JPWO2007102610A1 - 単結晶の育成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の課題は、窒素含有非酸化性雰囲気下で容器内で原料を溶融させることによって単結晶を育成するのに際して、雑晶発生を防止できるようにすることである。
第一の態様に係る発明は、窒素含有非酸化性雰囲気下で容器内で原料を溶融させることによって単結晶を育成するのに際して、少なくとも表面が原料と非反応性の材質からなる攪拌媒体を原料に接触させた状態で容器を揺動させながら単結晶を育成することを特徴とする、単結晶の育成方法に係るものである。
第二の態様に係る発明は、窒素含有非酸化性雰囲気下で容器内で溶融した原料中に窒素を溶解させることによって単結晶を育成するのに際して、少なくとも表面が前記溶融原料と非反応性の材質からなる攪拌媒体を前記溶融原料に接触させた状態で、前記容器の自転軸を鉛直線に対して傾斜させ、前記容器を自転させながら前記単結晶を育成することを特徴とする、単結晶の育成方法に係るものである。
第一の態様に係る発明によれば、容器内に、非反応性の固形物からなる攪拌媒体を入れて原料融液に接触させた状態で容器を揺動させることによって、雑晶の発生を著しく抑制し、雑晶付着による不良品を防止できることを見いだした。容器内に攪拌媒体を入れることなく容器を揺動させた場合には、同様の揺動条件下であっても雑晶の生成を防止することはできないという結果を得た。
第二の態様に係る発明によれば、育成容器を自転させながら育成する際に、容器内に攪拌媒体を収容し、かつ、自転軸を鉛直線に対して傾斜させることによって、やはり雑晶の発生を防止できることを見いだした。しかも、自転軸を鉛直線に対して傾斜させているので、撹拌媒体は、重力の影響を受け、容器内で最も低い位置にとどまろうとする。
この結果、攪拌媒体と容器との間で相対運動が生じ、撹拌の効果を向上させることができる。この結果、撹拌のムラが抑制され、結晶が均一に成長する。また、攪拌媒体が容器内でもっとも低い位置にとどまろうとするため、攪拌媒体が、容器内で通常最も低い位置にない結晶上を通過する可能性が低くなり、結晶がダメージを受けるおそれが無くなる。
図2は、育成容器1内で原料を溶融させ、単結晶を育成している状態を模式的に示す断面図であり、育成容器1が揺動している。
図3は、育成容器1内で原料を溶融させ、単結晶を育成している状態を模式的に示す断面図であり、育成容器1が揺動している。
図4(a)は、容器1を水平に設置して揺動した場合の攪拌媒体12の動きを示す斜視図であり、図4(b)は、容器1を水平に設置して揺動した場合の攪拌媒体12の動きを示す平面図である。
図5(a)は、容器1の中心軸Lを揺動面Tに対して傾斜させて揺動した場合の攪拌媒体12の動きを示す斜視図であり、図5(b)は、容器1の中心軸Lを揺動面Tに対して傾斜させて揺動した場合の攪拌媒体12の動きを示す平面図である。
図6は、容器1内を概略的に示す断面図である。
図7は、容器1の回転軸R1を鉛直線Pに対して傾斜させた場合の斜視図である。
図8は、実施例2および比較例2、3における雑晶発生量を示すグラフである。
III属原料とフラックスの原料と、撹拌媒体とを非酸化性雰囲気のグローブボックス内で封入し、容器1(図1、2、3参照)の内側空間1aに非酸化性雰囲気内で封入する。この容器には蓋を設けて良い。容器1の底部には種結晶基板11を設置しておく。容器1を密閉可能でかつガス導入が可能な外側容器2に入れ、外側容器2をグローブボックスから取り出し、次いでそのまま結晶育成装置内に設置する。
例えば図1に示す例においては、HIP(熱間等方圧プレス)装置5の圧力容器4の中に外側容器2、育成容器1を設置する。圧力容器4の外部には、図示しない混合ガスボンベを設ける。混合ガスボンベ内には、所定組成の混合ガスが充填されており、この混合ガスを圧縮機によって圧縮して所定圧力とし、供給管9を通して圧力容器4内に矢印Aのように供給する。この雰囲気中の窒素は窒素源となり、アルゴンガス等の不活性ガスはフラックスの蒸発を抑制する。この圧力は、図示しない圧力計によって監視する。外側容器2、育成容器1の周囲には、図示しないヒーターが設置されており、育成容器1内の育成温度を制御可能となっている。
圧力容器4内で容器1を加熱および加圧すると、容器1内で原料がすべて溶解し、混合融液10を生成する。ここで、所定の単結晶育成条件を保持すれば、育成容器内の空間1aから窒素が混合融液10中に安定して供給され、種結晶基板11上に単結晶膜が成長する。
