JP5452291B2 - Crystal growth equipment - Google Patents
Crystal growth equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5452291B2 JP5452291B2 JP2010050808A JP2010050808A JP5452291B2 JP 5452291 B2 JP5452291 B2 JP 5452291B2 JP 2010050808 A JP2010050808 A JP 2010050808A JP 2010050808 A JP2010050808 A JP 2010050808A JP 5452291 B2 JP5452291 B2 JP 5452291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive shaft
- end side
- heat insulating
- container
- crystal growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
本発明は、結晶成長装置に関するものである。 The present invention relates to a crystal growth apparatus.
次世代半導体材料として期待されている窒化ガリウム(GaN)の製法の一つとしては、数MPaの高圧窒素雰囲気中、800℃〜900℃のNa/Ga融液に種基板を浸漬させ、その種基板上にGaN結晶を成長させる結晶成長方法(所謂、フラックス法)が知られている。
下記特許文献1には、フラックス法において、余分な核発生を抑え、大型で高品質のGaN結晶を得るべく、融液を攪拌する攪拌装置を備える結晶成長装置が開示されている。
One method for producing gallium nitride (GaN) that is expected as a next-generation semiconductor material is to immerse a seed substrate in a Na / Ga melt at 800 ° C. to 900 ° C. in a high-pressure nitrogen atmosphere of several MPa, A crystal growth method (so-called flux method) for growing a GaN crystal on a substrate is known.
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
上記結晶成長装置においては、融液及び種基板を保持する反応容器を断熱容器、圧力容器で囲って、高温高圧状態を維持する構成が一般的である。そのため、上記攪拌装置を設ける場合、断熱容器に攪拌用の駆動軸を挿通させる孔部を形成しなければならない。そうすると、断熱容器内部が高温であるために、その孔部をガスシール材等で封止することが難しく、孔部と駆動軸との間に生じた隙間から高温ガスが漏れ、断熱容器内の温度分布が不均一となる。特に、フラックス法においては、断熱容器内の温度不均一の影響は大きく、結晶成長に悪影響を及ぼす。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
The crystal growth apparatus generally has a configuration in which a reaction vessel holding a melt and a seed substrate is surrounded by a heat insulating vessel and a pressure vessel to maintain a high temperature and high pressure state. Therefore, when providing the said stirring apparatus, you have to form the hole part which inserts the drive shaft for stirring in a heat insulation container. Then, since the inside of the heat insulation container is hot, it is difficult to seal the hole with a gas seal material or the like, and high temperature gas leaks from the gap formed between the hole and the drive shaft, The temperature distribution is non-uniform. In particular, in the flux method, the effect of temperature non-uniformity in the heat insulating container is large and adversely affects crystal growth.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、断熱容器内の温度分布を均一に保ちつつ融液を攪拌し、大型で高品質の結晶を得る結晶成長装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a crystal growth apparatus that stirs a melt while maintaining a uniform temperature distribution in a heat insulating container to obtain large-sized and high-quality crystals. .
