CN102803583B - Iii族金属氮化物单晶的培养方法以及用于该方法的反应容器 - Google Patents

Abstract

通过将III族金属氮化物单晶的原料以及助熔剂原料收容于坩埚内，再将该坩埚收容于反应容器(1)内，将反应容器(1)收容于外侧容器内，再将外侧容器收容于耐压容器内，向外侧容器内供给含氮氛围气体的同时，于坩埚内生成熔液来进行III族金属氮化物单晶的培养。反应容器(1)具备收容坩埚的本体(3)和放置于本体(3)上的盖(2)。本体(3)具备侧壁(3b)和底壁(3a)，该侧壁(3b)具有啮合面(3d)和开口于啮合面(3d)上的槽(3c)。盖(2)具备相对本体(3)的啮合面有接触面(2d)的上板部(2a)，以及从上板部(2a)延伸出来，包围侧壁(3b)的外侧的凸缘部(2b)。

Description

III族金属氮化物单晶的培养方法以及用于该方法的反应容器

技术领域

本发明涉及III族金属氮化物单晶的培养方法，以及用于该方法的反应容器。

背景技术

氮化镓系III-V族氮化物作为优秀的蓝色发光元件而备受瞩目，在发光二极管中被实用化，也被期待用作光学拾波器使用的蓝紫色半导体激光元件。

日本专利特开2003-313099中公开了在压力容器中设置加热器，其内侧设置单独的反应容器，再在其内侧设置坩埚，以助熔剂法培养氮化物单晶的内容。

WO2007-108338A1中，使用Na助熔剂培养GaN单晶的时候，将助熔剂和原料熔融于坩埚内培养GaN单晶，同时在坩埚外设置碳等氧气吸收材料。借此来吸附从压力容器内的加热器等产生的氧气，防止氧气溶解于熔液中。

WO2006/098458A1的公开中，收容Na和Ga的坩埚上设有盖，盖上设有贯通孔，用在培养时的温度下软化的材料堵塞贯通孔。称量和搬运时，坩埚中的Na和Ga原料不会氧化，培养时，堵塞盖的贯通孔的材料软化，贯通孔打开，故氛围中的氮气可以向容器内部输送。

WO2007/108498A1的公开中，在压力容器内收容加热容器，在加热容器的内壁设置加热器。然后，在加热容器的内侧设置内侧反应容器，在内侧反应容器中收容坩埚，在坩埚里培养III族金属氮化物单晶。加热容器的盖和本体之间形成啮合面，通过使啮合面倾斜，使加热容器内部热的氛围不能沿着容器本体和盖之间的啮合面逸出。从而，在为了培养氮化物单晶的高温加压的条件下，也能够降低内部容器中的温度梯度。

发明内容

但是，实际上培养III族金属氮化物单晶中，即使在原料称量、搬运时防止了Na等的氧化，有时也会发生单晶的着色。探讨其原因，最后发现是培养时氛围中的微量杂质、氧气混入了坩埚内，导致了单晶着色。如果为了防止该情况而在坩埚的外侧设置碳或钢丝棉等氧气吸收材料的话，因为氧气吸收材料会产生杂质，所以难以防止因培养时的杂质混入而引起的着色。

另一方面，虽然也可以考虑通过提高培养时坩埚的密闭度来防止杂质混入，但这种情况下，因为熔液表面的氮气供给量减少，氮化物单晶的生长速度显著降低，同时反应容器会因压力而变形，故无法批量生产。

本发明的课题是，防止在用溶剂法培养单晶时，因微量氧气、杂质混入而导致的单晶着色，同时，防止培养时的反应容器变形。

本发明是将III族金属氮化物单晶的原料和助熔剂原料放入坩埚内，将该坩埚放入反应容器内，将该反应容器放入外侧容器内，再将该外侧容器放入耐压容器内，一边向外侧容器内供给含氮氛围气体，一边使坩埚内生成熔液，从而培养III族金属氮化物单晶的方法，其特征在于，

反应容器具备收容坩埚的本体和放置于本体上的盖，本体具备侧壁和底壁，该侧壁具有啮合面，且具有在该啮合面处有开口的槽，盖具备与本体的啮合面有接触面的上板部，和从该上板部延伸出来，包围侧壁的外侧的凸缘部。

根据本发明，反应容器的本体上设有啮合面，通过使该啮合面与盖的接触面接触来基本阻断氛围，同时，通过在本体的啮合面上设置开口的槽，能够向坩埚内的熔液供给适量的含氮氛围气体。从而既防止了加压引起的反应容器的变形，又防止了氧气导致的单晶着色。此外，该方法不依靠氧气吸收材料吸收氛围中的氧气，因此能够避免由氧气吸收材料产生的微量杂质引起的着色。

并且，基本阻断反应容器内的氛围有提高温度均匀性(均熱性)的效果。提高温度均匀性可以降低升降温时的温度变化带给坩埚的热冲击，防止坩埚破损。而且，由于可以基本阻断反应容器内的氛围，所以能够抑制助熔剂的蒸发。

而且，在反应容器的外侧保持含氮氛围、在设置具有防止氧气和水分侵入功能的外侧容器的实施方式中，可以有效的降低由加热单元的耐火材料等产生的氧气和水分，或者入炉时暴露于大气中带来的原料氧化等的影响。

附图说明

图1是显示根据本发明优选实施方式的盖2和本体3的截面图。

图2是本体3的俯视图。

图3是显示反应容器1的截面图。

图4是显示外侧容器的盖12以及本体13的截面图。

图5(a)是显示用于捆绑外侧容器的盖和本体的扎带8的前视图，图5(b)是扎带8的侧视图。

图6是显示反应容器1、外侧容器11及扎带8的截面图。

图7是从箭头VII侧视的图6的截面图。

图8是图6的俯视图。

图9是显示培养装置22的示意图。

图10是显示在反应容器内设置坩埚，正在培养单晶的状态的截面图。

符号的说明

1反应容器2、12盖2a、12a上板部2b、12b凸缘部

2c、12c凸缘部的内壁面2d、12d上板部的接触面3、13本体

3a、13a底壁3b、13b侧壁3c、13c凹部3d、13d啮合面

4、14空间5间隙8扎带11外侧容器18坩埚

19熔液20单晶基板21氮化物单晶h凹部的深度

w凹部的宽度s凹部的面积t间隙5的长度

具体实施方式

图1是显示根据本发明优选实施方式的盖2和本体3的截面图，图2是本体3的俯视图，图3是显示反应容器1的截面图。

反应容器1在内部空间4中收容了坩埚，是用于培养III族金属氮化物单晶的容器。盖2具备上板部2a，和从上板部2a的边缘突出的凸缘部2b。2d是接触面，2c是凸缘部2b的内壁面。

本体3具备底壁3a和侧壁3b，在侧壁3b的内侧形成有空间4。侧壁3b的上表面成为啮合面3d。如图2所示，从啮合面3d通向底壁形成有槽3c。如图3所示，通过将盖2盖在本体3上，使啮合面3d与接触面2d接触，侧壁3b被凸缘部2b包围。

此外，本发明中，收容反应容器的外侧容器也可以采用与反应容器同样的结构。图4是根据该实施方式的图示。

外侧容器是在内部空间14中收容了反应容器，用于培养III族金属氮化物单晶的容器。盖12具备上板部12a，和从上板部12a的边缘突出的凸缘部12b。12d是接触面，12c是凸缘部12b的内壁面。盖12的上板部12a上安装有含氮氛围气体的供给管6及排出管7。

本体13具备底壁13a和侧壁13b，在侧壁13b的内侧形成有空间14。侧壁13b的上表面成为啮合面13d。从啮合面13d通向底壁形成有槽13c。如图6所示，通过将盖12盖在本体13上，使啮合面13d与接触面12d接触，侧壁13被凸缘部12b包围，形成外侧容器11。

图5(a)是显示用于结合外侧容器的盖和本体的扎带8的前视图，(b)是扎带8的侧视图。扎带8由细长的带形成，带的两端形成一对突起8a。相对的突起8a通过连接器具9连接起来。

图6是显示反应容器、外侧容器及扎带的截面图，图7是从箭头VII方向观察时的截面图，图8是图6的俯视图。但是，为了方便观看，未图示坩埚及熔液。

制造时，在手套箱内将规定的材料放入坩埚中，将坩埚放入反应容器1的空间4中。然后，如图6、图7、图8所示，将反应容器1放入外侧容器11的本体13中，在本体13上盖上盖12。接下来，用扎带8将盖捆绑于外侧容器的本体，用连接器具9捆扎。