ここで、例えば図1に示すように、回転軸6を外側容器2に取り付け、モーター7に電源8から電力を供給することによって回転軸6を回動可能な状態とする。これによって、外側容器および育成容器1を、図1において紙面と垂直方向に向かって回動可能とする。この状態で、図2、図3に示すように、フラックス10内には、単結晶基板11と攪拌媒体12とが浸漬されている。そして、単結晶育成時に、図2、図3に示すように、育成容器を矢印D、Eのように揺動させる。これは、図1においては紙面に垂直な方向であり、図2、図3においては紙面に平行な方向である。図2、3には回転軸6を点線で示す。
これによって、育成容器1内で攪拌媒体12は矢印Cのように移動し、混合融液に矢印Bのような流れを生じさせる。すなわち、矢印Bに示すように、混合融液は単結晶基板11付近を流れた後、育成容器の内壁面の手前で反転上昇し、混合融液10の液面近くを流れる。この流れによって、液面近くにおける雑晶の生成を抑制することができることが判明した。攪拌媒体を育成容器内に入れない場合には、確かに矢印D、Eに示すように育成容器を揺動させても、混合融液の特に気液界面近傍における混合融液の攪拌は不十分であり、雑晶の発生が抑制できないことも分かった。
第一の態様に係る発明において、容器を水平面から傾けて設置することが好ましい。すなわち、容器の中心軸を揺動面に対して傾斜させた状態で揺動させることが好ましい。これによって、撹拌媒体は、重力の影響を受け、容器内で最も低い位置にとどまろうとする。この結果、攪拌媒体と容器との間で相対運動が生じ、撹拌の効果を向上させることができる。この結果、撹拌のムラが抑制され、結晶が均一に成長する。また、攪拌媒体が容器内でもっとも低い位置にとどまろうとするため、攪拌媒体が、容器内で通常最も低い位置にない結晶上を通過する可能性が低くなり、結晶がダメージを受けるおそれが無くなる。また、球体同士がランダムに衝突する可能性が小さくなるため、球体がダメージを受ける可能性が減少し、不純物混入の可能性が減る。
例えば、図4(a)は、容器1を水平に設置した場合の攪拌媒体12の動きを示す斜視図であり、図4(b)は、容器1を水平に設置した場合の攪拌媒体12の動きを示す平面図である。
ここで、Lは容器1の中心軸であり、Pは鉛直線であり、Rは揺動軸であり、Tは揺動面である。揺動面Tは、揺動軸Rに対して垂直な平面として定義する。本例では、静止時にはLとPとは一致している。容器1の揺動軸Rは中心軸Lおよび鉛直線Pに対して垂直であり、容器の中心軸Lは揺動面T内にある。この場合には、図1〜図3に示したように容器1を揺動軸Rを中心として揺動させると、攪拌媒体12は容器1内で矢印Cのように転動する。この際、容器1の底面はほぼ平坦で水平であるので、攪拌媒体の転動の方向は定まらず、矢印C方向以外の方向に向かって転動する自由度を持つ。この結果、攪拌媒体が、既に育成中の結晶と衝突したり、攪拌媒体同士が強く衝突する可能性があった。
図5(a)は、容器1の中心軸Lを揺動面Tに対して角度θ傾斜させた場合の攪拌媒体12の動きを示す斜視図であり、図5(b)は、容器1の中心軸Lを揺動面Tに対して揺動軸方向へ傾斜させた場合の攪拌媒体12の動きを示す平面図である。図6は、容器1内を概略的に示す断面図である。
本例では、育成容器1を揺動軸Rに沿って揺動させながら結晶育成する。この際に、容器1内に攪拌媒体12を収容し、かつ、容器1の中心軸Lを揺動面Tに対して傾斜させる。これによって、撹拌媒体12は、重力の影響を受け、容器1内で最も低い位置にとどまろうとする。
この結果、攪拌媒体12と容器1との間で相対運動が生じ、撹拌の効果を向上させることができる。この結果、撹拌のムラが抑制され、結晶が均一に成長する。また、攪拌媒体12が容器1内でもっとも低い位置にとどまろうとするため、攪拌媒体12が、容器内で通常最も低い位置にない結晶11上を通過する可能性が低くなり、結晶がダメージを受けるおそれが無くなる。また、攪拌媒体同士がランダムに衝突する可能性が小さくなるため、攪拌媒体がダメージを受ける可能性が減少し、不純物混入の可能性が減る。
第一の態様に係る発明において、容器の中心軸Lを揺動面Tに対して傾斜させる場合には、その傾斜角度θは、この作用効果の点からは5°以上が好ましく、10°以上が好ましい。また、融液のこぼれ防止のためには、45°以下が好ましく、30°以下が更に好ましい。
図7は、第二の態様に係るものであり、容器1の自転軸R1を鉛直線Pに対して傾斜させた場合の斜視図である。