上記の課題を解決するために、本発明は、加熱加圧雰囲気下で原料ガスと融液とを反応させて該融液に浸漬された種基板上に結晶を成長させる反応容器と、上記反応容器の外側を囲う断熱容器と、上記断熱容器の外側を囲う圧力容器と、上記断熱容器及び上記圧力容器を挿通して設けられた駆動軸を軸周りに回転させて上記融液を攪拌する攪拌装置と、を有する結晶成長装置であって、上記駆動軸の一端側を気密に収容する収容空間を有する軸ケースと、少なくとも上記断熱容器と上記圧力容器との間において上記駆動軸を軸方向において伸縮自在に囲うと共に、上記断熱容器に形成された上記駆動軸の他端側が挿通する孔部と上記収容空間とを結ぶ気密空間を形成する伸縮管と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、駆動軸と断熱容器の孔部との間に隙間があっても、その隙間からの流出先が軸ケースの収容空間に繋がる気密空間となっているので、高温ガスが断熱容器内から漏れて温度分布が不均一となることを防止することができる。また、軸ケースの収容空間に繋がる気密空間を形成する伸縮管は、断熱容器と圧力容器の間で駆動軸を囲い、軸方向に伸縮自在であるので、熱による影響で構成部品間の相対距離が変動しても、柔軟に変形してその変動に対応することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a reaction vessel for reacting a raw material gas and a melt in a heated and pressurized atmosphere to grow crystals on a seed substrate immersed in the melt, and the reaction described above. Stirring that stirs the melt by rotating a heat-insulating container that surrounds the outside of the container, a pressure container that surrounds the outside of the heat-insulating container, and a drive shaft provided through the heat-insulating container and the pressure container. A crystal growth apparatus comprising: a shaft case having a housing space for hermetically housing one end side of the drive shaft; and at least the drive shaft in the axial direction between the heat insulating container and the pressure container. A configuration is adopted in which an expansion and contraction tube is provided that encloses the expansion and contraction and has an airtight space that connects a hole portion through which the other end of the drive shaft formed in the heat insulating container is inserted and the accommodation space.
By adopting this configuration, in the present invention, even if there is a gap between the drive shaft and the hole of the heat insulating container, an airtight space in which the outflow destination from the gap is connected to the housing space of the shaft case. Therefore, it is possible to prevent the high temperature gas from leaking from the inside of the heat insulating container and uneven temperature distribution. In addition, the expansion and contraction tube forming the airtight space connected to the housing space of the shaft case surrounds the drive shaft between the heat insulating container and the pressure container and can be expanded and contracted in the axial direction. Even if it fluctuates, it can be flexibly deformed to cope with the fluctuation.
また、本発明においては、上記圧力容器は、上記駆動軸の他端側が挿通すると共に、上記収容空間と気密に連通する第2孔部を有しており、上記伸縮管は、その一端側で上記孔部を気密に囲い、その他端側で上記第2孔部を気密に囲って上記気密空間を形成するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、伸縮管の一端側で断熱容器の孔部を気密に囲い、伸縮管の他端側で圧力容器に形成され軸ケースの収容空間と気密に連通する孔部を気密に囲うことで上記気密空間を形成する。
Further, in the present invention, the pressure vessel has a second hole portion that is inserted through the other end side of the drive shaft and is in airtight communication with the accommodation space, and the expansion tube is formed at one end side thereof. A configuration is adopted in which the hole is hermetically surrounded and the second hole is hermetically surrounded on the other end side to form the hermetic space.
By adopting this configuration, in the present invention, the hole portion of the heat insulating container is hermetically enclosed at one end side of the expansion tube, and is formed in the pressure container at the other end side of the expansion tube and communicates with the housing space of the shaft case in an airtight manner. The airtight space is formed by airtightly surrounding the hole.
また、本発明においては、上記伸縮管は、その一端側で上記孔部を気密に囲い、その他端側で上記収容空間と気密に連通して上記気密空間を形成するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、伸縮管の一端側で断熱容器の孔部を気密に囲い、伸縮管の他端側で軸ケースの収容空間に気密に連通することで上記気密空間を形成する。
In the present invention, the expansion tube employs a configuration in which the hole portion is hermetically surrounded on one end side and the airtight space is formed on the other end side in an airtight communication with the housing space.
By adopting this configuration, in the present invention, the hole of the heat insulating container is hermetically surrounded on one end side of the expansion tube, and the airtight space is communicated with the housing space of the shaft case on the other end side of the expansion tube. Form.
また、本発明においては、上記伸縮管は、上記軸方向と直交する方向に偏心自在なベローズ管であるという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、ベローズ管は軸方向に伸縮自在なだけでなく軸方向と直交する方向に偏心自在であるため、熱による影響で構成部品間の相対距離が変動しても、より柔軟に変形してその変動に対応することができる。
Moreover, in this invention, the structure that the said expansion-contraction pipe | tube is a bellows pipe | tube eccentric freely in the direction orthogonal to the said axial direction is employ | adopted.
