JPH0822799B2 - Method for producing oxide single crystal - Google Patents
Method for producing oxide single crystalInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、LiNbO3,LiTaO3等の酸化物単結晶を製造す
る方法に係り、特にそのような酸化物単結晶を引上げ法
にて製造する方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an oxide single crystal such as LiNbO 3 or LiTaO 3 , and more particularly to a method for producing such an oxide single crystal by a pulling method. It is a thing.
(背景技術) 従来から、この種の酸化物単結晶の製造手法として、
各種の方法が知られているが、そのうちの一つである引
上げ法(チョクラルスキー法)は、ルツボ内の融液か
ら、目的とする酸化物単結晶を育成しつつ引き上げるも
のであり、大口径で、良質な酸化物単結晶を製造し得る
手法として実用に供されている。(Background Art) Conventionally, as a method for producing this type of oxide single crystal,
Various methods are known, but the pulling method (Czochralski method), which is one of them, is a method of pulling a target oxide single crystal from a melt in a crucible while growing it. It has been put to practical use as a method for producing a high-quality oxide single crystal with a caliber.
ところで、かかる引上げ法にて良質な単結晶を育成す
るためには、単結晶の固液界面を制御することが重要で
あり、このために、従来から、融液を収容するルツボを
加熱するためのワークコイルを移動させたり、ルツボと
単結晶の相対的な回転数や引上げ速度を遅くする等し
て、単結晶の育成が行なわれている。良質な単結晶を育
成するためには固液界面形状が平坦であることが望まし
いと言われているからである。そのような固液界面形状
が平坦でないと、引上げ育成した単結晶内にクラックや
気泡等の巨視的欠陥が出現するようになるのである。By the way, in order to grow a high quality single crystal by such a pulling method, it is important to control the solid-liquid interface of the single crystal. For this reason, conventionally, in order to heat the crucible containing the melt. The single crystal is grown by moving the work coil of (1), slowing the relative number of rotations of the crucible and the single crystal, or reducing the pulling speed. It is said that it is desirable that the solid-liquid interface shape is flat in order to grow a good quality single crystal. If the solid-liquid interface shape is not flat, macroscopic defects such as cracks and bubbles will appear in the single crystal grown by pulling.
しかしながら、このような従来から提案されている条
件変更だけでは、引上げ法における単結晶の良好な固液
界面制御は困難であり、従って良質な単結晶が得られな
いという問題点があった。However, there is a problem in that it is difficult to control the solid-liquid interface of the single crystal in the pulling method in a good condition only by changing the conditions proposed in the related art, and thus a good single crystal cannot be obtained.
(解決課題) ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為
されたものであって、その課題とするところは、引上げ
法において、酸化物単結晶引上げ時の融液固液界面の形
状を効果的に制御し得る手法を提供することにある。(Problem to be Solved) Here, the present invention has been made in view of such circumstances, and the problem is that the shape of the melt-solid interface at the time of pulling the oxide single crystal in the pulling method It is to provide a method capable of effectively controlling
(解決手段) そして、本発明は、かかる課題解決のために、酸化物
単結晶を引上げ法にてルツボ内の融液から育成するに際
し、引上げ単結晶の結晶径とルツボ内径との比を0.65以
上、0.75以下として育成を行なうことを特徴とする酸化
物単結晶の製造方法を、その要旨とするものである。(Solution) The present invention, in order to solve such a problem, when growing an oxide single crystal from a melt in a crucible by a pulling method, the ratio of the crystal diameter of the pulled single crystal to the crucible inner diameter is 0.65. The gist of the invention is a method for producing an oxide single crystal, which is characterized in that the growth is performed at 0.75 or less.
(具体的構成・作用) 要するに、引上げ法における酸化物単結晶の引上げに
際し、固液界面形状が結晶の回転数等に依存することは
従来から知られているが、本発明者らが種々検討した結
果、かかる固液界面形状が、引上げ結晶と引上げに用い
られる融解用ルツボの内径(直径)との比(結晶径/ル
ツボ径)に依存することが見い出されたのであり、そし
て本発明は、そのような知見に基づいて完成されたもの
である。(Concrete Structure / Function) In summary, it has been conventionally known that the solid-liquid interface shape depends on the rotation speed of the crystal when pulling the oxide single crystal in the pulling method, but the present inventors have made various studies. As a result, it was found that the solid-liquid interface shape depends on the ratio (crystal diameter / crucible diameter) between the pulled crystal and the inner diameter (diameter) of the melting crucible used for pulling, and the present invention is , Was completed based on such knowledge.
すなわち、第1図に引上げ法の一例が概略的に示され
ているが、そのような引上げ法において、結晶径(L)
/ルツボ径(φ)の比が大きくなるに従い、結晶の固液
界面形状は下方に凸なる形状となるのであり、本発明に
おいては、かかるL/φの比が0.65〜0.75となるように結
晶の育成を行なうようにしたものであり、これによって
固液界面形状が平坦かやや下凸となるようにして、結晶
性を改善せしめ、以て結晶欠陥の発生を抑制して、得ら
れる単結晶の品質を向上せしめたのである。That is, an example of the pulling method is schematically shown in FIG. 1. In such pulling method, the crystal diameter (L) is
As the ratio of the / crucible diameter (φ) increases, the solid-liquid interface shape of the crystal becomes a convex shape downward, and in the present invention, the crystal has such a L / φ ratio of 0.65 to 0.75. It is intended to grow a single crystal obtained by making the solid-liquid interface shape flat or slightly convex to improve the crystallinity, thereby suppressing the generation of crystal defects. Has improved the quality of.
なお、本発明は、引上げ法として公知の各種の手法の
何れに対しても適用され得、それによって、かかる引上
げ法にて製造されるLiNbO3,LiTaO3等の酸化物単結晶を
有利に与えるものである。The present invention can be applied to any of various methods known as a pulling method, thereby advantageously providing an oxide single crystal such as LiNbO 3 and LiTaO 3 produced by such a pulling method. It is a thing.
例えば、第1図に概略的に示される引上げ法において
は高周波誘導加熱炉が用いられ、そのワークコイル(誘
導コイル)2にて、ルツボ4が加熱せしめられるように
なっている。そして、ルツボ4内には、目的とする単結
晶を与える酸化物の融液6が収容されており、この融液
6に対して公知の如く種結晶にて種付けが行なわれ、そ
の種結晶から結晶を成長させつつ、その育成された単結
晶8が融液6から漸次引き上げられるのである。なお、
このような結晶8の育成に際しては、従来と同様に、単
結晶8がその軸回りに回転せしめられたり、ルツボ4が
回転せしめられたりして、単結晶8とルツボ4との相対
的な回転が行なわれる。また、単結晶8の結晶径(L)
の制御は、公知の結晶径自動制御装置(ADC)等を用い
て行なわれることとなる。この結晶径自動制御装置(AD
C)は、成長した単結晶8の重量測定から結晶径(L)
の計測を行ない、ワークコイル2等による加熱量を制御
することによって、育成される単結晶8が目的とする結
晶径(L)となるようにするものである。For example, in the pulling method schematically shown in FIG. 1, a high-frequency induction heating furnace is used, and the work coil (induction coil) 2 thereof heats the crucible 4. Then, in the crucible 4, a melt 6 of an oxide that gives a target single crystal is housed, and the melt 6 is seeded with a seed crystal in a known manner. While growing the crystal, the grown single crystal 8 is gradually pulled out from the melt 6. In addition,
In growing such a crystal 8, the single crystal 8 is rotated around its axis or the crucible 4 is rotated as in the conventional case, so that the single crystal 8 and the crucible 4 are relatively rotated. Is performed. Also, the crystal diameter (L) of the single crystal 8
The control of (1) will be performed using a known crystal size automatic control device (ADC) or the like. This automatic crystal size controller (AD
C) is the crystal diameter (L) from the weight measurement of the grown single crystal 8.
Is measured and the heating amount by the work coil 2 or the like is controlled so that the grown single crystal 8 has a target crystal diameter (L).
本発明は、かくの如き引上げ法において、結晶径
(L)/ルツボ径(φ)の比が0.65〜0.75となるように
単結晶8を育成するものであり、それによって、第2図
に示される如き、テール部が平坦かやや下凸となる外形
形状を呈する単結晶8が得られることとなるのである。
なお、かかるL/φが0.65未満であると、固液界面の形状
比(a/L)が−0.05よりも小さな値となって、界面形状
が凹(上凸)状となり、結晶性が悪化するようになるの
であり、一方、L/φが0.75を越えるようになると、界面
形状は下凸であるものの、結晶性が悪くなり、得られる
単結晶8の品質を向上せしめることが困難となる。In the pulling method as described above, the present invention grows the single crystal 8 so that the ratio of the crystal diameter (L) / the crucible diameter (φ) is 0.65 to 0.75, whereby the single crystal 8 is shown in FIG. As described above, the single crystal 8 having the outer shape in which the tail portion is flat or slightly convex is obtained.
When L / φ is less than 0.65, the shape ratio (a / L) of the solid-liquid interface becomes a value smaller than −0.05, and the interface shape becomes concave (upward convex) and the crystallinity deteriorates. On the other hand, when L / φ exceeds 0.75, although the interface shape is downwardly convex, the crystallinity deteriorates and it becomes difficult to improve the quality of the obtained single crystal 8. .
(実施例) 以下に、本発明の代表的な実施例を示し、本発明を更
に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、その
ような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるも
のでないことは、言うまでもないところである。(Examples) Hereinafter, representative examples of the present invention will be shown to clarify the present invention in more detail. However, the present invention does not impose any restrictions due to the description of such examples. Needless to say, it is not something to receive.
先ず、120mmφの白金ルツボにLiNbO3焼結体を入れ、
高周波誘導加熱により、1300℃に加熱して溶融せしめ、
そして種付けした後、結晶肩部を育成し、引上げ速度:3
mm/hr、結晶の回転数:8rpm、ルツボの回転数:0rpmなる
条件下において、結晶径を下記第1表の如く設定して結
晶径自動制御装置(ADC)にて制御しつつ、LiNbO3単結
晶を成長させた。そして、引上げ後、得られた単結晶を
切断し、その界面形状(a/L)を観察して、その結果
を、下記第1表に示した。また、150mmφのルツボを用
いて、上記と同様にしてLiNbO3単結晶を育成した結果
も、下記第1表に併わせて示した。更に、この第1表の
結果を、第3図に示した。First, put the LiNbO 3 sintered body in a platinum crucible of 120 mmφ,
By high frequency induction heating, heat to 1300 ℃ and melt
Then, after seeding, the crystal shoulder is grown and the pulling speed: 3
mm / hr, crystal rotation speed: 8 rpm, crucible rotation speed: 0 rpm, the crystal diameter was set as shown in Table 1 below, and LiNbO 3 was controlled by the crystal diameter automatic control device (ADC). Single crystals were grown. Then, after pulling, the obtained single crystal was cut and the interface shape (a / L) thereof was observed, and the results are shown in Table 1 below. Further, the results of growing a LiNbO 3 single crystal in the same manner as above using a 150 mmφ crucible are also shown in Table 1 below. Further, the results shown in Table 1 are shown in FIG.
かかる第1表並びに第3図の結果より、L/φを0.65以
上とすることにより、固液界面が平坦化乃至は下凸状化
することが判った。From the results shown in Table 1 and FIG. 3, it was found that the solid-liquid interface was flattened or convexed downward by setting L / φ to 0.65 or more.
また、かくして得られた各種のLiNbO3単結晶につい
て、結晶欠陥の測定をそれぞれ行なったところ、結晶径
/ルツボ径(L/φ)が0.65〜0.75の場合において、固液
界面形状(a/L)が−0.05〜0.10となり、結晶欠陥の少
ない、良好な結晶が得られることが判った。Further, when various crystal defects were measured for each of the various LiNbO 3 single crystals thus obtained, when the crystal diameter / crucible diameter (L / φ) was 0.65 to 0.75, the solid-liquid interface shape (a / L ) Was -0.05 to 0.10. It was found that good crystals with few crystal defects were obtained.
なお、結晶欠陥の良否は、それぞれの単結晶から0.5m
mの厚さのウエハを切り出し、X線トポグラフによって
測定した写真より、判定した。即ち、ウエハ内を7mm角
の桝目に区切り、その桝目の欠陥の有無を測定し、全測
定桝目に対する欠陥の存在する桝目の比を取り、0〜10
%のものを良好:○とし、また10〜20%のものを中程
度:△とし、更に欠陥割合が20%以上のものは不良:×
とした。結果を、下記第1表に併わせ示した。In addition, the quality of crystal defects is 0.5 m from each single crystal.
A wafer having a thickness of m was cut out and judged from a photograph measured by an X-ray topography. That is, the inside of the wafer is divided into 7 mm square cells, the presence or absence of defects in the cells is measured, and the ratio of the cells having defects to all the measured cells is calculated to be 0 to 10
%: Good: ○, 10 to 20%: Medium: △, and a defect rate of 20% or more is bad: ×
And The results are also shown in Table 1 below.
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、酸
化物単結晶の引上げ法による製造において、任意に固液
界面形状を制御することが出来ることとなり、以て有効
な固液界面形状での育成によって、高品質な単結晶を有
利に得ることが出来ることとなったのである。 (Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to arbitrarily control the solid-liquid interface shape in the production of the oxide single crystal by the pulling method, which is effective. By growing at the solid-liquid interface shape, a high quality single crystal can be advantageously obtained.
第1図は、単結晶引上げ装置の一例を概略的に示す説明
図であり、第2図は、そのような引上げ装置によって製
造される単結晶の一例を示す外形図であり、第3図は、
実施例において得られた各種結晶径/ルツボ径(L/φ)
に対する固液界面形状(a/L)の結果を示すグラフであ
る。 2:ワークコイル、4:ルツボ 6:融液、8:単結晶FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an example of a single crystal pulling apparatus, FIG. 2 is an outline drawing showing an example of a single crystal produced by such a pulling apparatus, and FIG. ,
Various crystal diameters / crucible diameters (L / φ) obtained in the examples
3 is a graph showing the results of solid-liquid interface shape (a / L) with respect to FIG. 2: Work coil, 4: Crucible 6: Melt, 8: Single crystal
Claims (2)
液から育成するに際し、引上げ単結晶の結晶径とルツボ
内径との比を0.65以上、0.75以下として育成を行なうこ
とを特徴とする酸化物単結晶の製造方法。1. When growing an oxide single crystal from a melt in a crucible by a pulling method, the growth is performed with a ratio of the crystal diameter of the pulled single crystal to the inner diameter of the crucible being 0.65 or more and 0.75 or less. A method for producing an oxide single crystal.
(1)記載の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the oxide single crystal is LiNbO 3 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP657990A JPH0822799B2 (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Method for producing oxide single crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP657990A JPH0822799B2 (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Method for producing oxide single crystal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215386A JPH03215386A (en) | 1991-09-20 |
| JPH0822799B2 true JPH0822799B2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=11642239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP657990A Expired - Lifetime JPH0822799B2 (en) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | Method for producing oxide single crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822799B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008260663A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Oxide single crystal growth method |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP657990A patent/JPH0822799B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008260663A (en) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Oxide single crystal growth method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03215386A (en) | 1991-09-20 |
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