JP2002255691A - Pulling method of langisite monocrystal and langisite monocrystal - Google Patents

Pulling method of langisite monocrystal and langisite monocrystal

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JP2002255691A
JP2002255691A JP2001055539A JP2001055539A JP2002255691A JP 2002255691 A JP2002255691 A JP 2002255691A JP 2001055539 A JP2001055539 A JP 2001055539A JP 2001055539 A JP2001055539 A JP 2001055539A JP 2002255691 A JP2002255691 A JP 2002255691A
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JP
Japan
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single crystal
langasite single
crystal
pulling
seed crystal
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Japanese (ja)
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Mare Konishi
希 小西
Satoshi Uda
聡 宇田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which is high in manufacturing efficiency of wafer and obtains high crystalline langisite monocrystal. SOLUTION: Face (01-11) of seed crystal is brought into contact with fused liquid which is prepared by melting raw material, the seed crystal is pulled in the perpendicular direction to the crystalline face while rotating the seed crystal and, thereby, the langisite monocrystal C is manufactured. Therein, the rotation of the seed crystal is gradually decreased in the range of 20-2 rpm and, at the same time, the seed crystal is pulled.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は表面弾性波(Surfac
e Acoustic Wave:SAW)フィルタなどに好適な圧電
デバイス用基板などに用いられる、ランガサイト単結晶
の引き上げ方法およびこの引き上げ方法によって得られ
たランガサイト単結晶に関する。
The present invention relates to a surface acoustic wave (Surfac).
The present invention relates to a method for pulling a langasite single crystal and a langasite single crystal obtained by the pulling method, which are used for a substrate for a piezoelectric device or the like suitable for an e Acoustic Wave (SAW) filter or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は酸化物単結晶のひとつであるラン
ガサイト(Langasite)単結晶の引き上げ方法(育成方
法)の一例を示したものである。この例においては、チ
ョクラルスキー法(CZ法)を用いている。なお、ランガ
サイト単結晶は、一般に化学式La3Ga5SiO14で表
されるものである。結晶の育成は、高周波加熱育成炉に
おいて、イリジウム製のルツボ1を用い、このルツボ1
の外側と上方にアルミナ系またはジルコニア系の断熱材
2を設け、ホットゾーンを形成する。この断熱材2外側
には加熱用の高周波ワークコイル3を設置する。なお、
ルツボ1の底部には熱電対4が設置されている。育成の
際には、原料の金属酸化物(La23、Ga23、Si
2)を、所定の配合比で混合した後にルツボ1の中に
投入し、加熱、融解させて所定の温度の融液Lとする。
ついで、種結晶Sを引き上げ軸5に固定し、所定の回転
数と引き上げ速度で融液Lから単結晶Sを引き上げるこ
とにより、図2に示したようなランガサイト単結晶Cを
育成する。自動直径制御は、引き上げ軸5につながる重
量センサ6で検出した重量変化信号によって行う。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of a method of pulling (growing) a Langasite single crystal, which is one of oxide single crystals. In this example, the Czochralski method (CZ method) is used. Incidentally, langasite single crystal is generally represented by the chemical formula La 3 Ga 5 SiO 14. The crystal is grown by using an iridium crucible 1 in a high-frequency heating and growing furnace.
An alumina-based or zirconia-based heat insulating material 2 is provided on the outside and the upper side to form a hot zone. A high-frequency work coil 3 for heating is provided outside the heat insulating material 2. In addition,
A thermocouple 4 is provided at the bottom of the crucible 1. At the time of growth, the metal oxides (La 2 O 3 , Ga 2 O 3 , Si
After mixing O 2 ) at a predetermined mixing ratio, the mixture is charged into the crucible 1, heated and melted to obtain a melt L at a predetermined temperature.
Next, the seed crystal S is fixed to the pulling shaft 5 and the single crystal S is pulled up from the melt L at a predetermined rotation speed and a predetermined pulling speed, thereby growing the langasite single crystal C as shown in FIG. The automatic diameter control is performed based on a weight change signal detected by a weight sensor 6 connected to the lifting shaft 5.