By adopting this configuration, in the present invention, the bellows tube is not only telescopic in the axial direction but also eccentric in the direction perpendicular to the axial direction, so the relative distance between the components varies due to the influence of heat. However, it can be deformed more flexibly to cope with the fluctuation.
また、本発明においては、上記攪拌装置は、上記駆動軸の一端側に一体的に設けられた磁性体と、上記磁性体を上記軸ケースの外側から磁気的作用により上記軸周りに回転させる回転駆動装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、収容空間の気密性を破壊することなく、軸ケースの外側から磁気的作用により駆動軸を軸周りに回転させることができる。
In the present invention, the stirring device includes a magnetic body integrally provided on one end side of the drive shaft, and a rotation for rotating the magnetic body around the shaft by a magnetic action from the outside of the shaft case. And a drive device.
By adopting this configuration, in the present invention, the drive shaft can be rotated around the shaft by a magnetic action from the outside of the shaft case without destroying the airtightness of the accommodation space.
本発明によれば、加熱加圧雰囲気下で原料ガスと融液とを反応させて該融液に浸漬された種基板上に結晶を成長させる反応容器と、上記反応容器の外側を囲う断熱容器と、上記断熱容器の外側を囲う圧力容器と、上記断熱容器及び上記圧力容器を挿通して設けられた駆動軸を軸周りに回転させて上記融液を攪拌する攪拌装置と、を有する結晶成長装置であって、上記駆動軸の一端側を気密に収容する収容空間を有する軸ケースと、少なくとも上記断熱容器と上記圧力容器との間において上記駆動軸を軸方向において伸縮自在に囲うと共に、上記断熱容器に形成された上記駆動軸の他端側が挿通する孔部と上記収容空間とを結ぶ気密空間を形成する伸縮管と、を有するという構成を採用することによって、駆動軸と断熱容器の孔部との間に隙間があっても、その隙間からの流出先が軸ケースの収容空間に繋がる気密空間となっているので、高温ガスが断熱容器内から漏れて温度分布が不均一となることを防止することができる。また、軸ケースの収容空間に繋がる気密空間を形成する伸縮管は、断熱容器と圧力容器の間で駆動軸を囲い、軸方向に伸縮自在であるので、熱による影響で構成部品間の相対距離が変動しても、柔軟に変形してその変動に対応することができる。
したがって、本発明では、断熱容器内の温度分布を均一に保ちつつ融液を攪拌し、大型で高品質の結晶を得ることができる。
According to the present invention, a reaction vessel that reacts a raw material gas with a melt under a heating and pressurizing atmosphere to grow crystals on a seed substrate immersed in the melt, and a heat insulating vessel that surrounds the outside of the reaction vessel And a pressure vessel that surrounds the outside of the heat insulation vessel, and a stirring device that stirs the melt by rotating the heat insulation vessel and a drive shaft provided through the pressure vessel around the axis. The device includes a shaft case having a housing space for hermetically housing one end side of the drive shaft, and at least between the heat insulating container and the pressure vessel, the drive shaft is surrounded in an axial direction so as to be extendable and contractible. By adopting a configuration having an expansion tube that forms an airtight space that connects the housing portion and a hole portion through which the other end side of the drive shaft is formed in the heat insulation container, a hole in the drive shaft and the heat insulation container is adopted. Gap between Even so the outflow destination from the gap becomes an airtight space connected to the housing space of the shaft case can be hot gas temperature distribution leaks from the heat insulating container is prevented from becoming nonuniform. In addition, the expansion and contraction tube forming the airtight space connected to the housing space of the shaft case surrounds the drive shaft between the heat insulating container and the pressure container and can be expanded and contracted in the axial direction. Even if it fluctuates, it can be flexibly deformed to cope with the fluctuation.
