氧化镓晶体的制造装置和氧化镓晶体的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113930841A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111202574.3(51)Int.Cl.(22)申请日2017.04.19C30B29/16(2006.01)C30B11/00(2006.01)(30)优先权数据C22C5/04(2006.01)2016-0851532016.04.21JP(62)分案原申请数据201710256274.02017.04.19(71)申请人国立大学法人信州大学地址日本长野县申请人不二越机械工业株式会社(72)发明人干川圭吾小林拓实大叶悦子柳泽润(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人庞东成权利要求书1页说明书9页附图12页(54)发明名称氧化镓晶体的制造装置和氧化镓晶体的制造方法(57)摘要本发明的课题在于提供能够实现氧化镓晶体的大型化、高品质化的氧化镓晶体的制造装置和氧化镓晶体的制造方法。本发明的氧化镓晶体的制造装置(10)由具备基体(12)、炉主体(14)、盖体(18)、发热体(20)、坩埚支承轴(24)和坩埚(30)的垂直布里奇曼炉构成，本发明的氧化镓晶体的制造装置(10)的特征在于，坩埚(30)为Pt系合金制的坩埚，炉主体(14)的内壁形成为由两个以上具有所需高度的环状的耐热部件(32b)层叠而成的耐热壁(32)，并且，环状的耐热部件(32b)通过将两个以上的分割片(32a)接合而形成为环状。CN113930841ACN113930841A权利要求书1/1页1.一种氧化镓晶体的制造装置，其为由垂直布里奇曼炉构成的氧化镓晶体的制造装置，该垂直布里奇曼炉具备：基体；配设于该基体上的具有耐热性的筒状的炉主体；使该炉主体闭塞的盖体；配设于所述炉主体内的发热体；贯通所述基体并以上下自由移动的方式设置的坩埚支承轴；和配设于该坩埚支承轴上并被所述发热体所加热的坩埚，所述氧化镓晶体的制造装置的特征在于，所述坩埚为Rh含量10～30wt％的Pt‑Rh系合金制且具有耐受1800℃的温度的耐热性的坩埚，所述垂直布里奇曼炉为在氧化气氛下被加热至1800℃的温度的高温炉，在所述坩埚支承轴的上端安装由氧化锆制的耐热材料构成的适配器，在所述适配器内载置所述坩埚。2.如权利要求1所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，构成所述坩埚支承轴的耐热材料由氧化铝制的耐热材料构成。3.一种氧化镓晶体的制造方法，其特征在于，使用权利要求1或权利要求2所述的氧化镓晶体的制造装置来生长β‑Ga2O3的晶体。2CN113930841A说明书1/9页氧化镓晶体的制造装置和氧化镓晶体的制造方法[0001]本申请是申请日为2017年4月19日、申请号为201710256274.0、发明名称为“氧化镓晶体的制造装置和氧化镓晶体的制造方法”的中国发明专利申请的分案申请。技术领域[0002]本发明涉及被定位为后硅晶体材料之一的作为电源设备用宽带隙半导体的氧化镓晶体的制造装置和氧化镓晶体的制造方法。背景技术[0003]氧化镓的单晶(特别是β‑Ga2O3单晶，下文中以β‑Ga2O3单晶进行说明)自2000年由Y.Tomm等人报道了利用FZ法、CZ法进行单晶生长(非专利文献3、4)以来，最初作为LED用GaN薄膜制作用基板进行了晶体生长的研究开发。[0004]最近，由M.Higashiwaki等人报道了使用β‑Ga2O3单晶实现了电源设备用FET(非专利文献11)，用于实现电源设备用宽带隙半导体基板的高品质、大型、低价格的β‑Ga2O3单晶的制造引起了强烈的关注。[0005]如图18所示，认为考虑了设备应用的β‑Ga2O3单晶可以利用浮区(FloatingZone：FZ)法、CZ法、EFG法、VB法、HB法等方法进行生长。[0006]在这些晶体生长方法中，FZ法从其晶体生长原理来看不需要用于保持原料熔液的容器，因而将原料加热至熔解的高温(熔点)的装置比较容易实现，迄今为止也进行了大量的研究(非专利文献1～3、5、7、8)。但是，从其生长原理、温度环境来看，FZ法在抑制了错位等结构缺陷的高品质晶体的大型化方面存在技术上的极限，虽然在过去十几年间进行了大量的研究(非专利文献1～3、5、7、8、专利文献6)，但还未达到充分满足设备应用的程度。[0007]另一方面，作为一直以来工业上可应用的制造大型且高品质的单晶的方法，CZ法和EFG法被用于许多单晶生长。关于β‑Ga2O3单晶生长，可推测在2000年之后也积极进行了CZ法(非专利文献4、10)和EFG法(非专利文献9、专利文献1～5)的研究开发。但是，尚无法提供可满足今后的电源设备应用的大型、高品质、低价格的β‑Ga2O3单晶体。[0008]现有技术文献[0009]专利文献[