(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容器に囲まれ、融液に種基板を浸漬させて加熱加圧雰囲気下で結晶を成長させる反応容器と、前記複数の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前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、
前記駆動軸は、第１駆動軸と第２駆動軸とを有し、
前記複数の容器のうちの第１容器と第２容器との間において、前記第１駆動軸と前記第２駆動軸とを物理的に軸方向で連結させずに偏心可能とさせ、且つ、一体回転可能とさせる軸継手を有することを特徴とする結晶成長装置。
【請求項２】
前記軸継手は、前記第１駆動軸及び前記第２駆動軸のうち一方側に設けられた第１係合部と、前記第１駆動軸及び前記第２駆動軸のうち他方側に設けられた第２係合部と、を有し、
前記第１係合部と前記第２係合部とは、軸方向と直交する方向で相対移動自在で、且つ、軸周り方向で係合するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の結晶成長装置。
【請求項３】
前記第１係合部は、板体を有し、
前記第２係合部は、前記板体を跨いで、且つ、前記板体の厚みより大きな距離で設けられた一対の棒体を有することを特徴とする請求項２に記載の結晶成長装置。
【請求項４】
前記第１係合部と前記第２係合部とは、軸周り方向で点接触して係合するよう設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の結晶成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶成長装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、圧力容器等の複数の容器で囲って、高温高圧状態を維持する構成が一般的である。こうした複数の容器に駆動軸を挿通して設ける場合、各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、製作誤差や熱変形により容器の相互間で孔部のズレ、偏心が生じ易くなるため、組立の際に駆動軸が孔部に挿通できない、また、駆動軸が円滑に回転しない等の不具合が生じる。一方、単純に孔部の径を大きくすると、駆動軸と孔部との間に隙間が生まれ、熱が流出して温度分布が不均一となり、結晶成長に悪影響を及ぼす。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、製作誤差や熱変形があっても、容易に組立でき、駆動軸の円滑な回転を可能とする結晶成長装置の提供を目的とする。また、第２の目的として、結晶成長に悪影響をあたえる熱流出を抑制できる結晶成長装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、複数の容器に囲まれ、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、上記複数の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、上記駆動軸は、第１駆動軸と第２駆動軸とを有し、上記複数の容器のうちの第１容器と第２容器との間において、上記第１駆動軸と上記第２駆動軸とを偏心可能とさせ、且つ、一体回転可能とさせる軸継手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、ある特定の容器の間において、駆動軸を構成する第１駆動軸と第２駆動軸とが偏心自在且つ一体回転可能となるので、製作誤差や熱変形による容器の相互間でのズレ、偏心を許容することができる。
【０００７】
また、本発明においては、上記軸継手は、上記第１駆動軸及び上記第２駆動軸のうち一方側に設けられた第１係合部と、上記第１駆動軸及び上記第２駆動軸のうち他方側に設けられた第２係合部と、を有し、上記第１係合部と上記第２係合部とは、軸方向と直交する方向で相対移動自在で、且つ、軸周り方向で係合するように設けられてい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、第１係合部と第２係合部とが軸方向と直交する方向に相対移動することで偏心可能となり、第１係合部と第２係合部とが軸周り方向で係合することで一体回転可能となる。
【０００８】
また、本発明においては、上記第１係合部は、板体を有し、上記第２系合部は、上記板体を跨いで、且つ、上記板体の厚みより大きな距離で設けられた一対の棒体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、一対の棒体が板体の厚みより大きい距離で設けられるため、棒体と板体との間に駆動軸のズレ、偏心を許容する隙間を形成することが可能となる。また、棒体あるいは板体の一方が回転すると他方と接触して係合し、一体回転が可能となる。
【０００９】
また、本発明においては、上記第１係合部と上記第２係合部とは、軸周り方向で点接触して係合するよう設けられてい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、高温にさらされる駆動軸側から熱伝導で伝わる熱を小さくすることが可能となるため、駆動軸を介した熱流出を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の容器に囲まれ、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、上記複数の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、上記駆動軸は、第１駆動軸と第２駆動軸とを有し、上記複数の容器のうちの第１容器と第２容器との間において、上記第１駆動軸と上記第２駆動軸とを偏心可能とさせ、且つ、一体回転可能とさせる軸継手を有するという構成を採用することによって、ある特定の容器の間において、駆動軸を構成する第１駆動軸と第２駆動軸とが偏心自在且つ一体回転可能となるので、製作誤差や熱変形による容器の相互間でのズレ、偏心を許容することができる。
したがって、本発明では、製作誤差や熱変形があっても、容易に組立でき、駆動軸の円滑な回転を可能とする結晶成長装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における窒化ガリウム製造装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態における軸継手の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における軸継手の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における軸継手の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明の別実施形態における窒化ガリウム製造装置を示す構成図である。
【図６】本発明の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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と第３駆動軸４１Ｃ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、断熱容器２０に設けられた不図示の軸受により回転自在に支持され、第３駆動軸４１Ｃは、反応容器１０に設けられた不図示の軸受により回転自在に支持されている。
【００１９】
図２〜図４は、本発明の実施形態における軸継手６０の構成の一例を示す斜視図である。図２〜図４においては、説明の便宜上、紙面上方の駆動軸を第１駆動軸４１Ａとし、紙面下方の駆動軸を第２駆動軸４１Ｂとして示している。
軸継手６０は、第１駆動軸４１Ａに設けられた第１係合部６１と、第２駆動軸４１Ｂに設けられた第２係合部６２とを有する。第１係合部６１と第２係合部６２とは、軸方向と直交する方向で相対移動自在で、且つ、軸周り方向で係合する構成となっている。
【００２０】
先ず、図２に示す軸継手６０ａの構成について説明する。
第１係合部６１ａは、略コの字形状を有しており、第１駆動軸４１Ａの端部から軸方向と直交する方向の両側に延在する板体６３と、板体６３の延在方向両端縁から第２駆動軸４１Ｂに向かって軸方向に延在する板体６４ａ，６４ｂとを有する。
一方、第２係合部６２ａは、第２駆動軸４１Ｂの端部から軸方向と直交する方向の両側に延在する板体６５と、板体６５の延在方向一端部側であってその短辺方向側部の一方において第１駆動軸４１Ａに向かって所定幅で軸方向に延在する板体６６ａと、板体６５の延在方向他端部側であってその短辺方向側部の他方において第１駆動軸４１Ａに向かって所定幅で軸方向に延在する板体６６ｂとを有する。
上記構成の軸継手６０ａによれば、第１駆動軸４１Ａが軸周り（平面視時計回り）に回転すると、板体６４ａと板体６６ａとが接触し、また、板体６４ｂと板体６６ｂとが接触して係合する。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４２Ｂとが一体回転する。また、板体６６ａ，６６ｂは接触面積が広く、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとが軸方向と直交する方向に偏心してもそのズレを許容できる構成となっている。なお、この軸継手６０ａは、回転方向が一方のみの場合に好適に採用することができる。
【００２１】
次に、図３に示す軸継手６０ｂの構成について説明する。
第１係合部６１ｂは、第１駆動軸４１Ａの端部を切削して形成された一対の棒体６７を有する。棒体６７は、第１駆動軸４１Ａの端面において、第１駆動軸４１Ａの回転中心を挟んで所定距離を空けて立設されている。
一方、第２係合部６２ｂは、第２駆動軸４１Ｂの端部を切削して形成された板体６８を有する。板体６８は、第２駆動軸４１Ｂの端面において、第２駆動軸４１Ｂの回転中心から軸方向と直交する方向両側に延在する構成となっている。
一対の棒体６７は、軸方向で組み合わされた際に、板体６８を跨ぎ、且つ、板体６８の厚みより大きな距離で設けられる。
上記構成の継手６０ｂによれば、第１駆動軸４１Ａが軸周り（平面視時計回り）に回転すると、一対の棒体６７が板体６８を厚み方向で挟み込んで接触し、係合する。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４２Ｂとが一体回転する。一方、第１駆動軸４１Ａが軸周り（平面視反時計回り）に回転しても、一対の棒体６７が板体６８を厚み方向で挟み込んで接触し、係合する。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４２Ｂとが一体回転する。また、一対の棒体６７は、板体６８の厚みより大きな距離を空けて設けられているので、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとが軸方向と直交する方向に偏心してもそのズレを許容できる構成となっている。
【００２２】
次に、図４に示す軸継手６０ｃの構成について説明する。図４に示す軸継手６０ｃは、図３に示す軸継手６０ｂの構造（棒体６７及び板体６８）を２組有する構造となっている。
すなわち、第１係合部６１ｃは、第１駆動軸４１Ａの端部に設けられた正四角形状の板体６９を有し、棒体６７ａ〜６７ｄが板体６９の四隅に設けられる。一方、第２係合部６２ｃは、第２駆動軸４１Ｂの回転中心で十字に交差する板体６８ａ，６８ｂを有する。
上記構成の継手６０ｃによれば、第１駆動軸４１Ａが軸周り（平面視時計回り）に回転すると、棒体６７ａ，６７ｃが板体６８ａを厚み方向で挟み込んで接触し、また、棒体６７ｂ，６７ｄが板体６８ｂを厚み方向で挟み込んで接触し、係合する。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４２Ｂとが一体回転する。一方、第１駆動軸４１Ａが軸周り（平面視反時計回り）に回転しても、棒体６７ａ，６７ｃが板体６８ｂを厚み方向で挟み込んで接触し、また、棒体６７ｂ，６７ｄが板体６８ａを厚み方向で挟み込んで接触し、係合する。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４２Ｂとが一体回転する。また、棒体６７ａ〜６７ｄは、板体６８ａ，６８ｂの厚みより大きな距離を空けて配置されるので、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとが軸方向と直交する方向に偏心してもそのズレを許容できる構成となっている。