Therefore, in the present invention, the melt can be stirred while the temperature distribution in the heat insulating container is kept uniform, and a large and high quality crystal can be obtained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本実施形態の結晶成長装置として、窒化ガリウム製造装置を例示して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, a gallium nitride manufacturing apparatus will be described as an example of the crystal growth apparatus of this embodiment.
図1は、本発明の実施形態における窒化ガリウム製造装置1を示す構成図である。
窒化ガリウム製造装置1は、フラックス法により種基板2上にGaN結晶を成長させ製造するものであり、種基板2及び混合融液3を保持する反応容器(坩堝)10と、反応容器10の外側を囲う断熱容器20と、断熱容器20の外側を囲う圧力容器30と、混合融液3を攪拌する攪拌装置40と、を有する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a gallium
The gallium
反応容器10は、内部にNa/Gaからなる混合融液3を保有する。本実施形態の反応容器10は、その底部に種基板2を載置し、内部の混合融液3に浸漬させる構成となっている。また、反応容器10には、外部からGaN結晶の原料となる窒素ガス(N2)を導入する不図示の窒素ガス供給ポートが接続されており、反応容器10内に窒素ガスが充填されるようになっている。
The
断熱容器20の断熱材には、例えばグラスウール等の繊維系断熱材が用いられる。断熱容器20の内側には、反応容器10の四方及び下方を囲んで加熱するヒーター21が設けられる。
圧力容器30は、圧力状態が変化した場合であってもその圧力に耐えられるように略円筒形状に形状設定された真空容器からなり、この円筒形の中心軸が鉛直方向となるように姿勢設定されている。また、圧力容器30には、内部の空気を真空排気する不図示の真空排気ポートが接続されている。
As the heat insulating material of the
The
攪拌装置40は、磁気結合式の攪拌機であり、駆動軸41と、軸ケース42と、回転駆動装置43と、を有する。駆動軸41の一端側には、永久磁石(磁性体)44を外周面周方向おいて所定間隔を空けて複数備える内筒45が装着されている。軸ケース42は、駆動軸41の一端側を収容する収容空間S1を有する。収容空間S1には、内筒45の周面と接して、駆動軸41を軸周りに回転自在に支持する軸受46が設けられている。この軸ケース42は、非磁性体のステンレス鋼から形成され、圧力容器30に気密に密着固定されている。なお、駆動軸41もステンレス鋼から形成されている。
The
回転駆動装置43は、軸ケース42の外側に、永久磁石47を内周面周方向において所定間隔を空けて複数備える外筒48を備える。外筒48は、軸ケース42の外側に取り付けられた軸受49により軸周りに回転自在に支持されている。また、回転駆動装置43は、外筒48を軸周りに回転させるモーター50を備える。モーター50の回転軸と外筒48とはベルト51で接続されている。上記構成によれば、モーター50の駆動により外筒48が軸周りに回転すると、外筒48に固定された永久磁石47と内筒45に固定された永久磁石44とが軸ケース42を介して磁気的に作用し、駆動軸41が軸周りに回転する。
The
軸ケース42から下方に延びる駆動軸41の他端側は、圧力容器30、断熱容器20及び反応容器10を挿通され、混合融液3中に至る構成となっている。駆動軸41は、その他端側先端部に攪拌翼52を備えており、混合融液3中で攪拌翼52が軸周りに回転することで、混合融液3を攪拌する。
本実施形態の駆動軸41は、第1駆動軸41Aと第2駆動軸41Bとが軸継手60により係合して構成されている。なお、第1駆動軸41Aは、軸ケース42によって回転自在に支持され、第2駆動軸41Bは、反応容器10に設けられた不図示の軸受により回転自在に支持されている。
The other end side of the
The
断熱容器20及び圧力容器30には、駆動軸41が挿通する挿通孔(以下、断熱容器20の挿通孔を第1孔部(孔部)22、圧力容器30の挿通孔を第2孔部31と称する)が形成されている。第1孔部22と第2孔部31との間には、軸方向に伸縮自在で、且つ、軸方向と直交する方向に偏心自在なベローズ管(伸縮管)53が設けられている。ベローズ管53は、断熱容器20と圧力容器30との間において駆動軸41を囲うと共に、その一端側で第1孔部22を気密に囲うように取り付けられ、その他端側で第2孔部31を気密に囲うように取り付けられている。なお、第2孔部31は軸ケース42の収容空間S1と気密に連通しており、第1孔部22より外側には、ベローズ管53、第2孔部31及び収容空間S1が連通した気密空間が形成される構成となっている。