本例では、育成容器1を自転軸R1の周りに自転させながら結晶育成する。この際に、容器1内に攪拌媒体12を収容し、かつ、容器1の自転軸R1を、鉛直線Pに対して傾斜させる。これによって、撹拌媒体12は、重力の影響を受け、容器1内で最も低い位置にとどまろうとする。
この結果、攪拌媒体12と容器1との間で相対運動が生じ、撹拌の効果を向上させることができる。この結果、撹拌のムラが抑制され、結晶が均一に成長する。また、攪拌媒体12が容器1内でもっとも低い位置にとどまろうとするため、攪拌媒体12が、容器内で通常最も低い位置にない結晶11上を通過する可能性が低くなり、結晶がダメージを受けるおそれが無くなる。また、攪拌媒体同士がランダムに衝突する可能性が小さくなるため、攪拌媒体がダメージを受ける可能性が減少し、不純物混入の可能性が減る。
第二の態様に係る発明において、容器の回転軸R1を鉛直線Pに対して傾斜させるが、その傾斜角度θは、この作用効果の点からは5°以上が好ましく、10°以上が好ましい。また、融液のこぼれ防止のためには、45°以下が好ましく、30°以下が更に好ましい。
本発明において、非酸化性雰囲気の種類は特に限定されず、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気や一酸化炭素、水素などの還元性雰囲気が含まれるが、窒素含有雰囲気に対して特に好適である。窒素含有雰囲気は、窒素のみからなっていてよいが、窒素以外の非酸化性ガス、例えば、アルゴンなどの不活性ガスや還元性ガスを含有していてよい。
また、本発明において、結晶育成に使用する加熱(および好ましくは加圧)装置は特に限定されない。この装置は熱間等方圧プレス装置が好ましいが、それ以外の雰囲気加圧型加熱炉であってもよい。
フラックス中には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属からなる群より選ばれた一種以上の金属を含有させることが好ましい。この金属としては、ナトリウム、リチウム、カルシウムが特に好ましく、ナトリウムが最も好ましい。
また、このフラックス中には、前記金属以外に例えば以下の金属を添加することができる。
カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、錫
また、シリコンなどのドーパントを添加することができる。
本発明の育成方法によって、例えば以下の単結晶を好適に育成できる。
GaN、AlN、InN、これらの混晶(AlGaInN)、BN
本発明において、攪拌媒体の少なくとも表面を構成する固形物の材質は、フラックスと反応しないことが必要である。従ってこの材質は、使用するフラックスの種類に応じて、当業者が適宜選択する。攪拌媒体の全体がこうした材質からなっていてよく、あるいは攪拌媒体の表面のみがこうした材質からなっていてよい。通常、アルカリ金属,アルカリ土類金属を含有するフラックスに適用する場合には、攪拌媒体の材質は金属タンタルがもっとも好ましいが、金属タングステン、金属モリブデン、等の金属、アルミナ、イットリア、カルシア、等の酸化物セラミックス、サファイアなどの単結晶、タングステンカーバイド、タンタルカーバイドなどの炭化物セラミックス、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の窒化物セラミックスも使用できることがわかった。また、他の材質からなる固形物の表面を、上述したような、育成原料融液と反応しない材質によって被覆することもできる。従って、例えば鋼球を金属タンタルによって被覆した攪拌媒体も好ましい。
攪拌媒体の形態は特に限定されないが、バルク体であることが好ましく、傾斜面上で転がりやすい形状が好ましい。具体的には、球状、回転楕円体などの回転体、三角錐、四角錐、6角錐などの角錐状、円錐、立方体などの多面体を例示できる。
攪拌媒体が大きいほど、攪拌による雑晶生成の防止効果は高い。この観点からは、各攪拌媒体の径は、1mm以上が好ましく、5mm以上が更に好ましい。しかし、攪拌媒体が大きくなりすぎると、重量が重くなるので、径は15mm以下が好ましく、10mm以下が更に好ましい。
育成容器中の攪拌媒体の個数も特に限定されないが、個数をある程度以上増やしても効果は変わらないので、10個以下でもよい。しかし、攪拌媒体の個数は1個でも十分に雑晶防止効果はある。
育成原料融液中に各攪拌媒体が接触していればよく、攪拌媒体の全体が原料融液中に浸漬されていることまでは必要ない。しかし、雑晶防止効果の点からは、攪拌媒体が原料融液中に浸漬されていることが好ましい。
