JP2001213690A - 六ホウ化希土類単結晶の育成法 - Google Patents
六ホウ化希土類単結晶の育成法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より高速での単結晶育成を可能にするととも
に、欠陥の少ない良質な六ホウ化希土類単結晶を得る方
法を提供する。 【解決手段】 フローティング・ゾーン法により、ＲＥ
Ｂ6 （ＲＥは、Ｌａ，Ｃｅ、または（Ｌａ，Ｃｅ）固溶
体を示す）で表される希土類六ホウ化単結晶の育成に際
し、ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ、または（Ｃ
ａ，Ｓｒ）、（ＣａＢａ）、（Ｓｒ，Ｂａ）、（Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ）固溶体を示す）で表されるアルカリ土類六
ホウ化物をホウ素添加剤として添加した原料供給棒を用
いることにより、育成中、融帯中のホウ素含量（Ｂ／Ｒ
Ｅ（ＡＥ），モル比）を５．９〜８に保持して結晶を育
成することを特徴とする六ホウ化希土類単結晶の育成
法。融帯組成を定比組成に近づけ、育成速度１〜３ｃｍ
／ｈで結晶を育成し、結晶中の含有物や気泡を少なくす
ることができる。
に、欠陥の少ない良質な六ホウ化希土類単結晶を得る方
法を提供する。 【解決手段】 フローティング・ゾーン法により、ＲＥ
Ｂ6 （ＲＥは、Ｌａ，Ｃｅ、または（Ｌａ，Ｃｅ）固溶
体を示す）で表される希土類六ホウ化単結晶の育成に際
し、ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ、または（Ｃ
ａ，Ｓｒ）、（ＣａＢａ）、（Ｓｒ，Ｂａ）、（Ｃａ，
Ｓｒ，Ｂａ）固溶体を示す）で表されるアルカリ土類六
ホウ化物をホウ素添加剤として添加した原料供給棒を用
いることにより、育成中、融帯中のホウ素含量（Ｂ／Ｒ
Ｅ（ＡＥ），モル比）を５．９〜８に保持して結晶を育
成することを特徴とする六ホウ化希土類単結晶の育成
法。融帯組成を定比組成に近づけ、育成速度１〜３ｃｍ
／ｈで結晶を育成し、結晶中の含有物や気泡を少なくす
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フローティング・
ゾーン（ＦＺ）法による六ホウ化希土類単結晶の育成法
に関する。
ゾーン（ＦＺ）法による六ホウ化希土類単結晶の育成法
に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】六ホウ化ランタンや六ホ
ウ化セリウム単結晶は、現在、寿命の長い高輝度電子放
射材料として、走査型電子顕微鏡や電子描画装置などに
利用されている。この電子放射材料として用いる場合、
純度の高い高品質単結晶が必要である。高純度な希土類
六ホウ化物単結晶の育成法としては、育成温度が高く、
不純物が蒸発により除去されるＦＺ法が適している。
ウ化セリウム単結晶は、現在、寿命の長い高輝度電子放
射材料として、走査型電子顕微鏡や電子描画装置などに
利用されている。この電子放射材料として用いる場合、
純度の高い高品質単結晶が必要である。高純度な希土類
六ホウ化物単結晶の育成法としては、育成温度が高く、
不純物が蒸発により除去されるＦＺ法が適している。
【０００３】しかしながら、従来のＦＺ法による育成で
は、希土類六ホウ化物を溶融するとホウ素蒸発により希
土類元素過剰な融帯組成（通常、Ｂ／ＲＥ原子比＝約
５．５）となる。その結果、育成速度を１ｃｍ／ｈ以下
に下げる必要があった（「A survey on the floating z
one crystal growth of the monocarbides of Iva, Vaa
nd Via transition metals 」T.Tanaka, S.Otani Prog.
Crystal Growth and Charct. 16(1988)1-18 、１６
頁）。
は、希土類六ホウ化物を溶融するとホウ素蒸発により希
土類元素過剰な融帯組成（通常、Ｂ／ＲＥ原子比＝約
５．５）となる。その結果、育成速度を１ｃｍ／ｈ以下
に下げる必要があった（「A survey on the floating z
one crystal growth of the monocarbides of Iva, Vaa
nd Via transition metals 」T.Tanaka, S.Otani Prog.
