JPH01230498A - Method for forming garnet membrane - Google Patents
Method for forming garnet membraneInfo
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- JPH01230498A JPH01230498A JP5534188A JP5534188A JPH01230498A JP H01230498 A JPH01230498 A JP H01230498A JP 5534188 A JP5534188 A JP 5534188A JP 5534188 A JP5534188 A JP 5534188A JP H01230498 A JPH01230498 A JP H01230498A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
「産業−4−の利用分野J
本発明は液相エピタキシャル法によりガーネット膜を形
成する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Application of Industry-4-J The present invention relates to a method for forming a garnet film by a liquid phase epitaxial method.
「従来の技術」
磁界センサ用、光アイソレータ用のファラディ素子とし
て、ガーネット膜が使用されており、そのガーネット膜
を形成する際の一手段として、液相エピタキシャル法が
知られている。"Prior Art" Garnet films are used as Faraday elements for magnetic field sensors and optical isolators, and a liquid phase epitaxial method is known as one means for forming the garnet films.
かかる液相エピタキシャル法の場合、回転状態にある単
結晶基板の片面を、ガーネット結晶が析出する飽和温度
以下の過冷却状態に保持されたガーネット融液と相互に
接触させて、その基板面にガーネット膜を成長させるの
が一般である。In the case of such a liquid phase epitaxial method, one side of a rotating single crystal substrate is brought into contact with a garnet melt maintained in a supercooled state below the saturation temperature at which garnet crystals precipitate, and garnet is deposited on the substrate surface. It is common to grow a film.
f発明が解決しようとする課題」
」二連した従来法の場合、第6図に示すごとく、はぼ円
板状の単結晶基板1を用いて、そのエピタキシャル成長
面2にガーネット膜を成長さ仕るようにしている。In the case of the two conventional methods, as shown in FIG. 6, a garnet film is grown on the epitaxial growth surface 2 of a disk-shaped single crystal substrate 1. I try to do that.
このような基板1を用いてガーネ・ント膜を成長させる
場合は、第7図に示すことく、ガーネット膜3が厚くな
るにしたがい、その膜の縁に種々の面方位があられれ、
これが膜面への円滑な融液の流れを妨げるため、膜厚、
膜組成の均一性が得られない。When growing a garnet film using such a substrate 1, as the garnet film 3 becomes thicker, various plane orientations are formed at the edge of the film, as shown in FIG.
This prevents the smooth flow of the melt to the film surface, so the film thickness
Uniformity of film composition cannot be obtained.
しかも、単結晶基板3が円形であるので、融液に対する
撹拌作用が乏しく、これも成膜の均一・性を阻害する原
因となっている。Moreover, since the single-crystal substrate 3 is circular, the stirring effect on the melt is poor, which is also a cause of inhibiting the uniformity and quality of film formation.
本発明は上記の課題に鑑み、成膜の良質性、高速性、融
液の撹拌性を確保することのできるガーネット膜の形成
方法を提供しようとするものである。In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to provide a method for forming a garnet film that can ensure good quality of film formation, high speed, and agitation of the melt.
「課題を解決するための手段」
本発明は所期の目的を達成するため、回転状態にある単
結晶基板の結晶成長面を、ガーネット結晶が析出する飽
和温度以下の過冷却状態に保持されたガーネ・ント融液
と相互に接触させて、上記結晶成長面にガーネット膜を
成長させるガーネット膜の形成方法において、上記単結
晶基板として六角形状のものを用意し、当該基板を回転
させながらその基板の結晶成長面を上記ガーネット融液
と相互に接触させることを特徴とする。"Means for Solving the Problems" In order to achieve the intended purpose, the present invention maintains the crystal growth surface of a rotating single crystal substrate in a supercooled state below the saturation temperature at which garnet crystals precipitate. In the method for forming a garnet film in which a garnet film is grown on the crystal growth surface by bringing the garnet film into contact with the garnet melt, a hexagonal single crystal substrate is prepared, and the substrate is rotated. The crystal growth surface of the garnet is brought into contact with the garnet melt.
1作用1
本発明方法の場合、上述のごとく、六角形状の単結晶基
板を回転させながら、当該基板の結晶成長面を所定温度
のガーネット融液と相互に接触させて、その結晶成長面
にガーネット膜を成長させる。1 Effect 1 In the method of the present invention, as described above, while rotating a hexagonal single crystal substrate, the crystal growth surface of the substrate is brought into contact with a garnet melt at a predetermined temperature, and garnet is applied to the crystal growth surface of the substrate. Grow the film.
かかる本発明方法の場合は、後述の理由、すなわち、単
結晶基板が六角形状であることの合理性により、その結
晶成長面に、膜厚、組成の均一なガーネット膜が高速成
長する。In the case of the method of the present invention, a garnet film having a uniform thickness and composition is grown at high speed on the crystal growth surface due to the reason described later, namely, the rationality of the hexagonal shape of the single crystal substrate.
「実 施 例J
以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。``Example J'' Examples of the method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明方法を実施するための装置を例示したも
のである。FIG. 1 illustrates an apparatus for carrying out the method of the invention.
第1図において、電気炉11はHBセラミック製の炉心
管12と、その炉心管12の外周に巻かれたカンタル合
金製のヒータ13と、その炉心管12内に配置されたル
ツボ受台14と、その炉心管12の上面に施された出入
孔15を有する炉蓋16と、炉温を測定するための白金
・ロジウムからなる熱電対17とを備えている。In FIG. 1, an electric furnace 11 includes a core tube 12 made of HB ceramic, a heater 13 made of Kanthal alloy wound around the outer periphery of the core tube 12, and a crucible pedestal 14 disposed inside the core tube 12. , a furnace lid 16 having an entrance/exit hole 15 formed on the upper surface of the furnace core tube 12, and a thermocouple 17 made of platinum/rhodium for measuring the furnace temperature.
」−記電気炉11において、その炉心管12内には、第
2図にも示すごとく、下端に白金製のホルダ1日を備え
たアルミナ製の支持棒18が上下動かつ回転自在に挿入
されており、その炉心管12内のルツボ受台14」二に
は、白金製のルツボ20が載置されている。In the electric furnace 11 described above, an alumina support rod 18 having a platinum holder at the lower end is inserted into the furnace core tube 12 so as to be vertically movable and rotatable, as shown in FIG. A crucible 20 made of platinum is placed on a crucible pedestal 14'' within the furnace core tube 12.
上記支持s19のホルダ18を介して保持される単結晶
基板21は、例えば、GGG(Gd3Ga50+2)の
ウェハからなり、当該単結晶基板21は、第3図、第4
図のごとく、その外形が正六角形で片面がガーネット膜
の結晶成長面22となっている。The single crystal substrate 21 held via the holder 18 of the support s19 is made of, for example, a wafer of GGG (Gd3Ga50+2), and the single crystal substrate 21 is
As shown in the figure, the outer shape is a regular hexagon, and one side is the crystal growth surface 22 of the garnet film.
上記ルツボ18内にて溶融されるガーネット膜の材料は
PbO,B2O3,Bi2O3,Fe2O3,Gd2O
:+、Y2O3,Tm2O3などの酸化物であり、これ
らのうち、Bz03.Bi2O3は溶媒、他は溶質であ
る。The materials of the garnet film melted in the crucible 18 are PbO, B2O3, Bi2O3, Fe2O3, Gd2O.
:+, Y2O3, Tm2O3, etc. Among these, Bz03. Bi2O3 is a solvent and the others are solutes.
この場合の溶媒は、溶質の融点を下げるために用いられ
る。The solvent in this case is used to lower the melting point of the solute.
第1図、第2図において、ルツボ18内には、これら材
料が融液23の状態で示されている。In FIGS. 1 and 2, these materials are shown in the form of a melt 23 inside the crucible 18.
図中、24は本発明方法より得られるガーネット膜であ
る。In the figure, 24 is a garnet film obtained by the method of the present invention.
上述した図示例において本発明方法を実施するとき、以
下のようになる。When implementing the method of the present invention in the illustrated example described above, the following will occur.
単結晶基板21は、支持棒19のホルダ18を介して水
平に保持した後、電気炉11の炉心管12内に挿入する
。The single crystal substrate 21 is held horizontally via the holder 18 of the support rod 19 and then inserted into the furnace tube 12 of the electric furnace 11 .
その電気炉11においては、ルツボ18内に投入された
所定の材料(溶媒、溶質)をヒータ13により加熱溶融
して融液23をつくり、当該融液23をガーネット結晶
が析出する飽和温度以下の過冷却状態に保持する。In the electric furnace 11, a predetermined material (solvent, solute) put into a crucible 18 is heated and melted by a heater 13 to create a melt 23, and the melt 23 is heated to a temperature below the saturation temperature at which garnet crystals precipitate. Maintain in supercooled state.
しかる後、支持棒19を回転かつ降下させて単結晶基板
21の結晶成長面22を上記ガーネット融液23と相互
に接触させる。Thereafter, the support rod 19 is rotated and lowered to bring the crystal growth surface 22 of the single crystal substrate 21 into contact with the garnet melt 23 .
既知の通り、ガーネット単結晶の自然成長面は[110
1面、[2111面であり、所定の溶媒と溶質との混合
体からなる上記ガーネット融液23より、バルク状のガ
ーネット単結晶を単結晶基板21の結晶成長面22に成
長させると、かかる単結晶は、第5図に示すごとく、[
110]面、[2111面に囲まれた結晶形状となる。As is known, the natural growth plane of a garnet single crystal is [110
1 plane, [2111 plane, and when a bulk garnet single crystal is grown on the crystal growth plane 22 of the single crystal substrate 21 from the garnet melt 23 made of a mixture of a predetermined solvent and solute, such a single crystal is grown. As shown in Figure 5, the crystal is [
The crystal shape is surrounded by the [110] and [2111] planes.
かかる結晶において、[1111面は、第5図の点線で
示すように六角形状となる。In such a crystal, the [1111 plane has a hexagonal shape as shown by the dotted line in FIG.
しかも、単結晶基板21の[111]面には、[111
]面のガーネット膜(単結晶)が成長するので、上記単
結晶基板21が六角形状であることにより、単結晶基板
21の縁には、第3図、第4図に示すごとく、自然成長
面である[110]面、[211]面をもったガーネッ
ト膜24が高速かつ均一に成長する。Moreover, the [111] plane of the single crystal substrate 21 has a [111
] Since the garnet film (single crystal) grows on the surface, since the single crystal substrate 21 has a hexagonal shape, there is a natural growth surface on the edge of the single crystal substrate 21 as shown in FIGS. 3 and 4. A garnet film 24 having [110] planes and [211] planes grows uniformly at high speed.
これとともに、単結晶基板21は、その六角形状にてガ
ーネット融液23に対する撹拌作用を奏し、」二記成膜
時の良質性、高速性をより高める。At the same time, the hexagonal shape of the single crystal substrate 21 exerts a stirring action on the garnet melt 23, thereby further improving the quality and speed of film formation.
本発明方法の具体的−例において、単結晶基板21をG
d5Ga50+2製の正六角形(外接円の直径25mm
φ)とし、ガーネット融液23をPbO,B2O3,B
i2O3、F e2[)3 、 Gd2O3として、単
結晶基板21の結晶成長面22に(BiGd)sFe5
0+2からなる膜厚400 gmのガーネット膜24を
成長させた。In a specific example of the method of the invention, the single crystal substrate 21 is
Regular hexagon made of d5Ga50+2 (diameter of circumscribed circle 25 mm
φ), and the garnet melt 23 is PbO, B2O3, B
(BiGd)sFe5 on the crystal growth surface 22 of the single crystal substrate 21 as i2O3, Fe2[)3, Gd2O3
A 400 gm thick garnet film 24 consisting of 0+2 was grown.
このとき、成膜速度は、従来法の0.75μm/min
から0.95壓m/minに」−かり、膜厚のバラツキ
は、従来法の10gmから3pmに下がった。At this time, the film formation rate was 0.75 μm/min according to the conventional method.
The variation in film thickness was reduced from 10 gm in the conventional method to 3 pm.
本発明方法の他の具体的−例において、単結晶基板21
をGdzGasO+z製の正六角形(外接円の直径50
)φ)とし、ガーネット融液23をPbO,B2O3、
Fe2O3,Y20a、Gd2O3として、単結晶基板
21の結晶成長面22に(GdY)3Fe50+ 2か
らなる膜厚150gm 17)ガーネット1lfi 2
4を成長させた。In another embodiment of the method of the invention, the single crystal substrate 21
A regular hexagon made of GdzGasO+z (circle diameter 50
)φ), and the garnet melt 23 is PbO, B2O3,
As Fe2O3, Y20a, and Gd2O3, a film of (GdY)3Fe50+ 2 with a thickness of 150 gm is formed on the crystal growth surface 22 of the single crystal substrate 21. 17) Garnet 1lfi 2
I grew 4.
このとき、成11ジ速度は、従来法の0.32μm/m
inから0.45gm/minに1.かり、膜厚のバラ
ツキは、従来法の5gmから2gmに下がった。At this time, the growth rate was 0.32 μm/m in the conventional method.
1. from in to 0.45gm/min. As a result, the variation in film thickness was reduced from 5 gm in the conventional method to 2 gm.
tl’発明の効果1
以−1−説明した通り、本発明方法によるときは、六角
形状の単結晶基板を回転させながら、その基板の結晶成
長面をガーネット融液と相互に接触させてガーネット膜
を形成するから、撹拌性をも奏する合理的形状の単結晶
基板により、膜質の良好なガーネット膜(単結晶)を高
速形成することができる。tl' Effect of the invention 1 As explained below, in the method of the present invention, the crystal growth surface of the hexagonal single crystal substrate is brought into contact with the garnet melt while rotating the substrate to form a garnet film. Therefore, a garnet film (single crystal) with good film quality can be formed at high speed using a rationally shaped single crystal substrate that also exhibits stirring properties.
第1図は本発明方法の一実施例をこれに用いる装置とと
もに略示した断面図、第2図は同一1−の要部拡大図、
第3図、第4図は本発明方法において単結晶基板に形成
されたガーネット膜の平面図と正面図、第5図はバルク
ガーネント単結晶の解説図、第6図は従来の単結晶基板
を示した平面図、第7図は従来の単結晶基板に形成され
たガーネット膜の斜視図である。
11・・・・・・電気炉
12・・・・・・炉心管
13・・・・・・ヒータ
18・・・・・・ホルタ
19・・・・・・支持体
20・・・・・・ルツボ
21・・・・・・単結晶基板
22・・・・・・結晶成長面
23・・・・・・ガーネット融液
24・・・・・・ガーネット膜
代理人 弁理士 斎 藤 義 雄FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of the method of the present invention together with the equipment used therein, FIG. 2 is an enlarged view of the main part of the same 1-,
Figures 3 and 4 are a plan view and a front view of a garnet film formed on a single crystal substrate using the method of the present invention, Figure 5 is an explanatory diagram of a bulk garnet single crystal, and Figure 6 is a conventional single crystal substrate. FIG. 7 is a perspective view of a garnet film formed on a conventional single crystal substrate. 11... Electric furnace 12... Furnace tube 13... Heater 18... Holter 19... Support body 20... Crucible 21...Single crystal substrate 22...Crystal growth surface 23...Garnet melt 24...Garnet film Agent Patent attorney Yoshio Saifuji
Claims (1)
結晶が析出する飽和温度以下の過冷却状態に保持された
ガーネット融液と相互に接触させて、上記結晶成長面に
ガーネット膜を成長させるガーネット膜の形成方法にお
いて、上記単結晶基板として六角形状のものを用意し、
当該基板を回転させながらその基板の結晶成長面を上記
ガーネット融液と相互に接触させることを特徴とするガ
ーネット膜の形成方法。A garnet method in which a crystal growth surface of a rotating single crystal substrate is brought into contact with a garnet melt maintained in a supercooled state below the saturation temperature at which garnet crystals precipitate, thereby growing a garnet film on the crystal growth surface. In the film forming method, a hexagonal single crystal substrate is prepared,
A method for forming a garnet film, comprising bringing the crystal growth surface of the substrate into contact with the garnet melt while rotating the substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5534188A JPH01230498A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | Method for forming garnet membrane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5534188A JPH01230498A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | Method for forming garnet membrane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01230498A true JPH01230498A (en) | 1989-09-13 |
Family
ID=12995808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5534188A Pending JPH01230498A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | Method for forming garnet membrane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01230498A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006176382A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Sharp Corp | Thin plate manufacturing apparatus and thin plate manufacturing method |
| WO2012011365A1 (en) * | 2010-07-22 | 2012-01-26 | Fdk株式会社 | Reflective type variable optical attenuator |
-
1988
- 1988-03-09 JP JP5534188A patent/JPH01230498A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006176382A (en) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Sharp Corp | Thin plate manufacturing apparatus and thin plate manufacturing method |
| WO2012011365A1 (en) * | 2010-07-22 | 2012-01-26 | Fdk株式会社 | Reflective type variable optical attenuator |
| JP2012027192A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Fdk Corp | Reflective type variable optical attenuator |
| US8854716B2 (en) | 2010-07-22 | 2014-10-07 | Fdk Corporation | Reflection type variable optical attenuator |
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