面の温度が150℃になるまでプログラムコントローラを用いておよそ24時間で降温した後、ヒータによる加熱を止め、電気炉内で自然放冷した。容器10の下部外面の温度がほぼ室温にまで降下したことを確認した後、まず、容器10に付属したバルブを開放し、容器10内のアンモニアを取り除いた。   After the completion of heating, the temperature was lowered in about 24 hours using a program controller until the temperature of the lower outer surface of the container 10 reached 150 ° C., then the heating by the heater was stopped and the mixture was naturally cooled in an electric furnace. After confirming that the temperature of the lower outer surface of the container 10 had dropped to approximately room temperature, first, the valve attached to the container 10 was opened, and ammonia in the container 10 was removed.

次に、真空ポンプで、容器10内のアンモニアを完全に除去した。その後、容器10の蓋6を開け、内筒20を取り出し、内筒20の内部から、GaN結晶を取り出した。得られた結晶は、透明度が高く不純物の含有量が少なく高品質な単結晶であることを確認した。また、容器10の材質であるニッケル−クロム合金からのコンタミネーション等も確認されなかった。   Next, the ammonia in the container 10 was completely removed with a vacuum pump. Thereafter, the lid 6 of the container 10 was opened, the inner cylinder 20 was taken out, and the GaN crystal was taken out from the inside of the inner cylinder 20. The obtained crystal was confirmed to be a high-quality single crystal with high transparency and low impurity content. Moreover, the contamination from the nickel-chromium alloy which is the material of the container 10 was not confirmed.

さらに、容器10を仔細に確認したが、Alloy718からなる耐圧部Pも、Alloy625からなる耐食部Cも、何れも、目立った劣化や変形等は認められず、Alloy718を選択したことにより容器10の耐熱・耐圧性が担保され、Alloy625を選択したことにより容器10の耐食性で担保されることが、確認できた。   Furthermore, although the container 10 was confirmed in detail, neither the pressure-resistant part P made of Alloy 718 nor the corrosion-resistant part C made of Alloy 625 showed any noticeable deterioration, deformation, or the like. It was confirmed that the heat resistance and pressure resistance were ensured and that the corrosion resistance of the container 10 was ensured by selecting Alloy 625.

本発明に係る窒化物結晶成長用容器は、外壁側が第1のニッケル−クロム合金からなり、内壁側は、第1のニッケル−クロム合金に比して窒素含有溶媒に対する耐食性が高い第2のニッケル−クロム合金からなるという、多重構造を有している。このような多重構造では、容器の耐熱・耐圧性は第1のニッケル−クロム合金からなる外側部で担保され、容器の耐食性は第2のニッケル−クロム合金からなる内側部で担保される。   In the nitride crystal growth vessel according to the present invention, the outer wall is made of a first nickel-chromium alloy, and the inner wall is made of a second nickel having higher corrosion resistance to a nitrogen-containing solvent than the first nickel-chromium alloy. -It has a multiple structure consisting of a chromium alloy. In such a multiple structure, the heat resistance and pressure resistance of the container are ensured by the outer part made of the first nickel-chromium alloy, and the corrosion resistance of the container is ensured by the inner part made of the second nickel-chromium alloy.

そのため、上記構造の採用により、白金族や貴金属などの材料をライニングまたはコーティングすることなく、耐熱・耐圧性と耐腐食性を両立し得る反応容器が提供される。   Therefore, the use of the above structure provides a reaction vessel that can achieve both heat resistance / pressure resistance and corrosion resistance without lining or coating a material such as a platinum group or a noble metal.

そして、本発明に係る窒化物結晶成長用容器を用いることにより、アンモニアなどの窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態として窒化物結晶を成長させた場合にも、容器からの不純物混入が抑制された、高品質な窒化物結晶を得ることができる。   In addition, by using the nitride crystal growth vessel according to the present invention, even when a nitride crystal is grown in a supercritical state or a subcritical state such as ammonia, the contamination of impurities from the vessel is suppressed. Thus, a high-quality nitride crystal can be obtained.