Crystal Growth and Charct. 16(1988)1-18 、１６
頁）。
【０００４】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、
より高速での単結晶育成を可能にするとともに、欠陥の
少ない良質な六ホウ化希土類単結晶を得る方法を提供す
ることを目的とするものである。
より高速での単結晶育成を可能にするとともに、欠陥の
少ない良質な六ホウ化希土類単結晶を得る方法を提供す
ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者らは、従来のＦＺ法において、育成速度を
決めている要因を調べた結果、次のことが判明した。す
なわち、希土類六ホウ化物単結晶の育成の際、融帯組成
が定比組成（Ｂ／ＲＥ原子比＝６）より希土類元素過剰
（通常、Ｂ／ＲＥ原子比＝約５．５）となることが育成
速度を決めていることが判明した。
め、本発明者らは、従来のＦＺ法において、育成速度を
決めている要因を調べた結果、次のことが判明した。す
なわち、希土類六ホウ化物単結晶の育成の際、融帯組成
が定比組成（Ｂ／ＲＥ原子比＝６）より希土類元素過剰
（通常、Ｂ／ＲＥ原子比＝約５．５）となることが育成
速度を決めていることが判明した。
【０００６】そこで、ホウ素を原料供給棒に添加するこ
とで、すなわち、ＲＥＢ6 とＢよりなる原料供給棒を用
いることで、育成中の融帯組成を希土類過剰（すなわ
ち、ホウ素不足）にならないように融帯組成を制御し、
ホウ化ランタン単結晶の育成をＦＺ法により試みた（特
開平９−１６９５９７号公報、「Prｅparation of LaB6
single crystals from a boron-rich molten zone by t
he floating zone method」S.Otani, S.Honma, Y.Yajim
a, Y.Ishizawa, J.Crystal Growth 126(1993)466-47
0.）。しかしながら、この方法では、融帯直上に半溶融
部分が形成され、その上部にＲＥＢ6 とＢの共融組成を
もつ傘状のものが形成され、突然溶融する問題が生じ、
安定な育成が不可能であった。
とで、すなわち、ＲＥＢ6 とＢよりなる原料供給棒を用
いることで、育成中の融帯組成を希土類過剰（すなわ
ち、ホウ素不足）にならないように融帯組成を制御し、
ホウ化ランタン単結晶の育成をＦＺ法により試みた（特
開平９−１６９５９７号公報、「Prｅparation of LaB6
single crystals from a boron-rich molten zone by t
he floating zone method」S.Otani, S.Honma, Y.Yajim
a, Y.Ishizawa, J.Crystal Growth 126(1993)466-47
0.）。しかしながら、この方法では、融帯直上に半溶融
部分が形成され、その上部にＲＥＢ6 とＢの共融組成を
もつ傘状のものが形成され、突然溶融する問題が生じ、
安定な育成が不可能であった。
【０００７】そこで、ホウ素の代わりにアルカリ土類六
ホウ化物ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ、または
（Ｃａ，Ｓｒ）、（Ｃａ，Ｂａ）、（Ｓｒ，Ｂａ）、
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）固溶体を示す）を添加すること
で、上記問題を解決した。ＡＥＢ 6 は、希土類六ホウ化
物と低い温度において共融体を形成せず、融液状態にお
いてホウ素を残しアルカリ土類元素が蒸発するため、融
帯中のホウ素成分が増加するためである。その結果、従
来最大１ｃｍ／ｈ程度であった育成速度が２〜３ｃｍ／
ｈの速度においても育成が可能になった。得られた結晶
は含有物（インクリュージョン）を含まず、また、亜粒
界の少ない良質な単結晶が得られる様になった。これら
の知見に基づき、本発明をなしたものである。
ホウ化物ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ、または
（Ｃａ，Ｓｒ）、（Ｃａ，Ｂａ）、（Ｓｒ，Ｂａ）、
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）固溶体を示す）を添加すること
で、上記問題を解決した。ＡＥＢ 6 は、希土類六ホウ化
物と低い温度において共融体を形成せず、融液状態にお
いてホウ素を残しアルカリ土類元素が蒸発するため、融
帯中のホウ素成分が増加するためである。その結果、従
来最大１ｃｍ／ｈ程度であった育成速度が２〜３ｃｍ／
ｈの速度においても育成が可能になった。得られた結晶
は含有物（インクリュージョン）を含まず、また、亜粒
界の少ない良質な単結晶が得られる様になった。これら
の知見に基づき、本発明をなしたものである。
【０００８】すなわち、本発明は、フローティング・ゾ
ーン法により、ＲＥＢ6 （ＲＥは、Ｌａ，Ｃｅ、または
（Ｌａ，Ｃｅ）を示す）で表される希土類六ホウ化単結
晶の育成に際し、ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ、または（Ｃａ，Ｓｒ．Ｂａ）固溶体を示す）で表さ
れるアルカリ土類六ホウ化物をホウ素添加剤として添加
した原料供給棒を用いることにより、育成中、融帯中の
ホウ素含量（Ｂ／ＲＥ（ＡＥ），モル比）を５．９〜８
に保持して結晶を育成することを特徴とする六ホウ化希
土類単結晶の育成法である。
ーン法により、ＲＥＢ6 （ＲＥは、Ｌａ，Ｃｅ、または
（Ｌａ，Ｃｅ）を示す）で表される希土類六ホウ化単結
晶の育成に際し、ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ、または（Ｃａ，Ｓｒ．Ｂａ）固溶体を示す）で表さ
れるアルカリ土類六ホウ化物をホウ素添加剤として添加
した原料供給棒を用いることにより、育成中、融帯中の
ホウ素含量（Ｂ／ＲＥ（ＡＥ），モル比）を５．９〜８
に保持して結晶を育成することを特徴とする六ホウ化希
土類単結晶の育成法である。
【０００９】さらに、本発明は、融帯組成を定比組成に
近づけ、育成速度１〜３ｃｍ／ｈで結晶を育成して、結
晶中の含有物や気泡を少なくすることを特徴とする上記
の六ホウ化希土類単結晶の育成法である。
近づけ、育成速度１〜３ｃｍ／ｈで結晶を育成して、結
晶中の含有物や気泡を少なくすることを特徴とする上記
の六ホウ化希土類単結晶の育成法である。
【００１０】以下に本発明を更に詳細に説明する。本発
明において用いられる装置の一例を図１に示す。この装
置は、数気圧の不活性ガス雰囲気において結晶育成が可
能なようにデザインされた高周波誘導加熱ＦＺ炉であ
る。原料供給棒１０の下端の加熱は、ワークコイル４に
高周波電流を流すことにより、原料供給棒１０に誘導電
流を生じさせ、そのジュール熱により行う。このように
して、形成された融帯７に上方より原料供給棒１０を送
り込み、下方より単結晶６を育成する。
明において用いられる装置の一例を図１に示す。この装
置は、数気圧の不活性ガス雰囲気において結晶育成が可
能なようにデザインされた高周波誘導加熱ＦＺ炉であ
る。原料供給棒１０の下端の加熱は、ワークコイル４に
高周波電流を流すことにより、原料供給棒１０に誘導電
流を生じさせ、そのジュール熱により行う。このように
して、形成された融帯７に上方より原料供給棒１０を送
り込み、下方より単結晶６を育成する。
【００１１】本発明による単結晶育成の手順を示す。ま
ず、原料の希土類六ホウ化物粉末（ＲＥＢ6 ）とアルカ
リ土類六ホウ化物（ＡＥＢ6 ）粉末をよく混合後、結合
剤として少量の樟脳を加え、ラバープレス（２０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 ）により圧粉棒を作製する。この圧粉棒を真
空中または不活性ガス中で千数百℃に加熱し、原料焼結
棒を作製する。
ず、原料の希土類六ホウ化物粉末（ＲＥＢ6 ）とアルカ
リ土類六ホウ化物（ＡＥＢ6 ）粉末をよく混合後、結合
剤として少量の樟脳を加え、ラバープレス（２０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 ）により圧粉棒を作製する。この圧粉棒を真
空中または不活性ガス中で千数百℃に加熱し、原料焼結
棒を作製する。
【００１２】得られた原料焼結棒１０を上軸２にホルダ
