(57)【要約】【課題】ナトリウム金属等を含むフラックスを使用して単結晶を育成するのに際して、高温で単結晶を育成した場合であっても、反応容器内のフラックスによる反応容器の膨潤や浸潤を防止できるようにすることである。【解決手段】アルカリ金属とアルカリ土類金属との少なくとも一方を含むフラックスを使用して単結晶を育成するのに使用する反応容器２５であって、窒化チタンと窒化ジルコニウムとの一方または双方を主成分として含むセラミックスからなる反応容器２５を提供する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属とアルカリ土類金属との少なくとも一方を含むフラックスから単結晶を育成するのに使用する反応容器であって、
窒化チタンと窒化ジルコニウムとの一方または双方を主成分として含むセラミックスからなることを特徴とする、反応容器。
【請求項２】
前記セラミックスが、窒化チタンおよび窒化ジルコニウムからなる群より選ばれた一種の窒化物の粉末あるいは二種の窒化物の混合粉末を原料粉末とする焼結体であることを特徴とする、請求項１記載の反応容器。
【請求項３】
前記原料粉末の粒度が０．２μｍ以上、３μｍ以下であることを特徴とする、請求項２記載の反応容器。
【請求項４】
前記セラミックスのヤング率が２００ＧＰａ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の反応容器。
【請求項５】
前記セラミックスの相対密度が９６％以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の反応容器。
【請求項６】
アルカリ金属とアルカリ土類金属との少なくとも一方を含むフラックスから単結晶を育成する方法であって、
窒化チタンと窒化ジルコニウムとの一方または双方を主成分として含むセラミックスからなる反応容器内に前記フラックスを収容することを特徴とする、単結晶の育成方法。
【請求項７】
前記セラミックスが、窒化チタンおよび窒化ジルコニウムからなる群より選ばれた一種の窒化物の粉末あるいは二種の窒化物の混合粉末を原料粉末とする焼結体であることを特徴とする、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記原料粉末の粒度が０．２μｍ以上、３μｍ以下であることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記セラミックスのヤング率が２００ＧＰａ以上であることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【請求項１０】
前記セラミックスの相対密度が９６％以上であることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一つの請求項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるＮａフラックス法により単結晶を育成する方法およびこれに使用する反応容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム薄膜結晶は、優れた青色発光素子として注目を集めており、発光ダイオードにおいて実用化され、光ピックアップ用の青紫色半導体レーザー素子としても期待されている。Ｎａフラックス法によって窒化ガリウム単結晶を育成する方法としては、例えば、非特許文献１では、窒素のみの雰囲気を使用した場合には雰囲気圧力は５０気圧であり、アンモニア４０％、窒素６０％の混合ガス雰囲気を用いた場合は、全圧は５気圧である。
【非特許文献１】Jpn. J.  Appl. Phys. Vol.42,(2003) ページL4-L6
【０００３】
また、例えば、特許文献１では、窒素とアンモニアの混合ガスを用いて１０から１００気圧としている。特許文献２でも、育成時の雰囲気圧力は１００気圧以下であり、実施例では２、３、５ＭＰａ（約２０気圧、３０気圧、５０気圧）である。また、いずれの従来技術においても、育成温度はすべて１０００℃以下であり、実施例ではすべて８５０℃以下である。
【特許文献１】特開２００２−２９３６９６号公報
【特許文献２】特開２００３−２９２４００号公報
【０００４】
また、窒化アルミニウムは、バンドギャップが６．２ｅＶと大きく、熱伝導率が高いため、紫外領域の発光素子（ＬＥＤ、ＬＤ）用の基板材料として優れており、単結晶ウエハ製造技術の開発が望まれている。これまで、昇華法、ＨＶＰＥ法によるＡｌＮ単結晶の製造技術が提案されている。また、フラックス法（溶液法）でのＡｌＮの製造技術が、特許文献３、非特許文献２に開示されている。特許文献３では、遷移金属をフラックスとして使用している。非特許文献２では、Ｃａ３Ｎ２とＡｌＮ粉末とからＡｌＮ単結晶を得ている。
【特許文献３】特開２００３−１１９０９９
【非特許文献２】Mat.Res. Bull. Vol. 9 (1974) 331〜336頁
【０００５】
最近、Ｎａを触媒に用いることによって、低温・低圧で高品質のバルク状窒化ガリウム単結晶を合成できることが報告されている（特許文献４）。この原料はガリウムとアジ化ナトリウムである。
【特許文献４】特開２０００−３２７４９５
【０００６】
また、特許文献５によれば、窒化ガリウムなどを育成する際のルツボとして、ＡｌＮやパイロリティックＢＮが開示されている。
【非特許文献３】特開２００２−３２６８９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、例えばＨＩＰ装置を用いて、加圧状態で、上記文献にあるよりも高温領域で窒化ガリウム単結晶や窒化アルミニウム単結晶の育成を試みた。ここで、例えば反応温度が１０００℃以上になると、フラックスを収容するアルミナルツボが膨潤、浸潤し、著しく劣化してくることが判明してきた。このようにルツボが膨潤、浸潤すると、ルツボの寿命が短く、またルツボを頻繁に交換することにより、ＨＩＰ装置内の汚染を防止する必要もあると考えられる。また、ルツボの成分が原料融液中に溶出し、不純物として結晶中に取込まれることも懸念される。
【０００８】
本発明の課題は、アルカリまたはアルカリ土類金属を含むフラックスを使用して単結晶を育成するのに際して、高温で単結晶を育成した場合であっても、反応容器内のフラックスによる反応容器の膨潤や浸潤を防止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アルカリ金属とアルカリ土類金属との少なくとも一方を含むフラックスを使用して単結晶を育成するのに使用する反応容器であって、窒化チタンと窒化ジルコニウムとの一方または双方を主成分として含むセラミックスからなることを特徴とする、反応容器に係るものである。
【００１０】
また、本発明は、アルカリとアルカリ土類金属との少なくとも一方を含むフラックスを使用して単結晶を育成する方法であって、窒化チタンと窒化ジルコニウムとの一方または双方を主成分として含むセラミックスからなる反応容器内に前記フラックスを収容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。
【発明の効果】
【００１１】
本発明者は、アルカリとアルカリ土類金属との少なくとも一方を含むフラックスを使用して単結晶を育成するのに際して、窒化チタンと窒化ジルコニウムとの一方または双方を主成分として含むセラミックスからなる反応容器を使用すると、高温で単結晶を育成する際にも、フラックスによる反応容器の膨潤や浸潤が生じにくいことを見いだし、本発明に到達した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に言う反応容器は、フラックスの液体や蒸気に対して接触する容器全般を意味しており、例えばルツボ、圧力容器、ルツボを収容する外側反応容器を含む概念である。本発明は、フラックスを直接に収容して溶融させるためのルツボに適用したときに特に効果的である。
【００１３】
反応容器を構成する窒化物は、単結晶でもよく、あるいは粉末焼結体であってもよい。粉末焼結体の場合には，窒化チタン粉末、窒化ジルコニウム粉末、あるいは窒化チタン粉末と窒化ジルコニウム粉末との混合粉末を原料粉末とし、焼結することによって粉末焼結体を得る。
【００１４】
この際、原料粉末の粒度が０．２μｍ以上、３μｍ以下であることが、フラックスに対する耐蝕性の点で特に好ましく、この観点からは、原料粉末の粒度を０．５μｍ以上、２μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００１５】
また、反応容器を構成するセラミックスのヤング率は、２００GＰａ以上であることが好ましく、３００GＰａ以上であることが更に好ましい。これによって、反応容器の耐久性が一層向上する。
また、窒化物の相対密度は特に限定されないが、フラックスに対する耐蝕性の観点からは、９６％以上であることが好ましく、９７％以上であることが更に好ましい。
【００１６】
また、反応容器を構成するセラミックスは、窒化ジルコニウムを主成分として含有する場合と、窒化チタンを主成分として含有する場合と、窒化チタンおよび窒化ジルコニウムを主成分として含有する場合がある。窒化ジルコニウム、窒化チタン以外の他の成分も、本発明の反応容器のアルカリ金属またはアルカリ土類金属フラックスに対する耐蝕性に影響を及ぼさない範囲で添加することが可能である。このような他の成分としては  イットリアなどの希土類酸化物を例示できる。また、反応容器を構成するセラミックスは、窒化ジルコニウム、窒化チタンの一方または双方を主成分として含有する。これら主成分の比率（双方を含む場合にはその合計値）は、８０重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることが更に好ましく、９５重量％以上であることが最も好ましい。また、他の成分の比率は、１０重量％以下とすることが好ましく、５重量％以下とすることが更に好ましい。
【００１７】
窒化物の製造方法は特に限定されない。例えば原料粉末を混合し、成形する。この成形方法としては一軸プレス法、コールドアイソスタティックプレス法、キャスティング法を例示できる。また、成形時にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）のようなバインダーを使用することもできる。
【００１８】
成形工程後に脱脂を行うこともできる。脱脂温度は特に限定されないが、例えば３００℃以上、更には４００℃以上とすることもできる。また、脱脂温度の上限は特にないが、６００℃以下、更には５００℃以下とすることもできる。
【００１９】
焼成方法は特に限定されず、還元性雰囲気下での常圧焼結やホットプレス、ホットアイソスタティックプレス法、放電プラズマ焼結を例示できる。焼成温度は限定されず、例えば１７００〜２０００℃とすることもできる。
【００２０】
好適な実施形態においては、フラックスを収容したルツボを圧力容器内に収容し、熱間等方圧プレス装置を用いて高圧下で加熱する。このルツボは、本発明のセラミックス材料によって形成できる。この際には、窒素を含む雰囲気ガスを所定圧力に圧縮し、圧力容器内に供給し、圧力容器内の全圧および窒素分圧を制御する。
【００２１】
ただし、例えばこのようなＨＩＰ装置を用いてＮａフラックス法により例えば窒化ガリウム単結晶を育成した場合には、ヒーター、駆動機構、圧力容器の内壁の断熱材などに腐食が生じており、これがＮａフラックスから発生したＮａ蒸気によることを確認した。好適な実施形態においては、このような圧力容器内の各部材の腐食を防止するために、ナトリウム蒸気吸収材を圧力容器の内側に設置する。
【００２２】
好適な実施形態においては、ルツボを収容するための外側反応容器を圧力容器内に設け、外側反応容器内にアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材を設ける。これによって、外側反応容器の外側に、ヒーター、断熱材などの腐食を受け易い部材を設置することができ、これらの部材の腐食防止の点で更に有利である。この外側反応容器は、本発明に従って前記窒化物で形成できる。
【００２３】
また、好適な実施形態においては、ルツボと蓋との間の開口部から漏れ出た蒸気を、アルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材との接触に導くための排出路形成手段を設ける。これによって、ルツボから漏れ出たアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気を確実に吸収材との接触に導くことができる。
【００２４】
排出路形成部材の形態は特に限定されない。例えば、排出路成形部材を底のない容器とし、ルツボをこの無底容器内に収容し、無底容器と反応容器の底面との隙間からガスを逃がすことができる。また、排出路形成部材を有底容器とし、この有底容器中にルツボを収容し、有底容器の上面あるいは側面に一つあるいは複数の排出路を設け、各排出路の出口にアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材を設置することができる。
【００２５】
図１は、圧力容器内に設置するための外側反応容器１６、排出路形成部材２０、アルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材１９およびルツボ２５を概略的に示す断面図である。図２は、本発明において使用可能な単結晶の育成装置１を模式的に示す図である。
【００２６】
例えばＨＩＰ（熱間等方圧プレス）装置の圧力容器２中に、図１の反応容器１６を収容すると、図２に模式的に示す状態となる。ＨＩＰ（熱間等方圧プレス）装置の圧力容器２の中にジャケット３を固定し、ジャケット３内に反応容器１６を設置する。外側反応容器１６の中に、フラックスを構成する少なくともアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む原料を収容する。
【００２７】
圧力容器２の外部に、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１０を通して圧力容器２内に矢印Ｂ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アルカリ金属またはアルカリ土類金属の蒸発を抑制する。この圧力は、図示しない圧力計によって監視する。反応容器１６の周囲にはヒーター４が設置されており、ルツボ内の育成温度を制御可能となっている。
【００２８】
図１に示すように、反応容器１６は、反応容器本体１７と蓋２３とからなり、蓋２３には、円形突出部２３ａが形成されている。蓋２３を本体１７にはめ合わせて外側反応容器１６を形成する。反応容器１６の空間１８に排出路形成手段２０が設置されている。本例の排出路形成手段２０は無底容器であり、その中にルツボ２５が収容されている。蓋２２には、円形突起２２ａが形成されている。ルツボ２５の内側空間２４にはアルカリ金属またはアルカリ土類金属フラックス８と基板７とが収容される。
【００２９】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属フラックス８から発生したアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気は、空間２４から蓋とルツボ２５との隙間を矢印Ｃのように抜け、ルツボ２５と排出路形成手段２０との間に形成された円筒形状の隙間２８を矢印Ｄのように降下する。そして、このアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気は、更に排出路形成手段２０と反応容器本体１７との隙間２９を通って矢印Ｅのように上昇する。
【００３０】
ここで、反応容器本体１７と排出路形成手段２０との間にアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材１９が設置されており、排出路形成手段に沿って排出されてきた蒸気が矢印Ｆのようにアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材１９との接触に導かれる。ここで排ガスからアルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気を吸収した後、ガスは矢印Ｇのように蓋２３と反応容器本体１７との隙間３０を通り、矢印Ｈのように圧力容器２内へと放出される。
【００３１】
アルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材の種類は特に限定されず、例えば以下のものであってよい。
材質：  カーボン、活性炭、シリカゲル、ゼオライトなどの多孔体材料
形態：  綿状体、ファイバー、シート、顆粒状
【００３２】
本発明の育成方法および装置によって、例えば以下の単結晶を好適に育成できる。
窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素およびこれらの固溶体
【００３３】
また、フラックス中には、ナトリウム以外に以下の金属成分を含有させることができる。
リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、錫
【００３４】
本発明の反応容器内でのフラックスの反応温度は特に限定されない。しかし、反応温度が８５０℃以上のときに本発明の作用効果は特に顕著となる。この観点からは、反応温度は９００℃以上とすることが好ましく、１０００℃以上とすることが更に好ましい。この反応温度の上限は特にないが、反応容器の耐蝕性の観点からは、１５００℃以下とすることが好ましく、１３００℃以下とすることが更に好ましい。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、育成溶液をるつぼ内に保持することが困難になるために好ましくない。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
好適な実施形態においては、育成時雰囲気中の窒素分圧を１００気圧以上、２０００気圧以下とする。この窒素分圧を１００気圧以上とすることによって、例えば１０００℃以上の高温領域において、フラックス中への窒素の溶解を促進し、良質の窒化ガリウム単結晶を育成可能であった。この観点からは、雰囲気の窒素分圧を２００気圧以上とすることが更に好ましい。また、窒素分圧は実用的には１０００気圧以下とすることが好ましい。
【００４０】
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。
【００４１】
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、高温での育成が可能なことから、生産性を向上させ得る可能性がある。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
（ＧａＮ、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。
【実施例】
【００４５】
（実施例１）
図１、図２の装置を使用し、図１、図２を参照しつつ説明した前記手順に従って、種結晶７上に窒化ガリウム単結晶膜を育成した。
【００４６】
具体的には、ヨークフレームタイプのＨＩＰ（熱間等方圧プレス）装置を使用した。この圧力容器２中に、図１に示すように、外側反応容器１６、アルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材１９、排出路形成手段２０、ルツボ２５、蓋２２を設置した。
【００４７】
ルツボ２５、蓋２２は窒化チタンによって形成した。具体的には、粒度１〜１．５μｍの窒化チタン粉末３００ｇを直径１００ｍｍ、高さ約１１０ｍｍのペレットにプレス成形した。これに４０ＫＮの荷重をかけながら、窒素雰囲気中で１８００℃に加熱し、２時間保持したところ、高さ約５５ｍｍの焼結体が得られた。この焼結体から外径φ９０ｍｍ、高さ５０ｍｍのルツボを作製した。蓋も同様に作製したこれらを構成する窒化チタンの相対密度は９７％であり、ヤング率は５８０ＧＰａである。
【００４８】
直径２インチのＡｌＮテンプレート７を種結晶として使用した。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。このときのＡｌＮ薄膜の膜厚は１ミクロンとした。金属ガリウムと金属ナトリウムとを、ｍｏｌ比で２７：７３となるようにグローブボックス中で秤量し、ルツボ２５内に入れた。窒素濃度が５０％（残部アルゴン）の不活性混合ガスをボンベ１２から供給し、圧縮機において４０ＭＰａ（およそ４００気圧）に加圧し、１１００℃に加熱した。このときの窒素分圧はおよそ２００気圧である。このガスを圧力容器中に供給した。このままで１００時間保持した。
【００４９】
この結果、厚さ約５ｍｍ、直径２インチのＧａＮ単結晶が成長した。金属ナトリウムの蒸発はほとんど見られなかった。また、ルツボの内壁面には腐食や浸潤や膨潤の痕跡は見られなかった。
【００５０】
（実施例２）
実施例１と同様にして単結晶を育成した。ただし、ルツボ２５および蓋２２を構成する材質は窒化ジルコニウムとした。具体的には、粒度１〜２μｍの窒化ジルコニウム粉末          ４００ｇを直径１００ｍｍ、高さ約１１０ｍｍのペレットにプレス成形した。これに４０ＫＮの荷重をかけながら、窒素雰囲気中で１８００℃に加熱し、２時間保持したところ、高さ約５５ｍｍの焼結体が得られた。この焼結体から外径φ９０ｍｍ、高さ５０ｍｍのルツボを作製した。蓋も同様に作製した。これらを構成する窒化ジルコニウムの相対密度は９７％であり、ヤング率は５００ＧＰａである。
【００５１】
この結果、厚さ約５ｍｍ、直径２インチのＧａＮ単結晶が成長した。金属ナトリウムの蒸発はほとんど見られなかった。また、ルツボの内壁面には腐食や浸潤や膨潤の痕跡は見られなかった。
【００５２】
（実施例３）
実施例１と同様にして単結晶を育成した。ただし、ルツボおよび蓋を構成する材質は、窒化チタンと窒化ジルコニウムとの混合セラミックスとした。具体的には、粒度１〜１．５μｍの窒化チタン粉末１５０ｇと粒度１〜２μｍの窒化ジルコニウム粉末２００ｇとを直径１００ｍｍ、高さ約１１０ｍｍのペレットにプレス成形した。これに４０ＫＮの荷重をかけながら、窒素雰囲気中で１８００℃に加熱し、４時間保持したところ、高さ約５５ｍｍの焼結体が得られた。この焼結体から外径φ９０ｍｍ、高さ５０ｍｍのルツボを作製した。蓋も同様に作製した。これらを構成するセラミックスの相対密度は９７％であり、ヤング率は５４０GＰａである。
【００５３】
この結果、厚さ約５ｍｍ、直径２インチのＧａＮ単結晶が成長した。金属ナトリウムの蒸発はほとんど見られなかった。また、ルツボの内壁面には腐食や浸潤や膨潤の痕跡は見られなかった。
【００５４】
（比較例１）
実施例１と同様にして単結晶を育成した。ただし、ルツボおよび蓋を構成する材質は窒化アルミニウムとした。具体的には、平均粒径１．４μｍの窒化アルミニウム粉末を直径１００ｍｍ、高さ約１００ｍｍのペレットにプレス成形した。これに４０ＫＮの荷重をかけながら、窒素雰囲気中で１８００℃に加熱し、４時間保持したところ、高さ約５５ｍｍの焼結体が得られた。この焼結体から外径φ９０ｍｍ、高さ５０ｍｍのルツボを作製した。蓋も同様に作製した。これらを構成する窒化アルミニウムの相対密度は９７％であり、ヤング率は３００GＰａである。
【００５５】
この結果、厚さ約５ｍｍ、直径２インチのＧａＮ単結晶が成長した。金属ナトリウムの蒸発はほとんど見られなかった。また、ルツボの内壁面には膨潤の痕跡が見られ、セラミックス組織が少し膨らんでいた。
【００５６】
（実施例４）
実施例１と同様にしてＡｌＮ単結晶を育成した。本例では、Ｇａ、Ａｌ、およびＣａを含むフラックス原料をグローブボックス中で秤量した。秤量済の原料をルツボ２５に充填した。ルツボおよび蓋は、実施例１と同様の窒化チタン焼結体から形成した。また、種結晶として、ＡｌＮテンプレート７（サファイア単結晶ウエハ上に厚さ１μｍの窒化アルミニウム薄膜をエピタキシャル成長させたもの）を用いた。窒素−アルゴン混合ガス（窒素１０％）を雰囲気として、所定の温度・圧力にて１００時間保持した。
【００５７】
この結果，厚さ約１ｍｍの窒化アルミニウム単結晶が、ＡｌＮテンプレート上に成長したことを確認した。
【００５８】
また、金属ナトリウムの蒸発はほとんど見られなかった。ルツボの内壁面には腐食や浸潤や膨潤の痕跡は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態において使用可能な反応容器を概略的に示す断面図である。
【図２】ＨＩＰ装置に図１の反応容器をセットした状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  育成装置            ２  圧力容器            ７  種結晶            ８  フラックス            １０  供給管            １６  反応容器            １７  反応容器本体            １９  アルカリ金属またはアルカリ土類金属蒸気吸収材            ２０  排出路形成部材            ２１  排出路            ２２  ルツボの蓋            ２３  蓋            ２５  ルツボ            Ｂ  混合ガスの流れ            Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ            ガスの流路
【図１】
2006265069.tif 000004
【図２】
2006265069.tif 000005