JP2005206444A

JP2005206444A - タンタル酸リチウム基板およびその製造方法

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Publication number: JP2005206444A
Application number: JP2004061862A
Authority: JP
Inventors: Tomio Kajigaya; 富男梶ヶ谷; Takashi Tsunoda; 隆角田
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-08-04
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Abstract

【課題】タンタル酸リチウム（ＬＴ）基板において、電荷が基板表面にチャージアップして発生するスパークを防止することにより、基板表面に形成した櫛形パターンの破壊や、ＬＴ基板の割れ等を防止し、また、フォトリソグラフ工程で、ＬＴ基板内を透過した光が、基板裏面で反射して表面に戻り、櫛形パターンの解像度を悪化させることを防止する。
【解決手段】ＬＴ結晶を用いてＬＴ基板を製造する工程において、結晶育成後のインゴット状態のＬＴ結晶をカーボン粉末の中に埋め込んで、あるいはカーボン容器に入れて、６５０〜１６５０℃の保持温度で４時間以上熱処理する。
【選択図】なし

Description

本発明は、表面弾性波素子などに用いられるタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板およびその製造方法に関する。

ＬＴ結晶は、融点が約１６５０℃、キュリー温度が約６００℃の強誘電体であり、圧電性を有する。このＬＴ結晶を用いて製造されたＬＴ基板の用途は、主に携帯電話の信号ノイズ除去用の表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタ用材料である。携帯電話の高周波化、各種電子機器の無線ＬＡＮであるBluetooth（２．４５ＧＨｚ）の普及などにより、２ＧＨｚ前後の周波数領域のＳＡＷフィルタが、今後、急増すると予測されている。

ＳＡＷフィルタは、ＬＴ基板などの圧電材料の基板上に、ＡｌＣｕ合金などの金属薄膜で１対の櫛形電極を形成した構造となっている。この櫛形電極が、デバイスの極性を左右する重要な役割を担っている。櫛形電極は、スパッタにより圧電材料上に金属薄膜を成膜した後、１対の櫛形パターンを残し、フォトリソグラフ技術により不要な部分をエッチング除去することにより形成される。

より高周波に対応するためには、櫛形パターンを微細に、かつ、薄くする必要がある。２ＧＨｚ前後の周波数領域のデバイスでは、現在の主力である８００ＭＨｚ前後の周波数領域のデバイスに比べ、電極間距離が約１／３の０．３μｍ〜０．４μｍ、膜厚が１／５以下の２００ｎｍ以下程度となる。

ＬＴ結晶は、産業的には、主にチョコラルスキー法で、通常、高融点のイリジウムるつぼを用い、酸素濃度が数％〜１０％程度の窒素−酸素混合ガス雰囲気の電気炉中で育成され、電気炉内で所定の冷却速度で冷却された後、電気炉から取り出される（Albert A. Ballman：Journal of American Ceramic Society, Vol.48 (1965)）。

ＬＴ結晶からのウエハの製造工程は、結晶育成（インゴット）、ポーリング処理、円筒研削、スライス、ラップ、ポリッシュ、ウエハ完成の順になっている。

具体的には、育成されたＬＴ結晶は、無色透明もしくは透明感の高い淡黄色を呈している。育成後、熱応力による結晶の残留歪みを取り除くために、融点に近い均熱下で熱処理をＬＴ結晶に対して行う。さらに、単一分極とするためのポーリング処理、すなわち、ＬＴ結晶を室温からキュリー温度（約６００℃）以上の所定温度まで昇温し、ＬＴ結晶に電圧を印加し、電圧を印加したままキュリー温度以下の所定温度まで降温した後、電圧印加を停止して室温まで冷却する一連の処理を行う。ポーリング処理の後、外形を整えるために外周研削されたＬＴ結晶のインゴットは、スライスしてウエハに形成し、該ウエハをラップ、ポリッシュ工程等の機械加工を経て、ＬＴ基板となる。最終的に得られたＬＴ基板は、ほぼ無色透明であり、電気伝導度は極めて低く、およそ１０^-13Ｓ／ｍ（体積抵抗率１０¹⁵Ωｃｍ）程度である。