育成容器を揺動させる際の揺動角度は特に限定されない。しかし、雑晶の防止効果を上げるためには、5°以上とすることが好ましく、10°以上とすることが更に好ましい。また、育成容器内での攪拌媒体の種結晶への衝突による不具合を防止するという観点からは、育成容器を揺動させる際の揺動全角は30°以下とすることが好ましく、20°以下とすることが更に好ましい。ここで、揺動角度とは、鉛直線からの傾き角度のことを言う。
育成容器を揺動させる際の揺動周期は、雑晶の防止効果を上げるためには、1rpm以上とすることが好ましく、5rpm以上とすることが更に好ましい。また、育成容器内での攪拌媒体の種結晶への衝突による不具合を防止するという観点からは、育成容器を揺動させる際の揺動周期は20rpm以下とすることが好ましく、15rpm以下とすることが更に好ましい。
容器を自転させる場合には、自転速度は、雑晶の防止効果を上げるためには、1rpm以上とすることが好ましく、5rpm以上とすることが更に好ましい。また、育成容器内での攪拌媒体の種結晶への衝突による不具合を防止するという観点からは、自転速度は120rpm以下とすることが好ましく、60rpm以下とすることが更に好ましい。
本発明での加熱温度、圧力は、単結晶の種類によって選択するので特に限定されない。加熱温度は例えば800〜1200℃とすることができる。また、この上限は特にないが、例えば1500℃以下とすることができる。また、圧力も特に限定されないが、密閉容器内にガスを導入する手段が密閉手段を圧力によって破壊または除去する実施形態においては、圧力は1MPa以上であることが好ましく、5MPa以上であることが更に好ましい。圧力の上限は特に規定しないが、例えば200MPa以下とすることができる。
育成容器の材質は特に限定されず、用いる原料や目的とする加熱および加圧条件において耐久性のある気密性材料であればよい。こうした材料としては、アルミナ、BNなどのセラミックス、金属タンタル、金属タングステン、p−BN、p−Gr(パイログラファイト)などがあげられる。
以下、更に具体的な単結晶およびその育成手順について例示する。
(窒化ガリウム単結晶の育成例)
本発明を利用し、少なくともナトリウム金属を含むフラックスを使用して窒化ガリウム単結晶を育成できる。このフラックスには、ガリウム原料物質を混合する。ガリウム原料物質としては、ガリウム単体金属、ガリウム合金、ガリウム化合物を適用できるが、ガリウム単体金属が取扱いの上からも好適である。
このフラックスには、ナトリウム以外の金属、例えばリチウムを含有させることができる。ガリウム原料物質とナトリウムなどのフラックス原料物質との使用割合は、適宜であってよいが、一般的には、Na過剰量を用いることが考慮される。もちろん、このことは限定的ではない。
この実施形態においては、窒素ガスを含む混合ガスからなる雰囲気下で、全圧300気圧以上、2000気圧以下の圧力下で窒化ガリウム単結晶を育成する。全圧を300気圧以上とすることによって、例えば900℃以上の高温領域において、更に好ましくは950℃以上の高温領域において、良質の窒化ガリウム単結晶を育成可能であった。この理由は、定かではないが、温度上昇に伴って窒素溶解度が上昇し、育成溶液に窒素が効率的に溶け込むためと推測される。また、雰囲気の全圧を2000気圧以上とすると、高圧ガスの密度と育成溶液の密度がかなり近くなるために、育成溶液を育成容器内に保持することが困難になるために好ましくない。
雰囲気中の窒素以外のガスは限定されないが、不活性ガスが好ましく、アルゴン、ヘリウム、ネオンが特に好ましい。窒素以外のガスの分圧は、全圧から窒素ガス分圧を除いた値である。
好適な実施形態においては、窒化ガリウム単結晶の育成温度は、950℃以上であり、1000℃以上とすることが更に好ましく、このような高温領域においても良質な窒化ガリウム単結晶が育成可能である。また、高温高圧での育成により、生産性を向上させ得る可能性がある。
窒化ガリウム単結晶の育成温度の上限は特にないが、育成温度が高すぎると結晶が成長しにくくなるので、1500℃以下とすることが好ましく、この観点からは、1200℃以下とすることが更に好ましい。
窒化ガリウム結晶をエピタキシャル成長させるための育成用基板の材質は限定されないが、サファイア、AlNテンプレート、GaNテンプレート、シリコン単結晶、SiC単結晶、MgO単結晶、スピネル(MgAl2O4)、LiAlO2、LiGaO2、LaAlO3,LaGaO3,NdGaO3等のペロブスカイト型複合酸化物を例示できる。また、組成式〔A1−y(Sr1−xBax)y〕
〔(Al1−zGaz)1−u・Du〕O3(Aは、希土類元素である;Dは、ニオブおよびタンタルからなる群より選ばれた一種以上の元素である;y=0.3〜0.98;x=0〜1;z=0〜1;u=0.15〜0.49;x+z=0.1〜2)の立方晶系のペロブスカイト構造複合酸化物も使用できる。また、SCAM(ScAlMgO4)も使用できる。
(AlN単結晶の育成例)
本発明は、少なくともアルミニウムとアルカリ土類を含むフラックスを含む融液を特定の条件下で窒素含有雰囲気中で加圧することによって、AlN単結晶を育成する場合にも有効であることが確認できた。
図1〜図3を参照しつつ説明した方法に従って、窒化ガリウム単結晶膜を種結晶基板11上に育成した。
具体的には、金属ナトリウム30g、金属ガリウム20g、金属リチウム30mgをグローブボックス内で秤量した。この原料を、内径φ80mmのアルミナ製育成容器1に充填した。この際、育成容器1の底部に種結晶基板11を設置した。種結晶基板11として、φ2インチのAlNテンプレート基板、GaNテンプレート基板やGaN単結晶自立基板を用いた。育成容器1の底に、テンプレートの単結晶薄膜が上向きとなるように、またはGaN単結晶自立基板のGa面が上向きとなるように、基板11を水平に配置した。AlNテンプレートとはAlN単結晶エピタキシャル薄膜をサファイア単結晶基板上に作成したものを言う。GaNテンプレート基板は、サファイア基板上にGaN単結晶エピタキシャル薄膜を作成したものを言う。テンプレートの膜厚は適宜であってよいが、育成開始時にメルトバックする膜厚以上が必要である。AlNテンプレートの方が、GaNテンプレートよりもメルトバックしにくく、例えば、AlNテンプレートの場合は1ミクロン以上、GaNテンプレートの場合は3ミクロン以上の膜厚があればよい。
これと共に、育成容器1の中に、直径1/4インチの金属タンタル球10個を収容した。次いで、図1の装置内にセットし、窒素ガスで3.5MPaに加圧した。870℃で100時間保持してGaN単結晶を育成した。この際、揺動の周期は5rpmとし、揺動角度は15°とした。室温まで自然放冷した後、育成装置から育成容器1を取り出し、エタノール中で処理することにより、Na、Liを溶解させた。その後、薄い塩酸につけ、残ったGaを除去し、GaN単結晶を取り出した。このGaN単結晶の大きさはφ2インチであり、厚さは約3mmであり、形状は略円形であった。色はほぼ無色透明であった。クラックや雑晶の取り込みは見られなかった。
(比較例1)
実施例1と同様にしてGaN単結晶を育成した。ただし、育成容器1の中に金属タンタル球を収容しなかった。また、育成容器の揺動は行い、揺動周期は5rpmとし、揺動角度は15°とした。得られたGaN単結晶の大きさはφ2インチであり、厚さは約3mmであり、形状は略円形であった。しかし、雑晶の取り込みが見られた。
(実施例2、比較例2、3)
実施例1と同様にして単結晶を育成した。ただし、比較例2においては、容器1を揺動させなかった(実験回数:3回)。比較例3においては、容器1を揺動させたが、攪拌媒体は入れていない(実験回数2回)。実施例2においては、容器1に直径7mmのタングステンカーバイド球を2個入れて揺動した(実験回数:2回)。発生した雑晶の重量を図4に示す。容器を揺動することにより(比較例3)、雑晶発生量は揺動しない場合(比較例2)に比べて、少なくなる場合と多く発生する場合とがある。撹拌媒体を入れて揺動した場合(実施例2)は、雑晶発生量がほとんどなく、効果が大きいことが明らかである。
(実施例3)
実施例1と同様にして結晶を育成した。ただし、図5、図6に示すように、育成容器1の中心軸Lを揺動面Tに対して角度20°傾斜させた。その他は実施例1と同様とした。この結果、容器を水平に設置した場合と比較して、さらに結晶の均一性が向上した。また、結晶がダメージをうけることがなくなり、歩留りが向上した。
(実施例4)
実施例1と同様にして結晶を育成した。ただし、図1〜図3に示した揺動は行わなかった。また、その代わりに、図7に示すように、育成容器1の中心軸Lおよび回転軸R1を、鉛直線Pから角度20°傾斜させた。自転速度は30rpmである。その他は実施例1と同様とした。この結果、容器を水平に設置した場合と比較して、さらに結晶の均一性が向上した。また、結晶がダメージをうけることがなくなり、歩留りが向上した。
本発明の特定の実施形態を説明してきたけれども、本発明はこれら特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲の範囲から離れることなく、種々の変更や改変を行いながら実施できる。
Claims (22)
