[发明专利]氮化铝单晶制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及结晶性良好的氮化铝单晶的新制造方法。

背景技术

由于氮化铝是高机械强度而且放热性能优异的材料，因此被作为填料、电子·电气零件的基板、散热构件使用。特别是AIN单晶，从晶格的整合性及紫外线透射性的观点看，作为构成发蓝色可见光区域－紫外光区域的短波长光的发光二极管（LED）或激光二极管（LD）等发光器件的基板材料引起人们的注意。

当前，氮化铝单晶用有机金属气相生长法（MOVP法）、氢化物气相生长法（HVPE法）等气相生长法、化学输送法、熔剂法、升华再结晶法等方法制造薄膜单晶或块状单晶。其中，采用化学输送法、升华再结晶法时，得到板状结晶或针状结晶等形状不同的结晶性好的单晶，因此正在进行各种研究。

具体地说，提出了将氧化铝和其他金属氧化物作为原料，在氮气中存在碳的情况下，以1650℃以上2200℃以下的温度进行加热，借助于此，制造针状及板状氮化铝单晶的方法（日本特开2005－132699号公报：参照专利文献1）。但是专利文献1所述的方法中，还用了铝以外的金属氧化物，因此恐怕得到的氮化铝结晶中会含有杂质，在这一点上是有改进余地的。又，不能控制氮化铝析出的地方，只在有必要的部分有选择地使氮化铝析出是困难的。还有，专利文献1的方法中，将铝等原料收容于碳制的坩埚，在加盖的状态下在氮气保护中进行加热。被认为由于盖妨碍了氮气流通，氮化铝的生成效率不十分高。

专利文献1：特开2005－132699号公报

发明内容

本发明是鉴于上述已有技术而作出的发明，其目的在于提供一种效率高并且简便的制造结晶性良好的氮化铝单晶的制造方法。

当前作为氮化铝广泛使用的氮化铝多晶粉末是将铝粉末和碳粉末在氮气气氛中加热得到的。在这种情况下，由氧化铝生成的原料气体认为是由于被附近的碳源直接还原氮化，因此无法得到单晶，而生成多晶粉末。根据该考察，本发明人想到能不将由氧化铝等发生的原料气体直接还原氮化，而在保持某种程度上保持浮游状态后使其析出，以更高效率地得到氮化铝单晶。根据这样的构想完成的本发明以下述事项为要旨。

（1）在发生铝气体或氧化铝气体的原料气体发生源与碳成型体存在的条件下使氮气流通，在加热环境下使氮化铝单晶生长的氮化铝单晶的制造方法，

碳成型体的至少一部分不与原料气体发生源直接接触，

原料气体发生源的至少一部分不与碳成型体直接接触，

在不与该碳成型体接触的原料气体发生源和不与该原料气体发生源接触的碳成型体之间存在具有的0.01～50mm间隔的空间，以这样的配置，对原料气体发生源和碳成型体进行配置，

在不与该碳成型体接触的原料气体发生源和不与原料气体发生源接触的碳成型体之间的空间，设定加热温度、氮气流量以满足氮化铝析出条件。

（2）原料气体发生源为氧化铝成型体的，（1）所述的氮化铝单晶的制造方法。

（3）在氧化铝成型体上配置比该氧化铝成型体更小的碳成型体的，（2）所述的氮化铝单晶的制造方法。

（4）使氧化铝成型体与碳成型体隔开0.05～40mm的间隔配置的，（2）所述的氮化铝单晶的制造方法。

（5）在氧化铝成型体和碳成型体的近旁配置氮化铝成型体作为氮化铝单晶生长用的基板的，（3）或（4）所述的氮化铝单晶的制造方法。

（6）在不与所述碳成型体接触的原料气体发生源和不与原料气体发生源接触的碳成型体之间的空间内，以在23℃的温度换算为0.1cc/分～100L/分的流量使氮气流通的，（1）～（5）中的任一项所述的氮化铝单晶的制造方法。

如果采用本发明，能够提供一种效率高而且简便的制造结晶性良好的氮化铝结晶的方法。

附图说明

图1是表示能够在氮化铝单晶的制造方法中合适使用的单晶制造装置以及原料气体发生源与碳成型体的位置关系的一个例子的概略剖面图。

图2是表示原料气体发生源与碳成型体的位置关系的一个例子的概略剖面图。

图3是表示原料气体发生源与碳成型体、与氮化铝单晶生长用的基板的位置关系的一个例子的概略剖面图。

图4是表示单晶氮化铝的生长状态的照片。

具体实施方式

以下参照附图对本发明，包括其最佳实施方式进行更详细的说明。