The
続いて、上記構成の窒化ガリウム製造装置1の動作及び作用について説明する。なお、本実施形態の窒化ガリウム製造装置1は、不図示の制御部を備えている。そして、特に断りが無い限り、当該制御部が、主体者として以下の動作を制御する。
先ず、圧力容器30内部の空気を真空排気ポートから真空排気する。真空状態となった後、窒素ガス供給ポートから窒素ガスを供給して反応容器10内を充填させると共に、内部圧力を数MPaまで加圧する。また、ヒーター21を駆動させて、内部温度を800℃〜900℃まで加熱する。そして、この高温高圧状態を所定時間維持し、反応容器10の混合融液3中で、Ga(ガリウム)とN(窒素)とを反応させて、種基板2上にGaN結晶を成長させる。
Next, the operation and action of the gallium
First, the air inside the
この結晶成長過程において余分な核発生を抑え、大型で高品質のGaN結晶を得るべく、攪拌装置40で混合融液3を攪拌させる。具体的には、モーター50の駆動により外筒48を軸周りに回転させて、磁気的作用により攪拌翼52を有する駆動軸41を軸周りに回転させ、攪拌翼52で混合融液3を攪拌する。
断熱容器20には駆動軸41を挿通させるため第1孔部22を形成しているが、本実施形態では、駆動軸41と第1孔部22との隙間から断熱容器20内の高温ガスが外部に流出しようとしても、その先が気密空間の袋小路となっているため、流出することができなくなる。例えば、高温ガスが、断熱容器20と圧力容器30との間の空間に流出しようとしても、ベローズ管53が断熱容器20と圧力容器30との間に配置されているので、その空間には流出不可となる。また、ベローズ管53の先は、第2孔部31、軸ケース42の収容空間S1に連通し、閉塞されているので、対流による熱逃げが防止される。
また、ヒーター21による加熱で熱膨張して、断熱容器20の第1孔部22と圧力容器30の第2孔部31との軸方向の相対位置が変動しても、ベローズ管53がその分伸縮するので、熱の影響で気密空間が破られることはない。さらに、ヒーター21による加熱により熱膨張して、断熱容器20の第1孔部22と圧力容器30の第2孔部31との軸方向と直交する方向の相対位置が変動しても、ベローズ管53がその分偏心するので、同じく熱の影響で気密空間が破られることはない。
In this crystal growth process, the
In the
Moreover, even if the relative position in the axial direction between the
したがって、上述した本実施形態によれば、加熱加圧雰囲気下で窒素ガスとNa/Ga混合融液3とを反応させて該混合融液3に浸漬された種基板2上にGaN結晶を成長させる反応容器10と、反応容器10の外側を囲う断熱容器20と、断熱容器20の外側を囲う圧力容器30と、断熱容器20及び圧力容器30を挿通して設けられた駆動軸41を軸周りに回転させて混合融液3を攪拌する攪拌装置40と、を有する窒化ガリウム製造装置1であって、駆動軸41の一端側を気密に収容する収容空間S1を有する軸ケース42と、断熱容器20と圧力容器30との間において駆動軸41を軸方向において伸縮自在且つ軸方向と直交する方向に偏心自在に囲うと共に、断熱容器20に形成された駆動軸41の他端側が挿通する第1孔部22と収容空間S1とを結ぶ気密空間を形成するベローズ管53と、を有するという構成を採用することによって、駆動軸41と断熱容器20の第1孔部22との間に隙間があっても、その隙間からの流出先が軸ケース42の収容空間S1に繋がる気密空間となっているので、高温ガスが断熱容器20内から漏れて温度分布が不均一となることを防止することができる。
したがって、本実施形態では、断熱容器20内の温度分布を均一に保ちつつ混合融液3を攪拌し、大型で高品質のGaN結晶を得ることができる。
Therefore, according to this embodiment described above, a GaN crystal is grown on the
Therefore, in the present embodiment, the
以上、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態の攪拌装置40は、駆動軸41の先端部に設けた攪拌翼52で混合融液3を攪拌すると説明したが、図2に示す別実施形態のように、反応容器10自体を駆動軸41で回転させることで混合融液3を攪拌する構成であってもよい。この場合であっても、ベローズ管53で第1孔部22と第2孔部31とを気密に囲い、軸ケース42の収容空間S1と協働して気密空間を形成することで、高温ガスの流出を防止することができる。
For example, while the stirring
(実施例)
以下、図3に示す実施例により、窒化ガリウム製造装置の具体的な装置構成について説明する。図3(a)は攪拌装置40の平面図を、図3(b)は窒化ガリウム製造装置1の全体図を示す。なお、以下説明する実施例では、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
(Example)
Hereinafter, a specific apparatus configuration of the gallium nitride manufacturing apparatus will be described with reference to the embodiment shown in FIG. 3A is a plan view of the stirring
窒化ガリウム製造装置1は、種基板2及び混合融液3を保持する反応容器10と、反応容器10の外側を囲う断熱容器20と、断熱容器20の外側を囲う圧力容器30と、混合融液3を攪拌する攪拌装置40と、を有する。
The gallium
反応容器10は、坩堝11、内容器12、外容器13の三層構造となっている。坩堝11内には、複数の種基板2を保持するホルダ14が設けられている。ホルダ14は、種基板2を斜めの姿勢で保持し、複数の種基板2を攪拌翼52の周りに等間隔で配置する構成となっている。坩堝11と内容器12との間には、坩堝取外治具15が設けられている。坩堝取外治具15は、坩堝11を囲うように設けられており、坩堝取外治具15を引き上げることで、坩堝11が内容器12に対して取り外される。外容器13は、内容器12の四方及び上方を覆う蓋形状を有する。外容器13は、その開口端縁が当接する支持台16の支持面と協働して内容器12を囲うと共に、内容器12を固定する構成となっている。
The
外容器13の天部には、窒素ガス供給ポート17が接続されている。窒素ガス供給ポート17は、不図示の窒素ガス供給装置に接続されており、外容器13の内部に窒素ガスが充填されるよう構成されている。窒素ガスは、駆動軸41を坩堝11及び内容器12を挿通して設けることで形成される隙間から坩堝11内に供給される。具体的には、軸受スリーブ70A1と駆動軸41との間の隙間により形成される、坩堝11と内容器12との間のガス流通経路を窒素ガスが流通する。また、同様に、軸受スリーブ70A2と駆動軸41との間の隙間により形成される、内容器12と外容器13との間のガス流通経路を窒素ガスが流通する。また、外容器13の天部には、余分な窒素ガスを断熱容器20側に抜き出す窒素ガス排出ポート18が接続されている。
A nitrogen
断熱容器20は、圧力容器30の底部に接地固定される脚部23を有する。支持台16は、断熱容器20の底部を支える支持板24上に固定される。断熱容器20は、外容器13を支持台16に向けて付勢する蓋押さえ機構25を有する。蓋押さえ機構25は、断熱容器20の天部に固定された天板26上に固定される。蓋押さえ機構25は、一端側にバネ機構を有して他端側で外容器13の天部と接触するシャフト27を備え、攪拌による反応容器10の振動やズレを抑制する。なお、シャフト27が挿通する断熱容器20に形成された孔部は、バネ機構を収容するケース28により覆われた気密空間と連通する構成となっている。
The
圧力容器30の側部には、真空排気ポート33が接続されている。真空排気ポート33は、不図示の真空ポンプと接続されている。圧力容器30の天部は、断熱容器20の天部と、連結具35により一体的に固定されており、圧力容器30の天部及び断熱容器20の天部は一体で取り外し可能な構成となっている。なお、圧力容器30の胴部と天部との間は、シール材34により気密にシールされる構成となっている。
A vacuum exhaust port 33 is connected to the side of the
軸ケース42から延びる駆動軸41の他端側は、圧力容器30、断熱容器20及び反応容器10の各層を挿通され、混合融液3中に至る構成となっている。駆動軸41は、第1駆動軸41Aと第2駆動軸41Bとが軸継手60Aにより係合して構成され、第2駆動軸41Bと第3駆動軸41Cとが軸継手60Bにより係合して構成されている。なお、第1駆動軸41Aは、軸ケース42によって回転自在に支持され、第2駆動軸41Bは、断熱容器20に設けられた軸受70Cにより回転自在に支持され、第3駆動軸41Cは、反応容器10に設けられた軸受スリーブ70A1,70A2,70Bにより回転自在に支持されている。
The other end side of the
ベローズ管53は、断熱容器20と軸ケース42との間において駆動軸41を囲う構成となっている。ベローズ管53は、その一端側が、軸受70Cを断熱容器20に固定する固定具29に螺着して第1孔部22を気密に囲い、その他端側が、軸ケース42を圧力容器30に固定する固定具36に螺着して収容空間S1(図1参照)と気密に連通する構成となっている。したがって、第1孔部22より外側には、ベローズ管53、収容空間S1が連通した気密空間が形成される。