- 窒素含有非酸化性雰囲気下で容器内で溶融した原料中に窒素を溶解させることによって単結晶を育成するのに際して、少なくとも表面が前記溶融原料と非反応性の材質からなる攪拌媒体を前記溶融原料に接触させた状態で前記容器を揺動させながら前記単結晶を育成することを特徴とする、単結晶の育成方法。
- 前記撹拌媒体の材質が金属タンタル、金属タングステン、金属モリブデン、アルミナ、サファイア、イットリア、カルシア、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、タンタルカーバイド、タングステンカーバイドおよびダイヤモンドライクカーボンからなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記撹拌媒体の形状が、傾斜面上で転動し易い形状であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記攪拌媒体の形状が球状であることを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記球状の攪拌媒体の直径が1mm以上、15mm以下であることを特徴とする、請求項4記載の方法。
- 前記撹拌媒体の形状が円柱状であることを特徴とする、請求項3記載の方法。
- 前記攪拌媒体の横断面の直径が1mm以上、15mm以下であり、前記攪拌媒体の長さが15mm以下であることを特徴とする、請求項6記載の方法。
- 前記容器内における前記撹拌媒体の個数が1以上、10以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記溶融原料中に種結晶を浸漬し、この種結晶上に前記単結晶を育成することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記単結晶が窒化物単結晶であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記単結晶の育成を熱間等方圧プレス装置内で実施することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記容器を揺動させる際に前記容器の中心軸を揺動面に対して傾斜させることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 窒素含有非酸化性雰囲気下で容器内で溶融した原料中に窒素を溶解させることによって単結晶を育成するのに際して、少なくとも表面が前記溶融原料と非反応性の材質からなる攪拌媒体を前記溶融原料に接触させた状態で、前記容器の自転軸を鉛直線に対して傾斜させ、前記容器を自転させながら前記単結晶を育成することを特徴とする、単結晶の育成方法。
- 前記撹拌媒体の材質が金属タンタル、金属タングステン、金属モリブデン、アルミナ、サファイア、イットリア、カルシア、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、タンタルカーバイド、タングステンカーバイドおよびダイヤモンドライクカーボンからなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項13記載の方法。
- 前記撹拌媒体の形状が、傾斜面上で転動し易い形状であることを特徴とする、請求項13または14に記載の方法。
- 前記攪拌媒体の形状が球状であることを特徴とする、請求項15記載の方法。
- 前記撹拌媒体の形状が円柱状であることを特徴とする、請求項15記載の方法。
- 前記攪拌媒体の横断面の直径が1mm以上、15mm以下であり、前記攪拌媒体の長さが15mm以下であることを特徴とする、請求項17記載の方法。
- 前記容器内における前記撹拌媒体の個数が1以上、10以下であることを特徴とする、請求項13〜18のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記溶融原料中に種結晶を浸漬し、この種結晶上に前記単結晶を育成することを特徴とする、請求項13〜19のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記単結晶が窒化物単結晶であることを特徴とする、請求項13〜20のいずれか一つの請求項に記載の方法。
- 前記単結晶の育成を熱間等方圧プレス装置内で実施することを特徴とする、請求項13〜21のいずれか一つの請求項に記載の方法。
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