1 第1のニッケル−クロム合金からなる外壁側(耐圧部P)
2 第2のニッケル−クロム合金からなる内壁側(耐食部C)
3 バッフル板
4 原料
5 種結晶
6 蓋
7 導管
8 バルブ
10 容器
11 真空ポンプ
12 アンモニアボンベ
13 窒素ボンベ
14 マスフローメータ
20 内筒
1 Outer wall side (pressure-resistant part P) made of the first nickel-chromium alloy
2 Inner wall side made of the second nickel-chromium alloy (corrosion resistant part C)
3 Baffle plate 4 Raw material 5 Seed crystal 6 Lid 7 Conduit 8 Valve 10 Container 11 Vacuum pump 12 Ammonia cylinder 13 Nitrogen cylinder 14 Mass flow meter 20 Inner cylinder

Claims (17)

窒化物結晶の成長に用いられる密閉可能な耐圧性容器であって、
該容器の外壁側は第1のニッケル−クロム合金からなり、
該容器の内壁側は、前記第1のニッケル−クロム合金に比して窒素含有溶媒に対する耐食性が高い第2のニッケル−クロム合金からなる、
ことを特徴とする窒化物結晶成長用容器。
A sealable pressure-resistant container used for the growth of nitride crystals,
The outer wall side of the container is made of a first nickel-chromium alloy,
The inner wall side of the container is made of a second nickel-chromium alloy having higher corrosion resistance against a nitrogen-containing solvent than the first nickel-chromium alloy.
A nitride crystal growth vessel.
前記第2のニッケル−クロム合金は、超臨界状態乃至亜臨界状態にある窒素含有溶媒中での腐食速度が、0.1mm/年以下である、請求項1に記載の窒化物結晶成長用容器。   2. The nitride crystal growth vessel according to claim 1, wherein the second nickel-chromium alloy has a corrosion rate of 0.1 mm / year or less in a nitrogen-containing solvent in a supercritical state or a subcritical state. . 前記第2のニッケル−クロム合金は、δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で2%以下である、請求項1又は2に記載の窒化物結晶成長用容器。   3. The nitride crystal growth container according to claim 1, wherein the second nickel-chromium alloy has a total amount of δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount of 2% or less in area ratio evaluation. . 前記第2のニッケル−クロム合金は、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   2. The second nickel-chromium alloy has a sum of δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount after aging at 500 to 700 ° C. for 3000 hours in an area ratio evaluation of 10% or less. The container for growing a nitride crystal according to any one of? 前記第2のニッケル−クロム合金は、500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が600〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上である、請求項1〜4の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The second nickel-chromium alloy has a tensile strength of 600 to 1300 MPa evaluated in a temperature range of 500 to 700 ° C and an elongation at break of 5% or more. A container for growing a nitride crystal as described in 1. 前記第2のニッケル−クロム合金は、該合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上である、請求項5に記載の窒化物結晶成長用容器。 The second nickel-chromium alloy has a ratio (R H / R 0 ) of the restriction (R H %) of the hydrogen-charged material charged with 50 to 60 ppm of hydrogen and the restriction (R 0 %) of the uncharged material. ) Is 0.3 or more in a tensile test in a temperature range of 500 to 700 ° C. The container for growing a nitride crystal according to claim 5. 前記第2のニッケル−クロム合金は、重量比で、ニッケル含有量が50〜80%、クロム含有量が15〜30%、鉄含有量が5%以下である、請求項1〜6の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The second nickel-chromium alloy has a nickel content of 50 to 80%, a chromium content of 15 to 30%, and an iron content of 5% or less in a weight ratio. 2. A container for growing a nitride crystal according to item 1. 前記第1のニッケル−クロム合金は、δ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で5%以下である、請求項1〜7の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The nitriding according to any one of claims 1 to 7, wherein the first nickel-chromium alloy has a total amount of δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount of 5% or less in area ratio evaluation. Container for crystal growth. 前記第1のニッケル−クロム合金は、500〜700℃で3000時間の時効後のδ相量、η相量、およびラーベス相量の総和が、面積率評価で10%以下である、請求項1〜8の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The first nickel-chromium alloy has a sum of δ phase amount, η phase amount, and Laves phase amount after aging at 500 to 700 ° C for 3000 hours, which is 10% or less in area ratio evaluation. The container for nitride crystal growth according to any one of -8. 前記第1のニッケル−クロム合金は、500〜700℃の温度範囲で評価した引張強度が700〜1300MPaであり、且つ、破断伸びが5%以上である、請求項1〜9の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The first nickel-chromium alloy has a tensile strength of 700 to 1300 MPa evaluated in a temperature range of 500 to 700 ° C and an elongation at break of 5% or more. A container for growing a nitride crystal as described in 1. 前記第1のニッケル−クロム合金は、該合金に50〜60ppmの水素をチャージした水素チャージ材の絞り(RH%)と未チャージ材の絞り(R0%)の比(RH/R0)が、500〜700℃の温度範囲での引張試験で、0.3以上である、請求項10に記載の窒化物結晶成長用容器。 The first nickel-chromium alloy has a ratio (R H / R 0 ) between the restriction (R H %) of the hydrogen charge material charged with 50 to 60 ppm of hydrogen and the restriction (R 0 %) of the uncharged material. ) Is a nitride crystal growth container according to claim 10, which is 0.3 or more in a tensile test in a temperature range of 500 to 700 ° C. 前記第1のニッケル−クロム合金は、重量比で、ニッケル含有量が20〜70%、クロム含有量が10〜25%、鉄含有量が40%以下である、請求項1〜11の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The first nickel-chromium alloy according to any one of claims 1 to 11, wherein the first nickel-chromium alloy has a nickel content of 20 to 70%, a chromium content of 10 to 25%, and an iron content of 40% or less. 2. A container for growing a nitride crystal according to item 1. 前記容器の外壁側の第1のニッケル−クロム合金からなる層の厚さが60mm以上である、請求項1〜12の何れか1項に記載の窒化物結晶成長用容器。   The container for growing a nitride crystal according to any one of claims 1 to 12, wherein a thickness of the first nickel-chromium alloy layer on the outer wall side of the container is 60 mm or more. 請求項1〜13の何れか1項に記載の容器を用いる窒化物結晶の製造方法であって、
前記容器内に窒素含有溶媒を充填して該容器を密閉し、該密閉容器内の前記窒素含有溶媒を超臨界状態乃至亜臨界状態として窒化物結晶を成長させる、
ことを特徴とする窒化物結晶の製造方法。
A method for producing a nitride crystal using the container according to any one of claims 1 to 13,
Filling the container with a nitrogen-containing solvent to seal the container, and growing the nitride crystal with the nitrogen-containing solvent in the sealed container as a supercritical state to a subcritical state;
A method for producing a nitride crystal, comprising:
前記窒化物結晶の成長を600℃以上の温度で行う、請求項14に記載の窒化物結晶の製造方法。   The method for producing a nitride crystal according to claim 14, wherein the growth of the nitride crystal is performed at a temperature of 600 ° C. or more. 前記窒化物結晶の成長を200MPa以上の圧力下で行う、請求項14または15に記載の窒化物結晶の製造方法。   The method for producing a nitride crystal according to claim 14 or 15, wherein the growth of the nitride crystal is performed under a pressure of 200 MPa or more. 前記窒素含有溶媒はアンモニアである、請求項14〜16の何れか1項に記載の窒化物結晶の製造方法。   The method for producing a nitride crystal according to any one of claims 14 to 16, wherein the nitrogen-containing solvent is ammonia.
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