【0003】従来のランガサイト単結晶の引き上げ方法
において、引き上げ方向は、図3に示した六方晶結晶構
造の(0001)面に対して垂直方向(Z軸方向)であ
る。そして、ランガサイト単結晶からウェハーを切り出
すにおいては、Y50面に平行に切り出す角度が最も優
れた切り出し角度とされている。以下、この角度で切り
出したウェハーをY50ウェハーという。Y50面は、
図4に示したように、Z軸を(0001)面に対して垂
直方向、+X軸を
In the conventional method of pulling a langasite single crystal, the pulling direction is perpendicular to the (0001) plane of the hexagonal crystal structure shown in FIG. 3 (Z-axis direction). In cutting out a wafer from a langasite single crystal, the cutting angle parallel to the Y50 plane is the most excellent cutting angle. Hereinafter, a wafer cut at this angle is referred to as a Y50 wafer. The Y50 surface is
As shown in FIG. 4, the Z axis is perpendicular to the (0001) plane, and the + X axis is

【数2】 に垂直方向、Y軸を(Equation 2) Perpendicular to the Y axis

【数3】 に対して垂直方向としたときに、Y−Z平面上におい
て、原点を中心としてY軸をZ軸に向かって50度回転
させた軸と垂直な面をいう。図5はZ軸方向に引き上げ
て製造したランガサイト単結晶CにおけるY50ウェハ
ーの切り出し部分を示した模式図である。切り出し部分
は斜線部である。
(Equation 3) , A plane perpendicular to an axis obtained by rotating the Y-axis by 50 degrees toward the Z-axis about the origin on the YZ plane. FIG. 5 is a schematic view showing a cut-out portion of a Y50 wafer in a langasite single crystal C manufactured by pulling up in the Z-axis direction. The cut-out portion is a hatched portion.

【0004】しかしながら、Z軸方向に引き上げたラン
ガサイト単結晶においては、Y50ウェハーに転位欠陥
が存在し、転移密度が大きいという問題があった。ま
た、Y50面に平行に切り出すと、図5に示したように
切り出す部分の体積が小さく、無駄が多いという問題が
あった。
However, in the case of a langasite single crystal pulled in the Z-axis direction, there is a problem that dislocation defects are present in the Y50 wafer and the dislocation density is large. In addition, when cut out in parallel to the Y50 plane, there is a problem that the cut-out portion has a small volume as shown in FIG.

【0005】国際公開WO98/40544号公報に
は、この問題を解決する以下のようなランガサイト単結
晶の引き上げ方法が開示されている。すなわち、ランガ
サイト単結晶において、六方晶結晶構造による指数付け
[0005] International Publication WO98 / 40544 discloses a method for pulling a langasite single crystal as described below which solves this problem. That is, in the langasite single crystal, the indexing by the hexagonal crystal structure is performed.

【数4】 (以下、(01(−1)1)面と記す)は、図6
(a)、図6(b)に示したようにY−Z平面上におい
て、原点を中心として、Y軸をZ軸に向かって54.2
2度回転させた軸と垂直な面(以下、Y54面と記す)
である。そして、ランガサイト単結晶において、Y50
面と最も近い面はY54面であるなお、図6(a)はラ
ンガサイト単結晶を六方晶系による座標で定義した場合
にZ軸方向から見た状態を示した説明図であり、図6
(b)は+X軸方向から見た状態を示した説明図であ
る。
(Equation 4) (Hereinafter, referred to as (01 (-1) 1) plane) is shown in FIG.
(A), as shown in FIG. 6 (b), on the YZ plane, the Y axis is directed toward the Z axis with the origin at the center, and is 54.2.
A plane perpendicular to the axis rotated twice (hereinafter referred to as Y54 plane)
It is. And, in the langasite single crystal, Y50
The plane closest to the plane is the Y54 plane. FIG. 6A is an explanatory diagram showing a state viewed from the Z-axis direction when the langasite single crystal is defined by coordinates in a hexagonal system.
(B) is an explanatory view showing a state viewed from the + X axis direction.

【0006】そこで、図7に示したように、ランガサイ
ト単結晶から、直方体状の種結晶の底面が(01(−
1)1)面となるように、また、側面のひとつが+X軸
と垂直な面(以下、+X面という)になるように切り出
し、この種結晶を、図1に示した高周波加熱育成炉にお
いて、その(01(−1)1)面と融液Lとが平行にな
るように引き上げ軸5に取り付け、図8に示したように
(01(−1)1)面と垂直方向に引き上げることによ
り、ランガサイト単結晶Cが得られる。このランガサイ
ト単結晶Cにおいては、(01(−1)1)面とY50
面との角度の差θが小さいため、例えば図中斜線部で示
した部分をY50ウェハーとして切り出すことができ、
従来よりも大幅に無駄のないY50ウェハーの切り出し
が可能となる。その結果、飛躍的にウェハー作製効率が
良くなり、収率が改善される。
Therefore, as shown in FIG. 7, the base of the cuboidal seed crystal is (01 (−)
1) The seed crystal is cut out so as to be a 1) face and one of the side faces is a face perpendicular to the + X axis (hereinafter referred to as a + X face), and this seed crystal is cut in the high-frequency heating and growing furnace shown in FIG. Then, the (01 (-1) 1) plane and the melt L are attached to the lifting shaft 5 so as to be parallel to each other, and as shown in FIG. As a result, a langasite single crystal C is obtained. In this langasite single crystal C, the (01 (-1) 1) plane and the Y50
Since the angle difference θ with the plane is small, for example, a portion shown by hatching in the figure can be cut out as a Y50 wafer,
It is possible to cut out a Y50 wafer without much waste compared to the related art. As a result, the wafer production efficiency is dramatically improved, and the yield is improved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このY
54面を利用した引き上げ方法においては、ランガサイ
ト単結晶の結晶性が低く、さらなる向上が望まれてい
た。具体的には、形状が対称性の良い円筒形であり、か
つ二次相などの欠陥がない結晶の育成が望まれていた。
However, this Y
In the pulling method using the 54 plane, the crystallinity of the langasite single crystal is low, and further improvement has been desired. Specifically, it has been desired to grow a crystal having a cylindrical shape with good symmetry and having no defects such as a secondary phase.

【0008】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、Y54面を利用したランガサイト単結晶の引き上げ
方法において、結晶性の高いランガサイト単結晶が得ら
れる方法を提供することを課題とする。具体的には、形
状が対称性の良い円筒形であり、かつ二次相などの欠陥
がない結晶を育成可能な方法を提供することを課題とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of pulling a langasite single crystal having high crystallinity in a method of pulling a langasite single crystal using the Y54 plane. . Specifically, it is an object of the present invention to provide a method capable of growing a crystal having a cylindrical shape with good symmetry and having no defects such as a secondary phase.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のランガサイト単結晶の引き上げ方法は、原
料を溶融した融液に、種結晶の(01(−1)1)面を
接触させ、該結晶面と垂直方向に、当該種結晶を回転さ
せながら引き上げてランガサイト単結晶を製造する方法
であって、種結晶の回転を20〜2rpmの範囲で徐々
に減少させながら引き上げることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for pulling a langasite single crystal according to the present invention provides a method in which a (01 (-1) 1) plane of a seed crystal is added to a melt obtained by melting a raw material. A method of producing a langasite single crystal by contacting and rotating the seed crystal in a direction perpendicular to the crystal plane while rotating the seed crystal, wherein the seed crystal is pulled while gradually reducing the rotation of the seed crystal within a range of 20 to 2 rpm. It is characterized by.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明のランガサイト単結
晶の引き上げ方法の一例について、図1〜図8を適宜利
用して説明する。例えば従来法によってZ軸方向に引き
上げて製造したランガサイト単結晶から、略直方体形の
ランガサイトの種結晶を、図7に示したように、その少
なくとも一面が(01(−1)1)面となるように切り
出す。このとき、好ましくは直方体の底面が(01(−
1)1)面となるようにし、側面の一面が+X面となる
ようにする。そして、例えば図1に示した高周波加熱育
成炉などを用いて、融液Lの液面に対してこの(01
(−1)1)面が平行になるように種結晶Sを引き上げ
軸5に固定し、所定の速度および回転数で、図8に示し
たように(01(−1)1)面と垂直方向に引き上げ
て、図2に示したランガサイト単結晶と同様の外形のラ
ンガサイト単結晶Cを得る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of a method for pulling a langasite single crystal of the present invention will be described with reference to FIGS. For example, from a langasite single crystal manufactured by pulling up in the Z-axis direction by a conventional method, a substantially rectangular parallelepiped langasite seed crystal is formed as shown in FIG. 7 with at least one surface having a (01 (−1) 1) plane. Cut out so that. At this time, preferably, the bottom surface of the rectangular parallelepiped is (01 (−
1) The surface should be 1), and one surface of the side surface should be the + X surface. Then, for example, using the high frequency heating and growing furnace shown in FIG.
(-1) 1) The seed crystal S is fixed to the pulling shaft 5 so that the plane is parallel to the plane, and is perpendicular to the (01 (-1) 1) plane at a predetermined speed and rotation speed as shown in FIG. Then, a langasite single crystal C having an outer shape similar to that of the langasite single crystal shown in FIG. 2 is obtained.

【0011】このとき、種結晶の回転数を20〜2rp
mの範囲で徐々に減少させながら引き上げる。このよう
に回転数を徐々に減少させることによって、結晶成長初
期段階では、回転数が大きいため、対称性の良い円筒形
の結晶が育成され、育成が進行し、結晶形状が安定した
段階では、回転数が小さいため、二次相などの欠陥のな
い結晶が育成される。回転数が20rpm以上になると
結晶直径の増大に伴って引き上げ軸に振動が発生するよ
うになり、この振動によって二次相の発生率が急増する
おそれがある。一方、2rpm以下になると結晶の肩部
育成時に形状が対称性の良い円筒形ではなくなるおそれ
がある。
At this time, the rotation speed of the seed crystal is set to 20 to 2 rpm.
Raise while gradually decreasing in the range of m. By gradually reducing the number of revolutions in this way, in the initial stage of crystal growth, the number of revolutions is large, so that a cylindrical crystal with good symmetry is grown, the growth proceeds, and at the stage where the crystal shape is stabilized, Since the number of rotations is small, a crystal without defects such as a secondary phase is grown. When the rotation speed is 20 rpm or more, vibrations are generated on the pulling shaft with an increase in the crystal diameter, and this vibration may increase the generation rate of the secondary phase rapidly. On the other hand, if it is 2 rpm or less, the shape may not be a cylindrical shape having good symmetry when growing the shoulder portion of the crystal.

【0012】引き上げ速度は特に限定しないが、例えば
0.5〜5mm/hとする。また、高周波加熱育成炉内
中のガスの酸素分圧は、原料の蒸発やイリジウム製のル
ツボ1の損傷を抑制する観点から、1〜8%とすると好
ましい。また、引き上げ方法は特に限定されず、この図
1に示したようなチョクラルスキー法、あるいは他の通
常の単結晶育成法、例えばブリッジマン法などの公知の
方法を適用することができる。
The lifting speed is not particularly limited, but is, for example, 0.5 to 5 mm / h. The oxygen partial pressure of the gas in the high-frequency heating and growing furnace is preferably 1 to 8% from the viewpoint of suppressing evaporation of the raw material and damage to the crucible 1 made of iridium. The pulling method is not particularly limited, and a known method such as the Czochralski method shown in FIG. 1 or another ordinary single crystal growing method, for example, the Bridgman method can be applied.

【0013】このようにして引き上げたランガサイト単
結晶を切り離し、好ましくは10〜70℃/hの冷却速
度でコンピュータプログラムによって制御された温度パ
ターンにそって冷却した後、図8に示したようにY50
ウェハーを切り出す。
The langasite single crystal thus pulled out is cut off, and preferably cooled at a cooling rate of 10 to 70 ° C./h according to a temperature pattern controlled by a computer program, as shown in FIG. Y50
Cut out the wafer.

【0014】なお、上述のようにランガサイト単結晶
は、一般に化学式La3Ga5SiO14で表されるもので
ある。本発明のランガサイト単結晶は、X線回折でラン
ガサイト相だけが観察されるものであればよい。すなわ
ち、この化学式で表されるものに限らず、金属元素の一
部が他の元素で置換されていたり、酸素数が上記化学量
論組成から外れていてもよい。また、不可避的不純物が
含まれていてもよい。したがって、種結晶、融液Lとす
る原料の組成は目的とするランガサイト単結晶の組成に
よって適宜選択される。
As described above, the langasite single crystal is generally represented by the chemical formula La 3 Ga 5 SiO 14 . The langasite single crystal of the present invention only needs to be one in which only a langasite phase is observed by X-ray diffraction. That is, the present invention is not limited to the one represented by this chemical formula, and a part of the metal element may be replaced by another element, or the number of oxygen may be out of the above stoichiometric composition. Further, inevitable impurities may be contained. Therefore, the composition of the seed crystal and the raw material used as the melt L is appropriately selected depending on the desired composition of the langasite single crystal.

【0015】このように、本発明のランガサイト単結晶
の引き上げ方法においては、結晶性の高いY50ウェハ
ーが得られ、かつランガサイト単結晶から大量のY50
ウェハーを切り出すことができる。また、本発明の引き
上げ方法によって得られたランガサイト単結晶は、Z軸
と平行方向に引き上げて得たランガサイト単結晶よりも
転位欠陥が少なくなり、転移密度が小さいという利点を
有している。
As described above, in the method of pulling a langasite single crystal of the present invention, a Y50 wafer having high crystallinity can be obtained, and a large amount of Y50 can be obtained from the langasite single crystal.
Wafers can be cut out. Further, the langasite single crystal obtained by the pulling method of the present invention has fewer dislocation defects and a lower dislocation density than the langasite single crystal obtained by pulling in the direction parallel to the Z axis. .

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。 (実施例)Z軸方向に引上げたランガサイト単結晶か
ら、図7に示したように、底面が(01(−1)1)
面、側面のひとつが+X面である直方体ブロックを切り
出して種結晶Sとした。ランガサイト単結晶の育成は、
図1に示した高周波加熱育成炉を用いてチョクラルスキ
ー法により行った。この高周波加熱育成炉において、重
量センサ6はロードセルであり、引き上げ軸5は、重量
センサ6の下に金属シャフト、さらにその下に金属チャ
ックを介して高純度アルミナ管製の保持棒があり、保持
棒の先端に種結晶Sをイリジウムビンによって固定する
という構造のものを用いた。高純度アルミナやイリジウ
ムビンは、耐熱性を考慮して使用されているものであ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments. (Example) From the langasite single crystal pulled in the Z-axis direction, as shown in FIG. 7, the bottom surface was (01 (-1) 1).
A rectangular parallelepiped block in which one of the face and the side face is the + X face was cut out to obtain a seed crystal S. The growth of langasite single crystals
Czochralski method was performed using the high frequency heating and growing furnace shown in FIG. In this high-frequency heating and growing furnace, the weight sensor 6 is a load cell, and the lifting shaft 5 has a metal shaft below the weight sensor 6 and a holding rod made of a high-purity alumina tube below the metal shaft via a metal chuck. A rod having a structure in which a seed crystal S was fixed to the tip of a rod with an iridium bin was used. High-purity alumina and iridium bottles are used in consideration of heat resistance.

【0017】まず、前記種結晶Sを、その(01(−
1)1)面が融液Lの液面と平行になるように引き上げ
軸5に取り付けた。そして、直径120mm×深さ12
0×厚さ2mmのイリジウム製のルツボ1に、La23
が47.4〜49.1重量%、Ga23が45.0〜46.
9重量%、SiO2が5.2〜6.5重量%となるように
混合した金属酸化物の原料を、ルツボ1の最大投入量よ
りも100g少なくなるように、合計約7kg投入し、
加熱融解した。そして、融液L中のランガサイトクラス
ターを十分に分解させるために融液Lの状態で約120
0分間(20時間)程度保持した後、種結晶Sを回転さ
せながら引き上げた。なお、原料の加熱融解、および単
結晶Cの引上げの際には、ホットゾーンの保温と高周波
ワークコイル3の保護を目的として、断熱材2を配置す
るとともに、ルツボ1の上にイリジウム製のアフターヒ
ーター(直径120mm、高さ100mm、厚み2mm)
を配置した。引上げ時の種結晶Sの回転数は20rpm
から2rpmに徐々に減少させ、引上げ速度は0.5〜
5mm/hとした。また、ランガサイト単結晶Cの育成
は、シードタッチ後、従来法にしたがってネック部形
成、肩部育成、直胴部育成を行った。直胴部は直径90
mm、長さ90mmとなるようにした。
First, the seed crystal S is replaced with its (01 (-
1) It was attached to the lifting shaft 5 so that the 1) plane was parallel to the liquid surface of the melt L. And, diameter 120mm x depth 12
La 2 O 3 was placed on an iridium crucible 1 having a thickness of 0 × 2 mm.
There 47.4 to 49.1 wt%, Ga 2 O 3 is from 45.0 to 46.
A total of about 7 kg of a metal oxide raw material mixed so as to be 9% by weight and SiO 2 in a range of 5.2 to 6.5% by weight so as to be 100 g less than the maximum charging amount of the crucible 1 is charged.
Heated and melted. Then, in order to sufficiently decompose the langasite cluster in the melt L, about 120
After holding for about 0 minutes (20 hours), the seed crystal S was pulled up while rotating. During the heating and melting of the raw material and the pulling of the single crystal C, a heat insulating material 2 is disposed for the purpose of keeping the hot zone warm and protecting the high-frequency work coil 3, and an after-product made of iridium is placed on the crucible 1. Heater (diameter 120mm, height 100mm, thickness 2mm)
Was placed. Rotation speed of seed crystal S during pulling is 20 rpm
From 2 to 2 rpm, and the pulling speed is 0.5 to
5 mm / h. Further, for the growth of the langasite single crystal C, a neck portion was formed, a shoulder was grown, and a straight body was grown after the seed touch according to the conventional method. The straight body has a diameter of 90
mm and a length of 90 mm.

【0018】ついで、得られたランガサイト単結晶を切
り離し、冷却した。このランガサイト単結晶と、融液L
の冷却は約50時間かけて1500℃〜25℃(室温)
までコンピュータのプログラムによって制御された温度
パターンにそって冷却した。冷却速度は30℃/hとし
た。ついで、ワイヤーソーを用いてランガサイト単結晶
からY50面のプレートを切り出し、ラップおよびポリ
ッシュを行って片面を鏡面にしてY50ウェハーとし
た。
Next, the obtained langasite single crystal was cut off and cooled. This langasite single crystal and the melt L
Cooling takes about 50 hours at 1500 ° C to 25 ° C (room temperature)
Cooled down according to a temperature pattern controlled by a computer program. The cooling rate was 30 ° C./h. Next, a plate of Y50 face was cut out from the langasite single crystal using a wire saw, lapped and polished, and one face was mirror-finished to obtain a Y50 wafer.

【0019】(比較例1)引き上げ時の回転を2rpm
一定とした以外は実施例と同様にランガサイト単結晶を
製造した。
Comparative Example 1 Rotation at the time of lifting was 2 rpm
A langasite single crystal was produced in the same manner as in the example, except that it was kept constant.

【0020】(比較例2)引き上げ時の回転を20rp
m一定とした以外は実施例と同様にランガサイト単結晶
を製造した。
Comparative Example 2 Rotation at the time of lifting was 20 rpm
A langasite single crystal was produced in the same manner as in the example except that m was constant.

【0021】(比較例3)引き上げ方向をZ軸方向とし
た以外は実施例と同様にしてランガサイト単結晶を製造
し、Y50ウェハーを切り出した。
Comparative Example 3 A langasite single crystal was produced in the same manner as in the example except that the pulling direction was changed to the Z-axis direction, and a Y50 wafer was cut out.

【0022】まず、引き上げ時の回転数が異なる実施
例、比較例1、および比較例2において得られたランガ
サイト単結晶について、それぞれ以下のようにして結晶
性の評価を行った。すなわち、形状が対称性の良い円筒
形であることは、3インチウェハー(直径76.2mm
のウェハー)が取得可能であるか否かで判断することが
できる。また、二次相の有無を目視により判断した。な
お、二次相が発生している結晶からのウェハーの取得は
事実上不可能である。その結果、実施例のランガサイト
単結晶では3インチウェハーが取得可能で、二次相は発
生していなかった。比較例1のランガサイト単結晶では
3インチウェハーが取得不可能であり、二次相は発生し
ていなかった。比較例2のランガサイト単結晶ではサイ
ズ的には3インチウェハーが取得可能であったが、二次
相が発生しており、3インチウェハーの取得は不可能で
あった。したがって、回転速度が異なる実施例、比較例
1、および比較例2においては、本発明に係る実施例の
ランガサイト単結晶のみが3インチY50ウェハーを得
ることができるものであることが確認でき、本発明の効
果が明らかとなった。
First, the crystallinity of the langasite single crystals obtained in Examples, Comparative Examples 1 and 2 having different rotation speeds at the time of pulling was evaluated as follows. That is, a cylindrical shape having a good symmetry can be obtained by using a 3-inch wafer (diameter of 76.2 mm).
Can be determined on the basis of whether or not the wafer can be acquired. The presence or absence of the secondary phase was visually determined. Note that it is practically impossible to obtain a wafer from a crystal in which a secondary phase has occurred. As a result, a 3 inch wafer could be obtained from the langasite single crystal of the example, and no secondary phase was generated. In the case of the langasite single crystal of Comparative Example 1, a 3-inch wafer could not be obtained, and no secondary phase was generated. In the case of the langasite single crystal of Comparative Example 2, a 3-inch wafer could be obtained in terms of size, but a secondary phase was generated and a 3-inch wafer could not be obtained. Therefore, in Examples having different rotation speeds, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, it was confirmed that only the langasite single crystal of the example according to the present invention can obtain a 3-inch Y50 wafer, The effect of the present invention has been clarified.

【0023】また、実施例および比較例3において得ら
れたY50ウェハーを、それぞれ70℃、4分間の条件
でHCl:H2Oの重量比が1:1の溶液に浸すことに
よってウェハー表面に転位を出現させ、転位密度を測定
した。その結果、実施例のY50ウェハーの測定結果は
1〜3×104cm-2であり、ほとんど転位が出現しな
かった。これに対して、比較例3のY50ウェハーの測
定結果は2.7×106cm-2であった。また、実施例お
よび比較例3において、同じサイズのランガサイト単結
晶Cから切り出せるY50ウェハーの枚数は比較例3で
は25枚程度であり、実施例では90枚程度であった。
したがって、本発明に係る実施例においては、Y50ウ
ェハーの転位密度が低く、かつ作製効率が高いことも確
認できた。
Further, the Y50 wafers obtained in Example and Comparative Example 3 were immersed in a solution having a weight ratio of HCl: H 2 O of 1: 1 at 70 ° C. for 4 minutes, whereby dislocation on the wafer surface. And the dislocation density was measured. As a result, the measurement result of the Y50 wafer of the example was 1-3 × 10 4 cm −2 , and almost no dislocation appeared. On the other hand, the measurement result of the Y50 wafer of Comparative Example 3 was 2.7 × 10 6 cm −2 . In the example and the comparative example 3, the number of Y50 wafers that can be cut out from the same size langasite single crystal C was about 25 in the comparative example 3 and about 90 in the example.
Therefore, in the examples according to the present invention, it was also confirmed that the dislocation density of the Y50 wafer was low and the production efficiency was high.

【0024】なお、4インチウェハーについても同様に
評価したところ、3インチウェハーの場合と同様の結果
が得られた。
When a 4-inch wafer was evaluated in the same manner, the same results as in a 3-inch wafer were obtained.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明のランガサイ
ト単結晶の引き上げ方法により、転位密度が小さく、結
晶性の高いY50ウェハーが得られ、かつランガサイト
単結晶から大量のY50ウェハーを切り出すことができ
る。よって、Y50ウェハー自体の特性を向上させると
ともに、Y50ウェハーの作製効率を飛躍的に向上させ
ることができる。
As described above, according to the method for pulling a langasite single crystal of the present invention, a Y50 wafer having a low dislocation density and a high crystallinity can be obtained, and a large amount of Y50 wafers can be cut from a langasite single crystal. Can be. Therefore, the characteristics of the Y50 wafer itself can be improved, and the production efficiency of the Y50 wafer can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 ランガサイト単結晶の引き上げ方法の一例を
示した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for pulling a langasite single crystal.

【図2】 ランガサイト単結晶の外形を示した斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view showing the outer shape of a langasite single crystal.

【図3】 六方晶結晶構造の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a hexagonal crystal structure.

【図4】 Y50面の定義の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the definition of the Y50 plane.

【図5】 Z軸方向に引き上げたランガサイト単結晶に
おけるY50ウェハーの切り出し部分を示した模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view showing a cut-out portion of a Y50 wafer in a langasite single crystal pulled up in a Z-axis direction.

【図6】 図6(a)は六方晶結晶構造をZ軸方向から
見た状態を示した説明図であり、図6(b)は+X軸方
向から見た状態を示した説明図である。
FIG. 6A is an explanatory diagram showing a state of a hexagonal crystal structure viewed from a Z-axis direction, and FIG. 6B is an explanatory diagram showing a state of a hexagonal crystal structure viewed from a + X-axis direction. .

【図7】 Y54面と垂直方向に引き上げるランガサイ
ト単結晶の引き上げ方法に用いる種結晶を示した斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing a seed crystal used in a method of pulling a langasite single crystal pulled in a direction perpendicular to the Y54 plane.

【図8】 Y54面と垂直方向に引き上げたランガサイ
ト単結晶によるY50ウェハーの切り出し部分を示した
模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a cut-out portion of a Y50 wafer using a langasite single crystal pulled in a direction perpendicular to the Y54 plane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ルツボ 5 引き上げ軸、 C ランガサイト単結晶 L 融液 S 種結晶 1 Crucible 5 Pulling shaft, C Langasite single crystal L Melt S Seed crystal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G077 AA02 BE05 CF10 ED02 EH08 HA11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G077 AA02 BE05 CF10 ED02 EH08 HA11

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原料を溶融した融液に、種結晶の 【数1】 を接触させ、該結晶面と垂直方向に、当該種結晶を回転
させながら引き上げてランガサイト単結晶を製造する方
法であって、種結晶の回転を20〜2rpmの範囲で徐
々に減少させながら引き上げることを特徴とするランガ
サイト単結晶の引き上げ方法。
1. A seed crystal having the following formula: To produce a langasite single crystal by rotating the seed crystal in a direction perpendicular to the crystal plane while rotating the seed crystal, wherein the seed crystal is pulled while gradually reducing the rotation of the seed crystal in a range of 20 to 2 rpm. A method for pulling a langasite single crystal, comprising:
【請求項2】 請求項1に記載のランガサイト単結晶の
引き上げ方法によって製造されたことを特徴とするラン
ガサイト単結晶。
2. A langasite single crystal produced by the method for pulling a langasite single crystal according to claim 1.
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