JPH0748441B2 - 酸化物ガーネット単結晶の製造方法 - Google Patents
酸化物ガーネット単結晶の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は酸化物ガーネット単結晶の製造方法、特にはバ
ブルメモリィ、磁気光学素子、マイクロ波素子などの用
途に有用とされる、一様な膜厚を有する酸化物ガーネッ
ト単結晶の製造方法に関するものである。
ブルメモリィ、磁気光学素子、マイクロ波素子などの用
途に有用とされる、一様な膜厚を有する酸化物ガーネッ
ト単結晶の製造方法に関するものである。
［従来の技術］ 酸化物ガーネット単結晶の製造は一般に液相エピタキシ
ャル法（以下LPE法と略記する）によって行なわれてお
り、これはルツボ中にPbO,B2O3などのフラックスと共に
ガーネット成分となる金属酸化物を溶かし込んで飽和メ
ルト液を作り、ついでこの融液中に基板を浸漬し、回転
および／または反転させながらこの基板上に酸化物ガー
ネット単結晶を成長させるという方法で作られている。
ャル法（以下LPE法と略記する）によって行なわれてお
り、これはルツボ中にPbO,B2O3などのフラックスと共に
ガーネット成分となる金属酸化物を溶かし込んで飽和メ
ルト液を作り、ついでこの融液中に基板を浸漬し、回転
および／または反転させながらこの基板上に酸化物ガー
ネット単結晶を成長させるという方法で作られている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、この酸化物ガーネット単結晶についてはこれを
磁気バブル、磁気光学素子、マイクロ波素子として使用
しようとするときには各種の磁性特性の変化の少ないこ
とが要求される。また、特に磁気特性のもととなる膜厚
については同一のウエーハ内での膜厚変動の少ないこと
が要求されるのであるが、このLPE法で作られた酸化物
ガーネット単結晶は同一ウエーハ内で均一な厚味を得る
ことが難しく、したがって磁性特性も不均一なものとな
るため、これを磁気バブルメモリーに使用するとコラッ
プス磁界差の大きいものとなるし、磁気光学素子に用い
るとファラデー回転角の変動の大きいものになり、さら
にマイクロ波素子に使用すると磁気共鳴半値幅（ΔＨ）
のウエーハ両面のバラ付きが大きくなるために充分な特
性が得られず、したがってこれらの用途には使用できな
いという不利がある。
磁気バブル、磁気光学素子、マイクロ波素子として使用
しようとするときには各種の磁性特性の変化の少ないこ
とが要求される。また、特に磁気特性のもととなる膜厚
については同一のウエーハ内での膜厚変動の少ないこと
が要求されるのであるが、このLPE法で作られた酸化物
ガーネット単結晶は同一ウエーハ内で均一な厚味を得る
ことが難しく、したがって磁性特性も不均一なものとな
るため、これを磁気バブルメモリーに使用するとコラッ
プス磁界差の大きいものとなるし、磁気光学素子に用い
るとファラデー回転角の変動の大きいものになり、さら
にマイクロ波素子に使用すると磁気共鳴半値幅（ΔＨ）
のウエーハ両面のバラ付きが大きくなるために充分な特
性が得られず、したがってこれらの用途には使用できな
いという不利がある。
［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような不利を解決することのできる酸化物
ガーネット単結晶の製造方法に関するものであり、これ
は融液中に浸漬した基板を回転および／または反転させ
ながら、この基板上に酸化物ガーネット単結晶を成長さ
せる液相エピタキシャル法による酸化物ガーネット単結
晶の製造方法において、基板の回転軸を融液槽の中心軸
から5mm以上偏心させることを特徴とするものであり、
これはまたこの液相エピタキシャル法において基板の回
転軸と融液槽の中心軸とを交錯させることを特徴とする
ものである。
ガーネット単結晶の製造方法に関するものであり、これ
は融液中に浸漬した基板を回転および／または反転させ
ながら、この基板上に酸化物ガーネット単結晶を成長さ
せる液相エピタキシャル法による酸化物ガーネット単結
晶の製造方法において、基板の回転軸を融液槽の中心軸
から5mm以上偏心させることを特徴とするものであり、
これはまたこの液相エピタキシャル法において基板の回
転軸と融液槽の中心軸とを交錯させることを特徴とする
ものである。
すなわち、本発明者らはLPE法により得られる酸化物ガ
ーネット単結晶の膜厚を均一にする方法について種々検
討した結果、LPE法における基板の回転軸を融液槽の中
心軸から5mm以上、好ましくは12mm以上偏心させるか、
基板の回転軸を融液槽の中心軸と交錯させると得られる
酸化物ガーネット単結晶の磁性膜はその同一膜内での膜
厚のバラ付きが±３％以内になって均一な膜厚をもつも
のになるということを見出し、したがってこれによれば
磁性特性のバラ付きの少ない酸化物ガーネット単結晶が
得られることを確認して本発明を完成させた。
ーネット単結晶の膜厚を均一にする方法について種々検
討した結果、LPE法における基板の回転軸を融液槽の中
心軸から5mm以上、好ましくは12mm以上偏心させるか、
基板の回転軸を融液槽の中心軸と交錯させると得られる
酸化物ガーネット単結晶の磁性膜はその同一膜内での膜
厚のバラ付きが±３％以内になって均一な膜厚をもつも
のになるということを見出し、したがってこれによれば
磁性特性のバラ付きの少ない酸化物ガーネット単結晶が
得られることを確認して本発明を完成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
［作用］ 本発明による酸化物ガーネット単結晶の製造はLPE法に
よるものであるが、目的とする酸化物ガーネット単結晶
を育成するために使用するガーネット基板単結晶は公知
のものでよくこれには例えばガドリニウム・ガリウム・
ガーネット（以下GGGと略記する）、サマリウム・ガリ
ウム・ガーネット（以下SGGと略記する）、ネオジム・
ガリウム・ガーネット（以下NGGと略記する）、上記し
たGGGにCa,Mg,ZrまたはＹを置換したGGG系のSOG,NOG,YO
G［いずれも信越化学工業（株）商品名］とすればよ
く、これらはGd2O3,Sm2O3,Nd2O3または必要に応じCaO,W
gO,ZrO2,Y2O3などの置換元素をそれぞれGa2O3の所定量
と共にルツボに仕込み、高周波誘導でそれぞれの融点以
上に加熱して溶融したのち、この融液からチョクラルス
キー法で単結晶を引上げることによって得ることができ
る。
よるものであるが、目的とする酸化物ガーネット単結晶
を育成するために使用するガーネット基板単結晶は公知
のものでよくこれには例えばガドリニウム・ガリウム・
ガーネット（以下GGGと略記する）、サマリウム・ガリ
ウム・ガーネット（以下SGGと略記する）、ネオジム・
ガリウム・ガーネット（以下NGGと略記する）、上記し
たGGGにCa,Mg,ZrまたはＹを置換したGGG系のSOG,NOG,YO
G［いずれも信越化学工業（株）商品名］とすればよ
く、これらはGd2O3,Sm2O3,Nd2O3または必要に応じCaO,W
gO,ZrO2,Y2O3などの置換元素をそれぞれGa2O3の所定量
と共にルツボに仕込み、高周波誘導でそれぞれの融点以
上に加熱して溶融したのち、この融液からチョクラルス
キー法で単結晶を引上げることによって得ることができ
る。
また、この基板単結晶上に液相エピタキシャル法でエピ
タキシャル成長させる、酸化物ガーネット単結晶膜も公
知のものでよく、これについては例えば組成式がY3Fe5O
12または(YMFe)8O12で示され、このＭがLa,Bi,Gd,Lu,S
m,Ca,Ge,Ga,Al,Sc,Inの少なくとも１種の元素であるも
のが選択されるが、この式Y3Fe5O12または(YMFe)8O12で
示される単結晶は白金ルツボ中に各成分の金属酸化物の
所要量をフラックス成分のPbO,B2O3と共に仕込み、900
〜1,200℃に加熱してこれを融解させることによって融
液とすればよい。
タキシャル成長させる、酸化物ガーネット単結晶膜も公
知のものでよく、これについては例えば組成式がY3Fe5O
12または(YMFe)8O12で示され、このＭがLa,Bi,Gd,Lu,S
m,Ca,Ge,Ga,Al,Sc,Inの少なくとも１種の元素であるも
のが選択されるが、この式Y3Fe5O12または(YMFe)8O12で
示される単結晶は白金ルツボ中に各成分の金属酸化物の
所要量をフラックス成分のPbO,B2O3と共に仕込み、900
〜1,200℃に加熱してこれを融解させることによって融
液とすればよい。
本発明による酸化物ガーネット単結晶の製造はこのよう
にして作られた融液中に上記したガーネット基板を浸漬
し、これを回転および／または反転させながら引上げて
この基板上に酸化物ガーネット単結晶を成長させて酸化
物ガーネット単結晶を製造するに当り、この基板の回転
軸を融液槽の中心軸から5mm以上、好ましくは12mm以上
偏心させるか交錯させるのであるが、この偏心量は5mm
未満ではマイナスの効果となるので、これは5mm以上と
することが必要であり、またこの交錯については交錯角
度が２°未満では効果が低く、６°以上とするとルツボ
の保持構造の設計が困難となるわりには効果がうすくな
るので、この交錯角θは２°≦θ≦６°とすることが必
要である。
にして作られた融液中に上記したガーネット基板を浸漬
し、これを回転および／または反転させながら引上げて
この基板上に酸化物ガーネット単結晶を成長させて酸化
物ガーネット単結晶を製造するに当り、この基板の回転
軸を融液槽の中心軸から5mm以上、好ましくは12mm以上
偏心させるか交錯させるのであるが、この偏心量は5mm
未満ではマイナスの効果となるので、これは5mm以上と
することが必要であり、またこの交錯については交錯角
度が２°未満では効果が低く、６°以上とするとルツボ
の保持構造の設計が困難となるわりには効果がうすくな
るので、この交錯角θは２°≦θ≦６°とすることが必
要である。
なお、第１図は本発明によるLPE法による酸化物ガーネ
ット単結晶製造装置の縦断面図を示したものであり、こ
れは例えば白金で作られたルツボ１の中に酸化物ガーネ
ット単結晶に相当する所定量の金属酸化物をPbO,B2O3な
どのフラックス成分と共に溶融した融液２が収容されて
おり、これが加熱器３を備えた縦型成長炉４の中に装備
されている。酸化物ガーネット単結晶のLPE法による成
長は棒状把持部５にホルダー６をもつ引上機にガーネッ
ト基板７を取りつけ、これを融液２の中に浸漬してから
回転および／また反転させながら引上げてこの基板上に
酸化物ガーネット単結晶を成長させるのであるが、本発
明の方法ではこの基板の回転軸Ａが融液槽の中心軸Ｂと
は図示されているように5mm以上、好ましくは12mm以上
偏心していることが必要であり、この偏心が5mm以上と
されていると、この基板７の上に成長される酸化物ガー
ネット単結晶の膜厚は±３％以内の均一な厚さのものと
なる。なお、この基板の回転軸Ａと融液槽との中心軸と
を交錯させるものは図示されていないが、これは例えば
ルツボの保持台（図示せず）を２°〜６°傾斜させれば
よい。
ット単結晶製造装置の縦断面図を示したものであり、こ
れは例えば白金で作られたルツボ１の中に酸化物ガーネ
ット単結晶に相当する所定量の金属酸化物をPbO,B2O3な
どのフラックス成分と共に溶融した融液２が収容されて
おり、これが加熱器３を備えた縦型成長炉４の中に装備
されている。酸化物ガーネット単結晶のLPE法による成
長は棒状把持部５にホルダー６をもつ引上機にガーネッ
ト基板７を取りつけ、これを融液２の中に浸漬してから
回転および／また反転させながら引上げてこの基板上に
酸化物ガーネット単結晶を成長させるのであるが、本発
明の方法ではこの基板の回転軸Ａが融液槽の中心軸Ｂと
は図示されているように5mm以上、好ましくは12mm以上
偏心していることが必要であり、この偏心が5mm以上と
されていると、この基板７の上に成長される酸化物ガー
ネット単結晶の膜厚は±３％以内の均一な厚さのものと
なる。なお、この基板の回転軸Ａと融液槽との中心軸と
を交錯させるものは図示されていないが、これは例えば
ルツボの保持台（図示せず）を２°〜６°傾斜させれば
よい。