培养时，将反应容器、外侧容器及捆绑器具放入具有加压及加热装置的压力容器中。例如图9的例子中，在HIP(热等静压机)装置22的压力容器23中固定护套24，在护套24中设置外侧容器11。在压力容器23的外部设置未图示的混合气瓶。混合气瓶中充有规定组成的混合气体，该混合气体由压缩机压缩到规定的压力，可以通过供给管6供给外侧容器。外侧容器11的周围设置有加热器25，可以控制坩埚内的培养温度。

培养时，如图10所示，在反应容器1内设置有坩埚18，坩埚18内生成熔液19，熔液19中浸泡有晶种20。坩埚18上设置有盖16。从气体供给管6向外侧容器11内供给含氮氛围气体。该氛围气体中的氮气是作为氮源，氩气等惰性气体抑制钠等助熔剂的蒸发。该压力由未图示的压力计监测。

供给到外侧容器内的含氮氛围气体是如图2、图3所示的那样，通过反应容器1的凸缘部2b和本体3之间的间隙5和槽3c，向坩埚内空间17内供给。这时，氛围气体的供给量是通过间隙5及槽3c这二者进行适量的控制，从而同时防止了反应容器的变形、单晶的着色及生产率低下。

而且，如果不设置形成间隙的凸缘部，即使设置槽3c，也无法防止单晶着色。并且发现即使设置槽，如果槽不是开口在本体侧壁3b的啮合面3d上，而是设置于侧壁的中部，也不能防止单晶的着色。也就是说，由于凸缘部形成间隙5，含氮氛围气体在间隙5内上升，并从本体3的上侧边缘的槽向下方下降这种微妙的动作，对于防止单晶着色很重要。

如图2所示，本发明中的槽在侧壁的最上部的外侧面和内侧面之间延伸。此处，槽的个数可以是一个，但优选是有多个，这样可以向熔液整体均等地供给氮气。槽的个数没有特别的上限，但是优选为4个以下。

槽的深度h，从本发明的作用效果的观点出发，优选为0.1mm～2mm，更优选为0.3mm～1.0mm。此外，槽的宽度w，从本发明的作用效果的观点出发，优选为0.1mm～2mm，更优选为0.3mm～1.0mm。

此外，设槽的横截面方向的面积为s时，从本发明的作用效果的观点考虑，(槽的个数×s：槽的总面积)优选为0.2mm²～50mm²，更优选为1mm²～10mm²。

凸缘部和侧壁的间隙5、15的大小d(参照图3、图6)，为了促进氮气的供给，优选为0.5mm以上。此外，从防止熔液因氧气而着色的观点考虑，优选为2.0mm以下。

凸缘部和侧壁的间隙5、15的长度t(参照图3)，从促进氮气的供给的观点考虑，优选为50mm以下。此外，从防止熔液因氧气而着色的观点考虑，优选为20mm以上。

上述反应容器和外侧容器之间，也可以多配置一个中间容器，成为三重容器。此中间容器的结构和上述反应容器相同，尺寸是可以收容反应容器即可。此外，对于外侧容器来说，上述狭缝(スリツト)和凸缘部不是必须的。

本发明，还可以将反应容器、外侧容器的盖向主体推挤。此推挤手段不特别限定，可以是金属制成的螺旋弹簧、钢板弹簧等弹簧。或者可以使用弹簧锁、压重物这样的推挤手段。

加热结构的炉材没有特别限定，例如可以是高氧化铝质耐火砖(イソライト，ISO-COR(以上商品名))、石墨类耐火材料(GRAFSHIELD(商品名))、电熔氧化铝空心球(アルミナバブル)。

发热体的材质没有特别限定，例如可以是钽、SiC、SiC涂层的石墨、镍铬合金、カンタルス一パ一(商品名)。

进行反应的坩埚的材质没有特别限定，只要是在目标的加热及加压条件下具有耐久性的气密性材料即可。这样的材料举例有金属钽、钨、钼等高熔点的金属，氧化铝、蓝宝石、氧化钇等氧化物，氮化铝、氮化钛、氮化锆、氮化硼等氮化物陶瓷，碳化钨、碳化钽等高熔点的金属碳化物，p-BN(热解BN)、p-Gr(热解石墨)等热分解生成物。

反应容器的材质、中间容器、外侧容器的材质没有特别限定，但是优选为不锈钢。特别的优选为SUS310S。

捆绑材料的材质没有限定，但是优选为SUS310S。

本发明中，在单晶培养装置中，加热原料混合物而使之生成溶液的装置没有特别限定。该装置优选为热等静压装置，但也可以是除此以外的氛围加压型加热炉。

用于生成溶液的助熔剂没有特别限定，优选为碱金属及碱土金属的集合中选出的一种以上的金属或其合金。该金属特别优选为钠、锂、钙，最优选的是钠。

此外，作为原料混合物中添加的助熔剂及单晶原料以外的物质，举例如以下的金属。

钾、铷、铯、镁、锶、钡、锡

此外可以添加少量的杂质元素作为掺杂剂。例如，可以添加硅作为n型掺杂剂。

本发明的培养方法，适宜培养例如以下的单晶。

GaN、AlN、InN、以上的混晶(AlGaInN)、BN

单晶培养工序中的加热温度、压力，由于根据单晶的种类选择，故没有特别的限定。加热温度例如可以是800～1500℃。压力也没有特别限定，但是压力优选为1MPa以上，更优选为5MPa。压力的上限没有特别的规定，例如可以设为200MPa以下。

以下举例说明更具体的单晶以及其培养步骤。

(氮化镓单晶的培养例)

利用本发明，可以使用至少含有金属钠的助熔剂来培养氮化镓单晶。该助熔剂中混合了镓原料物质。作为镓原料物质，可适用镓金属单质、镓合金、镓化合物，但镓金属单质从操作上的观点出发也适宜。

该助熔剂中也可以含有钠以外的金属，例如锂。镓原料物质和钠等助熔剂原料物质的使用比例，以适量为宜，但一般来说，也可以考虑使用过量的钠。当然，这是没有限定的。

该实施方式中，在含氮混合气体构成的氛围下，在总压300大气压以上，2000大气压以下的压力下培养氮化镓单晶。通过将总压设定为300大气压以上，在例如900℃以上的高温环境，更优选为950℃以上的高温环境中，可以培养出优质的氮化镓单晶。该理由虽然不是很确定，但是推测是因为伴随着温度上升，氮气的溶解度上升，氮气高效率的溶解在培养溶液中。此外，如果氛围的总压在2000大气压以上，因为高压气体的密度和培养溶液的密度变得非常相近，难以将培养溶液保持在发生反应的容器中，故不适宜。

优选的实施方式中，培养时氛围中氮气的分压设定在100大气压以上，2000大气压以下。通过将该氮气分压设定在100大气压以上，在例如1000℃以上的高温环境中，可以促进助熔剂中氮气的溶解，培养出优质的氮化镓单晶。从该观点出发，更优选为将氛围中氮气的分压设定在200大气压以上。此外，从实用考虑，氮气分压优选设定为1000大气压以下。

氛围中氮气以外的气体虽然没有限定，但是优选为惰性气体，特别优选为氩气、氦气、氖气。氮气以外的气体分压是从总压中减去氮气分压的值。

优选的实施方式中，氮化镓单晶的培养温度是950℃以上，更优选为1000℃以上，在这样的高温环境中也可以培养出优质的氮化镓单晶。此外，在高温、高压中培养，可以提高生产率。

氮化镓单晶的培养温度没有特别的上限，但是因为培养温度过高的话晶体生长会变得困难，故优选为1500℃以下，从该观点出发，更优选为1200℃以下。

用于氮化镓晶体外延生长的培养用的基板材质没有限定，但举例可以是蓝宝石、AlN模板、GaN模板、独立式GaN基板、硅单晶、SiC单晶、MgO单晶、尖晶石(MgAl₂O₄)、LiAlO₂、LiGaO₂、LaAlO₃、LaGaO₃、NdGaO₃等钙钛矿型复合氧化物。另外还可以使用组成式为[A_1-y(Sr_1-xBa_x)_y][(Al_1-zGa_z)_1-u·D_u)O₃(A是稀土类元素；D是铌和钽的集合中选出的一种以上的元素；y＝0.3～0.98；x＝0～1；z＝0～1；u＝0.15～0.49；x+z＝0.1～2)的立方晶系的钙钛矿结构的复合氧化物。此外，也可以使用SCAM(ScAlMgO₄)。

(AlN单晶的培养例)

可以确定本发明通过将至少含有铝和碱土类助熔剂的熔液在特定条件下、含氮氛围中加压，对培养AlN单晶也有效。

实施例

(实施例1)

露点控制在-90℃以下，氧气浓度控制在0.5ppm以下的手套箱中，将45g金属钠、30g金属镓、0.1g碳、直径2英寸的GaN模板置于内径6cm的氧化铝坩埚18中。GaN模板是在蓝宝石基板上用气相法形成10μmGaN单晶薄膜的产物。准备3个装入GaN模板的氧化铝坩埚，配置于图1～3所示的不锈钢制反应容器1(内径160mm)内。反应容器上形成有2个狭缝3c。狭缝3c的深度h为0.5mm，宽度w为1.0mm，狭缝的总面积2S是1.0mm²。间隙5的宽度d是1.0mm。

将反应容器1放入外侧容器11内，用不锈钢制的扎带固定好盖，使之不能打开。外侧容器11上形成2个狭缝13c。狭缝13c的高度h为0.5mm，宽度w为1.0mm，总面积2S是1.0mm²。间隙15的宽度d是1.0mm。

从手套箱中拿出外侧容器11，设置于培养装置的耐压容器中。接着，盖上耐压容器的盖，直到真空抽吸开始期间(约6分钟)，耐压容器内暴露在大气中。而且，外侧容器上安装的供给管、排出管上，分别安装有截止阀，截止阀在手套箱中设为“关”，在即将关闭耐压容器的盖子前设为“开”。进行真空抽吸大约30分钟(真空度：大约0.1Pa)，然后，用氮气加压至培养压力(大约4MPa)。加压后，用大约2小时升温至培养温度。放入处于培养温度的保温器中之后，氮气以200sccm的流量通入外侧容器中直到培养结束。

保持培养温度120小时后，用5小时冷却至200℃。保持在200℃的状态下，在2小时内缓缓将炉内压力降低至0.2MPa，然后，冷却至室温。在200℃下降低压力是为了防止外侧容器的狭缝被蒸发的金属钠堵塞，无法泄压而破裂。虽然在金属钠的熔点(98℃)以上应该就可以防止容器破裂，但是为了确实的从外侧容器的狭缝中放出气体，使外侧容器内、反应容器内的压力与炉内压力相同，故在200℃下进行放气。将炉内压力降低至大气压后，打开压力容器的盖，取出外侧容器，移至手套箱中，从反应容器中取出坩埚的时候，熔液仍维持金属光泽。

由此可以确定防止了原料的氧化。此外，坩埚没有破裂。取出反应容器中的坩埚之前，测量整体的重量，只增加了原料氮化那部分的重量。从该重量增加部分和生长的晶体的重量的差来计算助熔剂的蒸发量，助熔剂的蒸发量只有不到0.5重量％那么少。另一方面，观察到助熔剂从坩埚盖和坩埚的间隙蒸发，反应容器的内侧附着有少量液滴。回收该液滴并测量重量，得知助熔剂的蒸发量大约是装料量的1重量％。

除去助熔剂，回收生长的GaN单晶，得知生长了约2mm，成为直径5cm的近似六角形。该晶体的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约50秒、60秒。测量经研磨的晶体的从可见区域到紫外区域的透射率，直到带宽(364nm)基本都看不到吸收。晶体为无色透明。根据SIMS分析测量杂质量，得知氧的浓度为5×10¹⁶atoms/cm³。

(实施例2)

在上述反应容器和外侧容器之间，多配置一个中间容器，形成三重容器。在最内侧的反应容器中放入上述坩埚以及GaN单晶、助熔剂原料。除此之外，同实施例1一样培养GaN单晶。培养结束后，将容器移至手套箱内，放置至室温后，将坩埚取出，坩埚中的原料表面仍维持金属光泽。由此可以确认防止了原料的氧化。且坩埚没有破裂。

除去助熔剂，回收生长好的GaN单晶，得知生长了约2mm，成为直径5cm的近似六角形。晶体为无色透明。该晶体的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约50秒、60秒。测量经研磨的晶体从可见区域到紫外区域的透射率，为75～80％，考虑菲涅尔损失，直到带宽(364nm)基本都看不到吸收。根据SIMS分析测量杂质量，得知氧的浓度为5×10¹⁶atoms/cm³。由以上可知，即使在反应容器和外侧容器之间加入中间容器，形成三重容器，品质和杂质浓度也没有变化。

(实施例3)

同实施例1一样培养GaN单晶。但是，外侧容器上不形成上述狭缝13c。培养结束后，将容器移至手套箱内，将坩埚取出，坩埚仍维持金属光泽。

除去助熔剂，回收生长好的GaN单晶，得知生长了约2mm，成为直径5cm的近似六角形。该晶体的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约50秒、60秒。测量经研磨的晶体的从可见区域到紫外区域的透射率，直到带宽(364nm)基本都看不到吸收。晶体为无色透明。根据SIMS分析测量杂质量，得知氧的浓度为5×10¹⁶atoms/cm³。

(比较例1)

不使用上述反应容器，在上述外侧容器中收容上述坩埚。其他和实施例1同样的进行实验。结果，在手套箱内取出坩埚，表面氧化呈现白浊。坩埚内壁上由于自然核的形成产生多个数mm大的复合结晶(雑結晶)。由此可知，温度分布不均匀，且培养氛围被氧气或水分污染了。

除去助熔剂，回收生长好的GaN晶体，得知生长了约1mm，成为直径5cm的近似六角形。该晶体的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约150秒、200秒，但不是单一的峰，分别是几个峰的集合。测量经研磨的晶体的从可见区域到紫外区域的透射率，直到带宽(364nm)的透射率在50％以下。晶体是如太阳镜一样的黑色透明。根据SIMS分析测量杂质量，得知氧的浓度为5×10¹⁸atoms/cm³，比实施例1高。此外还检出了金属钠。

并且常发生坩埚上出现裂缝的情况。

(比较例2)

除了反应容器、外侧容器上不设置狭缝以外，和实施例1同样的培养GaN单晶。从培养炉取出外侧容器时，容器本体向内侧凹陷。而且反应容器的盖和本体一起严重凹陷，盖无法打开。反应容器内的坩埚粉碎。

(比较例3)

同实施例1一样培养GaN单晶。但是，反应容器的狭缝、外侧容器的狭缝不开口在各本体的各啮合面上，而在各啮合面下侧20mm处形成的圆孔。培养结束后，将容器移至手套箱内，将坩埚取出，坩埚仍维持金属光泽。

除去助熔剂，回收生长好的GaN晶体，发得知生长了约1.5mm。晶体在生长初期的大约0.3mm厚的区域内着色为黑色，但是那以后的生长区域为无色透明。测量经研磨的透明部分的晶体的从可见区域到紫外区域的透射率，直到带宽(364nm)的透射率为75～80％，考虑到菲涅尔损失，认为基本没有吸收。根据SIMS分析测量该透明部分的杂质量，得知氧的浓度为2×10¹⁷atoms/cm³。对黑色部分进行EPMA分析，检验出数百ppm量级的氧、钠。经研磨的该晶体透明部分的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约120秒、150秒。经研磨的该晶体黑色部分的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约300秒、500秒。

(比较例4)

同实施例1一样培养GaN单晶。但是，反应容器的盖上没有设置凸缘部。培养结束后，将容器移至手套箱内，将坩埚取出，坩埚仍维持金属光泽。

除去助熔剂，回收生长好的GaN晶体，得知生长了约1.5mm。晶体在生长初期的大约0.3mm厚的区域内着色为黑色，但是那以后的生长区域为无色透明。测量经研磨的透明部分的晶体从可见区域到紫外区域的透射率，直到带宽(364nm)的透射率为75～80％，考虑到菲涅尔损失，认为存在百分之几的吸收。此外，晶体内部多处可以看见助熔剂进入的区域(掺杂物)。该晶体的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约150秒、200秒，但不是单一的峰，是几个峰的集合。根据SIMS分析测量该透明部分的杂质量，得知氧的浓度为2×10¹⁷atoms/cm³。对黑色部分进行EPMA分析，检验出数百ppm量级的氧、钠。经研磨的该晶体透明部分的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约120秒、150秒。经研磨的该晶体黑色部分的(0002)、(10-12)反射X射线衍射摇摆曲线的半峰宽分别为约300秒、500秒。

虽然上面说明了本发明的特定实施方式，但并非将本发明限定为这些特定的实施方式，只要不脱离权利要求的范围，就可以对其进行这种变更或改变而实施。

Claims (10)

1.一种培养III族金属氮化物单晶的方法，包括将III族金属氮化物单晶的原料以及助熔剂原料收容于坩埚内，再将该坩埚收容于反应容器内，将该反应容器收容于外侧容器内，再将该外侧容器收容于耐压容器内，向所述外侧容器内供给含氮氛围气体的同时，使所述坩埚内生成熔液，其特征在于，

所述反应容器具备收容所述坩埚的本体和放置于该本体上的盖，所述本体具备侧壁和底壁，该侧壁具有啮合面，且具有在啮合面上有开口的槽，所述盖具备相对所述啮合面有接触面的上板部，以及从上板部延伸出来，包围所述侧壁的外侧的凸缘部；

所述侧壁和所述凸缘部间具有间隙；

在所述啮合面上开口的所述槽与所述间隙相通；

所述含氮氛围气体通过所述槽及所述间隙被供入所述坩埚；

所述侧壁与凸缘部的间隙为0.5～2.0mm。

2.根据权利要求1记载的方法，其特征在于，所述侧壁上设置有多个所述槽。

3.根据权利要求1或2所记载的方法，其特征在于，所述外侧容器具备收容所述反应容器的本体和放置于该本体上的盖，所述本体具备侧壁和底壁，该侧壁具有啮合面，且具有在啮合面上有开口的槽，所述盖具备相对所述啮合面有接触面的上板部，以及从上板部延伸出来，包围所述侧壁的外侧的凸缘部。

4.根据权利要求1或2所记载的方法，其特征在于，培养所述III族金属氮化物单晶时，所述外侧容器的所述盖和所述本体通过扎带捆绑在一起。

5.一种反应容器，其用于通过将III族金属氮化物单晶的原料以及助熔剂原料收容于坩埚内，再将该坩埚收容于反应容器内，将该反应容器收容于外侧容器内，再将该外侧容器收容于耐压容器内，向所述外侧容器内供给含氮氛围气体的同时，使所述坩埚内生成熔液来培养所述III族金属氮化物单晶的过程中，其特征在于，

具备收容所述坩埚的本体和放置于该本体上的盖，所述本体具备侧壁和底壁，该侧壁具有啮合面，且具有在啮合面上有开口的槽，所述盖具备相对所述啮合面有接触面的上板部，以及从上板部延伸出来，包围所述侧壁的外侧的凸缘部；

所述侧壁和所述凸缘部间具有间隙；

在所述啮合面上开口的所述槽与所述间隙相通；

所述含氮氛围气体通过所述槽及所述间隙被供入所述坩埚；

所述侧壁与凸缘部的间隙为0.5～2.0mm。

6.根据权利要求5记载的反应容器，其特征在于，所述侧壁上设置有多个所述槽。

7.一种用于培养III族金属氮化物单晶的培养装置，其特征在于，具备用于收容坩埚的反应容器，该坩埚收容有III族金属氮化物单晶的原料和助熔剂原料，

和用于收容所述反应容器的外侧容器，

和用于收容所述外侧容器的耐压容器，

和用于向所述外侧容器内供给含氮氛围气体的供给装置，

所述反应容器具备收容所述坩埚的本体，和放置于所述本体上的盖，

所述本体具备侧壁和底壁，该侧壁具有啮合面，且具有在啮合面上有开口的槽，所述含氮氛围气体通过所述槽及所述间隙被供入所述坩埚，

所述盖具备相对所述啮合面有接触面的上板部，以及从上板部延伸出来，包围所述侧壁的外侧的凸缘部；

所述侧壁和所述凸缘部间具有间隙；

所述侧壁与凸缘部的间隙为0.5～2.0mm；

在所述啮合面上开口的所述槽与所述间隙相通。

8.根据权利要求7记载的装置，其特征在于，所述反应容器的所述侧壁上设置有多个所述槽。

9.根据权利要求7或8所记载的装置，其特征在于，所述外侧容器具备收容所述反应容器的本体和放置于该本体上的盖，所述本体具备侧壁和底壁，该侧壁具有啮合面，且具有在啮合面上有开口的槽，所述盖具备相对所述啮合面有接触面的上板部，以及从上板部延伸出来，包围所述侧壁的外侧的凸缘部。

10.根据权利要求7或8所记载的装置，其特征在于，所述外侧容器的所述盖和所述本体通过扎带捆绑在一起。