JPH01197397A - ガーネット基板及びその製造方法 - Google Patents
ガーネット基板及びその製造方法Info
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- JPH01197397A JPH01197397A JP63023081A JP2308188A JPH01197397A JP H01197397 A JPH01197397 A JP H01197397A JP 63023081 A JP63023081 A JP 63023081A JP 2308188 A JP2308188 A JP 2308188A JP H01197397 A JPH01197397 A JP H01197397A
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- Japan
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- film thickness
- thickness
- garnet
- garnet substrate
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はガーネット基板及びその製造方法に関し、特に
液相エピタキンヤル成長によるガーネット結晶の特性改
善に関するものである。
液相エピタキンヤル成長によるガーネット結晶の特性改
善に関するものである。
従来の技術
光通信、光計測の分野で光源として用いられる半導体レ
ーザのノイズ発生原因となる反射戻り光をおさえるため
、ガーネット結晶を用いた光アイソレータがよく使用さ
れている。また液相エピタキンヤル法（ＬＰＥ法）を用
いだＢ１置換型ガーネットは結晶の生産性がよい事から
最近盛んに研究され、現在実用段階に入９つつある。
ーザのノイズ発生原因となる反射戻り光をおさえるため
、ガーネット結晶を用いた光アイソレータがよく使用さ
れている。また液相エピタキンヤル法（ＬＰＥ法）を用
いだＢ１置換型ガーネットは結晶の生産性がよい事から
最近盛んに研究され、現在実用段階に入９つつある。
光アイソレータ用結晶としては、ファラデー回転角の絶
対値が１θｌ＝４５ｄｅｇである事が必要である。Ｂｉ
置換型ガ、−ネットにおいては使用波長１．３〜１．５
５ μｍ帯の場合、数百μｍ〜１ＭＩＩＩ程度の膜厚の
結晶を得る必要がある。ガーネット結晶のＬＰＥ成長法
は、ガーネット基板２００を第５図のように足部６１を
有するホルダに取シつけ、第６図のような成長装置を用
いて基板２００の片面、あるいは両面がμツボ内の融剤
につかるまでホルダを下げ基板を回転しながら成長させ
るＬＰＥ法が主に行なわれていた。３１は白金ルツボ、
３２は融剤である。
対値が１θｌ＝４５ｄｅｇである事が必要である。Ｂｉ
置換型ガ、−ネットにおいては使用波長１．３〜１．５
５ μｍ帯の場合、数百μｍ〜１ＭＩＩＩ程度の膜厚の
結晶を得る必要がある。ガーネット結晶のＬＰＥ成長法
は、ガーネット基板２００を第５図のように足部６１を
有するホルダに取シつけ、第６図のような成長装置を用
いて基板２００の片面、あるいは両面がμツボ内の融剤
につかるまでホルダを下げ基板を回転しながら成長させ
るＬＰＥ法が主に行なわれていた。３１は白金ルツボ、
３２は融剤である。
発明が解決しようとする課題
ガーネット結晶を基板の両面にＬＰＥ成長する場合、第
５図のホルダとは反対側の基板面２０１（以後、表面と
呼ぶ）はほぼ平面に成長するのに対し、ホルダー側の基
板面２ｏ２（以後、裏面と呼ぶ）は、凹凸が激しく、膜
厚が一定しないという問題があった。ファラデー回転角
の絶対値１θ１は膜厚に比例するため膜厚の不均一は１
θ１の不均一となる。通常光アイソレータ用結晶として
は１θ１が４５ ｄｏｇよシ大きくなるよう膜厚を多少
厚く成長した後、研磨により１θｌ＝４５ｄｅｇとなる
ように膜厚を調整するのが普通である。しかし膜厚の不
均一が大きい時は、膜厚の最も薄い場所で１０１が４５
ｄｏｇを越えるよう成長しなければならず、成長時間
は膜厚が均一な場合よシ長くなる。
５図のホルダとは反対側の基板面２０１（以後、表面と
呼ぶ）はほぼ平面に成長するのに対し、ホルダー側の基
板面２ｏ２（以後、裏面と呼ぶ）は、凹凸が激しく、膜
厚が一定しないという問題があった。ファラデー回転角
の絶対値１θ１は膜厚に比例するため膜厚の不均一は１
θ１の不均一となる。通常光アイソレータ用結晶として
は１θ１が４５ ｄｏｇよシ大きくなるよう膜厚を多少
厚く成長した後、研磨により１θｌ＝４５ｄｅｇとなる
ように膜厚を調整するのが普通である。しかし膜厚の不
均一が大きい時は、膜厚の最も薄い場所で１０１が４５
ｄｏｇを越えるよう成長しなければならず、成長時間
は膜厚が均一な場合よシ長くなる。
また特開昭６０−２０８７３０号公報に示されるような
多層構造の結晶を、基板の両側に成長させる場合は膜厚
の不均一によシ温度特性の設計値からのずれや、１θｌ
＝４５ｄｅｇからのずれといった特性のばらつきとなシ
実用上問題がある。
多層構造の結晶を、基板の両側に成長させる場合は膜厚
の不均一によシ温度特性の設計値からのずれや、１θｌ
＝４５ｄｅｇからのずれといった特性のばらつきとなシ
実用上問題がある。
次に基板の片面のみに成長する場合、膜厚はほぼ均一に
成長するが成長時間は基板の両面に成長する場合の約２
倍必要となるという問題があった。
成長するが成長時間は基板の両面に成長する場合の約２
倍必要となるという問題があった。
課題を解決するための手段
本発明は上記課題を解決するため中心部に貫通した穴部
を有し、望むべきは６００μｍ以上の厚みを有する基板
を用い、穴部の製造方法としてサンドブラスト又は超音
波カッタを用いるようにしたものである。
を有し、望むべきは６００μｍ以上の厚みを有する基板
を用い、穴部の製造方法としてサンドブラスト又は超音
波カッタを用いるようにしたものである。
作 用
このような本発明の構成によシ、基板に均一にかつ短時
間でエピタキシャル膜を成長させることができる。
間でエピタキシャル膜を成長させることができる。
実施例
（実施例１）
本発明の第１の実施例を第１図から第４図を用いて波長
１．３μｍ用光アイソレータ用結晶について示す。
１．３μｍ用光アイソレータ用結晶について示す。
基板としテ１ｉｎｃｈ径、８００μｍ厚のＣａ −Ｍｇ
−Ｚｒ置換ＧＧＧ格子定数ａ＝＝１２．４９７人をロッ
トから切り出し、サンドブラストにょシ、約２ ｙＢ
Ｘ ３ ｍｍの゛だ円形の穴部１０３を形成した。その
後メカノケミカル研磨、及びリン酸エッチ等ヲ行ない第
１図のよりな６ｏＯμｍ厚の基板１ｏ。
−Ｚｒ置換ＧＧＧ格子定数ａ＝＝１２．４９７人をロッ
トから切り出し、サンドブラストにょシ、約２ ｙＢ
Ｘ ３ ｍｍの゛だ円形の穴部１０３を形成した。その
後メカノケミカル研磨、及びリン酸エッチ等ヲ行ない第
１図のよりな６ｏＯμｍ厚の基板１ｏ。
を作成した。次に第２図に示すような白金リング２１で
基板をはさみ、これをホルダ２３に溶接された白金製の
ツメ２２で固定した。以上のように固定された基板を用
い、第３図に示すようにＰｂ。
基板をはさみ、これをホルダ２３に溶接された白金製の
ツメ２２で固定した。以上のように固定された基板を用
い、第３図に示すようにＰｂ。
−Ｂ２０３−Ｂｉ２ｏ３系融剤３２を用いて（ＢｔＧｄ
）３（ＦｅＧａ）６０，２を片面約８５μｍ両面で約１
７０μｍ成長した結果を第４図に示す。表面１０１は膜
厚のばらつきが４μｍであシ、これは本発明を用いる前
とほぼ同様の値である。次に裏面１０２の膜厚の分布を
第４図Ｂに示す。膜厚のばらつきは６μｍであシ、表面
１ｏ１と同程度の小さく、また本発明を用いる前の約１
／１０となっている。
）３（ＦｅＧａ）６０，２を片面約８５μｍ両面で約１
７０μｍ成長した結果を第４図に示す。表面１０１は膜
厚のばらつきが４μｍであシ、これは本発明を用いる前
とほぼ同様の値である。次に裏面１０２の膜厚の分布を
第４図Ｂに示す。膜厚のばらつきは６μｍであシ、表面
１ｏ１と同程度の小さく、また本発明を用いる前の約１
／１０となっている。
次にこの結晶の上に（ＢｔＹｂＧｄ）３Ｆｅ６０１２を
約３５０／ｊｍ成長した。この時膜厚のばらつきは、表
面、裏面とも１゛ｏμｍ以内であった。
約３５０／ｊｍ成長した。この時膜厚のばらつきは、表
面、裏面とも１゛ｏμｍ以内であった。
以上の工程によシ成長した結晶をダイシングソーを用い
て４等分し、厚み精度±１μｍで鏡面研磨を行なった結
果、各結晶のファラデー回転角の絶対値を１０１＝４６
±０．７ ｄｏｇ とする事が可能であった。この結果
、膜厚の不均一性のため、光アイソレータに必要なチッ
プの大きさ（２ｍｍ角〜５ｆｆｌｆｆ１角又は２■φ〜
６閤φ）に切り出した後ＩｏＩ＝ ４５ ｄｅｇとなる
ようにチップ間で厚みを変えて鏡面研磨する場合と比べ
て、工数を著しく減少することが可能となった。
て４等分し、厚み精度±１μｍで鏡面研磨を行なった結
果、各結晶のファラデー回転角の絶対値を１０１＝４６
±０．７ ｄｏｇ とする事が可能であった。この結果
、膜厚の不均一性のため、光アイソレータに必要なチッ
プの大きさ（２ｍｍ角〜５ｆｆｌｆｆ１角又は２■φ〜
６閤φ）に切り出した後ＩｏＩ＝ ４５ ｄｅｇとなる
ようにチップ間で厚みを変えて鏡面研磨する場合と比べ
て、工数を著しく減少することが可能となった。
なお本実施例で、６００人ｍと通常よシ厚い基板を用い
たのは、特願昭６２−２３０１２９号で示すように、基
板とエピタキシャル膜の熱膨張係数差によるワレを防止
するためであシ、また（ＢｔＧｄ）３（ＦｅＧａ）、０
１２と（ＢｉＹｂＧｄ）３Ｆｅ６ｏ１２を２層にエピタ
キシャル成長するのは、特願昭６１−２９９４３８号で
示すように実用的な光アイソレータとして温度特性を良
好にするためである０ （実施例２） 本発明の第２の実施例として波長１．６６μｍ用光アイ
ソレータ用結晶について示す。
たのは、特願昭６２−２３０１２９号で示すように、基
板とエピタキシャル膜の熱膨張係数差によるワレを防止
するためであシ、また（ＢｔＧｄ）３（ＦｅＧａ）、０
１２と（ＢｉＹｂＧｄ）３Ｆｅ６ｏ１２を２層にエピタ
キシャル成長するのは、特願昭６１−２９９４３８号で
示すように実用的な光アイソレータとして温度特性を良
好にするためである０ （実施例２） 本発明の第２の実施例として波長１．６６μｍ用光アイ
ソレータ用結晶について示す。
直径６，５３．長さ１ｏｃＷＩのＣａ−Ｍｇ−Ｚｒ置換
ＧＧＧインゴットを２１ｎｃｈ径長さ８１のプールに加
工し、次に中央部に超音波カッタを用いて直径６ＩＩＩ
Ｉ１１の穴を貫通させた後、２１ｎｃｈ径１６００μｍ
厚の基板に切り出し、メカノケミカル研磨。
ＧＧＧインゴットを２１ｎｃｈ径長さ８１のプールに加
工し、次に中央部に超音波カッタを用いて直径６ＩＩＩ
Ｉ１１の穴を貫通させた後、２１ｎｃｈ径１６００μｍ
厚の基板に切り出し、メカノケミカル研磨。
リン酸エッチ等によＦ） ２１ｎｃｈ径１４ｏＯμｍ厚
の基板を作成した。次に第２図と同様の方法で固定し、
ＰｂＯ−Ｂ２０３−Ｂｌ２０３系融剤よシ（ＢｉＧｄ）
（ＦｅＧａ）６０１゜を、片面約１３ｅ５＃ｍ。
の基板を作成した。次に第２図と同様の方法で固定し、
ＰｂＯ−Ｂ２０３−Ｂｌ２０３系融剤よシ（ＢｉＧｄ）
（ＦｅＧａ）６０１゜を、片面約１３ｅ５＃ｍ。
両面で２７２μｍ成長した。この時、表面の膜厚のばら
つきは６μｍ、裏面の膜厚のばらつきは７μｍであった
。この結晶の上に（ＢｉＹｂＧｄ）３Ｆｅ、０１２を約
５６０μｍ成長し、同様に膜厚のばらつきを測定した結
果、表面、裏面とも１６μｍ以内であった。これは、裏
面のばらつきは実施例１と同様本発明を用いる前の約１
７１０であＬ−’ｆｎ結果ファー）デー回転角のばらつ
きが小さくなシ従来の基板の両面にＬＰＥ成長する場合
よシも成長時間を約２割短縮することが可能となった。
つきは６μｍ、裏面の膜厚のばらつきは７μｍであった
。この結晶の上に（ＢｉＹｂＧｄ）３Ｆｅ、０１２を約
５６０μｍ成長し、同様に膜厚のばらつきを測定した結
果、表面、裏面とも１６μｍ以内であった。これは、裏
面のばらつきは実施例１と同様本発明を用いる前の約１
７１０であＬ−’ｆｎ結果ファー）デー回転角のばらつ
きが小さくなシ従来の基板の両面にＬＰＥ成長する場合
よシも成長時間を約２割短縮することが可能となった。
さらに出来上った２ １ｎｃｈウエハを１α角に切り出
し、厚み精度±１μｍで鏡面研磨した結果、各結晶の７
７ラデ一回転角の絶対値を１０１＝４６±０．８ ｄｏ
ｇとする事が可能であシ、実施例１同様に鏡面研磨の後
チップに切り出す事が可能となシエ数を著しく減少する
事が可能となった。
し、厚み精度±１μｍで鏡面研磨した結果、各結晶の７
７ラデ一回転角の絶対値を１０１＝４６±０．８ ｄｏ
ｇとする事が可能であシ、実施例１同様に鏡面研磨の後
チップに切り出す事が可能となシエ数を著しく減少する
事が可能となった。
本発明によシ、膜厚の均一性に優れたエピタキシャル膜
を従来に比べて短かい時間で成長できる理由を以下に説
明する。
を従来に比べて短かい時間で成長できる理由を以下に説
明する。
ＬＰＥ法によシ、第５図に示すようなホルダに基板を取
シつけて両面にエピタキシャル成長した場合表面２ｏ１
では融剤の流れを乱すものがないので、−様に成長する
のに対し、裏面２０２では融剤の流れがホルダの足部６
１で乱されるため不均一となシ成長膜厚にむらが発生す
る。第７図は（ＧｄＣａ）ａ（ＧａＭｇＺｒ）ｓｏ１２
（Ｃａ Ｍｇ Ｚｒ置換ＧＧＧ）基板２ｏｏを第６
図のようにホルダに固定しその両面に（Ｂ Ｉ Ｇ ｄ
Ｊ ３（Ｆ ｅ Ｇ ａ ） ｓ ０１２ を片面
約８６μｍ９両面で約１７０園成長した時の表面２０１
と裏面２０２の膜厚の不均一を示した図である。最も薄
い部分を０として示しである。
シつけて両面にエピタキシャル成長した場合表面２ｏ１
では融剤の流れを乱すものがないので、−様に成長する
のに対し、裏面２０２では融剤の流れがホルダの足部６
１で乱されるため不均一となシ成長膜厚にむらが発生す
る。第７図は（ＧｄＣａ）ａ（ＧａＭｇＺｒ）ｓｏ１２
（Ｃａ Ｍｇ Ｚｒ置換ＧＧＧ）基板２ｏｏを第６
図のようにホルダに固定しその両面に（Ｂ Ｉ Ｇ ｄ
Ｊ ３（Ｆ ｅ Ｇ ａ ） ｓ ０１２ を片面
約８６μｍ９両面で約１７０園成長した時の表面２０１
と裏面２０２の膜厚の不均一を示した図である。最も薄
い部分を０として示しである。
これよシ実際に表面では膜厚のばらつきが６μｍである
のに対し、裏面では約６０μｍ程度ばらついている事が
わかシ、特にホルダの足部に近い所では足部によシ融液
の流れが乱れるため大きく膜厚がばらついている事がわ
かる。従って裏面のエピタキシャル膜の膜厚の分布を小
さくするためには、ホルダの足部を回転の中心と一致さ
せ、融液の流れを乱さない事が有効である。
のに対し、裏面では約６０μｍ程度ばらついている事が
わかシ、特にホルダの足部に近い所では足部によシ融液
の流れが乱れるため大きく膜厚がばらついている事がわ
かる。従って裏面のエピタキシャル膜の膜厚の分布を小
さくするためには、ホルダの足部を回転の中心と一致さ
せ、融液の流れを乱さない事が有効である。
発明の効果
本発明によれば、基板の中心部に貫通した穴部を設ける
工数は増加するが、基板の表と裏の両方の面に均一性よ
くエピタキシャル膜を成長する事が可能となシ、基板の
片面のみに成長する場合に比べて成長時間が約半分とな
シ、又基板の両面にエピタキシャル膜を成長する従来の
方式と比べて、膜厚の均一性が上昇するため、成長時間
を短縮でき、特に多層構造の場合、鏡面研磨の工数が著
しく減少するため、その工業的価値、は高い。
工数は増加するが、基板の表と裏の両方の面に均一性よ
くエピタキシャル膜を成長する事が可能となシ、基板の
片面のみに成長する場合に比べて成長時間が約半分とな
シ、又基板の両面にエピタキシャル膜を成長する従来の
方式と比べて、膜厚の均一性が上昇するため、成長時間
を短縮でき、特に多層構造の場合、鏡面研磨の工数が著
しく減少するため、その工業的価値、は高い。
第１図ａは本発明の第１の実施例におけるガーネット基
板の上面図、第１図すは同断面図、第２図はガーネット
基板の取シ付は方法を示す断面図、第３図は同基板を用
いて成長を行なう時の様子を示す断面図、第４図ａ、ｂ
は本実施例基板を用いた場合の膜厚のばらつきを示す図
、第６図は従来本発明を用いる前のエピタキシャル膜の
膜厚ばらつきを示す図である０ １００．２００・・・・・・基板、１０１，２０１・・
・・・・基板の表面、１０２．２０２・・・・・・基板
の裏面、１０３・・・・・・穴部、２１・・・・・・白
金リング、２２・・・・・・白金つめ、２３・・・・・
・ホルダ、３１・・・・・・白金ルツボ、３２・・・・
・・融剤。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名７０
２−裏 面 １０３−−一穴 部 第１図 ２１− か全ソング 第４図 （α） 単位：、Ｊ７１ｎ 第５図 第６図
板の上面図、第１図すは同断面図、第２図はガーネット
基板の取シ付は方法を示す断面図、第３図は同基板を用
いて成長を行なう時の様子を示す断面図、第４図ａ、ｂ
は本実施例基板を用いた場合の膜厚のばらつきを示す図
、第６図は従来本発明を用いる前のエピタキシャル膜の
膜厚ばらつきを示す図である０ １００．２００・・・・・・基板、１０１，２０１・・
・・・・基板の表面、１０２．２０２・・・・・・基板
の裏面、１０３・・・・・・穴部、２１・・・・・・白
金リング、２２・・・・・・白金つめ、２３・・・・・
・ホルダ、３１・・・・・・白金ルツボ、３２・・・・
・・融剤。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名７０
２−裏 面 １０３−−一穴 部 第１図 ２１− か全ソング 第４図 （α） 単位：、Ｊ７１ｎ 第５図 第６図
Claims (4)
- （１）中心部に貫通した穴部を有するガーネット基板。
- （２）厚みを６００μｍ以上とする特許請求の範囲第１
項記載のガーネット基板。 - （３）ガーネット基板の中心部に、サンドブラスト又は
超音波カッタを用いて貫通穴部を形成してなるガーネッ
ト基板の製造方法。 - （４）ガーネット基板を切り出す前のプールに超音波カ
ッタを用いて貫通穴部を設け、その後に基板として切り
出してなるガーネット基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023081A JPH01197397A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | ガーネット基板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023081A JPH01197397A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | ガーネット基板及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01197397A true JPH01197397A (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=12100466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63023081A Pending JPH01197397A (ja) | 1988-02-02 | 1988-02-02 | ガーネット基板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01197397A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202715U (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-24 | ||
| JPS6324588U (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-18 |
-
1988
- 1988-02-02 JP JP63023081A patent/JPH01197397A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62202715U (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-24 | ||
| JPS6324588U (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-18 |
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