The
上述した実施例によれば、駆動軸41と断熱容器20の第1孔部22との間に隙間があっても、その隙間からの流出先が軸ケース42の収容空間S1に繋がる気密空間となっているので、高温ガスが断熱容器20内から漏れて温度分布が不均一となることを防止することができる。
したがって、窒化ガリウム製造装置1は、断熱容器20内の温度分布を均一に保ちつつ混合融液3を攪拌し、大型で高品質のGaN結晶を製造することができる。
According to the embodiment described above, even if there is a gap between the
Therefore, the gallium
1…窒化ガリウム製造装置(結晶成長装置)、2…種基板、3…混合融液、10…反応容器、20…断熱容器、22…第1孔部(孔部)、30…圧力容器、31…第2孔部、40…攪拌装置、41…駆動軸、42…軸ケース、43…回転駆動装置、44…永久磁石(磁性体)、53…ベローズ管(伸縮管)、S1…収容空間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記駆動軸の一端側を気密に収容する収容空間を有する軸ケースと、
少なくとも前記断熱容器と前記圧力容器との間において前記駆動軸を軸方向において伸縮自在に囲うと共に、前記断熱容器に形成された前記駆動軸の他端側が挿通する孔部と前記収容空間とを結ぶ気密空間を形成する伸縮管と、を有することを特徴とする結晶成長装置。 A reaction vessel for reacting a raw material gas and a melt in a heating and pressurizing atmosphere to grow crystals on a seed substrate immersed in the melt, a heat insulating vessel surrounding the reaction vessel, and A crystal growth apparatus comprising: a pressure vessel that surrounds the outside; and a stirring device that stirs the melt by rotating a drive shaft provided through the heat insulation vessel and the pressure vessel around the axis;
A shaft case having an accommodating space for hermetically accommodating one end side of the drive shaft;
At least between the heat insulating container and the pressure container, the drive shaft is enclosed in an expandable manner in the axial direction, and a hole portion through which the other end of the drive shaft formed in the heat insulating container is inserted is connected to the accommodating space. A crystal growth apparatus comprising: a telescopic tube that forms an airtight space.
前記伸縮管は、その一端側で前記孔部を気密に囲い、その他端側で前記第2孔部を気密に囲って前記気密空間を形成することを特徴とする請求項1に記載の結晶成長装置。 The pressure vessel has a second hole portion that is inserted through the other end side of the drive shaft and communicates with the accommodation space in an airtight manner,
2. The crystal growth according to claim 1, wherein the expansion tube hermetically surrounds the hole portion at one end side and hermetically surrounds the second hole portion at the other end side thereof to form the airtight space. apparatus.
前記駆動軸の一端側に一体的に設けられた磁性体と、
前記磁性体を前記軸ケースの外側から磁気的作用により前記軸周りに回転させる回転駆動装置と、を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の結晶成長装置。 The stirring device
A magnetic body integrally provided on one end side of the drive shaft;
The crystal growth apparatus according to claim 1, further comprising: a rotation driving device that rotates the magnetic body around the axis by a magnetic action from the outside of the shaft case.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010050808A JP5452291B2 (en) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Crystal growth equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010050808A JP5452291B2 (en) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Crystal growth equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011184233A JP2011184233A (en) | 2011-09-22 |
JP5452291B2 true JP5452291B2 (en) | 2014-03-26 |
Family
ID=44790970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010050808A Expired - Fee Related JP5452291B2 (en) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Crystal growth equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5452291B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5867105B2 (en) * | 2012-01-17 | 2016-02-24 | 株式会社Ihi | Crucible handling jig |
JP2018204737A (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-27 | トヨタ自動車株式会社 | Adiabatic wall structure |
JP7349705B2 (en) * | 2019-07-01 | 2023-09-25 | 国立研究開発法人理化学研究所 | laser processing equipment |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005263622A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of manufacturing compound single crystal and apparatus for manufacturing it |
JP4560308B2 (en) * | 2004-03-03 | 2010-10-13 | 株式会社リコー | Group III nitride crystal manufacturing method |
WO2005111278A1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-11-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Group iii nitride semiconductor crystal, method for producing same, and group iii nitride semiconductor device |
JP4869687B2 (en) * | 2005-11-21 | 2012-02-08 | 株式会社リコー | Crystal growth equipment |
JP4941448B2 (en) * | 2007-10-26 | 2012-05-30 | 豊田合成株式会社 | Group III nitride semiconductor manufacturing equipment |
JP5423472B2 (en) * | 2010-02-25 | 2014-02-19 | 株式会社Ihi | Crystal growth equipment |
-
2010
- 2010-03-08 JP JP2010050808A patent/JP5452291B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011184233A (en) | 2011-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5452291B2 (en) | Crystal growth equipment | |
JP5353711B2 (en) | Crystal manufacturing method and crystal manufacturing apparatus for group III nitride crystal | |
JP5423472B2 (en) | Crystal growth equipment | |
US7718002B2 (en) | Crystal manufacturing apparatus | |
JP4856934B2 (en) | GaN crystal | |
JP5423471B2 (en) | Crystal growth equipment | |
JP5447014B2 (en) | Crystal growth equipment | |
EP1686201A1 (en) | Pulling-down apparatus and container therefor | |
US10316429B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
JP4787692B2 (en) | Crystal growth equipment | |
JP5867105B2 (en) | Crucible handling jig | |
JP5742390B2 (en) | Method for growing gallium nitride crystal | |
JP4869687B2 (en) | Crystal growth equipment | |
JP6187486B2 (en) | Single crystal manufacturing equipment | |
JP5561185B2 (en) | Crystal growth equipment | |
JP2012072060A (en) | Method for manufacturing crystal | |
JP4962186B2 (en) | Method and apparatus for producing silicon carbide single crystal | |
JP5693077B2 (en) | Crystal growing crucible, stirring member used therefor, and crystal manufacturing method | |
JP5802570B2 (en) | Crystal growth method and crystal growth apparatus | |
JP5365616B2 (en) | Method for producing group III nitride crystal | |
JP5200973B2 (en) | Board holder | |
JP2007254184A (en) | Apparatus and method for producing crystal | |
JP4880499B2 (en) | Crystal manufacturing equipment | |
JP2006229104A (en) | Mocvd apparatus | |
JP2007161529A (en) | Producing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120116 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121116 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130709 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130716 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130910 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |