(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝内において、ナトリウムをフラックス剤とする混合融液を攪拌しつつ、該混合融液に原料ガスを溶け込ませて結晶を成長させるナトリウムフラックス法を用いた結晶成長方法であって、
前記坩堝として、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料からなる坩堝を選定する工程を有することを特徴とする結晶成長方法。
【請求項２】
坩堝内において、ナトリウムをフラックス剤とする混合融液を攪拌しつつ、該混合融液に原料ガスを溶け込ませて結晶を成長させるナトリウムフラックス法を用いた結晶成長装置であって、
前記坩堝は、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成されていることを特徴とする結晶成長装置。
【請求項３】
前記坩堝内に配置され、前記混合融液の攪拌流れを形成する攪拌構造体を有しており、
前記攪拌構造体は、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成されていることを特徴とする請求項２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、結晶成長方法及び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、７００℃〜１１００℃のＮａ／Ｇａ融液に結晶担持体（例えば、サファイア＋ＧａＮ層からなる種基板）を浸漬させ、その結晶担持体上にＧａＮ結晶を成長させる結晶成長方法（所謂、ナトリウムフラックス法）が知られている。
下記特許文献１には、ナトリウム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、混合融液を攪拌する攪拌構造体（プロペラや邪魔板等）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】
ところで、混合融液の具体的な攪拌方法としては、（１）圧力容器全体を揺動・回転させる方法（以下、揺動攪拌と称する場合がある）、（２）坩堝を内包するステンレス容器をターンテーブルに載せて容器を回転させる方法（以下、ターンテーブル攪拌と称する場合がある）、（３）坩堝内にプロペラを配置して混合融液を攪拌する方法（以下、プロペラ攪拌と称する場合がある）、等が知られている。
【０００５】
揺動攪拌とターンテーブル攪拌については、坩堝ごと揺動・回転等させる方式であるため構造的工夫があまり必要なく比較的多くの製造試験が行われている。一方で、プロペラ攪拌は、坩堝内にプロペラ軸を挿通する等の構造的な工夫を要するため、製造試験が少ないという実情がある。しかし、プロペラ攪拌は、他の方式と比べて大きな攪拌流れを形成できるため攪拌効果が高く、融液の液面に溶け込む原料ガスをその液底まで容易に行き届かせることができ、結晶成長速度の向上が期待されている。
【０００６】
大型の結晶を工業的に製造する場合には、原料である融液を多く（液深を深く）する必要があるが、それと同時に、原料ガスをその液底まで容易に行き届かせるために、プロペラ攪拌等を用いて攪拌流れを大きくしていく必要がある。しかしながら、攪拌流れを大きくしていくと、混合融液に含まれるフラックス剤（Ｎａ）の坩堝内壁への接触（アタック）が多くなって、坩堝からの不純物溶出が激しくなり（腐食が激しくなり）、結晶成長が上手くいかず、結晶の製造と共に発生する雑晶（多結晶）さえも発生しなくなる、という事態が確認された。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ナトリウムフラックス法において、混合融液に大きな攪拌流れを形成しつつ結晶を成長させることができる結晶成長方法及び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】
【０００８】
本願発明者らは、上記課題を解決するため鋭意実験を重ねた結果、ナトリウムのアタックによる腐食を防止しながら結晶を成長させるためには、坩堝の材質を厳格に選定する必要があり、透光性を有する坩堝を採用すれば良いこと、更には、単純に透光性を有すれば良いということではなく、可能な限り直線透過率が高いセラミックス材料を使用した坩堝を採用すれば良い、との新たな知見を見出し、本発明に想到した。
すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、坩堝内において、ナトリウムをフラックス剤とする混合融液を攪拌しつつ、該混合融液に原料ガスを溶け込ませて結晶を成長させるナトリウムフラックス法を用いた結晶成長方法であって、上記坩堝として、上記混合融液の攪拌流れの大きさに応じた直線透過率を有するセラミックス材料からなる坩堝を選定する工程を有するという手法を採用する。
【０００９】
また、本発明においては、上記坩堝内に配置され、上記混合融液の攪拌流れを形成する攪拌構造体を有しており、上記攪拌構造体として、上記混合融液の攪拌流れの大きさに応じた直線透過率を有するセラミックス材料からなる攪拌構造体を選定する工程を有するという手法を採用する。
【００１０】
また、本発明においては、上記坩堝内に配置され、上記混合融液の攪拌流れを形成するプロペラを有しており、上記混合融液の攪拌流れの大きさとして、上記プロペラの単位時間あたりの回転数を用いて、上記選定を行うという手法を採用する。
【００１１】
また、本発明においては、上記坩堝として、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料からなる坩堝を選定する工程を有するという手法を採用する。
【００１２】
また、本発明においては、坩堝内において、ナトリウムをフラックス剤とする混合融液を攪拌しつつ、該混合融液に原料ガスを溶け込ませて結晶を成長させるナトリウムフラックス法を用いた結晶成長装置であって、上記坩堝は、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成されているという構成を採用する。
【００１３】
また、本発明においては、上記坩堝内に配置され、上記混合融液の攪拌流れを形成する攪拌構造体を有しており、上記攪拌構造体は、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成されているという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ナトリウムフラックス法において、混合融液に大きな攪拌流れを形成しつつ結晶を成長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】セラミックス材料の直線透過率を説明するための図である。
【図３】本実施例で用いた攪拌方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、本発明の結晶成長方法及び結晶成長装置として、窒化ガリウム結晶を製造する結晶成長方法及び窒化ガリウム製造装置を例示して説明する。
【００１７】
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、ナトリウムフラックス法により種基板（結晶担持体）２上に窒化ガリウム（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を保持する坩堝１１とその外側を囲う外容器１３とで構成される反応容器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をプロペラ攪拌する攪拌装置４０と、を有する。
【００１８】
坩堝１１は、混合融液３を内部に保有する本体部１１ａと、本体部１１ａと係合する蓋部１１ｂと、を有している。混合融液３は、原料となるガリウム（Ｇａ）と、フラックス剤としてナトリウム（Ｎａ）とが溶融して混合したものである。本体部１１ａは、有底円筒形状を有し、その内部に保有する混合融液３に種基板２を浸漬させる構成となっている。蓋部１１ｂは、本体部１１ａと同一の材料から形成され、本体部１１ａの上部開口に載置される。蓋部１１ｂは、混合融液３を攪拌するための駆動軸４１が挿通される孔部１５を有する。孔部１５は、すべり軸受７０Ａに形成されている。
【００１９】
すべり軸受７０Ａと軸体４１ｂ１との間には隙間が形成されている。この隙間は、すべり軸受７０Ａの内周径を、軸体４１ｂ１の外周径より大きく設計することにより形成される。この隙間は、Ｎａ蒸気の漏出を防ぎつつ窒素ガスを坩堝１１内に供給することができる大きさに管理されている。この機能を十分に発揮できる隙間の大きさは、実験結果や経験則から、１ｍｍ以下が適当であるとされている。本実施形態では、加熱による熱膨張率を考慮して、この隙間の片側の大きさが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍとなるように、製作時にすべり軸受７０Ａの内周径及び駆動軸４１の外周径を精度管理している。
【００２０】
坩堝１１の外側を囲う外容器１３は、金属製容器であり、例えばステンレス鋼から形成されている。外容器１３には、外部からＧａＮ結晶の原料となる窒素ガス（Ｎ２）を導入する窒素ガス供給ポート１７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。外容器１３は、駆動軸４１が挿通される孔部１６を有する。孔部１６は、すべり軸受７０Ｂに形成されている。すべり軸受７０Ｂと駆動軸４１との間の隙間は、すべり軸受７０Ａと駆動軸４１との間の隙間に比べて十分に小さく管理され、窒素ガスの流出を抑制する構成となっている。
【００２１】
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、外容器１３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。
【００２２】
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。
【００２３】
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あ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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、外容器１３及び坩堝１１を挿通され、混合融液３中に至る構成となっている。本実施形態の駆動軸４１は、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとが軸継手６０により係合して構成されている。第２駆動軸４１Ｂは、その他端側先端部にプロペラ（攪拌翼）５２を備えており、混合融液３中でプロペラ５２が軸周りに回転することで、混合融液３を攪拌する（プロペラ攪拌）。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、坩堝１１の蓋部１１ｂに設けられたすべり軸受７０Ａにより回転自在に支持され、さらに、外容器１３に設けられたすべり軸受７０Ｂにより回転自在に支持されている。
【００２６】
第２駆動軸４１Ｂは、反応容器１０に挿通する軸体４１ｂ１と、軸方向（鉛直方向）で外容器１３に係止可能に設けられた係止部４１ｂ２と、を有する。なお、軸体４１ｂ１と係止部４１ｂ２とは、分離可能に嵌合する構成となっている。係止部４１ｂ２は、軸体４１ｂ１の端部から半径方向（水平方向）両側に延在する略板形状を有する。一方、第１駆動軸４１Ａは、係止部４１ｂ２と組んで軸継手６０を構成すると共に、係止部４１ｂ２を跨ぎ、且つ、係止部４１ｂ２の厚みより大きな距離で設けられる一対の棒体４１ａ１を有する。
【００２７】
上記構成の軸継手６０によれば、第１駆動軸４１Ａが軸周り（例えば平面視時計回り）に回転すると、一対の棒体４１ａ１が係止部４１ｂ２を厚み方向で挟み込むように接触し、係合する。そして、第１駆動軸４１Ａと第２駆動軸４１Ｂとが一体回転することとなる。第２駆動軸４１Ｂが回転すると、プロペラ５２によって混合融液３に旋回流が生じる。
坩堝１１内には、プロペラ５２によって形成された旋回流の少なくとも一部を打ち消して、良好な攪拌流を形成する邪魔板８０が配置されている。邪魔板８０は、本体部１１ａの底部と蓋部１１ｂとの間に配設され、旋回流による振れ回り（回転）を抑制するため、蓋部１１ｂと係止可能となっている。
【００２８】
本実施形態では、上記構成の坩堝１１として、混合融液３の攪拌流れの大きさに応じた直線透過率を有するセラミックス材料からなる坩堝を選定している。ここで、直線透過率とは、図２に示すように、入射光Ｌ１は、多結晶構造材料であるセラミックス材料を通過する際に屈曲し通過後には散乱光となるが、この散乱光中の直進光Ｌ２の比率を意味する。入射光Ｌ１を散乱させる要因としては、結晶粒界における散乱、表面における反射、材料固有の吸収等があるが、結晶成長に影響する要因にもなる、セラミックス材料中に存在する不純物Ｘによる散乱Ｒ１、表面粗さ（凹凸）による散乱Ｒ２を含んでいる。
【００２９】
セラミックス材料は、耐熱性があり、温度７００〜１１００℃、圧力２０気圧以上の環境下で行うナトリウムフラックス法においては有用な材料であるが、粉体を焼結して作製されるため、光を散乱させる要因（不純物Ｘ（気孔を含む）、表面の凹凸）を多く内包している。セラミックス材料の不純物Ｘの量が多いと、ナトリウムの坩堝１１の内壁への衝突による腐食によって、不純物Ｘが混合融液３に溶出し易くなり、結晶成長の阻害要因となる。また、坩堝１１の表面の凹凸が大きいと、ナトリウムとの接触面積が増加し、坩堝１１の内壁が腐食し易くなり、結晶成長の阻害要因となる。
【００３０】
このように、直線透過率は、坩堝１１のセラミックス材料中の不純物Ｘの量、表面の凹凸の大きさに左右されるが、これら（不純物Ｘ、表面の凹凸）が少なければ少ないほど、直線透過率は大きくなる。一方で、ナトリウムの坩堝１１の内壁への衝突による腐食、不純物溶出は、ナトリウムとの接触面積が大きければ大きいほど、不純物Ｘが多ければ多いほど激しくなるため、この直線透過率が大きいセラミックス材料を選定することによって、ナトリウムに対する腐食性も良くなり、プロペラ攪拌等で大きな攪拌流を形成する場合の坩堝１１の材料として適したものとなる。
【００３１】
すなわち、プロペラ攪拌等で攪拌流を大きくしていくと、ナトリウムの坩堝１１の内壁への単位時間当りの接触面積が増加し、坩堝１１の内壁が腐食し易くなるが、直線透過率に基づいて坩堝１１のセラミックス材料を選定することで、その腐食し易さに応じた耐腐食性（結晶成長の阻害し難さ）を坩堝１１に備えさせることができる。
具体的に、本実施形態の坩堝１１は、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成されている。このセラミックス材料としては、透明ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）、透明イットリア、サファイアを例示することができる。
【００３２】
本実施形態では、混合融液３に直接触れる本体部１１ａだけでなく、混合融液３からのナトリウム蒸気と触れる蓋部１１ｂについても、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成している。
なお、直線透過率は、坩堝１１の肉厚によっても変化するが、強度とコストを考慮すると肉厚は１ｍｍ〜５ｍｍ（通常は２ｍｍ〜３ｍｍ程度）が適しており、この肉厚において、上記２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材で作製された坩堝を選定する。
【００３３】
また、本実施形態では、坩堝内に配置され、混合融液３の攪拌流れを形成する攪拌構造体として、混合融液３の攪拌流れの大きさに応じた直線透過率を有するセラミックス材料からなるものを選定している。ここで言う攪拌構造体とは、混合融液３と直接触れるプロペラ５２、邪魔板８０、軸体４１ｂ１を含む。これら攪拌構造体も、坩堝１１と同様の理由から、２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料（透明ＹＡＧ、透明イットリア、サファイア）から形成されている。なお、混合融液３に直接触れることはないが、ナトリウム蒸気と触れる軸受７０Ａ（少なくとも軸体４１ｂ１との摺動面）についても、２０％以上の直線透過率を有する同様のセラミックス材料から形成することが好ましい。
【００３４】
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１７から窒素ガスを供給して反応容器１０内を充填させる。この際、窒素ガス供給ポート１７から供給された窒素ガスは、先ず外容器１３内に充填される。外容器１３内が充填されて加圧されると、すべり軸受７０Ａと駆動軸４１との間の隙間がガス流路として機能し、外容器１３内の窒素ガスが、坩堝１１内に供給される。
【００３５】
その後、内部圧力を、数十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７００℃〜１１００℃まで加熱し、高温高圧雰囲気を形成する。この高温高圧状態を維持することで、Ｎａ（ナトリウム）によってＮ２（窒素ガス）を混合融液３中に溶解させ易くさせ、混合融液３中でＧａ（ガリウム）とＮ（窒素）とを反応させ、種基板２上にＧａＮ結晶を成長させる（所謂、ナトリウムフラックス法）。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、磁気的作用により駆動軸４１を軸周りに回転させ、プロペラ５２及び邪魔板８０で混合融液３に攪拌流を形成する。
【００３６】
本実施形態の坩堝１１は、混合融液３の攪拌流れの大きさに応じた直線透過率を有するセラミックス材料から選定されたものからなり、具体的には２０％以上の直線透過率を有するセラミックス材料から形成されている。このため、プロペラ攪拌のように攪拌速度が高くなっても、ナトリウムの坩堝１１の内壁への接触（アタック）による、坩堝１１からの不純物Ｘの溶出を抑制することができる。このため、ナトリウムフラックス法において、混合融液３に大きな攪拌流れを形成しつつＧａＮ結晶を成長させることができる。
下表１は、プロペラ攪拌（１００ｒｐｍ（回転毎分））における透過率（直線透過率）と結晶成長との関係を示している。
【００３７】
【表１】
0005802570.tif 000002
【００３８】
表１に示すように、プロペラ攪拌（１００ｒｐｍ）の下では、直線透過率２０％未満のアルミナ３Ｎ（スリーナイン：純度９９．９％）の材質Ａ、直線透過率０％のアルミナ３Ｎの材質Ｃ、同じく直線透過率０％のＹＡＧの材質Ｄの坩堝１１については、結晶も成長せず、雑晶（多結晶）すら殆ど発生しないことが確認された。
一方で、攪拌流れの大きさに応じて選定した、直線透過率２０％以上の透明ＹＡＧの材質Ｂの坩堝１１については、プロペラ攪拌（１００ｒｐｍ）の下においても、結晶が成長し、雑晶も発生することが確認された。
【００３９】
【表２】
0005802570.tif 000003
【００４０】
表２は、材質Ａと材質Ｂとの表面粗さの違いを示している。表２に示す表面粗さ（Ｒａ）は、試験片を切り出して任意の３点（ｎ＝１〜３）で計測したものである。表２に示すように、直線透過率の大きい材質Ｂの表面粗さの方が、いずれの計測点においても、直線透過率の小さい材質Ａの表面粗さよりも一桁小さい（表面粗さがＲａ１００ｎｍ以下である）。このように、直線透過率の大きい材質Ｂは、結晶成長の阻害要因の一つとなる表面の凹凸が実際に少なく、ナトリウムとの接触面積が小さくなり、結果、腐食による不純物Ｘの溶出が抑制されたものと考えられる。
【００４１】
このように、上述の本実施形態によれば、坩堝１１内において、ナトリウムをフラックス剤とする混合融液３を攪拌しつつ、該混合融液３に原料ガスを溶け込ませて結晶を成長させるナトリウムフラックス法を用いた結晶成長方法であって、坩堝１１として、混合融液３の攪拌流れの大きさに応じた直線透過率を有するセラミックス材料からなる坩堝を選定する工程を有する、という手法を採用することにより、混合融液３に大きな攪拌流れを形成しつつＧａＮ結晶を成長させることができる。
【００４２】
（実施例）
以下、実施例により本発明の効果をより明らかにする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００４３】
下表３は、攪拌流の大きさ（攪拌速度）を様々に変化させたときの、攪拌流の大きさと坩堝の透光性（直線透過率）との関係を示している。
図３は、本実施例で用いた攪拌方法を示す概略図である。図３（ａ）は、坩堝を揺動・回転させる方法（揺動攪拌：低速）を示し、図３（ｂ）は、ターンテーブルに載せて坩堝を回転させる方法（ターンテーブル攪拌：中速）を示し、図３（ｃ）は、坩堝内にプロペラを配置して融液を攪拌する方法（プロペラ攪拌：高速）を示す。
【００４４】
【表３】
0005802570.tif 000004
【００４５】
表３に示すように、揺動攪拌により攪拌速度が低速（１ｒｐｍ〜７ｒｐｍ）のときには、直線透過率が０％の坩堝を選定しても、良好な結晶育成が可能である。また、ターンテーブル攪拌により攪拌速度が中速（３０ｒｐｍ〜７０ｒｐｍ）のときに、直線透過率が０％の坩堝を選定した場合には、雑晶が多目であるが結晶育成は一応可能である。しかし、攪拌速度が大きくなる毎に、結晶育成の結果が徐々に悪化していくことが分かる。
【００４６】
攪拌速度が高速（１００ｒｐｍ）のときには、直線透過率が０％の坩堝を選定すると、ターンテーブル攪拌かプロペラ攪拌かによらず、雑晶ばかりで結晶が殆どできなくなる。そして、プロペラ攪拌により攪拌速度が高速（２００ｒｐｍ）のときには、直線透過率が０％より大きく２０％未満の坩堝を選定しても、結晶、雑晶共にまったくできなくなる。
しかしながら、ここで直線透過率が２０％以上の坩堝を選定することによって、攪拌速度が高速（２００ｒｐｍ）であっても、雑晶が生じさせることができ、結晶育成の結果を改善できることが分かる。
【００４７】
このように、ナトリウム腐食を防止しながら結晶を製造するためには、攪拌流れの大きさ（攪拌速度）に応じて、坩堝の材質を厳格に選定する必要があり、直線透過率を基準に選定したセラミックス材料を使用した坩堝を用いればよいことが分かる。
すなわち、揺動、回転、プロペラ等の人工的な方法で坩堝内の融液を攪拌して結晶を育成・製造する場合は、従来から選定基準となっていた純度等に加えて直線透過率という点も踏まえて坩堝を選定する方が好ましく、その値が２０％以上であるセラミックス材料（例えば、透明ＹＡＧ、透明イットリア、サファイア）を使った坩堝を使用することが、結晶製造には良好であることが分かる。
【００４８】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な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。
【００４９】
例えば、本発明は、ＧａＮ結晶を成長させる方法及び装置に限定されるものではなく、ナトリウムフラックス法により他の結晶（例えば他のＩＩＩ族窒化物の結晶等）を成長させる方法及び装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…窒化ガリウム製造装置（結晶成長装置）、３…混合融液、１１…坩堝、４１ｂ１…軸体（攪拌構造体）、５２…プロペラ（攪拌構造体）、８０…邪魔板（攪拌構造体）
【図１】
0005802570.tif 000005
【図２】
0005802570.tif 000006
【図３】
0005802570.tif 000007