JP2007008759A - ビスマス置換磁性ガーネット膜及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液相エピタキシャル成長法で育成される高品質のビスマス置換型磁性ガーネット膜、及び非磁性ガーネットの単結晶ウエハのベベル面に発生するマイクロクラックを除去した非磁性ガーネット基板を用いたビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法を提供する。
【解決手段】非磁性ガーネット単結晶基板を用いて液相エピタキシャル成長法によりビスマス置換磁性ガーネット膜を製造する方法において、非磁性ガーネット単結晶基板は、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å以内であることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法；この製造方法により得られる、ＹｂＴｂＢｉＦｅ系のビスマス置換磁性ガーネット膜などにより提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ビスマス置換磁性ガーネット膜及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、液相エピタキシャル成長法で育成される高品質のビスマス置換型磁性ガーネット膜、及び非磁性ガーネットの単結晶ウエハのベベル面に発生するマイクロクラックを除去した非磁性ガーネット基板を用いたビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法に関する。

ビスマス置換型磁性ガーネット膜は、光ファイバ通信や光計測において、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッチ等にファラデー回転子として多用されている。例えば、光アイソレータは、光通信システムで半導体レーザ光源から発した伝送光が光学系を介して伝達される際、一部の光が途中の光学系の入射端面で反射して光源まで戻り、通信障害を起こすことを防止するために用いられる。このような光アイソレータは、常磁性体のビスマス置換型磁性ガーネット膜からなるファラデー回転子を偏光子と検光子とで挟み、これを筒状磁石の中に納めて構成される。

前記ビスマス置換型磁性ガーネット膜は、一般式（Ｒ、Ｂｉ）_３（Ｆｅ、Ｇａ、Ａｌ）_５Ｏ_１２（但し、Ｒは希土類元素で、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ等である。）で表される単結晶膜であり、大きなファラデー回転効果を有し、主に、生産性に優れた液相エピタキシャル成長法（以下、ＬＰＥ法と呼称することもある。）で育成される。

ＬＰＥ法は、一般には、以下のように行われる。まず、溶媒となる物質を一定温度の液体状態に保持し、該溶媒に溶質成分を飽和状態まで溶解する。しかる後、非磁性ガーネット基板を溶液中に浸し、この状態で徐々に温度を下げていき、過飽和状態となって溶液状態で存在できなくなった溶質成分を非磁性ガーネット基板上に析出させる。このビスマス置換型磁性ガーネット膜を育成した基板からビスマス置換型磁性ガーネット膜を得るには、例えば、研削研磨して基板を除去する。
非磁性ガーネット基板としては、Ｇｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２基板（格子定数１．２３８ｎｍ）、（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２基板（格子定数１．２４９８ｎｍ）、Ｎｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２基板（格子定数１．２５０９ｎｍ）、（Ｇｄ、Ｓｃ）_３Ｇａ_５Ｏ_１２基板（格子定数１．２５６ｎｍ）等が用いられている。

ＬＰＥ法で育成されたビスマス置換型磁性ガーネットは、たとえば特許文献１に記載されたように、その下地である非磁性ガーネット基板の結晶性に強い影響を受けることが知られている。非磁性ガーネット基板に転位等の結晶欠陥が存在する場合、その欠陥はエピタキシャル膜に伝搬し、転位が発生する。また、結晶方位のばらつきが存在すると、同様にエピタキシャル膜にこれらの傾向が引き継がれて育成される。

そのため、酸化物ガーネット単結晶膜を育成したのち、この膜を研磨し、必要によりエッチングし、膜の表面層を２μｍ以上除去して、その表面層の遷移相を除去する方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この方法によれば厚みのバラツキをある程度小さくすることができるが、まだ膜表面の欠陥を十分にはなくすことができなかった。
このような状況下、ビスマス置換型磁性ガーネット膜の消光比、挿入損失を向上でき、ピット、ひび割れ等の外観不良を大幅に低減しうる製造方法の出現が切望されていた。
特公平８−５７５６号公報 特許第２８００９７３号

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、液相エピタキシャル成長法で育成される高品質のビスマス置換型磁性ガーネット膜、及び非磁性ガーネットの単結晶ウエハのベベル面に発生するマイクロクラックを除去した非磁性ガーネット基板を用いるビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ビスマス置換型磁性ガーネット膜を液相エピタキシャル成長法によって製造する際、格子定数のばらつきが下地基板にあると、その上に成長するエピタキシャル膜の格子歪みを引き起こし、新たな転位、ピット、結晶のひび割れ等の結晶欠陥を誘発するだけでなく、消光比、挿入損失等の光学特性の低下をも招くことを確認し、下地基板として用いる非磁性ガーネット基板面内における格子定数分布を測定し、その格子定数の最大値から最小値を引いた値を特定値以内に抑えた基板のみを用いることによって、ビスマス置換型磁性ガーネット膜の消光比、挿入損失の特性を向上でき、ピットに代表される外観不良が低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、非磁性ガーネット単結晶基板を用いて液相エピタキシャル成長法によりビスマス置換磁性ガーネット膜を製造する方法において、非磁性ガーネット単結晶基板は、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å以内であることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法が提供される。

また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記単結晶基板が、一般式（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２で表される組成を有する非磁性ガーネットであることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法が提供される。
また、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、前記単結晶基板の直径が、５０〜１５０ｍｍ（２〜６インチ）であることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法が提供される。
さらに、本発明の第４の発明によれば、第１の発明において、前記単結晶基板は、結晶引上げ法によって育成された単結晶インゴットから板状体を切り出した後、切り出された板状体の格子定数をＸ線回折装置で測定することによって選別されることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法が提供される。

一方、本発明の第５の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明に係る製造方法により得られる、ＹｂＴｂＢｉＦｅ系のビスマス置換磁性ガーネット膜が提供される。

本発明のビスマス置換型磁性ガーネット膜の製造方法によれば、単結晶インゴットから切り出された板状体（基板素材）から、予め格子定数が不均一な板状体を除き、格子定数が成長面で均一な非磁性ガーネットのみをＬＰＥ法の基板として使用するため、この基板上にエピタキシャル成長するビスマス置換型磁性ガーネットの格子定数も均一となり、隣接する結晶格子の不整合が減少し、結晶性が向上する。この結果、得られるビスマス置換型磁性ガーネット膜は、転位やピットといった外観不良が低減されるばかりでなく、消光比、挿入損失等の光学特性も向上し、収率向上に大きく寄与する。従って、その工業的価値は極めて大きい。

以下、本発明のビスマス置換型磁性ガーネット膜とその製造方法について詳細に説明する。

１．ビスマス置換型磁性ガーネット膜の製造方法
本発明のビスマス置換型磁性ガーネット膜の製造方法は、非磁性ガーネット単結晶基板を用いて液相エピタキシャル成長法によりビスマス置換磁性ガーネット膜を製造する方法において、非磁性ガーネット単結晶基板は、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å以内であることを特徴とする。

本発明において非磁性ガーネット単結晶基板は、一般にＬＰＥ法で基板として用いられる単結晶ウエハであり、格子定数が後述する条件を満たすものであれば特に限定されるものではなく、Ｇｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２単結晶、（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２単結晶、Ｎｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２単結晶、（Ｇｄ、Ｓｃ）_３Ｇａ_５Ｏ_１２単結晶等の非磁性ガーネット単結晶のウエハを用いることができる。
この中で、特にビスマス置換型磁性ガーネット膜の育成に好適な格子定数（１．２４９０〜１．２５１５１ｎｍ）を有する、例えば（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２単結晶、又はＮｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２単結晶が好ましく、ＳＧＧＧと呼ばれる（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２単結晶がより好ましい。

（１）単結晶基板の製造
本発明において前記単結晶基板は、結晶引上げ法によって育成された単結晶インゴットから板状体を切り出した後、切り出された複数枚の板状体の格子定数を個々にＸ線回折装置で測定することによって選別される。

上記単結晶ウエハを製造する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、チョクラルスキー法等の引き上げ法によって単結晶インゴットを育成し、その肩部を切断して得られた直胴部を円筒研削し、次いで内周刃切断機又はワイヤーソーで所望の厚さに切断する方法が用いられる。

ガーネット単結晶を育成するには、引き上げ法によって引き上げ結晶を回転させながら、種結晶から単結晶を育成する。
引き上げ法としては、特に限定されるものではなく、例えば高周波加熱方式のチョクラルスキー法等、公知の方法及び育成炉を用いることが出来る。例えば、目的の結晶組成により所定割合に調合した酸化物原料をイリジウム製坩堝に入れ、１７００〜１９００℃に加熱して溶融し融液を得る。この融液に種結晶を接蝕させ、所定の結晶回転数で回転させながら、所定の速度で引き上げる。所定の成長距離の結晶長さで融液から離して徐冷してインゴットを得る。この際、引き上げ速度、徐冷条件は、従来の条件よりも緩慢なものとすることが望ましい。

