(57)【要約】【課題】  反応物質を効率良く混合するとともに、成長表面で速い流れを誘起することにより、反応を迅速に行い、均一で高品質な結晶を効率良く成長させることが可能なIII族窒化物結晶の製造方法を提供する。【解決手段】  窒素源を含む反応容器１５内において、III族元素と前記窒素源とをアルカリ金属融液１００中で反応させてIII族窒化物結晶を生成させ成長させる結晶成長工程を含む、III族窒化物結晶の製造方法であって、  前記結晶成長工程の少なくとも一部の時間において、所定の回転軸ｂを中心とした回転運動により反応容器１５の内容物を撹拌し、かつ、回転軸ｂが、重力の方向ａに対し傾斜していることを特徴とする、III族窒化物結晶の製造方法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素源を含む反応容器内において、III族元素と前記窒素源とをアルカリ金属融液中で反応させてIII族窒化物結晶を生成させ成長させる結晶成長工程を含む、III族窒化物結晶の製造方法であって、
前記結晶成長工程の少なくとも一部の時間において、所定の回転軸を中心とした回転運動により前記反応容器の内容物を撹拌し、かつ、前記回転軸が、重力の方向に対し傾斜していることを特徴とする、III族窒化物結晶の製造方法。
【請求項２】
前記回転軸の傾斜角度が、重力の方向に対し０度（°）を超え４５度（°）以下の範囲である請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記回転運動の回転速度が、０ｒｐｍを超え１００ｒｐｍ以下の範囲である請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
前記回転運動が、前記反応容器を回転させる回転運動を含む請求項１から３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記回転運動における回転方向を、少なくとも１回反転させる請求項１から４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記反応容器の内部空間の形状が、ほぼ柱状である請求項１から５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記内部空間における前記柱状形状の底面が、円形、楕円形、多角形、三角形、四角形、五角形、または六角形である請求項６記載の製造方法。
【請求項８】
前記回転軸が、前記柱状形状の軸とほぼ一致する請求項６または７記載の製造方法。
【請求項９】
さらに、
予め準備されたIII族窒化物の複数の部分を種結晶として選択する種結晶選択工程と、
前記種結晶の表面を前記アルカリ金属融液に接触させる接触工程とを含み、
前記結晶成長工程において、前記種結晶から前記III族窒化物結晶を生成および成長させ、かつ、前記III族窒化物結晶の成長により、前記複数の種結晶から成長した複数の前記III族窒化物結晶を結合させる、請求項１から８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記種結晶選択工程において、
前記予め準備されたIII族窒化物が、III族窒化物結晶層であり、前記III族窒化物結晶層上に、複数の貫通孔を有するマスクが配置され、
前記貫通孔から露出した前記III族窒化物結晶層の面を、前記種結晶として選択するか、
または、
前記種結晶選択工程において、
前記予め準備されたIII族窒化物が、基板上に配置された複数のIII族窒化物結晶であり、
前記複数のIII族窒化物結晶を、前記種結晶として選択する、請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】
前記種結晶選択工程において、
前記予め準備されたIII族窒化物が、基板上に配置された複数のIII族窒化物結晶であり、
前記複数のIII族窒化物結晶を、前記種結晶として選択し、かつ、
前記基板上に配置された複数のIII族窒化物結晶は、前記基板上に形成されたIII族窒化物結晶層の一部を除去して形成されたIII族窒化物結晶である請求項１０記載の製造方法。
【請求項１２】
前記種結晶選択工程、前記接触工程および前記結晶成長工程において、前記III族窒化物結晶層および前記マスクから構成されたユニット、または、前記基板および前記III族窒化物結晶から構成されたユニットを、複数、近接させて並列に配置し、
前記結晶成長工程において、前記III族窒化物結晶の成長により、互いに隣接する前記各ユニットから成長した前記III族窒化物結晶どうしを結合させる、請求項１０または１１記載の製造方法。
【請求項１３】
前記窒素源が、窒素含有ガスである請求項１から１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記窒素含有ガスが、窒素ガス（Ｎ２）およびアンモニアガス（ＮＨ３）の少なくとも一方である請求項１３記載の製造方法。
【請求項１５】
前記III族窒化物結晶が、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表されるIII族窒化物結晶である請求項１から１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記III族窒化物結晶がＧａＮである請求項１から１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の製造方法により製造されるIII族窒化物結晶。
【請求項１８】
転位密度が１．０×１０４／ｃｍ２以下である請求項１７記載のIII族窒化物結晶。
【請求項１９】
ＸＲＣ（Ｘ線ロッキングカーブ回折法）による半値幅の、対称反射成分（００２）および非対称反射成分（１０２）の半値幅が、それぞれ１００秒以下である請求項１７または１８記載のIII族窒化物結晶。
【請求項２０】
請求項１７から１９のいずれか一項に記載のIII族窒化物結晶を含み、前記III族窒化物結晶が半導体である、半導体装置。
【請求項２１】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の製造方法に用いるIII族窒化物結晶製造装置であり、
前記回転運動を行う回転運動手段を含むIII族窒化物結晶製造装置。
【請求項２２】
さらに、前記回転軸の方向を変化させる回転軸可変手段を含む請求項２１記載のIII族窒化物結晶製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物結晶の製造方法、III族窒化物結晶、半導体装置およびIII族窒化物結晶製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）などのIII族窒化物半導体（III族窒化物化合物半導体、またはＧａＮ系半導体などともいう）は、レーザダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の各種半導体素子の材料として広く用いられている。例えば、青色光を発するレーザダイオード（ＬＤ）は、高密度光ディスクやディスプレイに応用され、青色光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ディスプレイや照明などに応用される。また、紫外線ＬＤは、バイオテクノロジなどへの応用が期待され、紫外線ＬＥＤは、蛍光灯の紫外線源として期待されている。
【０００３】
III族窒化物（例えばＧａＮ）結晶基板を製造するための一般的な方法としては、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metalorganic  Chemical  Vapor  Deposition）等の気相エピタキシャル成長がある。一方、より高品質なIII族窒化物単結晶を製造可能な方法として、液相中での結晶成長法も行われている。この液晶成長法は、高温高圧を必要とするという問題があったが、近年の改良により、比較的低温低圧で行うことができるようになり、量産にも適した方法となっている（例えば、特許文献１〜２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９３６９６号公報
【特許文献２】特許第４５８８３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液晶成長法では、反応を迅速に行い、均一で高品質な結晶を効率良く成長させるために、反応物質を効率良く混合すること、および、結晶成長表面上で流れを発生させることが重要である。このため、例えば、特許文献２では、反応容器（坩堝）内の融液を撹拌用のプロペラにより撹拌する方法、および、反応容器を揺動させる方法が開示されている。しかし、例えば大サイズのIII族窒化物結晶を得る等の目的のためには、結晶成長をさらに迅速に効率良く行うこと、および、そのために、前記反応物質の混合をさらに効率良く行うことが求められる。
【０００６】
そこで、本発明は、融液の流れを強く誘起することで、反応物質を効率良く混合するとともに、結晶成長表面上での流れを高速化することにより、反応を迅速に行い、均一で高品質な結晶を効率良く成長させることが可能なIII族窒化物結晶の製造方法の提供を目的とする。さらに、本発明は、前記製造方法により製造されるIII族窒化物結晶、前記III族窒化物結晶を用いた半導体装置、および、前記製造方法に用いるIII族窒化物結晶製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明のIII族窒化物結晶の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」という場合がある。）は、
窒素源を含む反応容器内において、III族元素と前記窒素源とをアルカリ金属融液中で反応させてIII族窒化物結晶を生成させ成長させる結晶成長工程を含む、III族窒化物結晶の製造方法であって、
前記結晶成長工程の少なくとも一部の時間において、所定の回転軸を中心とした回転運動により前記反応容器の内容物を撹拌し、かつ、前記回転軸が、重力の方向に対し傾斜していることを特徴とする。
【０００８】
本発明のIII族窒化物結晶は、前記本発明の製造方法により製造されるIII族窒化物結晶、または前記III族窒化物結晶をさらに成長させて製造されるIII族窒化物結晶である。
【０００９】
本発明の半導体装置は、前記本発明のIII族窒化物結晶を含み、前記III族窒化物結晶が半導体である、半導体装置である。
【００１０】
本発明のIII族窒化物結晶製造装置は、前記本発明の製造方法に用いるIII族窒化物結晶製造装置であり、
前記回転運動を行う回転運動手段を含むIII族窒化物結晶製造装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、融液の流れを強く誘起することで、反応物質を効率良く混合するとともに、結晶成長表面上での流れを高速化することにより、反応を迅速に行い、均一で高品質な結晶を効率良く成長させることが可能なIII族窒化物結晶の製造方法、前記製造方法により製造されるIII族窒化物結晶、前記III族窒化物結晶を用いた半導体装置、および、前記製造方法に用いるIII族窒化物結晶製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明のIII族窒化物結晶製造装置の構成の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、反応容器を揺動させることが可能なIII族窒化物結晶製造装置の構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、図１の装置における反応容器を傾斜させた状態を模式的に例示する断面図である。
【図４】図４は、実施例で製造したＧａＮ結晶の写真である。
【図５】図５は、実施例および参考例で製造した別のＧａＮ結晶の写真である。
【図６】図６は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶の写真である。
【図７】図７は、実施例および比較例で製造したさらに別のＧａＮ結晶の写真である。
【図８】図８は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶の写真である。
【図９】図９は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶の写真である。
【図１０】図１０は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶の写真である。
【図１１】図１１は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｃ面でスライスした状態の写真およびＸＲＣ測定結果を示す図である。
【図１２】図１２は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｃ面でスライスした状態の写真およびＸＲＣ測定結果を示す図である。
【図１３】図１３は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｃ面でスライスした状態のＣＬ像写真である。
【図１４】図１４は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｃ面でスライスした状態のＣＬ像写真である。
【図１５】図１５は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｍ面でスライスした状態の写真である。
【図１６】図１６は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｍ面でスライスした状態の写真およびＸＲＣ測定結果を示す図である。
【図１７】図１７は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｍ面でスライスした状態のＣＬ像写真である。
【図１８】図１８は、実施例で製造したさらに別のＧａＮ結晶をｍ面でスライスした状態のＣＬ像写真である。
【図１９】図１９は、本発明の製造方法における工程の一例を模式的に示す工程断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の製造方法における工程の別の一例を模式的に示す工程断面図である。
【図２１】図２１は、図２０の工程断面図による製造方法を示す平面図である。
【図２２】図２２は、本発明の製造方法における工程のさらに別の一例を模式的に示す平面図である。
【図２３】図２３は、本発明の製造方法における工程のさらに別の一例を模式的に示す平面図である。
【図２４】図２４は、本発明の製造方法における工程のさらに別の一例を模式的に示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下の説明により限定されない。
【００１４】
本発明の製造方法において、前記回転軸の傾斜角度は、特に限定されないが、重力の方向に対し、好ましくは０度（°）を超え４５度（°）以下の範囲、より好ましくは５〜３０度（°）の範囲、さらに好ましくは１０〜２０度（°）の範囲である。
【００１５】
本発明の製造方法において、前記回転運動の回転速度は、特に限定されないが、好ましくは０ｒｐｍを超え１００ｒｐｍ以下の範囲、より好ましくは５〜５０ｒｐｍの範囲、さらに好ましくは１０〜３０ｒｐｍの範囲である。また、前記回転運動を続ける時間（回転時間）は、特に限定されない。例えば、前記結晶成長工程の開始から終了まで前記回転運動を続けることが好ましいが、これには限定されない。
【００１６】
本発明の製造方法の前記結晶成長工程において、結晶成長時間は、特に限定されないが、好ましくは１０〜３０００時間、より好ましくは５０〜２０００時間、さらに好ましくは１００〜１０００時間である。前記結晶成長時間が長いほど大きな結晶を製造しやすいが、結晶製造効率を考慮して前記結晶成長時間を適宜設定することが好ましい。
【００１７】
本発明の製造方法において、前記回転運動は、例えば、前記反応容器を回転させる回転運動を含んでいても良い。また、本発明の製造方法は、前記回転運動における回転方向を、少なくとも１回反転させることが好ましい。
【００１８】
本発明の製造方法において、前記反応容器の内部空間の形状は、特に限定されないが、ほぼ柱状であることが好ましい。前記内部空間における前記柱状形状の底面は、特に限定されないが、例えば、円形、楕円形、多角形、三角形、四角形、五角形、または六角形である。また、前記回転軸が、前記柱状形状の軸とほぼ一致することが好ましい。
【００１９】
本発明の製造方法は、さらに、予め準備されたIII族窒化物の複数の部分を種結晶として選択する種結晶選択工程と、前記種結晶の表面を前記アルカリ金属融液に接触させる接触工程とを含み、前記結晶成長工程において、前記種結晶から前記III族窒化物結晶を生成および成長させ、かつ、前記III族窒化物結晶の成長により、前記複数の種結晶から成長した複数の前記III族窒化物結晶を結合させることが好ましい。この場合において、前記種結晶が、六方晶であり、前記種結晶選択工程において、互いに隣接する前記種結晶から成長した各結晶のｍ面どうしがほぼ重なり合わないように前記種結晶を配置することがより好ましい。この場合において、互いに隣接する前記種結晶のａ軸どうしまたはｃ軸どうしがほぼ重なり合うように前記種結晶を配置することがさらに好ましい。または、前記種結晶が、ｃ面を有し、前記種結晶選択工程において、前記ｃ面を前記種結晶の結晶成長面として選択し、互いに隣接する前記種結晶のａ軸どうしがほぼ重なり合うように前記種結晶を配置することがさらに好ましい。
【００２０】
前記複数の種結晶から成長した複数の前記III族窒化物結晶を結合させる場合において、前記種結晶から成長した各結晶の側面どうしがほぼ重なり合わないように前記種結晶を配置することが好ましい。
【００２１】
前記種結晶選択工程において、前記予め準備されたIII族窒化物が、III族窒化物結晶層であり、前記III族窒化物結晶層上に、複数の貫通孔を有するマスクが配置され、前記貫通孔から露出した前記III族窒化物結晶層の面を、前記種結晶として選択するか、または、前記種結晶選択工程において、前記予め準備されたIII族窒化物が、基板上に配置された複数のIII族窒化物結晶であり、前記複数のIII族窒化物結晶を、前記種結晶として選択することが好ましい。
【００２２】
前記種結晶選択工程において、前記予め準備されたIII族窒化物が、III族窒化物結晶層であり、前記III族窒化物結晶層上に、複数の貫通孔を有するマスクが配置され、前記貫通孔から露出した前記III族窒化物結晶層の面を、前記種結晶として選択し、かつ、前記マスクが、前記III族窒化物結晶層に密着していないことがより好ましい。
【００２３】
または、前記種結晶選択工程において、前記予め準備されたIII族窒化物が、基板上に配置された複数のIII族窒化物結晶であり、前記複数のIII族窒化物結晶を、前記種結晶として選択し、かつ、前記基板上に配置された複数のIII族窒化物結晶は、前記基板上に形成されたIII族窒化物結晶層の一部を除去して形成されたIII族窒化物結晶であることがより好ましい。
【００２４】
前記種結晶選択工程、前記接触工程および前記結晶成長工程において、前記III族窒化物結晶層および前記マスクから構成されたユニット、または、前記基板および前記III族窒化物結晶から構成されたユニットを、複数、近接させて並列に配置し、前記結晶成長工程において、前記III族窒化物結晶の成長により、互いに隣接する前記各ユニットから成長した前記III族窒化物結晶どうしを結合させることがより好ましい。
【００２５】
前記マスクまたは前記基板が、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）の酸化物、ダイヤモンドライクカーボン、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化イットリウム、イットリウムアルミニウムガーネット（YAG）、タンタル、レニウム、およびタングステンからなる群から選択される少なくとも１つを含むことがより好ましい。
【００２６】
前記マスク貫通孔、または前記基板凸部が、ドット形状であることがより好ましい。前記ドットの直径が、０．０１〜１０ｍｍの範囲であることがさらに好ましい。また、互いに隣接する前記マスク貫通孔どうし、または、互いに隣接する前記基板凸部どうしの距離が、０．０５ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法において、前記窒素源が、窒素含有ガスであることが好ましい。前記窒素含有ガスは、窒素ガス（Ｎ２）およびアンモニアガス（ＮＨ３）の少なくとも一方であることがより好ましい。
【００２８】
本発明の製造方法において、前記III族窒化物結晶は、特に限定されないが、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表されるIII族窒化物結晶であることが好ましく、ＧａＮであることが特に好ましい。
【００２９】
本発明のIII族窒化物結晶において、転位密度は、特に限定されないが、好ましくは１．０×１０４／ｃｍ２以下、より好ましくは１．０×１０３／ｃｍ２以下、さらに好ましくは１．０×１０２／ｃｍ２以下、理想的には０であり、通常は０を超える値である。
【００３０】
本発明のIII族窒化物結晶において、ＸＲＣ（Ｘ線ロッキングカーブ回折法）による半値幅の、対称反射成分（００２）および非対称反射成分（１０２）の半値幅は、特に限定されないが、それぞれ、好ましくは１００秒以下、より好ましくは５０秒以下、さらに好ましくは３０秒以下、さらに好ましくは１０秒以下である。前記半値幅の下限値は、特に限定されないが、例えば、０を超える値である。前記０を超える値は、例えば、Ｘ線動力学計算から算出される、０を超える有限の値である。
【００３１】
本発明のIII族窒化物結晶製造装置は、前記回転運動手段に加え、さらに、前記回転軸の方向を変化させる回転軸可変手段を含むことが好ましい。
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、さらに具体的に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００３３】
＜１．本発明の製造方法およびIII族窒化物結晶製造装置＞
まず、本発明の製造方法に用いる前記本発明のIII族窒化物結晶製造装置および前記反応容器について、例を挙げて説明する。
【００３４】
本発明のIII族窒化物結晶製造装置は、前述のとおり、前記回転運動を行う回転運動手段を含む。これ以外は、本発明のIII族窒化物結晶製造装置は、特に限定されず、例えば、一般的な液相成長法に用いる装置（ＬＰＥ装置）と同様でも良い。
【００３５】
図１の模式図に、本発明のIII族窒化物結晶製造装置の一例を示す。同図のIII族窒化物結晶製造装置は、ＬＰＥ装置である。同図に示す通り、このＬＰＥ装置は、圧力容器（耐圧容器）１１、電気炉１２、ヒータ１３、内容器１４、坩堝（反応容器）１５、ターンテーブル１６およびドライブシャフト１７を含む。圧力容器１１は、ほぼ円筒形であり、その内部に、電気炉１２が格納されている。電気炉１２には、その内壁の周囲を囲むように、ヒータ１３が取り付けられている。さらに、電気炉１２には、その内部に、内容器１４が格納されている。内容器１４は、ターンテーブル１６上面に固定されている。ヒータ１３に通電することで、内容器１４内部を加熱することが可能である。内容器１４の内部は空洞である。前記空洞内には、外部に接続されたガス供給管（図示せず）を通じて、ガスを供給し、加圧状態とすることができる。なお、前記ガスとしては、例えば、III族窒化物結晶の原料ガス（窒素源）である窒素含有ガス（例えば、窒素ガス、またはアンモニアガス（ＮＨ３ガス）と窒素ガスとの混合ガス）が挙げられる。また、圧力容器１１には、圧力調整器（図示せず）が取り付けられ、内容器１４内部の圧力を調整可能である。圧力容器１１、電気炉１２および内容器１４の材質は、特に限定されないが、例えば、ステンレス製等であっても良い。さらに、内容器１４内部の前記空洞内には、内容器１４底面に固定された坩堝（反応容器）１５が格納されている。坩堝１５内には、アルカリ金属融液１００を収容可能である。同図では、坩堝１５は、ほぼ円筒（円柱）形状であるが、これに限定されず、例えば、前述した多角柱等の形状でも良い。また、坩堝１５の材質は、特に限定されないが、例えば、ボロンナイトライド（ＢＮ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ、Yttrium  Aluminum  Garnet）等からなっていても良い。坩堝１５は、温度を、例えば６００℃〜１０００℃に制御できる。原料ガスタンク（図示せず）から供給された雰囲気圧力（例えば、１００ａｔｍ（１００×１．０１３×１０５Ｐａ）〜１５０ａｔｍ（１５０×１．０１３×１０５Ｐａ））は、圧力調整器（図示せず）によって、例えば１００ａｔｍ（１００×１．０１３×１０５Ｐａ）以下の範囲に制御できる。ターンテーブル１６下面には、ドライブシャフト１７が固定されている。ドライブシャフト１７の下部は、電気炉１２および圧力容器１１の下面を突き抜けて、下方に突出している。ドライブシャフト１７は、前記回転運動を行う回転運動手段（図示せず）に接続可能である。前記回転運動手段によりドライブシャフト１７を回転させることで、坩堝１５を、ターンテーブル１６とともに回転（回転運動）させることが可能である。前記回転運動手段は、特に限定されないが、例えば、インバータモータ、サーボモータ、ステッピングモータ、ギヤードモータ、エアモータ等であっても良い。
【００３６】
また、図１の装置は、図示のとおり、装置全体を重力の方向に対し傾斜させることで、装置とともに、坩堝（反応容器）１５を傾斜させることが可能である。同図の装置は、例えば、装置全体を坩堝１５とともに傾斜させることが可能な坩堝傾斜手段（図示せず）に接続されていても良い。また、前記坩堝傾斜手段は、坩堝の傾斜角度を変化させることにより、坩堝１５の回転運動における回転軸の方向を変化させることが可能であることが好ましい。このような坩堝傾斜手段は、本発明のIII族窒化物結晶製造装置における前記回転軸可変手段に該当する。詳しくは後述する。
【００３７】
つぎに、本発明の製造方法は、前述のとおり、窒素源を含む反応容器内において、III族元素と前記窒素源とをアルカリ金属融液中で反応させてIII族窒化物結晶を生成させ成長させる結晶成長工程を含む。さらに、本発明の製造方法は、前述のとおり、前記結晶成長工程の少なくとも一部の時間において、所定の回転軸を中心とした回転運動により前記反応容器の内容物を撹拌し、かつ、前記回転軸が、重力の方向に対し傾斜していることを特徴とする。これら以外は、本発明の製造方法は、特に限定されず、例えば、一般的な液相成長法（ＬＰＥ法、特許文献１〜２等）に準じて行っても良い。一般的なＬＰＥ法の一つとして、例えば、ＧａＮ等のIII族窒化物結晶の製造に用いるナトリウムフラックス法（Ｎａフラックス法）がある。この方法は、例えば、まず、坩堝内に、種結晶（例えば、サファイア基板上に形成されたＧａＮ薄膜）をセットする。また、前記坩堝内に、前記種結晶とともに、ナトリウム（Ｎａ）とガリウム（Ｇａ）を適宜な割合で収納しておく。つぎに、前記坩堝内のナトリウムおよびガリウムを、高温（例えば、８００〜１０００℃）、高圧（例えば、数十気圧）の環境下で、溶融させ、その融液内に窒素ガス（Ｎ２）を溶け込ませる。これにより、前記坩堝内のＧａＮ種結晶を成長させ、目的のＧａＮ結晶を製造することができる。
【００３８】
また、本発明の製造方法を実施するための装置は、特に限定されないが、前記本発明のIII族窒化物結晶製造装置を用いることが好ましい。以下、図１のIII族窒化物結晶製造装置を用いたIII族窒化物結晶の製造方法の例について説明する。
【００３９】
まず、III族窒化物結晶の種結晶を準備する。この種結晶は、特に限定されない。例えば、前記種結晶の組成は、製造しようとするIII族窒化物結晶と同じでも異なっていても良いが、同じであることが、欠陥が少ない高品質なIII族窒化物結晶を得る観点から好ましい。また、例えば、前記種結晶は、図１９（ａ）の断面図に示すように、種結晶であるIII族窒化物結晶層３１２が、基板３１１上に積層されていても良いし、基板が存在せず種結晶単独でも良い。例えば、図１９（ｂ）の断面図に示すように、種結晶であるIII族窒化物結晶層３１２上に、製造目的物であるIII族窒化物結晶３１３を成長させることができる。また、本発明の製造方法では、前記種結晶を用いなくても良いが、前記種結晶を用いることが、目的のIII族窒化物結晶を成長させやすいため好ましい。
【００４０】
III族窒化物結晶層３１２は、例えば、ＭＯＣＶＤ等の気相成長法により基板３１１上に形成された層であっても良い。III族窒化物結晶層３１２の厚みも特に限定されないが、例えば１〜１００μｍ、好ましくは２〜１００μｍ、より好ましくは５〜５０μｍである。基板３１１の材質も特に限定されないが、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）の酸化物、ダイヤモンドライクカーボン、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化イットリウム、イットリウムアルミニウムガーネット（YAG）、タンタル、レニウム、およびタングステンからなる群から選択される少なくとも１つを含んでいても良い。基板３１１は、コスト、簡便性等の観点から、サファイア基板が特に好ましい。
【００４１】
つぎに、坩堝（反応容器）１５内において、III族元素と窒素源とをアルカリ金属融液中で反応させ、前記種結晶上にIII族窒化物結晶を生成させ成長させる（結晶成長工程）。
【００４２】
本発明のIII族窒化物結晶の製造方法の前記「窒素源」において、窒素の形態は、特に制限されず、例えば、ガス、窒素分子、窒素化合物等が挙げられる。前記「窒素源」は、窒素含有ガスであることが好ましい。前記窒素含有ガスが、前記フラックスに溶けてIII族窒化物結晶の育成原料となるからである。前記窒素含有ガスは、例えば、前記のとおり、窒素ガス（Ｎ２）に加え、またはこれに代えて、アンモニアガス（ＮＨ３）等の他の窒素含有ガスを用いても良い。窒素ガスおよびアンモニアガスの混合ガスを用いる場合、混合率は任意である。特に、アンモニアガスを使用すると、反応圧力を低減できるので、好ましい。図１の装置では、原料ガスタンク（図示せず）内に貯蔵された窒素含有ガスを、圧力調整器およびリーク用バルブ（図示せず）を通じて、内容器１４内に供給することができる。これにより、内容器１４内の坩堝（反応容器）１５内において、III族元素と前記窒素含有ガスとをアルカリ金属融液中で反応させ、前記種結晶上にIII族窒化物結晶を生成させ成長させることが可能である。反応は、電気炉１２およびヒータ１３により、坩堝１５を、内容器１４ごと加熱しながら行うことができる。
【００４３】
前記III族元素としては、例えば、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、およびアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選択される少なくとも一つであり、Ｇａであることが特に好ましい。前記III族元素は、III族元素化合物の形態でも、III族元素金属の形態でも良いが、III族元素金属の形態であることが好ましい。
【００４４】
前記アルカリ金属融液（フラックス）は、ナトリウムに加え、またはこれに代えて、リチウム等の他のアルカリ金属を用いても良い。より具体的には、前記アルカリ金属融液は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）およびフランシウム（Ｆｒ）からなる群から選択される少なくとも１つを含み、例えば、ＮａとＬｉとの混合フラックス等であっても良い。前記アルカリ金属融液は、ナトリウム融液であることが特に好ましい。また、前記アルカリ金属融液は、アルカリ金属以外の成分を１種類または複数種類含んでいても良いし、含んでいなくても良い。前記アルカリ金属以外の成分としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ土類金属が挙げられ、前記アルカリ土類金属としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂｒ）およびラジウム（Ｒａ）があり、この中で、ＣａおよびＭｇが好ましく、より好ましくはＣａである。また、前記アルカリ金属以外の成分としては、例えば、炭素（炭素単体または炭素化合物）を含んでいても良いし、含んでいなくても良い。好ましいのは、前記融液において、シアン（ＣＮ）を発生する炭素単体および炭素化合物である。また、炭素は、気体状の有機物であってもよい。このような炭素単体および炭素化合物としては、例えば、シアン化物、グラファイト、ダイヤモンド、フラーレン、カーボンナノチューブ、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ベンゼン等があげられる。前記炭素の含有量は、特に限定されないが、前記融液、前記III族元素および前記炭素の合計を基準として、例えば、０．０１〜２０原子（ａｔ．）%の範囲、０．０５〜１５原子（ａｔ．）％の範囲、０．１〜１０原子（ａｔ．）％の範囲、０．１〜５原子（ａｔ．）％の範囲、０．２５〜７．５原子（ａｔ．）％の範囲、０．２５〜５原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜５原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜２．５原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜２原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜１原子（ａｔ．）％の範囲、１〜５原子（ａｔ．）％の範囲、または１〜２原子（ａｔ．）％の範囲である。この中でも、０．５〜５原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜２．５原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜２原子（ａｔ．）％の範囲、０．５〜１原子（ａｔ．）％の範囲、１〜５原子（ａｔ．）％の範囲、または１〜２原子（ａｔ．）％の範囲が好ましい。
【００４５】
III族元素に対するアルカリ金属の添加割合は、例えば、０．１〜９９．９ｍｏｌ％、好ましくは１〜９９ｍｏｌ％、より好ましくは５〜９８ｍｏｌ％である。また、アルカリ金属とアルカリ土類金属の混合フラックスを使用する場合のモル比は、例えば、アルカリ金属：アルカリ土類金属＝９９．９９〜０．０１：０．０１〜９９．９９、好ましくは９９．９〜０．０５：０．１〜９９．９５、より好ましくは９９．５〜１：０．５〜９９である。前記融液の純度は、高いことが好ましい。例えば、Ｎａの純度は、９９．９５％以上の純度であることが好ましい。高純度のフラックス成分（例えば、Ｎａ）は、高純度の市販品を用いてもよいし、市販品を購入後、蒸留等の方法により純度を上げたものを使用してもよい。
【００４６】
III族元素と窒素含有ガスとの反応温度および圧力も、前述の数値範囲に限定されず、適宜設定して良い。適切な反応温度および圧力は、融液（フラックス）の成分、雰囲気ガス成分およびその圧力によって変化するが、例えば、温度１００〜１５００℃、圧力１００Ｐａ〜２０ＭＰａであり、好ましくは、温度３００〜１２００℃、圧力０．０１ＭＰａ〜２０ＭＰａであり、より好ましくは、温度５００〜１１００℃、圧力０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａであり、さらに好ましくは、温度７００〜１１００℃、圧力０．１ＭＰａ〜１０ＭＰａである。また、反応時間、すなわち結晶の成長（育成）時間は、特に限定されず、結晶が適切な大きさに成長するように適宜設定すれば良いが、例えば１〜１０００ｈｒ、好ましくは５〜６００ｈｒ、より好ましくは１０〜４００ｈｒである。
【００４７】
本発明の製造方法において、場合によっては、前記フラックスによって、窒素濃度が上昇するまでに、前記種結晶が溶解するおそれがある。これを防止するために、少なくとも反応初期において、窒化物を前記フラックス中に存在させておいても良い。前記窒化物としては、例えば、Ｃａ３Ｎ２、Ｌｉ３Ｎ、ＮａＮ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＩｎＮ等があり、これらは単独で使用してもよく、２種類以上で併用してもよい。また、前記窒化物の前記フラックスにおける割合は、例えば、０．０００１ｍｏｌ％〜９９ｍｏｌ％であり、好ましくは、０．００１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％であり、より好ましくは０．００５ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％である。
【００４８】
本発明の製造方法において、前記混合フラックス中に、不純物を存在させることも可能である。このようにすれば、不純物含有のＧａＮ結晶を製造できる。前記不純物は、例えば、珪素（Ｓｉ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等がある。
【００４９】
前記結晶成長工程の少なくとも一部の時間において、所定の回転軸を中心とした回転運動により、坩堝（反応容器）１５の内容物を撹拌する。前記回転軸は、重力の方向に対し傾斜させる。図１の装置では、前述のとおり、坩堝（反応容器）１５自体を回転させることで、坩堝１５の内容物を撹拌する。図３の断面図に、その例を模式的に示す。同図において、簡略化のため、坩堝１５以外の構成要素は、図示を省略している。図示のとおり、坩堝傾斜手段（図示せず）により、坩堝１５を傾斜させる。具体的には、坩堝１５は、図１に示したとおり、ほぼ円筒（円柱）形状である。図３に示す通り、坩堝１５の円柱の軸ｂを、前記坩堝傾斜手段（図示せず）を用いて重力の方向ａに対し傾斜させる。円柱の軸ｂは、前記所定の回転軸と一致する。すなわち、円柱の軸ｂを中心とした回転運動により、坩堝（反応容器）１５の内容物を撹拌する。また、前述のとおり、前記坩堝傾斜手段は、坩堝１５の傾斜角度を変化させることにより、坩堝１５の回転運動における回転軸ｂの方向を変化させることが可能である。円柱の軸（回転軸）ｂの、重力の方向ａに対する傾斜角度は、特に限定されないが、前述のとおり、重力の方向に対し、好ましくは０度（°）を超え４５度（°）以下の範囲、より好ましくは５〜３０度（°）の範囲、さらに好ましくは１０〜２０度（°）の範囲である。坩堝１５の回転速度も特に限定されないが、前述のとおり、好ましくは０ｒｐｍを超え１００ｒｐｍ以下の範囲、より好ましくは５〜５０ｒｐｍの範囲、さらに好ましくは１０〜３０ｒｐｍの範囲である。坩堝１５を回転させる時間も、前述のとおり、特に限定されないが、例えば、前記結晶成長工程の開始から終了まで前記回転運動を続けることが好ましい。
【００５０】
また、本発明の製造方法において、前述のとおり、前記回転運動の回転方向を、少なくとも１回反転させることが好ましい。これにより、反応物質を、さらに効率良く、かつさらに均一に混合することができるため、反応をさらに迅速に行い、さらに効率良く結晶を成長させることが可能である。前記回転運動の回転方向は、１回のみ反転させても良いが、複数回反転させることが好ましい。
【００５１】
前記回転運動の回転方向を反転させる場合においては、前記回転方向を反転させながら、前記回転運動を複数回行うことになる。この場合において、１回あたりの回転時間は、特に限定されないが、好ましくは１〜３００秒間、より好ましくは１０〜１５０秒間、さらに好ましくは３０〜９０秒間である。また、前記回転運動の回転方向を反転させる直前に、回転を停止させることが好ましい。この場合における回転停止時間は、特に限定されないが、好ましくは１〜３００秒間、より好ましくは１０〜９０秒間、さらに好ましくは３０〜６０秒間である。
【００５２】
本発明の製造方法によれば、前述のとおり、反応物質を効率良く混合することにより、反応を迅速に行い、均一で高品質な結晶を効率良く成長させることが可能である。
【００５３】
なお、前記種結晶は、例えば、予め準備されたIII族窒化物の複数の部分を種結晶として選択し、前記複数の種結晶から成長した複数の前記III族窒化物結晶を結合させても良い。このようにすれば、例えば、大サイズで高品質のIII族窒化物結晶を得ることができる。このように複数の種結晶を用いる方法としては、例えば、WO2013/105618の方法を用いても良い。具体的には、例えば、図２０（ａ）〜（ｆ）の工程断面図およびそれを上方から見た図２１（ａ）〜（ｆ）の平面図のように、六方晶であるIII族窒化物結晶層３２１のｃ面上に、複数の貫通孔３２２ａを有するマスク３２２を配置しても良い。この貫通孔３２２ａから露出したIII族窒化物結晶層３２１のｃ面が、種結晶となる。例えば、図２０（ｂ）〜（ｅ）および図２１（ｂ）〜（ｅ）に示すように、種結晶から成長させて結合させたIII族窒化物結晶３２３を、図２０（ｅ）および２１（ｅ）の点線３２４で上下にカット（ダイシングともいうことがある。）して用いても良い。前記種結晶の配置等は、特に限定されないが、例えば、図２２（ａ）〜（ｆ）または図２３（ａ）〜（ｅ）の工程平面図（図１９および２０と同様、種結晶３２２ａからのIII族窒化物結晶３２３の成長、結合、および点線３２４でのカットの工程を表す図）のように、前記種結晶が、六方晶であり、かつ、互いに隣接する前記種結晶から成長した各結晶のｍ面どうしがほぼ重なり合わないように前記種結晶を配置することが好ましい。また、互いに隣接する前記種結晶のａ軸どうしまたはｃ軸どうしがほぼ重なり合うように前記種結晶を配置することがより好ましい。また、マスクを用いる代わりに、図２４（ａ）〜（ｇ）の工程断面図に示す通り、基板３６２上に形成した複数の種結晶３６２ａから成長させた複数のIII族窒化物結晶３６３を結合させても良い。III族窒化物結晶３６３は、必要に応じ、点線３６４で上下にカットして用いても良い。
【００５４】
なお、例えば、図１の装置において、例えば、坩堝１５の回転に代えて、図２のように、坩堝１５を装置全体とともに揺動させながらIII族窒化物結晶を成長させることもできる。ただし、後述の実施例および参考例に示すとおり、図２の製造方法よりも、本発明の製造方法の方が、均一で高品質なIII族窒化物結晶を得ることが可能である。
【００５５】
＜２．III族窒化物結晶および半導体装置＞
本発明のIII族窒化物結晶は、前述のとおり、前記本発明の製造方法により製造されるIII族窒化物結晶である。本発明のIII族窒化物結晶の用途は、特に限定されないが、例えば、半導体としての性質を有することにより、半導体装置に使用可能である。本発明のIII族窒化物結晶は、例えば、パワーデバイス、ＬＥＤ等の半導体装置に用いても良い。さらに、本発明のIII族窒化物結晶は、これらに限定されず、例えば、太陽電池等の任意の半導体装置に用いることもできるし、また、半導体装置以外の任意の用途に用いても良い。
【実施例】
【００５６】
つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例により限定されない。
【００５７】
＜実施例１＞
本実施例では、図１に示す構造のIII族窒化物結晶製造装置（株式会社フェニックス・テクノ製）を用いて窒化ガリウム（ＧａＮ）結晶を製造した。坩堝（反応容器）１５は、円筒形のＡｌ２Ｏ３（内径８０ｍｍ）を用いた。坩堝１５の中に入れる種結晶としては、サファイア製の基板（厚さ０．６ｍｍ）上に、ＧａＮ層を、ＭＯＣＶＤ法により厚さ３０μｍ積層させた、直径２インチ（約５．１ｃｍ）の種基板を用いた。より具体的には、前記ＧａＮ層表面を、１７個の貫通孔を有するサファイア製のマスク（１７孔マスク）で覆い、前記１７孔マスクの孔から露出した部分を種結晶として用い、ＧａＮ結晶を成長させた。また、前記１７孔マスクの穴から露出した前記ＧａＮ層表面は、前記ＧａＮ層の結晶のＣ面であった。
【００５８】
本実施例のＧａＮ結晶製造は、窒素ガス雰囲気下、下記の条件で結晶成長（育成）させて行った。なお、下記「Ｃ［ｍｏｌ％］０．５」は、炭素粉末を、ガリウム（Ｇａ）およびナトリウム（Ｎａ）および前記炭素粉末の物質量の合計に対し、０．５ｍｏｌ％添加したことを示す。「液位」は、坩堝１５を重力の方向に対し傾斜させない状態での、アルカリ金属融液（本実施例では、ナトリウム融液）１００の深さを示す。また、「回転軸の傾斜角度」は、図３に示した坩堝１５の回転軸ｂにおける、重量の方向ａに対する傾斜角度を表す。操作としては、まず、坩堝１５を内容器１４の中にいれ、内容器１４を、電気炉（耐熱耐圧容器）１２の中に入れた。原料ガスタンク（図示せず）から、窒素ガスを内容器１４内に導入すると同時に、ヒータ１３により加熱し、電気炉（耐熱耐圧容器）１２内を、８７０℃、３４ａｔｍ（約３．４ＭＰａ）の高温高圧条件下とし、９６時間（ｈｒ）反応させて結晶成長（育成）を行い、目的とするＧａＮ結晶を製造した。坩堝１５の回転は、前記所定の温度（８７０℃）まで昇温させた後に、すぐに開始した。また、坩堝の回転は、下記所定の回転速度で６０秒間回転させ、つぎに３０秒間停止させ、続いて逆方向に同速度で６０秒間回転させ、再度３０秒間停止させ、さらにまた回転方向を反転させ（すなわち、最初と同じ回転方向で）同速度で６０秒間回転させ、このようにして６０秒間の回転および３０秒間の停止と、回転方向の反転とを繰り返して行った。さらに、坩堝の回転は、結晶育成の開始から終了まで、９６ｈｒ行った。
温度［℃］          ８７０
圧力［ＭＰａ］      ３．４
時間［ｈ］          ９６
Ｇａ：Ｎａ          ４０：６０
Ｃ［ｍｏｌ％］      ０．５
液位                ２．０ｃｍ
坩堝                Ａｌ２Ｏ３（φ８０）
回転（撹拌）速度    １０ｒｐｍまたは２０ｒｐｍ
回転軸の傾斜角度    １３°
【００５９】
図４に、回転速度１０ｒｐｍの場合と２０ｒｐｍの場合とのＧａＮ結晶の写真、ＬＰＥ収率および多結晶収率を、併せて示す。図示のとおり、いずれの場合においても、多結晶収率がきわめて低く、高品質なＧａＮ結晶が得られた。特に、２０ｒｐｍの場合は、多結晶収率が０．０％（多結晶の発生が検出されず）であり、非常に高品質なＧａＮ結晶が得られた。
【００６０】
また、図５に、本実施例の回転速度１０ｒｐｍの場合と２０ｒｐｍの場合、および、撹拌をしない以外は本実施例と同条件でＧａＮ結晶を製造した場合（比較例１）の、ＧａＮ結晶の写真（ＳＥＭ像および断面写真）を示す。図左（参考：撹拌なし）が、比較例１であり、図中（１０ｒｐｍ）および図右（２０ｒｐｍ）が、本実施例である。図示のとおり、撹拌なし（比較例１）の場合、表面の穴および内部のインクルージョンが多数見られたが、回転速度１０ｒｐｍでは、それらが激減し、回転速度２０ｒｐｍでは、前記穴およびインクルージョンが完全に見られなくなった。
【００６１】
＜実施例２＞
結晶の育成時間を９６ｈｒから４００ｈｒに変えたことと、坩堝の回転速度を、結晶育成の最初の４８ｈｒは３０ｒｐｍ、残りの３５２ｈｒは２０ｒｐｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてＧａＮ結晶を製造した。図６に、そのＧａＮ結晶の写真を示す。図示のとおり、ＬＰＥ収率３１％（収量４５．３８ｇ）という極めて高収率でＧａＮ結晶が得られた。また、このＧａＮ結晶は、最大高さ１２ｍｍ、最大径２１ｍｍという大きな結晶であるとともに、多結晶の発生が見られず、きわめて高品質であった。
【００６２】
また、図２のように、坩堝１５を、装置全体とともに、左右の振り子運動により揺動させたことと、結晶育成時間を３８２ｈｒとしたこと以外は本実施例と同様にしてＧａＮ結晶を製造した（比較例２）。坩堝１５の揺動速度は、昇温後最初の４８ｈｒは３ｒｐｍ、残りの３３４ｈｒは７ｒｐｍとした。図７に、比較例２と本実施例のＧａＮ結晶の写真を合わせて示す。図左（参考：揺動撹拌）が、比較例２であり、図右（斜め自転撹拌）が、本実施例である。図示のとおり、本実施例では、多結晶の発生が見られず、きわめて高品質なＧａＮ結晶が得られたのに対し、比較例２では、多結晶収率が４４％ときわめて多かった。
【００６３】
なお、図８および９に、実施例１および２で製造したＧａＮ結晶の写真およびＸＲＣ測定による半値幅、ωおよびオフ角を、併せて示す。図示のとおり、インクルージョン等が見られないとともに、半値幅、ωおよびオフ角の数値がきわめて小さく対称性が良い高品質なＧａＮ結晶が得られたことが確認された。
【００６４】
＜実施例３＞
サファイア製のマスク（１７孔マスク）に代えて、アルミナ製のマスク（１７孔マスク）を用いたこと以外は実施例２と同様にしてＧａＮ結晶を製造した。図１０〜１８に、そのＧａＮ結晶の写真を示すとともに、適宜、ＸＲＣ測定による半値幅、ωおよびオフ角を、併せて示す。図示のとおり、インクルージョン等が見られないとともに、半値幅、ωおよびオフ角の数値がきわめて小さく対称性が良い高品質なＧａＮ結晶が得られたことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上説明したとおり、本発明によれば、反応物質を効率良く混合することにより、反応を迅速に行い効率良く結晶を成長させることが可能なIII族窒化物結晶の製造方法、前記製造方法により製造されるIII族窒化物結晶、前記III族窒化物結晶を用いた半導体装置、および、前記製造方法に用いるIII族窒化物結晶製造装置を提供することができる。本発明により製造されるIII族窒化物結晶は、例えば、任意の半導体およびそれを用いた半導体装置に使用可能であり、さらに、これらに限定されず、その他の広範な技術分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１１  圧力容器
１２  電気炉
１３  ヒータ
１４  内容器
１５  坩堝（反応容器）
１６  ターンテーブル
１７  ドライブシャフト
１００  アルカリ金属融液
３１１  基板
３１２  III族窒化物結晶層（種結晶）
３１３  III族窒化物結晶
３２１  III族窒化物結晶層
３２２  マスク
３２２ａ  貫通孔
３２３  III族窒化物結晶
３２４  切断面
３６２  基板
３６２ａ  凸部
３６３  III族窒化物結晶層
３６４  切断面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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