強誘電体であるＬＴ結晶は、焦電性も併せ持っている。従って、従来の方法で得られたＬＴ基板では、表面弾性波素子の製造プロセスで受ける温度変化によって、ＬＴ結晶の焦電性のために電荷がＬＴ基板の表面に溜まり、チャージアップによりスパークが発生しやすい。該スパークにより、ＬＴ基板の表面に形成した櫛形パターンが破壊され、さらにはＬＴ基板に割れ等が発生し、表面弾性波素子の製造プロセスでの歩留まり低下が起きている。しかも、ＬＴ基板の電気伝動度は、前述のように極めて低いため、チャージアップ状態が保たれ、スパークが発生しやすい状態が長く続く。

また、ＬＴ基板の光透過率が高いので、表面弾性波素子の製造プロセスの１つであるフォトリソグラフ工程で、ＬＴ基板内を透過した光が、ＬＴ基板の裏面で反射されて表面に戻り、形成された櫛形パターンの解像度を悪化させるという問題も生じさせている。

これらの問題を解決するために、特開平１１−９２１４７号公報、特開平１１−２３６２９８号公報において、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）結晶を５００〜１１４０℃の範囲内で、アルゴン、水、水素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素、および、これらから選択されたガスの組合せのいずれかである還元性雰囲気に晒すことにより、該ＬＮ結晶のウェハを黒化させてＬＮ基板の高い光透過率を抑制するとともに、電気伝導度を高くすることにより、ＬＮ基板の裏面からの戻り光を抑制し、同時に焦電性を低減することが述べられている。

これらの公報では、ＬＮ結晶のみならずＬＴ結晶をも対象としているが、ＬＴ結晶については実質的に何らの開示がない。

また、本発明者等の実験によれば、これらの公報に記載された方法は、１２５０℃程度と融点が低いＬＮ結晶に対しては有効ではあったが、１６５０℃と融点が高いＬＴ結晶に対しては、効果のないことが確認された。

特開２００４−３５３９６号公報（ＷＯ２００４／００２８９１Ａ１）には、ＬＴ結晶が、熱や機械的応力により生じた電荷でチャージアップ状態になりやすく、ＬＴ結晶を使用する装置の安定性から、この電荷を消散させる必要があること、また、ＬＮ結晶では、還元性雰囲気における熱処理で、電気伝導性が増大して、チャージアップを防止できること、さらに、ＬＴ結晶ではＬＮ結晶と同じような手法では同様な効果を得られないことが記載されている。

特開平１１−９２１４７号公報

特開平１１−２３６２９８号公報

特開２００４−３５３９６号公報（ＷＯ２００４／００２８９１Ａ１）

Albert A. Ballman：Journal of American Ceramic Society, Vol.48 (1965)

本発明の目的は、表面弾性波素子の製造プロセスで受ける温度変化によって、電荷がタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板の表面にチャージアップしてスパークが発生するのを防止し、該スパークにより、ＬＴ基板の表面に形成した櫛形パターンが破壊されたり、さらにはＬＴ基板の割れ等が発生することが無いＬＴ基板を提供することである。

また、本発明の他の目的は、フォトリソグラフ工程で、ＬＴ基板内を透過した光が、ＬＴ基板の裏面で反射されて表面に戻り、櫛形パターンの解像度を悪化させることのないＬＴ基板の製造方法を提供することにある。

本発明によるタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板は、チョコラスキー法で育成したタンタル酸リチウム（ＬＴ）結晶を用いて、ＬＴ基板を製造する工程において、次のうちから選ばれる少なくとも１つの熱処理を経験した熱履歴を持っている。

すなわち、
（１）ＬＴ結晶のインゴットを、カーボン粉末と共に、あるいはカーボン容器の中で、不活性乃至還元性雰囲気において、６５０℃〜１６５０℃の保持温度で行う熱処理、
（２）ＬＴ結晶のインゴットを、Ｓｉ粉末と共に、あるいはＳｉ容器の中で、不活性乃至還元性雰囲気において、６５０℃〜１４００℃の保持温度で行う熱処理、
（３）ＬＴ結晶のウェハを、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉからなる群より選択される１つの金属粉末と共に、不活性乃至還元性雰囲気において、３５０℃〜６００℃の保持温度で行う熱処理、
（４）ＬＴ結晶のウェハをＺｎ粉末と共に、不活性乃至還元性雰囲気において、３５０℃以上、Ｚｎの融点未満の保持温度で行う熱処理。

なお、（１）または（２）の熱処理は、ポーリング工程の前にインゴットの状態のＬＴ結晶に対して行い、（３）または（４）の熱処理は、ポーリング工程の後、ウエハに対して行う。

前記熱処理は、粉末の中への埋込みが好ましく、また、４時間以上行うことが好ましい。このようにして、前記熱処理を施した本発明のタンタル酸リチウム（ＬＴ）基板は、黒化している。

本発明により、表面弾性波素子の製造プロセスにおける歩留まりの向上を図れる。すなわち、表面弾性波素子の製造プロセスで受ける温度変化によって、電荷がＬＴ基板の表面にチャージアップしてスパークが発生するのを防止し、該スパークにより、ＬＴ基板の表面に形成した櫛形パターンが破壊されたり、さらにはＬＴ基板の割れ等が発生することを防止できる。また、フォトリソグラフ工程で、ＬＴ基板内を透過した光が、ＬＴ基板の裏面で反射されて表面に戻り、櫛形パターンの解像度を悪化させることが無い。

本発明者らは、特定の方法によりＬＴ結晶に電気伝導性が生じれば、焦電性により電荷がＬＴ結晶の表面に溜まるとしても、すぐに中和され、チャージアップされず、スパークが発生しにくくなるという知見を得て、前記特定の方法に関する本発明を達成した。

タンタル酸リチウム（ＬＴ）結晶は、該ＬＴ結晶内に存在する酸素空孔濃度によって、体積抵抗率（電気伝導度）と色が変化する。具体的には、例えばＡｌによって酸素が奪われ、ＬＴ結晶中に酸素空孔が導入されると、過剰な電子が生じる。従って、チャージバランスをとる必要から、過剰の電子がＴａイオンにトラップされ、一部のＴａイオンの価数が５＋から４＋に変わり、電気伝導性を生じると同時に光吸収を起こす。

言い換えると、電気伝導は、キャリアである電子がＴａ⁵⁺イオンとＴａ⁴⁺イオンの間を移動するために生ずると考えられる。従って、電気伝導に寄与するＴａ⁴⁺イオンの数は、導入された酸素空孔量に比例する。結晶の電気伝導度は、単位体積あたりのキャリア数とキャリアの移動度の積で決まる。移動度が同じであれば、電気伝導度は酸素空孔数に比例する。光吸収による色変化は、酸素空孔により導入された電子レベルによるものと考えられる。

酸素空孔数の制御は、固体と気体の平衡を利用した、いわゆる「雰囲気下処理」により行える。特定の温度に置かれた結晶中の酸素空孔濃度は、その結晶が置かれている雰囲気の酸素ポテンシャル（酸素濃度）と平衡するように変化する。酸素濃度が低くなれば酸素空孔濃度は増加する。また、温度を高くしても一般に酸素空孔濃度は増加する。したがって、酸素空孔濃度を増やし、不透明度を上げるためには、高温にし、かつ、雰囲気の酸素濃度を下げれば良い。

酸素空孔数の制御は、固体と固体の平衡を利用した、いわゆる還元剤を用いた熱処理により行える。ＬＴ結晶の還元剤としては、Ｃ、Ｚｎ、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉが望ましい。また、これらの元素の粉末と、これらの元素の酸化物との混合物を、還元剤として用いることも有効である。熱処理は、具体的には、これらの元素で作られた容器の中にＬＴ結晶のインゴットあるいはウェハを配置して、あるいは、これらの元素の粉末と共にインゴットあるいはウェハを埋め込んで行う。ただし、適用条件は、インゴットとウェハでは大きく異なる。

容器中で、あるいは粉末中に埋め込んでの熱処理は、容器や粉末を形成している元素そのものの過剰な酸化による劣化を防ぐため、窒素ガス、Ａｒなどの不活性ガス、窒素−水素フォーミングガスのような弱還元性を含む還元性雰囲気、あるいは真空雰囲気の中で行うことが好ましい。この時、雰囲気ガス圧は、大気圧以下であることがより望ましい。

前述のように、本発明では、Ａｌ等の固体還元剤を用いてＬＴを還元し、酸素欠損を導入しているので、Ａｌ等の固体還元剤により酸素が消費尽くされ、結果として不活性ガス雰囲気になり、その後、未反応の固体還元剤がＬＴから酸素を奪っていると考えられる。しかし、雰囲気に少々酸素が存在した状態であっても、固体還元剤が固固反応でＬＴから酸素を奪い、酸素欠損が生じている場合もありうる。

また、熱処理温度は高温が望ましいが、ＬＴ結晶の融点と、容器もしくは粉末を形成する元素の融点とを比較して、低い方の融点で、上限温度は自ずと制限される。

ＬＴ結晶は、結合イオン性が強いので空孔の拡散速度は比較的速い。しかし、酸素空孔濃度の変化には酸素の結晶内拡散を要するので、一定時間（４時間以上）、ＬＴ結晶を雰囲気中に保持する必要がある。この拡散速度は、温度に大きく依存し、室温近傍では現実的な時間での酸素空孔濃度の変化は起きない。したがって、短時間で不透明ＬＴ結晶を得るには、十分な酸素拡散速度を得られる高温で、低酸素濃度雰囲気中にＬＴ結晶を保持する必要がある。

ＬＴ結晶のインゴットとウエハとでは、熱処理温度が異なる。その理由は、インゴットとウエハでは適用する熱処理温度がキュリー点の上下で異なるからである。換言すると、ポーリング処理前であれば、キュリー温度以上で熱処理できるが、ポーリング処理後は、キュリー温度未満で熱処理する必要がある。

ウエハ状態のものを、６５０〜１６５０℃で処理したのでは、キュリー点を超えてしまうため、折角ポーリング処理し、単一分極としたのが解消されてしまう。ウエハ状態でポーリング処理することが可能であるとしても、非常に手間が掛かるため、６５０〜１６５０℃での熱処理は、インゴットが対象となる。

一方、インゴット状態のものを３５０〜６００℃で熱処理し、焦電性を抑制することは不可能ではないが、インゴットの中心まで酸素空孔を導入し、しかもインゴット全体の酸素空孔濃度を均一にしようとすると、非常に長い熱処理時間が必要になると予想される。従って、３５０〜６００℃で熱処理する場合の現実的な解は、ウエハが対象となる。

高温で処理した後、ＬＴ結晶を速やかに冷却すれば、高温で導入された酸素空孔濃度を保ったままのＬＴ結晶を室温で得ることができる。処理時間の下限は、経済性を考慮し、実験によって、上記熱処理方法での処理温度に応じて容易に決定できる。

処理工程の制御性、最終的に得られる基板の特性、同時性の均一性、再現性等を考慮した最も好ましい条件としては、試料としてポーリング後のインゴットから切り出されたウエハを用い、該ウェハをＡｌとＡｌ₂Ｏ₃からなる混合粉末中に埋め込み、窒素ガス、もしくはＡｒガス等の不活性ガス雰囲気中で、ＬＴ結晶のキュリー温度以下で熱処理することが有効である。

焦電効果は、結晶温度が変化することによって生ずる格子の変形に起因する。電気双極子を持つ結晶では、双極子間の距離が温度で変化するために生じると理解できる。焦電効果は、電気抵抗の高い材料のみで生じる。イオンの変位により、結晶表面には双極子方向に電荷を生じるが（ＬＴ結晶ではＺ方向）、電気抵抗の低い材料では、この電荷は結晶自身の持つ電気伝導性のために中和されてしまう。通常の透明ＬＴ結晶は、電気伝導性が１０^-13Ｓ／ｍのレベルであるために焦電効果が顕著に現れる。しかし、不透明ＬＴ結晶では、電気伝導性が１０^-8Ｓ／ｍ（体積抵抗率１０¹⁰Ωｃｍ）程度まで向上するため、焦電性が見られなくなる。

本発明によれば、淡黄色ないしほとんど無色透明なＬＴ結晶も、有色不透明化（黒化という）し、電気伝導度は向上する。観察された有色不透明の色調は、透過光では赤褐色系に、反射光では黒色に見えるため、この有色不透明化現象をここでは「黒化」と呼ぶ。

本発明で行った熱処理の効果として、ＬＴ結晶の焦電性が見られなくなったか否かを判定する実用的な方法には、実際の表面弾性波素子製造プロセスにおいて、ＬＴ基板が受ける温度変化を模して行う熱サイクル試験がある。ＬＴ基板に、室温から２００℃まで１０℃／分で昇温し、その後、１０℃／分で室温まで冷却する熱サイクルを与えた場合、従来技術によるＬＴ基板では、基板表面でスパークが観察される。熱サイクル試験を育成後のＬＴ結晶で行うと、発生するスパークのために結晶が割れてしまう破壊試験となるため、製造工程で熱サイクル試験の実施は難しい。一方、黒化したＬＴ基板では、基板表面でのスパークが観察されない。したがって、黒化の有無の判定が、ＬＴ結晶の実用的な焦電性判定方法としては有用である。

なお、熱処理は４時間以上行うことで黒化が明らかに観察される。

（実施例１）
コングルエント組成の原料を用いて、チョコラルスキー法で、直径４インチ（１０１．６ｍｍ）のＬＴ結晶の育成を行った。育成雰囲気は、酸素濃度約３％の窒素−酸素混合ガスである。得られたＬＴ結晶のインゴットは、透明な淡黄色であった。

前記ＬＴ結晶のインゴットをカーボン粉末中に埋め込み、熱処理した。熱処理条件は、１０００℃、１０時間、窒素ガス雰囲気である。

その後、窒素ガス雰囲気に保ったまま、室温まで冷却を行った後、ＬＴ結晶を取り出した。得られたＬＴ結晶のインゴットは、不透明な赤褐色であった。

このＬＴ結晶のインゴットに対して、熱歪み除去のための熱処理（窒素雰囲気、１４００℃、４０時間）と、単一分極とするためのポーリング処理（窒素雰囲気、６５０℃、２時間）とを施した後、外周研削、スライス、研磨を行って３６゜ＲＹ（Rotated Y axis）のＬＴ基板とした。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であった。また、体積抵抗率は１０⁸Ωｃｍであった。

得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板に対して、室温から２００℃まで１０℃／分で昇温し、その後、１０℃／分で室温まで冷却する熱サイクル試験を行った。

その結果、表面電位は発生せず、スパークする現象は全く見られなかった。さらに、得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板のキュリー温度は６０３℃であり、表面弾性波速度は４１５０ｍ／秒であり、表面弾性波素子特性に影響する物性値は、従来品の３６゜ＲＹのＬＴ基板と同様であった。

（実施例２）
熱処理温度を、６５０℃とした以外は、実施例１と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例１と同様であった。

（実施例３）
熱処理温度を、１６００℃とした以外は、実施例１と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０⁶Ωｃｍであり、他の特性は実施例１と同様であった。

（実施例４）
ＬＴ結晶のインゴットを、カーボン容器内に入れた以外は、実施例１と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０⁸Ωｃｍであり、他の特性は実施例１と同様であった。

（実施例５）
ＬＴ結晶のインゴットを、Ｓｉ粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、６５０℃とした以外は、実施例１と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例１と同様であった。

（実施例６）
ＬＴ結晶のインゴットを、Ｓｉ粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、１０００℃とした以外は、実施例１と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例１と同様であった。

（実施例７）
ＬＴ結晶のインゴットを、Ｓｉ粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、１４００℃とした以外は、実施例１と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０⁸Ωｃｍであり、他の特性は実施例１と同様であった。

（実施例８）
コングルエント組成の原料を用いて、チョコラルスキー法で、直径４インチ（１０１．６ｍｍ）のＬＴ結晶の育成を行った。育成雰囲気は、酸素濃度約３％の窒素−酸素混合ガスである。得られたＬＴ結晶のインゴットは、透明な淡黄色であった。

得られたＬＴ結晶のインゴットに対して、熱歪み除去のための熱処理（大気雰囲気、１４００℃、４０時間）と、単一分極とするためのポーリング処理（大気雰囲気、６５０℃、２時間）とを施した後、外周研削、スライス、研磨を行って３６゜ＲＹのＬＴ基板とした。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、無色透明で、キュリー温度は６０３℃、表面弾性波速度は４１５０ｍ／秒であった。

得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板をＡｌ粉末中に埋め込み、窒素ガス雰囲気中で５５０℃、１０時間の熱処理を行った。熱処理後の３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であった。また、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであった。

熱処理後の３６゜ＲＹのＬＴ基板に対して、室温から２００℃まで１０℃／分で昇温し、その後、１０℃／分で室温まで冷却する熱サイクル試験を行った。

その結果、表面電位は発生せず、スパークする現象は全く見られなかった。さらに、得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板のキュリー温度は６０３℃であり、表面弾性波速度は４１５０ｍ／秒であり、表面弾性波素子特性に影響する物性値は、従来品の３６゜ＲＹのＬＴ基板と等しかった。

（実施例９）
熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１０）
熱処理温度を、６００℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０⁹Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１１）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ａｌ１０％とＡｌ₂Ｏ₃９０％の混合粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１２）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ａｌ１０％とＡｌ₂Ｏ₃９０％の混合粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、５５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹¹Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１３）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ａｌ１０％とＡｌ₂Ｏ₃９０％の混合粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、６００℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１４）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ａｌ９０％とＡｌ₂Ｏ₃１０％の混合粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１５）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ａｌ９０％とＡｌ₂Ｏ₃１０％の混合粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、５５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹¹Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１６）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ａｌ９０％とＡｌ₂Ｏ₃１０％の混合粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、６００℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１７）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｃａの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１８）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｃａの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、６００℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例１９）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｔｉの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例２０）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｔｉの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、６００℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例２１）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｓｉの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例２２）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｓｉの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、６００℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例２３）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｚｎの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、３５０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹²Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例２４）
得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、Ｚｎの粉末の中に入れたこと、および、熱処理温度を、４１０℃とした以外は、実施例８と同様に処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、不透明な赤褐色であり、体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍであり、他の特性は実施例８と同様であった。

（実施例２５）
熱処理時間を４時間とした以外は、実施例１〜２４とそれぞれ同様な処理および試験を行った。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、いずれも不透明な赤褐色であり、基板の特性はそれぞれ実施例１〜２４とそれぞれ同様であった。

（比較例１）
工程中に本発明にかかわる熱処理を行わなかった以外は、実施例１〜２５と同様な処理および試験を行った。得られた結晶のインゴットは、いずれの工程後も透明淡黄色であった。得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板は、無色透明であり、キュリー温度は６０３℃、表面弾性波速度は４１５０ｍ／秒であった。

得られた３６゜ＲＹのＬＴ基板を、ＳＵＳの容器に入れて、窒素ガス雰囲気下で、温度を１０００℃とし、８時間、熱処理を行った。処理後の３６゜ＲＹのＬＴ基板は淡黄色であって、黒化は見られなかった。体積抵抗率は１０¹⁵Ωｃｍであった。

熱処理後の３６゜ＲＹのＬＴ基板に対して、室温から２００℃まで１０℃／分で昇温し、その後、１０℃／分で室温まで冷却する熱サイクル試験を行った。その結果、基板表面で激しくスパークする現象が見られた。

（比較例２）
熱処理温度を、８００℃とした以外は、比較例１と同様に処理および試験を行った。熱処理後の３６°ＲＹのＬＴ基板は淡黄色であって、黒化は見られなかった。熱サイクル試験において、基板表面で激しくスパークする現象が見られた。

（比較例３）
熱処理温度を、４８０℃とした以外は、比較例１と同様に処理および試験を行った。熱処理後の３６°ＲＹのＬＴ基板は淡黄色であって、黒化は見られなかった。熱サイクル試験において、基板表面で激しくスパークする現象が見られた。

Claims

インゴットの状態で、カーボン粉末に埋め込まれて、あるいはカーボン容器の中で、６５０〜１６５０℃の保持温度で熱処理された熱履歴を有するタンタル酸リチウム基板。
インゴットの状態で、Ｓｉ粉末に埋め込まれて、あるいはＳｉ容器の中で、６５０〜１４００℃の保持温度で熱処理された熱履歴を有するタンタル酸リチウム基板。
ウエハの状態で、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉからなる群より選択される１つの金属粉末に埋め込まれて、３５０〜６００℃の保持温度で熱処理された熱履歴を有するタンタル酸リチウム基板。
ウエハの状態で、Ｚｎ粉末に埋め込まれて、３５０℃以上、Ｚｎの融点未満の保持温度で熱処理された熱履歴を有するタンタル酸リチウム基板。
熱処理を４時間以上施したことを特徴とする請求項１〜４記載のタンタル酸リチウム基板。
請求項１〜５記載の熱処理により黒化したタンタル酸リチウム基板。
チョコラスキー法で育成したタンタル酸リチウム結晶を用いて基板を製造する方法において、タンタル酸リチウム結晶をインゴットの状態で、カーボン粉末に埋め込み、あるいはカーボン容器の中で、６５０℃〜１６５０℃の保持温度で熱処理するタンタル酸リチウム基板の製造方法。
チョコラスキー法で育成したタンタル酸リチウム結晶を用いて基板を製造する方法において、タンタル酸リチウム結晶をインゴットの状態で、Ｓｉ粉末に埋め込み、あるいはＳｉ容器の中で、６５０℃〜１４００℃の保持温度で熱処理するタンタル酸リチウム基板の製造方法。
チョコラスキー法で育成したタンタル酸リチウム結晶を用いて基板を製造する方法において、タンタル酸リチウム結晶をウエハの状態で、Ｃａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉからなる群より選択される１つの金属粉末に埋め込み、３５０〜６００℃の保持温度で熱処理するタンタル酸リチウム基板の製造方法。
チョコラスキー法で育成したタンタル酸リチウム結晶を用いて基板を製造する方法において、タンタル酸リチウム結晶をウエハの状態で、Ｚｎ粉末に埋め込み、３５０℃以上、Ｚｎの融点未満の保持温度で熱処理するタンタル酸リチウム基板の製造方法。
熱処理を４時間以上施すことを特徴とする請求項７〜１０記載のタンタル酸リチウム基板の製法。