育成方法で用いる種結晶は、特に限定されものではなく、例えば目的のガーネット単結晶と格子定数の整合性の良いものが用いられるが、この中で、液相エピタキシャル成長法用の非磁性ガーネット基板を得る場合には、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２単結晶、またはＮｄ３Ｇａ５Ｏ１２単結晶が好ましい。この際、従来のものよりも結晶性が高いものを選ぶことが望ましい。

単結晶インゴットの肩部の育成に際しては、肩部の結晶直径を成長距離の関数として表した曲線上に少なくとも２ヶ所の変曲点を持つように肩部形状を制御して成長させ、かつ該変曲点以降で結晶回転数を増加させることが好ましい。これにより上記ガーネット単結晶の肩部の育成に際して肩部のクラック発生が抑制され、仮にクラックが発生しても肩部の特定の部位からクラックが発生するので、肩部を直胴部から切断するときに直胴部へのクラック伝播を防止して、直胴部を効率的に歩留まり良く得ることができる。
例えばガーネット単結晶を＜１１１＞軸方向に引き上げる場合には、ファセット領域の成長抑制を図るため結晶成長の固液界面を制御することが行われる。ガーネット結晶には、（２１１）のファセット面があり、（２１１）面と、（１１１）面のなす角度は１９．５°となっている。このことから、前記固液界面が引き上げ軸に垂直な面（１１１）と１９．５°の角度をなすような領域ではファセット成長が起こる。また、ガーネット単結晶では、ファセット成長を起こしたファセット領域と、ファセット成長を起こしていないオフファセット領域での格子定数に差があり、一般にはファセット領域の格子定数の方がオフファセット領域の格子定数よりも大きくなる。
このため、成長した結晶内にファセット領域が多く存在すると残留応力が大きくなるので、育成後の加工に際してクラック発生の原因となる。したがって、クラックは応力の集中するファセット領域で発生するが、発生したクラックが伝播し、しばしば直胴部にまで達し、歩留まりの大幅な低下を招くことになる。
上記育成方法では、単結晶の肩部の育成に際して、肩部の結晶直径を成長距離の関数として表した曲線上に少なくとも２ヶ所の変曲点を持つように肩部形状を制御することと、該変曲点以降で結晶回転数をそれまで以上に増加させて成長させることが重要である。これによって、上記肩部でのクラックの発生と切断での伝播が防止できる。
これにより得られる単結晶の肩部形状は、従来技術のような単調な形状ではなく、肩部の結晶直径を成長距離の関数として表した曲線上に少なくとも２ヶ所の変曲点を持つものである。２ヶ所の変曲点によって肩部にくびれの様な形状が形成され、すなわち、少なくとも２ヶ所の変曲点でくびれ部分を形成することで、肩部の内部応力をくびれ部分に若干ながら集中させ、仮に切断等の加工に際してクラックの発生が起るときには、このくびれ部分よりクラックを発生させ直胴部への伝播を抑えることができる。
上記変曲点の位置は、特に限定されるものではなく、直胴部の目標直径に応じて所定の適切な部位が決められるが、例えば直胴部の目標直径が９５ｍｍ以上の大型結晶の育成では、肩部の結晶直径が８０〜９５ｍｍである位置にするのが好ましい。変曲点位置での結晶直径が８０ｍｍ未満では、変曲点以降の結晶直径を制御することが困難となり、クラックを誘発する。一方、変曲点位置での結晶直径が９５ｍｍを超えると、肩部でのクラック発生率が増加し、かつ発生したクラックが直胴部へ伝播する割合が増加し、歩留まりを低下させる。

上記育成方法では、上記変曲点以降の位置における結晶回転数をそれまで以上に増加させて成長させる。すなわち、この育成方法では上記変曲点までは、結晶回転数を１０ｒｐｍ以下とするが、上記変曲点以降は結晶回転数をそれまで以上に増加させる。上記変曲点以降の結晶回転数は、特に限定されるものではなく、例えば効果的にクラックの発生を抑制できる１５〜２０ｒｐｍが好ましい。

上記により得られた単結晶インゴットは、その肩部を切断し、得られた直胴部を円筒研削し、次いで内周刃切断機又はワイヤーソーで所望の厚さに切断し、板状体（ウエハ）とする。ウエハのベベリング方法やポリッシュ方法は、特に限定されるものではなく、酸化物単結晶の研磨において一般的に用いられる手段が適用できる。

前記単結晶基板の直径は、特に限定されるものではないが、２〜６インチ（５０〜１５０ｍｍ）であることが好ましい。直径が２インチ未満のものでは生産性が十分でなく、６インチを越えるものは品質が安定したものの製造が困難なためである。

次いで、Ｘ線回折装置にて板状体の格子定数を測定する。Ｘ線回折による格子定数の測定方法は特に限定されるものではなく、一般にボンド（Ｂｏｎｄ）法もしくはフュースター（Ｆｅｗｓｔｅｒ）法が適用できる。
例えば、Ｇｅ（２２０）の４結晶モノクロメータで単色化したＸ線を非磁性ガーネットのＬＰＥ成長面、たとえば（８８８）のＢｒａｇｇの回折条件を満たす角度で入射させる。そして、ピークの最大値を回折面（８８８）の回折角とし、格子定数を算出する。その後、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å以内、好ましくは０．００１Å以内になる板状体のみを基板として選別する。

ここで、板状体の格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å内である板状体のみを選別する理由は、これによって、格子定数の均一性に優れた基板のみをＬＰＥ法に使用することで、育成されたビスマス置換型磁性ガーネットについても格子定数均一性に優れたものとなり、この結果、格子不整合に起因する応力が結晶内部に残留しにくくなることから、消光比、挿入損失の値に優れ、ピットやひび割れが少ない、外観上も優れた結晶を高収率で得ることができるためである。これに対して、格子定数の差が０．０１Åを越えると、格子不整合に起因する応力が結晶内部に残留しやすくなることから、消光比、挿入損失の値が悪化し、ピットやひび割れが増え、外観上も優れた結晶を高収率で得ることができなくなる。

（２）ＬＰＥ法によるビスマス置換型磁性ガーネット膜のエピタキシャル成長
上記非磁性ガーネット単結晶基板を用いてＬＰＥ法によりビスマス置換型磁性ガーネット膜を得るには、特別な方法によることなく、例えば、以下のようにして行えばよい。

すなわち、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）及び酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）等の融剤、並びに希土類酸化物（Ｒ_２Ｏ_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）等の溶質成分を混合し、白金製坩堝に入れる。ついで、これを高温度に加熱し、完全に溶解させて均一とし、育成用の融液とする。その後、融液温度を若干降下させ、過飽和状態を実現する。次に、過飽和状態となった融液に、上記非磁性ガーネット基板のポリッシュ面を完全に浸漬して、該基板上に所定組成のビスマス置換型磁性ガーネット膜を所望の厚さにエピタキシャル成長させる。ここで、融剤のうち、Ｂｉ_２Ｏ_３はガーネット結晶の希土類元素サイトヘの置換元素としての役割を担う。

具体的に、ＬＰＥ法によりＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜をエピタキシャル成長させるには、まず、前記のような融剤と溶質成分としてＹｂ、Ｔｂ、Ｂｉ、Ｆｅを含む融液に、前記ＳＧＧＧ基板のポリッシュ面が完全に浸漬するように設置する。同時に基板を回転し、この状態にて、融液の成長制御温度を１時間当たり０．３〜０．８℃の割合で降下させて、１５〜２５時間エピタキシャル成長を行うことができる。これにより、厚さ４００〜６００μｍのＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜を作製することができる。

２．ビスマス置換型磁性ガーネット膜
本発明のビスマス置換磁性ガーネット膜は、上記製造方法により得られるものであれば特に限定されず、例えば、一般式（Ｒ、Ｂｉ）_３（Ｆｅ、Ｇａ、Ａｌ）_５Ｏ_１２（但し、Ｒは希土類元素で、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ等である。）で表される単結晶膜を挙げることができる。中でも、一般式（Ｙｂ、Ｔｂ、Ｂｉ）_３Ｆｅ_５Ｏ_１２で表されるＹｂＴｂＢｉＦｅ系の磁性ガーネット膜が好ましい。

このようなビスマス置換型磁性ガーネット膜は、光ファイバ通信や光計測において好適に用いられる磁性ガーネット膜であり、特に大きなファラデー回転効果を有するという特徴がある。

以下に、本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた消光比、挿入損失、及びピット、ひび割れの不良率の評価方法は、以下の通りである。

・消光比、挿入損失の評価：
ＬＰＥ法で得られた磁性ガーネット膜を、１１ｍｍ角にダイシングし、その後、非磁性ガーネット基板を除去し、基板一枚あたり１１ｍｍ角の磁性ガーネット膜２８枚のチップを得た。この１１ｍｍ角チップの表面を鏡面研磨し、反射防止膜をコーティングした。その後、消光比、挿入損失を測定した。２８枚測定した平均値をその基板の消光比、挿入損失の値とした。

・ピット、ひび割れ不良率の評価：
上記方法で作製した試料についてピットの観察を行った。ピットの核部分の直径が３００μｍ以上であるピットの個数が５個以内を良品とした。ここで、不良品となった１１ｍｍ角チップ数からその比率を求めた。
ひび割れは、１１ｍｍ角のチップが割れているもの、欠けが生じているものをひび割れとしてその比率を求めた。

（実施例１）
酸化物原料として（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２を用い、結晶引上げ法により育成した単結晶インゴットから３インチの非磁性ガーネット単結晶ウエハを板状体として切り出し、その面内を１５ｍｍピッチで２１点格子定数測定を行った。このなかで、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å以下である板状体をＬＰＥ法の基板（ＳＧＧＧ基板）として用い、得られた単結晶膜を評価した。
（１）ＬＰＥ法による単結晶膜の育成と評価
Ｐｔ製容器に、酸化鉛２３００ｇ、酸化硼素１４０ｇ、酸化ビスマス３１００ｇ、酸化鉄４６０ｇ、酸化テルビウム５６．６ｇ、及び酸化イッテルビウム４．４ｇを装入し、これを縦型管状炉内に設置し、全体を９５０℃まで加熱し十分撹拌し均一に混合して、ＬＰＥ法によるＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜のエピタキシャル膜成長用の融液を得た。
この融液に前記ＳＧＧＧ基板のポリッシュ面が完全に融液に浸漬するように設置し、同時に基板を回転し、この状態にて、融液の成長制御温度を１時間当たり０．６℃の割合で降下させて、２０時間エピタキシャル成長を行い、厚さ５３０μｍのＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜を作製した。同様の育成を１０回行った。
得られたＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜を１１チップにダイシングし、ＳＧＧＧ基板を除去後、ポリッシュ加工を行い、反射防止膜を蒸着し、その後、消光比、挿入損失の測定を行った。また、ピット不良率、ひび割れ発生率を求めた。結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１と同様にして非磁性ガーネット単結晶ウエハの板状体を用意し、その格子定数を測定した。次いで、実施例１とは異なり、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Åを越える（具体的には０．０１１Å以上）板状体を選別し、これをＬＰＥ法の基板として用いて評価した。
得られたＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の評価は、実施例１と同様に行い、消光比、挿入損失の測定と不良率、ひび割れ発生率を求めた。結果を表１に示す。

「評価」
表１に示した結果より、実施例１では、非磁性ガーネット単結晶ウエハの格子定数差が小さい、言い換えると格子定数分布の小さい非磁性ガーネットをＬＰＥ法に使っており、育成されたＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の格子定数も均一である。この事実から、格子不整合による結晶内部の応力が小さくなっているものと予想される。膜の測定結果もこの考察を裏付ける結果となっており、消光比が高く、挿入損失が低い、光学特性に優れるＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜が育成されていることが分かる。また、ピット不良率は低く、ひび割れの発生は無かった。
これに対して、比較例１では、非磁性ガーネット単結晶ウエハの格子定数差が大きい、言い換えると格子定数分布の大きい非磁性ガーネットをＬＰＥ法に使っており、育成されたＹｂＴｂＢｉＦｅ系磁性ガーネット膜の格子定数も不均一になっている。これにより膜の消光比、挿入損失、およびピット不良率、ひび割れのいずれも満足すべき結果が得られないことが分かる。

本発明の製造方法では、格子定数分布が均一な非磁性ガーネット単結晶基板を用いるため、ＬＰＥ法でビスマス置換型磁性ガーネット膜を高収率で得ることができる。得られた膜は、消光比、挿入損失の光学特性が良好で、かつ割れやピットの発生が少なく、外観良好な高性能ビスマス置換型磁性ガーネット膜として、光ファイバ通信や光計測の分野において、光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッチ等のファラデー回転子用に利用可能である。

Claims (5)

1. 非磁性ガーネット単結晶基板を用いて液相エピタキシャル成長法によりビスマス置換磁性ガーネット膜を製造する方法において、
   非磁性ガーネット単結晶基板は、格子定数の最大値と最小値の差が０．０１Å以内であることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法。
2. 前記単結晶基板が、一般式（Ｇｄ、Ｃａ）_３（Ｇａ、Ｍｇ、Ｚｒ）_５Ｏ_１２で表される組成を有する非磁性ガーネットであることを特徴とする請求項１に記載のビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法。
3. 前記単結晶基板の直径が、５０〜１５０ｍｍ（２〜６インチ）であることを特徴とする請求項１に記載のビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法。
4. 前記単結晶基板は、結晶引上げ法によって育成された単結晶インゴットから板状体を切り出した後、切り出された板状体の格子定数をＸ線回折装置で測定することによって選別されることを特徴とするビスマス置換磁性ガーネット膜の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法により得られるＹｂＴｂＢｉＦｅ系のビスマス置換磁性ガーネット膜。