【００２３】
図１に戻り、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。この構成によれば、断熱容器２０からの高温ガスの流出を抑制することができる。
【００２４】
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。
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。
【００２５】
ここで、本実施形態の駆動軸４１は、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂと第３駆動軸４１Ｃとを備えている。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとが圧力容器３０と断熱容器２０との間において軸継手６０により偏心可能且つ一体回転可能に接続され、第２駆動軸４１Ｂと第３駆動軸４１Ｃとが断熱容器２０と反応容器１０との間において軸継手６０により偏心可能且つ一体回転可能に接続されている。本実施形態の軸継手６０によれば、図２〜図４に示すように、第１係合部６１と第２係合部６２との間の隙間（ガタ）が大きいので、軸の偏心、偏角、エンドプレイいずれの誤差も許容可能である。したがって、製作誤差や熱変形により容器の相互間でズレが生じても、組立の際に駆動軸４１を挿通でき、また、駆動軸４１を円滑に回転させることができる。
また、本実施形態の軸継手６０の構成によれば、第１係合部６１と第２係合部６２とが点接触して係合することから、高温にさらされる攪拌翼５２側から熱伝導により駆動軸４１を伝わる熱を小さく抑えることが可能となるため、断熱容器２０外への熱の流出を防いで温度均一化を図れ、ＧａＮ結晶の高品質化を実現できる。
【００２６】
したがって、上述した本実施形態によれば、複数の容器に囲まれ、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、複数の容器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、圧力容器３０（複数の容器のうちの第１容器）と断熱容器２０（複数の容器のうちの第２容器）との間において、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとを偏心可能に、且つ、一体回転可能に軸方向で接続する軸継手６０を有するという構成を採用することによって、圧力容器３０と断熱容器２０との間において、製作誤差や熱変形による容器の相互間でのズレ、偏心を許容することができる。また、断熱容器２０（複数の容器のうちの第１容器）と反応容器１０（複数の容器のうちの第２容器）との間において、第２駆動軸４１Ｂと第３駆動軸４１Ｃとを偏心可能に、且つ、一体回転可能に軸方向で接続する軸継手６０を有するという構成を採用することによって、断熱容器２０と圧力容器３０との間において、製作誤差や熱変形による容器の相互間でのズレ、偏心を許容することができる。
したがって、本実施形態では、製作誤差や熱変形があっても、容易に組立でき、駆動軸４１の円滑な回転を可能とする窒化ガリウム製造装置１を得ることができる。
【００２７】
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。
【００２８】
例えば、上述した軸継手６０の構造が、第１駆動軸４１Ａに第２係合部６２が設けられ、第２駆動軸４１Ｂに第１係合部６１が設けられるような、逆構造であってもよい。
また、例えば、圧力容器３０と断熱容器２０との間は、断熱容器２０内部より温度が低い（２００℃〜３００℃程度）ので、その位置の軸継手６０を、図５に示す別実施形態のように、磁気カップリング構造にしてもよい。この構成によれば、第１駆動軸４１Ａに設けられた磁性体６１ａと、第２駆動軸４１Ｂに設けられた磁性体６２ｂとが、非磁性体のステンレス鋼から形成された隔壁５４を介して、非接触で磁気的に接続されるため、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとを偏心可能に、且つ、一体回転可能にすることができる。また、隔壁５４により、第１孔部２２を気密に囲えば、対流による高温ガスの熱逃げを抑制することもできる。
【００２９】
（実施例）
以下、図６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６（ａ）は攪拌装置４０の平面図を、図６（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。  
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。なお、軸継手６０Ａは、設置スペースの関係で、例えば図３に示す構造を採用している。一方、軸継手６０Ｂは、例えば図２に示す構造を採用している。
【００３６】
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。
【００３７】
上述した実施例によれば、軸継手６０Ａ及び軸継手６０Ｂにより、製作誤差や熱変形による容器の相互間でのズレ、偏心を許容することができる。
したがって、本実施例では、製作誤差や熱変形があっても、容易に組立でき、駆動軸４１の円滑な回転を可能とする窒化ガリウム製造装置１を得ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
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、３０…圧力容器、４０…攪拌装置、４１…駆動軸、４１Ａ…第１駆動軸、４１Ｂ…第２駆動軸、４１Ｃ…第３駆動軸、６０…軸継手、６１…第１係合部、６１…第２係合部、６７，６７ａ，６７ｂ…棒体、６８，６８ａ，６８ｂ…板体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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