ー３を介してセットし、下軸２’には＜１００＞種結晶
（または初期融帯形成用の焼結棒）５をホルダー３’を
介してセットする。つぎに、原料焼結棒１０の下端を加
熱により溶融させ、融帯７を形成させ、上軸２と下軸
２’をゆっくりと下方に移動させて単結晶６を育成す
る。 このとき、原料焼結棒１０の融帯７への供給速度
は、供給原料棒の密度が低いので、それを補償して原料
供給棒１０とほぼ同じ直径をもつ単結晶が育成されるよ
うに設定する。雰囲気としては、数気圧のアルゴンまた
はヘリウムなどの不活性ガスを用いる。これは、高周波
ワークコイル４の部分で発生する放電を防止するためで
ある。
ー３を介してセットし、下軸２’には＜１００＞種結晶
（または初期融帯形成用の焼結棒）５をホルダー３’を
介してセットする。つぎに、原料焼結棒１０の下端を加
熱により溶融させ、融帯７を形成させ、上軸２と下軸
２’をゆっくりと下方に移動させて単結晶６を育成す
る。 このとき、原料焼結棒１０の融帯７への供給速度
は、供給原料棒の密度が低いので、それを補償して原料
供給棒１０とほぼ同じ直径をもつ単結晶が育成されるよ
うに設定する。雰囲気としては、数気圧のアルゴンまた
はヘリウムなどの不活性ガスを用いる。これは、高周波
ワークコイル４の部分で発生する放電を防止するためで
ある。
【００１３】融帯組成が希土類元素過剰（Ｂ／ＲＥ原子
比＜６）となると、育成速度を下げなければ、結晶中に
希土類元素過剰な相（即ち、ＬａＢ4 相やＣｅＢ4 相）
が含有物（一般に、数百μｍ以下の含有物）としてとり
こまれ、電子放射材料として使用出来なくなる。従っ
て、希土類六ホウ化物を原料棒に用いた従来法の場合、
融帯組成はＢ／ＲＥ＝５．５付近の組成をもち、育成速
度が１ｃｍ／ｈ以下に下げていた。
比＜６）となると、育成速度を下げなければ、結晶中に
希土類元素過剰な相（即ち、ＬａＢ4 相やＣｅＢ4 相）
が含有物（一般に、数百μｍ以下の含有物）としてとり
こまれ、電子放射材料として使用出来なくなる。従っ
て、希土類六ホウ化物を原料棒に用いた従来法の場合、
融帯組成はＢ／ＲＥ＝５．５付近の組成をもち、育成速
度が１ｃｍ／ｈ以下に下げていた。
【００１４】また、上記問題の解決法として、ホウ素を
過剰に含む原料棒を用いることで、融帯組成を定比組成
（Ｂ／ＲＥ原子比＝６）に近づけ、結晶を育成する方法
が試みられているが、この場合、融帯７直上に半溶融部
分８が形成され、その上部にＲＥＢ6 とＢの共融組成を
もつ傘状のもの９が形成する。これが、育成中ワークコ
イル４に接触し、それ以後の融帯移動を不可能にするこ
とが起こったり、その傘状の部分は、融点が低いため融
帯に溶け込む以前に突然溶融し原料棒に吸い込まれ、融
液の体積が常に変動し、安定な結晶育成は不可能であっ
た。
過剰に含む原料棒を用いることで、融帯組成を定比組成
（Ｂ／ＲＥ原子比＝６）に近づけ、結晶を育成する方法
が試みられているが、この場合、融帯７直上に半溶融部
分８が形成され、その上部にＲＥＢ6 とＢの共融組成を
もつ傘状のもの９が形成する。これが、育成中ワークコ
イル４に接触し、それ以後の融帯移動を不可能にするこ
とが起こったり、その傘状の部分は、融点が低いため融
帯に溶け込む以前に突然溶融し原料棒に吸い込まれ、融
液の体積が常に変動し、安定な結晶育成は不可能であっ
た。
【００１５】本発明においては、ホウ素を原料棒に加え
るのではなく、アルカリ土類六ホウ化物を添加すること
により、希土類六ホウ化物と低い温度において共融とな
らず、しかも、アルカリ土類金属は融帯への溶融直後に
ホウ素を残し蒸発するため、アルカリ土類六ホウ化物が
ホウ素供給剤となり、融帯中のホウ素含量を増加させる
働きがあることが判明した。
るのではなく、アルカリ土類六ホウ化物を添加すること
により、希土類六ホウ化物と低い温度において共融とな
らず、しかも、アルカリ土類金属は融帯への溶融直後に
ホウ素を残し蒸発するため、アルカリ土類六ホウ化物が
ホウ素供給剤となり、融帯中のホウ素含量を増加させる
働きがあることが判明した。
【００１６】アルカリ土類六ホウ化物の添加量と加熱電
力の関係を調べた。ＬａＢ6 にＣａＢ6 を添加し、育成
速度２ｃｍ／ｈにおいて結晶を育成した結果を図２に示
す。図中の○は、２ｃｍ／ｈの育成速度において、気泡
も含有物も含まない結晶を示す。ＣａＢ6 の添加により
加熱電力が増加し、７〜１０モル％添加した付近に加熱
電力の極大が存在し、さらに添加量を増加させると加熱
電力が減少した。
力の関係を調べた。ＬａＢ6 にＣａＢ6 を添加し、育成
速度２ｃｍ／ｈにおいて結晶を育成した結果を図２に示
す。図中の○は、２ｃｍ／ｈの育成速度において、気泡
も含有物も含まない結晶を示す。ＣａＢ6 の添加により
加熱電力が増加し、７〜１０モル％添加した付近に加熱
電力の極大が存在し、さらに添加量を増加させると加熱
電力が減少した。
【００１７】加熱電力が最大になるまでの領域（５モル
％以下のＣａＢ6 を添加）において、育成後固化した融
帯中にＬａＢ4 相が確認できた。ＣａＢ6 を５モル％添
加した場合、結晶中に含有物が確認され、融帯組成はＢ
／ＲＥ（ＡＥ）＝５．７であった。ＣａＢ6 を７ｍｏｌ
％添加した場合には、結晶中に含有物も気泡も確認され
なかった。融帯組成はＢ／ＲＥ（ＡＥ）＝５．９であっ
た。
％以下のＣａＢ6 を添加）において、育成後固化した融
帯中にＬａＢ4 相が確認できた。ＣａＢ6 を５モル％添
加した場合、結晶中に含有物が確認され、融帯組成はＢ
／ＲＥ（ＡＥ）＝５．７であった。ＣａＢ6 を７ｍｏｌ
％添加した場合には、結晶中に含有物も気泡も確認され
なかった。融帯組成はＢ／ＲＥ（ＡＥ）＝５．９であっ
た。
【００１８】さらに、ＣａＢ6 を３０ｍｏｌ％添加した
場合には、結晶中に含有物も気泡も確認されなかった。
融帯組成はＢ／ＲＥ（ＡＥ）＝７．９であった。ホウ素
過剰の融帯であるが、ホウ素は原子量が希土類元素（Ｌ
ａやＣｅ）に比較して１桁以上小さく、成長界面での拡
散が容易なため、定比組成からのずれは問題とならず、
２ｃｍ／ｈの高速育成も可能だったと推測される。４０
ｍｏｌ％ＣａＢ6 を添加した場合には、結晶の表面部分
に遊離したＣａＢ6 相を確認した。融帯組成はＢ／ＲＥ
（ＡＥ）＝８．９であった。
場合には、結晶中に含有物も気泡も確認されなかった。
融帯組成はＢ／ＲＥ（ＡＥ）＝７．９であった。ホウ素
過剰の融帯であるが、ホウ素は原子量が希土類元素（Ｌ
ａやＣｅ）に比較して１桁以上小さく、成長界面での拡
散が容易なため、定比組成からのずれは問題とならず、
２ｃｍ／ｈの高速育成も可能だったと推測される。４０
ｍｏｌ％ＣａＢ6 を添加した場合には、結晶の表面部分
に遊離したＣａＢ6 相を確認した。融帯組成はＢ／ＲＥ
（ＡＥ）＝８．９であった。
【００１９】さらに、加熱電力が極大となる１０モル％
添加した原料棒を用い、育成速度と結晶品質の関係を調
べた。１ｃｍ／ｈ、２ｃｍ／ｈ、３ｃｍ／ｈにおいてイ
ンクリュージョンや気泡を含有しない結晶が育成され
た。しかしながら、３ｃｍ／ｈ以上の速度では結晶にク
ラックが生じはじめた。従って、好ましい育成速度とし
ては、２〜３ｃｍ／ｈであった。得られる結晶中のＣａ
含有量は１８０ｐｐｍであった。
添加した原料棒を用い、育成速度と結晶品質の関係を調
べた。１ｃｍ／ｈ、２ｃｍ／ｈ、３ｃｍ／ｈにおいてイ
ンクリュージョンや気泡を含有しない結晶が育成され
た。しかしながら、３ｃｍ／ｈ以上の速度では結晶にク
ラックが生じはじめた。従って、好ましい育成速度とし
ては、２〜３ｃｍ／ｈであった。得られる結晶中のＣａ
含有量は１８０ｐｐｍであった。
【００２０】つぎに、ＣｅＢ6 結晶の育成においても、
ＣａＢ6 を添加し、同様の実験を行った。上記ＬａＢ6
の場合同様、１０モル％ＣａＢ6 を添加した際、加熱電
力が最大になり、さらに添加量を増加させると加熱電力
が減少した。また、加熱電力が最大となる組成におい
て、育成速度は２ｃｍ／ｈの速度においても、インクリ
ュージョンや気泡が含有しない良質単結晶を育成した。
ＣａＢ6 を添加し、同様の実験を行った。上記ＬａＢ6
の場合同様、１０モル％ＣａＢ6 を添加した際、加熱電
力が最大になり、さらに添加量を増加させると加熱電力
が減少した。また、加熱電力が最大となる組成におい
て、育成速度は２ｃｍ／ｈの速度においても、インクリ
ュージョンや気泡が含有しない良質単結晶を育成した。
【００２１】ＣａＢ6 以外の添加物として、ＳｒＢ6 ，
ＢａＢ6 を用いた場合について検討した。１０原子％の
添加により、加熱電力が最大となった。また、２ｃｍ／