［実施例］ つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例１ エピタキシャル膜の成分となるY2O315.8g、Sm2O312.8
g、Lu2O329.1g、CaCO329.2g、Fe2O3862g、Ge2O2161gと
フラックス成分としてのPbO9,312g、B2O3124gを秤取し
たのち、これらを白金ルツボ内に装入し、縦型環状炉内
で1,100℃まで加熱してこれを溶融した。
g、Lu2O329.1g、CaCO329.2g、Fe2O3862g、Ge2O2161gと
フラックス成分としてのPbO9,312g、B2O3124gを秤取し
たのち、これらを白金ルツボ内に装入し、縦型環状炉内
で1,100℃まで加熱してこれを溶融した。
ついでこの融液の温度を過飽和温度以上の一定温度に保
ち、ここに３インチφのGGGウエーハを挿入し、このGGG
基板を60rpmに回転させながら引上げてこの基板上に(YS
mLuCa)3(FeGe)5O12の酸化物ガーネット単結晶を膜状に
成長させ、このようにして得たエピタキシャルウエーハ
の膜厚およびコラップス磁界の測定を第２図に示した
〜の５箇所を測定点として行ない、この実験を基板の
回転軸と融液槽の中心軸との相対位置を換えて行なった
ところ、基板の回転軸と融液槽中心軸との偏心（ズレ）
に応じて が第３図に示したように変化すること、またコラップス
磁界差（Oe）が第４図に示したように変化することが確
認された。
ち、ここに３インチφのGGGウエーハを挿入し、このGGG
基板を60rpmに回転させながら引上げてこの基板上に(YS
mLuCa)3(FeGe)5O12の酸化物ガーネット単結晶を膜状に
成長させ、このようにして得たエピタキシャルウエーハ
の膜厚およびコラップス磁界の測定を第２図に示した
〜の５箇所を測定点として行ない、この実験を基板の
回転軸と融液槽の中心軸との相対位置を換えて行なった
ところ、基板の回転軸と融液槽中心軸との偏心（ズレ）
に応じて が第３図に示したように変化すること、またコラップス
磁界差（Oe）が第４図に示したように変化することが確
認された。
実施例２ 実施例１と同様に操作したが、実施例１におけるルツボ
の保持台を０°,2°,4°,6°傾斜させてGGG基板の回転
軸と融液槽の中心軸をこの傾斜角で交錯させるようにし
たところ、得られたエピタキシャルウエーハのコラップ
ス磁界差（Oe）がこのツルボ支持台傾斜角度の変化に応
じて第５図に示したように変化することが確認された。
の保持台を０°,2°,4°,6°傾斜させてGGG基板の回転
軸と融液槽の中心軸をこの傾斜角で交錯させるようにし
たところ、得られたエピタキシャルウエーハのコラップ
ス磁界差（Oe）がこのツルボ支持台傾斜角度の変化に応
じて第５図に示したように変化することが確認された。
［発明の効果］ 本発明による酸化物ガーネット単結晶の製造は、前記し
たように公知の液相エピタキシャル法において酸化物ガ
ーネット単結晶を成長させる基板の回転軸と融液槽の中
心軸とを5mm以上偏心させるか交錯させるというもので
あるが、これによれば得られる酸化物ガーネット単結晶
はその膜厚が±３％以内で均一となり、磁性特性のバラ
付きも少ないものとなるので、これはバブルメモリ、磁
気光学素子、マイクロ波素子として使用することができ
るようになるという有利性が与えられる。
たように公知の液相エピタキシャル法において酸化物ガ
ーネット単結晶を成長させる基板の回転軸と融液槽の中
心軸とを5mm以上偏心させるか交錯させるというもので
あるが、これによれば得られる酸化物ガーネット単結晶
はその膜厚が±３％以内で均一となり、磁性特性のバラ
付きも少ないものとなるので、これはバブルメモリ、磁
気光学素子、マイクロ波素子として使用することができ
るようになるという有利性が与えられる。
第１図は本発明の実施に使用される酸化物ガーネット単
結晶製造装置の縦断面図、第２図は実施例で得られた酸
化物ガーネット単結晶ウエーハの膜厚およびコラップス
磁界の測定点を示す平面図、第３図は実施例１における
基板回転軸と融液槽中心軸との偏心（ズレ）と膜厚差と
の関係グラフ、第４図はこの偏心（ズレ）とコラップス
磁界差との関係グラフ、第５図は実施例２におけるルツ
ボ保持台の傾斜角度とコラップス磁界差との関係グラフ
を示したものである。
結晶製造装置の縦断面図、第２図は実施例で得られた酸
化物ガーネット単結晶ウエーハの膜厚およびコラップス
磁界の測定点を示す平面図、第３図は実施例１における
基板回転軸と融液槽中心軸との偏心（ズレ）と膜厚差と
の関係グラフ、第４図はこの偏心（ズレ）とコラップス
磁界差との関係グラフ、第５図は実施例２におけるルツ
ボ保持台の傾斜角度とコラップス磁界差との関係グラフ
を示したものである。
Claims (3)
- 【請求項１】融液中に浸漬した基板を回転および／また
は反転させながら引上げ、この基板上に酸化物ガーネッ
ト単結晶を成長させる液相エピタキシャル法による酸化
物ガーネット単結晶の製造方法において、基板の回転軸
を融液槽の中心軸から5mm以上偏心させることを特徴と
する酸化物ガーネット単結晶の製造方法。 - 【請求項２】融液中に浸漬した基板を回転および／また
は反転させながら引上げ、この基板上に酸化物ガーネッ
ト単結晶を成長させる液晶エピタキシャル法による酸化
物ガーネット単結晶の製造方法において、基板の回転軸
と融液槽の中心軸とを交錯させることを特徴とする酸化
物ガーネット単結晶の製造方法。 - 【請求項３】交錯角度θが２°≦θ≦６°とされる請求
項２に記載の酸化物ガーネット単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053306A JPH0748441B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 酸化物ガーネット単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1053306A JPH0748441B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 酸化物ガーネット単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02232913A JPH02232913A (ja) | 1990-09-14 |
| JPH0748441B2 true JPH0748441B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=12939037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1053306A Expired - Fee Related JPH0748441B2 (ja) | 1989-03-06 | 1989-03-06 | 酸化物ガーネット単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0748441B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101989633B (zh) | 2009-07-30 | 2012-08-01 | 比亚迪股份有限公司 | 一种CdS薄膜的制备方法 |
| JP6259740B2 (ja) * | 2014-09-11 | 2018-01-10 | 国立大学法人名古屋大学 | 炭化ケイ素の結晶の製造方法及び結晶製造装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4951595A (ja) * | 1972-09-25 | 1974-05-18 | ||
| JPS49123500A (ja) * | 1973-04-02 | 1974-11-26 |
-
1989
- 1989-03-06 JP JP1053306A patent/JPH0748441B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02232913A (ja) | 1990-09-14 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |