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CN107304481A(43)申请公布日2017.10.31(21)申请号201710256274.0(22)申请日2017.04.19(30)优先权数据2016-0851532016.04.21JP(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(51)Int.Cl.C30B29/16(2006.01)C30B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图11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。CN107304481ACN107304481A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Pt系合金制的坩埚，所述炉主体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层叠而成的耐热壁，并且，所述环状的耐热部件通过将两个以上的分割片接合而形成为环状。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，所述坩埚为Rh含量10～30wt％的Pt-Rh系合金制。3.如权利要求1或2所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述耐热壁为氧化锆制。4.如权利要求1～3中任一项所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述发热体为电阻加热发热体。5.如权利要求4所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述电阻加热发热体是以MoSi2为主材的电阻加热发热体。6.如权利要求1～3中任一项所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述发热体为利用高频感应进行加热的发热体。7.如权利要求6所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述利用高频感应进行加热的发热体为Pt-Rh系合金制。8.如权利要求1～7中任一项所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，在所述炉主体中，在所述耐热壁的外侧配设有由耐热性材料构成的支撑筒体，在所述耐热壁与所述支撑筒体之间配设有绝热材料，所述盖体被所述支撑筒体所支撑。9.如权利要求1～8中任一项所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述盖体由绝热材料形成，在该绝热材料中配设有增强部件。10.一种氧化镓晶体的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的氧化镓晶体的制造装置，在氧气气氛下生长氧化镓的晶体。11.如权利要求10所述的氧化镓晶体的制造方法，其特征在于，氧化镓为β-Ga2O3。2CN107304481A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技术领域[0001]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[0002]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。[0003]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。[0004]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。[0005]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