ｈの速度においても良質なＬａＢ6 結晶を得た。従っ
て、ホウ素添加物として、ＣａＢ6 ，ＳｒＢ6 ，ＢａＢ
6 相互の間に差を見いだせなかった。
ＢａＢ6 を用いた場合について検討した。１０原子％の
添加により、加熱電力が最大となった。また、２ｃｍ／
ｈの速度においても良質なＬａＢ6 結晶を得た。従っ
て、ホウ素添加物として、ＣａＢ6 ，ＳｒＢ6 ，ＢａＢ
6 相互の間に差を見いだせなかった。
【００２２】以上の育成法は、高周波加熱以外の加熱
法、例えば、赤外線集中加熱によるＦＺ法による単結晶
の育成に適用することができる。また、アルカリ土類六
ホウ化物のホウ素添加剤としての利用は、ＦＺ法による
結晶育成だけでなく、溶融法による試料作製に適用する
ことができる。
法、例えば、赤外線集中加熱によるＦＺ法による単結晶
の育成に適用することができる。また、アルカリ土類六
ホウ化物のホウ素添加剤としての利用は、ＦＺ法による
結晶育成だけでなく、溶融法による試料作製に適用する
ことができる。
【００２３】
【実施例】次に、本発明の実施例を示す。 実施例１ 市販のＬａＢ6 粉末にＣａＢ6 粉末を１０モル％添加混
合した後、結合剤として樟脳を少量加え、直径１２ｍｍ
のゴム袋に詰め円柱形とした。これに２０００ｋｇ／ｃ
ｍ2 のラバープレスによる加圧を行い圧粉体を得た。こ
の圧粉体を真空中、１８００℃で加熱し、直径１ｃｍ、
長さ１２ｃｍ程度の焼結棒を得た。密度は約５５％であ
った。
合した後、結合剤として樟脳を少量加え、直径１２ｍｍ
のゴム袋に詰め円柱形とした。これに２０００ｋｇ／ｃ
ｍ2 のラバープレスによる加圧を行い圧粉体を得た。こ
の圧粉体を真空中、１８００℃で加熱し、直径１ｃｍ、
長さ１２ｃｍ程度の焼結棒を得た。密度は約５５％であ
った。
【００２４】この焼結棒を図１に示すＦＺ育成炉の上軸
にホルダーを介し固定し、下軸にはＬａＢ6 焼結棒を固
定した。育成炉に５気圧のアルゴンを充填した後、高周
波誘導加熱によりホウ素焼結棒の下端部を溶かして初期
融帯を形成し、２ｃｍ／ｈの速度で３時間に下方に移動
させ、全長６ｃｍ、直径０．９ｃｍの単結晶を育成し
た。得られた結晶中のＣａ不純物量は、１８０ｐｐｍで
あった。融帯中のＣａ量は５００ｐｐｍであり、融帯組
成は、Ｂ／Ｌａ＝６．６であった。
にホルダーを介し固定し、下軸にはＬａＢ6 焼結棒を固
定した。育成炉に５気圧のアルゴンを充填した後、高周
波誘導加熱によりホウ素焼結棒の下端部を溶かして初期
融帯を形成し、２ｃｍ／ｈの速度で３時間に下方に移動
させ、全長６ｃｍ、直径０．９ｃｍの単結晶を育成し
た。得られた結晶中のＣａ不純物量は、１８０ｐｐｍで
あった。融帯中のＣａ量は５００ｐｐｍであり、融帯組
成は、Ｂ／Ｌａ＝６．６であった。
【００２５】得られた結晶から（１００）面を切り出し
鏡面研磨の後、エッチングを行い表面観察を行った。そ
の結果、気泡のないこと、また、他相の含有しないこと
を確認した。
鏡面研磨の後、エッチングを行い表面観察を行った。そ
の結果、気泡のないこと、また、他相の含有しないこと
を確認した。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
六ホウ化希土類単結晶が従来の育成速度に比較して、２
〜３倍の速度において得られる。また、従来法における
育成速度においては、より欠陥の少ない良質な結晶が育
成される。
六ホウ化希土類単結晶が従来の育成速度に比較して、２
〜３倍の速度において得られる。また、従来法における
育成速度においては、より欠陥の少ない良質な結晶が育
成される。
【図１】図１は、本発明に用いる単結晶育成装置の一例
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図２】図２は、Ｃａ添加量と加熱電力の関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
１ 上軸駆動部 １’下軸駆動部 ２ 上軸 ２’下軸 ３ ホルダー ３’ホルダー ４ワークコイル ５ 種結晶または初期融帯形成用の焼結棒 ６ 単結晶 ７ 融帯 ８ 半溶融部分 ９ 傘状部分 １０ 原料焼結棒
Claims (2)
- 【請求項１】 フローティング・ゾーン法により、ＲＥ
