金属氧化物单晶制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供一种金属氧化物单晶制造装置，其能够防止在氧化气氛的高温炉内生成的以氮氧化物为例的有害物质向炉周围的扩散。本发明专利技术的金属氧化物单晶制造装置(10)是在氧化气氛下以1500℃以上的温度将炉(14)内加热的金属氧化物单晶制造装置(10)，其具备：对炉(14)内进行加热的发热体(34)；设置在上述炉(14)中的下部侧、将上述炉(14)的内外连通的吸气管(24)；设置在上述炉(14)中的上部侧、将上述炉(14)的内外连通的排气管(26)；设置在比上述炉(14)靠上方的位置的管道(36)；以及设置在上述管道(36)的中途的排气扇(38)和有害物质除去装置(40)。质除去装置(40)。质除去装置(40)。

【技术实现步骤摘要】
金属氧化物单晶制造装置


[0001]本专利技术涉及金属氧化物单晶制造装置。

技术介绍

[0002]作为金属氧化物单晶制造装置，已知有氧化镓单晶的制造装置(下文中，有时将“金属氧化物单晶制造装置”和“氧化镓单晶的制造装置”简记为“装置”。另外，有时将“氧化镓单晶”简记为“氧化镓晶体”)。
[0003]在专利文献1(日本特开2017
‑
193466号公报)中记载的氧化镓晶体的制造装置中，将配置在大气气氛的晶体生长炉(以下有时简记为“炉”)内的坩埚利用电阻加热发热体或高频感应加热发热体进行加热，使收纳在坩埚中的氧化镓的原料(晶体原料)熔融，使原料熔液结晶化。作为晶体生长法，可应用VB法(垂直布里奇曼法)、VGF法(垂直温度梯度凝固法)、HB法(水平布里奇曼法)、HGF法(水平温度梯度凝固法)、CZ法(直拉单晶法)、EFG法等，在使用这些中的任一种方法的情况下，均需要对晶体原料进行加热使其熔融。氧化镓的熔点为约1800[℃]左右(例如，β
‑
Ga2O3为约1795[℃])，氧化镓晶体的制造装置中的炉为炉内被加热至1800[℃]以上的高温炉。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2017
‑
193466号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]在使专利文献1所述的氧化镓晶体的制造装置所例示那样的具备氧化气氛(此处是指包含氧气等氧化性气体的气氛，包括氧气气氛和大气气氛)的高温炉(此处是指在约1500[℃]以上进行加热的炉)的金属氧化物单晶制造装置工作而对炉内进行加热的情况下，由于在加热所致的高温条件下发热体所发出的光的作用等，有时会生成炉内的氮与氧结合而成的氮氧化物(NOx)、其他有害物质。在假设这样的有害物质扩散到炉的周围(例如配置炉的室内)的情况下，若为氮氧化物，则在炉的周围会产生令人不快的异味，若达到高浓度，则可能对健康带来不良影响。另外，还可能会腐蚀电装部的金属端子等装置部件、使装置不能正常工作，由此降低晶体品质。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种金属氧化物单晶制造装置，其能够防止在氧化气氛的高温炉内生成的以氮氧化物为例的有害物质向炉周围的扩散。
[0011]本专利技术通过以下作为一个实施方式所记载的解决手段来解决上述课题。
[0012]本专利技术的金属氧化物单晶制造装置是在氧化气氛下以1500℃以上的温度将炉内加热的金属氧化物单晶制造装置，其特征在于，该制造装置具备：发热体，对炉内进行加热；吸气管，设置在上述炉中的下部侧，将上述炉的内外连通；排气管，设置在上述炉中的上部
侧，将上述炉的内外连通；管道，设置在比上述炉靠上方的位置；以及排气扇和有害物质除去装置，设置在上述管道的中途。
[0013]由此，能够使排气扇工作而将从炉内流出的气体主动地吸入到管道内，利用有害物质除去装置除去所含有的有害物质，之后排出到规定的场所。因此，能够防止在炉内生成的有害物质向炉周围的扩散。
[0014]另外，优选上述排气管的上端部与上述管道的下端部分离且相向地设置。由此，能够将从排气管中排出的炉内的气体导向并吸入到排出方向与轴一致地开口的管道内。因此，从炉内流出的气体大部分能够没有泄漏地流入到管道内而被除去。
[0015]另外，优选进一步具备包围上述炉的上方和侧方的包围部，上述管道的下端部连结于设置在上述包围部的上部的开口部。由此，通过包围炉的侧方，能够防止从炉中所形成的间隙等除排气管以外的部位向炉外流出的气体向周围的扩散。另外，通过包围炉的上方，能够更可靠地防止从排气管排出的炉内气体的扩散。
[0016]另外，可以使上述发热体为电阻加热发热体或利用高频感应加热的发热体。
[0017]可以使上述炉为垂直布里奇曼炉。
[0018]可以使上述金属氧化物为氧化镓。
[0019]专利技术的效果
[0020]根据本专利技术，能够防止在氧化气氛的高温炉内生成的有害物质向炉周围的扩散。
附图说明
[0021]图1是示出本专利技术的实施方式的金属氧化物单晶制造装置的示例的示意图(垂直截面图)。
[0022]图2A、图2B是试验1的氧化镓晶体的制造装置的照片。
[0023]图3A、图3B是示出试验2的结果的BTB溶液的照片。
具体实施方式
[0024]以下参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。本实施方式的金属氧化物单晶制造装置是在氧化气氛下以1500[℃]以上的温度将炉内加热的金属氧化物单晶制造装置。关于此处所说的“以1500[℃]以上的温度将炉内加热”这一条件，不必使炉内整体达到1500[℃]以上，只要在炉内的任一处形成了达到1500[℃]以上的温度区域即可(关于本文中的同样的表达也是相同的)。例如，垂直布里奇曼法是在炉内形成垂直的温度梯度、使原料熔液沿垂直方向结晶化的方法，晶体生长炉中的炉内的温度分布有时不均一。
[0025]图1是示出本实施方式的金属氧化物单晶制造装置10的示例的示意图(垂直截面图)，具体地说，示出了氧化镓晶体的制造装置10。下文中，作为金属氧化物单晶制造装置10，以该氧化镓晶体的制造装置10为例进行说明。
[0026]图1所示的氧化镓晶体的制造装置10具备将内部加热而使氧化镓晶体生长的炉14(应用垂直布里奇曼法的垂直布里奇曼炉)、以及内置有对炉14的工作进行控制的控制部(未图示)的电装部11。炉14被设置在基体12上，通过使环部件14a沿铅直方向层积为多层并构成筒状而在内部形成有炉空间15，该环部件14a是将由耐热材料构成的多个分割片(未图示)接合而形成为具有所需高度的环状而成的。在炉空间15的底面形成有沿着炉14的中心
轴凹陷的凹部15a。下文中，为了易于理解，将“炉14内”适当记为“炉空间15”，炉14内与炉空间15表示相同的区域。
[0027]另外，设置有坩埚支承轴16，该坩埚支承轴16沿着炉14的中心轴贯通基体12，并且经过凹部15a沿上下方向延伸设置至炉空间15的中央高度附近。坩埚支承轴16以如下方式构成：可通过驱动机构(未图示)而上下运动(参照箭头A)且可绕轴旋转(参照箭头B)。
[0028]另外，在坩埚支承轴16的上端设置有支承坩埚22的衬套20，在衬套20上配置坩埚22。在坩埚支承轴16和衬套20的内部配设有热电偶18，能够测量坩埚22的温度。作为氧化镓(β
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Ga2O3)晶体生长用坩埚22，可以适当地使用Rh含量为10[wt％]～30[wt％](更优选为10[wt％]～20[wt％])的Pt
‑
Rh合金、Ir含量为20[wt％]～30[wt％]的Pt
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Ir合金等Pt系合金制的坩埚22。
[0029]需要说明的是，从凹部15a的底面到中央高度附近，坩埚支承轴16的周围被由耐热材料构成的环部件14a包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属氧化物单晶制造装置，其是在氧化气氛下以1500℃以上的温度将炉内加热的金属氧化物单晶制造装置，其特征在于，该制造装置具备：发热体，对炉内进行加热；吸气管，设置在所述炉中的下部侧，将所述炉的内外连通；排气管，设置在所述炉中的上部侧，将所述炉的内外连通；管道，设置在比所述炉靠上方的位置；以及排气扇和有害物质除去装置，设置在所述管道的中途。2.如权利要求1所述的金属氧化物单晶制造装置，其特征在于，所述排气管的上端部与所述管道的下端部分离且相向地设置。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：干川圭吾，太子敏则，小林拓实，大塚美雄，大叶悦子，
申请(专利权)人：国立大学法人信州大学，
类型：发明
国别省市：