Ｂ6 （ＲＥは、Ｌａ，Ｃｅ、または（Ｌａ，Ｃｅ）固溶
体を示す）で表される希土類六ホウ化単結晶の育成に際
し、ＡＥＢ6 （ＡＥは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ、または（Ｃ
ａ，Ｓｒ）、（Ｃａ，Ｂａ）、（Ｓｒ，Ｂａ）、（Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ）固溶体を示す）で表されるアルカリ土
類六ホウ化物をホウ素添加剤として添加した原料供給棒
を用いることにより、育成中、融帯中のホウ素含量（Ｂ
／ＲＥ（ＡＥ），モル比）を５．９〜８に保持して結晶
を育成することを特徴とする六ホウ化希土類単結晶の育
成法。 - 【請求項２】 融帯組成を定比組成に近づけ、育成速度
１〜３ｃｍ／ｈで結晶を育成し、結晶中の含有物や気泡
を少なくすることを特徴とする請求項１記載の六ホウ化
希土類単結晶の育成法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000023262A JP3755021B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 六ホウ化希土類単結晶の育成法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000023262A JP3755021B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 六ホウ化希土類単結晶の育成法 |
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|---|---|
| JP2001213690A true JP2001213690A (ja) | 2001-08-07 |
| JP3755021B2 JP3755021B2 (ja) | 2006-03-15 |
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ID=18549440
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|---|---|---|---|
| JP2000023262A Expired - Lifetime JP3755021B2 (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 六ホウ化希土類単結晶の育成法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003089596A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-28 | National Institute For Materials Science | ホウ化物単結晶と半導体形成用基板 |
| JP2003104800A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | National Institute For Materials Science | ホウ化物単結晶と半導体形成用基板及びその製造方法 |
| CN114985737A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-09-02 | 合肥工业大学 | 一种多元六硼化物[100]单晶及其制备方法 |
-
2000
- 2000-01-27 JP JP2000023262A patent/JP3755021B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4515674B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2010-08-04 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | ホウ化物単結晶と半導体形成用基板 |
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