JP2018052745A - Evaluation method of non-magnetic garnet single crystal substrate, production method of non-magnetic garnet single crystal substrate, and non-magnetic garnet single crystal substrate - Google Patents

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栄治 村瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method of a SGGG single crystal substrate for evaluating simply ease of cracking of the substrate, in a process for producing the substrate.SOLUTION: An evaluation method (S5) of a non-magnetic garnet single crystal substrate includes: etching the surface of the non-magnetic garnet single crystal C split into a prescribed thickness (S6); measuring a center position P2 of a growth striation by observing the growth striation of the etched substrate SA (S7); and evaluating ease of cracking of the substrate based on a distance between the center position P2 of the growth striation and a center position P1 of the substrate (S8).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法、非磁性ガーネット単結晶基板の製造方法、及び非磁性ガーネット単結晶基板に関するものである。   The present invention relates to a method for evaluating a nonmagnetic garnet single crystal substrate, a method for producing a nonmagnetic garnet single crystal substrate, and a nonmagnetic garnet single crystal substrate.

通信用光アイソレータに適用されるファラデー回転子の材料として、Bi置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜(Rare-earth iron garnet:RIGと略記する)が広く用いられている。このRIG単結晶膜は、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結晶(GGG:GdGa12)に、Ca、Mg、Zrが添加された非磁性ガーネット(SGGG)基板を種基板結晶にして液相エピタキシャル(Liquid Phase Epitaxy:LPEと略記する)成長法で育成される(例えば、下記の特許文献1〜2参照)。RIG単結晶膜の育成を安定させるためには、RIG単結晶膜と種基板結晶である非磁性ガーネット(SGGG)の格子定数を一致させる必要がある。なお、このSGGG基板はSGGG単結晶を切断して作製され、非磁性ガーネット単結晶は、例えば、CaMgZr置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット(SGGG)単結晶で、(Gd3−xCa)(Ga5−x−2yMgZrx+y)O12、(GdCa)(GaMgZr)12等の組成式で表わされる。 A Bi-substituted rare earth iron garnet (abbreviated as RIG) is widely used as a material for a Faraday rotator applied to a communication optical isolator. This RIG single crystal film has a liquid phase using a non-magnetic garnet (SGGG) substrate in which Ca, Mg, and Zr are added to a gadolinium gallium garnet single crystal (GGG: Gd 3 Ga 5 O 12 ) as a seed substrate crystal. It is grown by an epitaxial (Liquid Phase Epitaxy: abbreviated as LPE) growth method (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below). In order to stabilize the growth of the RIG single crystal film, it is necessary to match the lattice constants of the RIG single crystal film and the nonmagnetic garnet (SGGG) which is the seed substrate crystal. This SGGG substrate is produced by cutting an SGGG single crystal, and the nonmagnetic garnet single crystal is, for example, a CaMgZr-substituted gadolinium gallium garnet (SGGG) single crystal, (Gd 3−x Ca x ) (Ga 5-x-2y Mg y Zr x + y ) O 12 , (GdCa) 3 (GaMgZr) 5 O 12, etc.

また、上記基板に用いられる非磁性ガーネット(SGGG)単結晶の育成はチョクラルスキー(CZ:Czochralski)法の回転引上げ法により行われる。予め混合したGd、Ga、MgO、ZrO、CaCOを坩堝内に所定量仕込み、高周波炉で加熱溶融して原料融液を得た後、坩堝内の原料融液に種結晶を接触させ、この種結晶を回転させながら種結晶を徐々に引き上げてSGGG単結晶を育成している(例えば、下記の特許文献3参照)。次いで、内周刃切断機等の装置によりSGGG単結晶インゴットの肩部を切断して直胴部を得、この直胴部を円筒状に研削し、かつ、内周刃切断機またはワイヤーソー等で所望の厚さのウェハに切断した後、このウェハを所望の条件で研磨加工して上記非磁性ガーネット単結晶基板を製造している(例えば、下記の特許文献4参照)。 The non-magnetic garnet (SGGG) single crystal used for the substrate is grown by a rotary pulling method of Czochralski (CZ) method. A predetermined amount of premixed Gd 2 O 3 , Ga 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , and CaCO 3 is charged into a crucible, heated and melted in a high-frequency furnace to obtain a raw material melt, and then the raw material melt in the crucible The SGGG single crystal is grown by bringing the seed crystal into contact and gradually pulling up the seed crystal while rotating the seed crystal (see, for example, Patent Document 3 below). Next, the shoulder portion of the SGGG single crystal ingot is cut by a device such as an inner peripheral blade cutting machine to obtain a straight body portion, which is ground into a cylindrical shape, and an inner peripheral blade cutting machine, a wire saw, or the like After cutting into a wafer having a desired thickness, the wafer is polished under desired conditions to produce the non-magnetic garnet single crystal substrate (see, for example, Patent Document 4 below).

特開2003−238294号公報JP 2003-238294 A 特開2003−238295号公報JP 2003-238295 A 特開2005−029400号公報JP 2005-029400 A 特開2015−086108号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-086108

ところで、上記したように、RIG単結晶膜の育成を安定させるためには、RIG単結晶膜と種基板結晶である非磁性ガーネット(SGGG)単結晶基板の格子定数を一致させる必要がある。これらの格子定数が異なると、RIG単結晶膜をLPE育成する際にSGGG単結晶基板が割れることがある。この格子定数は、一般にX線回析装置(XRD)により測定することができる。但し、この装置での測定は、基板状に仕上げた状態、例えば基板表面は鏡面上に研磨して仕上げた状態で測定する。また、この測定は、測定準備を含め測定点1ヶ所に1時間程度かかり時間を要する。このため、格子定数は、最終基板のサンプル評価等、あくまでも評価用として測定していた。よって、単結晶を引き上げ後、ウェハ状の基板作製工程において、格子定数の良否を識別(評価)することは難しかった。そこで、本発明は、上記状況を鑑み、基板を製造する工程において、簡易的に基板の割れ易さを評価するSGGG単結晶基板の評価方法を提供することを目的とする。   Incidentally, as described above, in order to stabilize the growth of the RIG single crystal film, it is necessary to match the lattice constants of the RIG single crystal film and the nonmagnetic garnet (SGGG) single crystal substrate which is a seed substrate crystal. If these lattice constants are different, the SGGG single crystal substrate may be cracked when the RIG single crystal film is grown by LPE. This lattice constant can generally be measured by an X-ray diffraction apparatus (XRD). However, the measurement with this apparatus is performed in a state in which the substrate is finished, for example, in a state in which the substrate surface is polished and finished on a mirror surface. In addition, this measurement takes about one hour at one measurement point including measurement preparation and takes time. For this reason, the lattice constant has been measured only for evaluation such as sample evaluation of the final substrate. Therefore, after pulling up the single crystal, it was difficult to identify (evaluate) the quality of the lattice constant in the wafer-like substrate manufacturing process. In view of the above situation, an object of the present invention is to provide an SGGG single crystal substrate evaluation method that simply evaluates the ease of cracking of a substrate in a step of manufacturing the substrate.

本発明者は、エッチング加工の工程にて、X線トポグラフィーによる成長縞(ストリエーション)とほぼ同等の成長縞が、簡易に検出できることを見出した。本発明者は、このエッチング加工の工程で得られる成長縞が、本出願人による出願(特願2016−025880)に開示される、X線トポグラフィーで撮影して観察される同心円状の成長縞の中心がSGGG単結晶基板面内の中心から8mm以内の領域の場合、格子定数のばらつきが小さくなり、SGGG単結晶基板が割れない安定したLPE育成が可能となるとの知見に基づいた、SGGG単結晶基板の割れ易さの評価方法に適用できることを見出し、発明を完成した。   The present inventor has found that a growth fringe substantially equivalent to a growth fringe (striation) by X-ray topography can be easily detected in the etching process. The present inventor confirmed that the growth stripes obtained in this etching process are concentric growth stripes observed by photographing with X-ray topography, which is disclosed in an application (Japanese Patent Application No. 2006-025880) filed by the present applicant. When the center of the region is within 8 mm from the center in the SGGG single crystal substrate surface, the dispersion of the lattice constant is reduced, and the SGGG single crystal based on the knowledge that the SGGG single crystal substrate can be stably grown without breaking the SGGG single crystal substrate. The present invention was completed by finding that the method can be applied to a method for evaluating the ease of cracking of a crystal substrate.

本発明の第1の態様によれば、所定の厚みに分割した非磁性ガーネット単結晶の表面をエッチング加工することと、エッチング加工した基板の成長縞を観察して、成長縞の中心の位置を測定することと、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離に基づいて、基板の割れ易さを評価することと、を含む、非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法が提供される。   According to the first aspect of the present invention, etching the surface of the nonmagnetic garnet single crystal divided into a predetermined thickness, and observing the growth stripes on the etched substrate, the center position of the growth stripes is determined. There is provided an evaluation method for a non-magnetic garnet single crystal substrate, which includes measuring and evaluating the easiness of cracking of the substrate based on the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate.

本発明の第2の態様によれば、第1の態様において、成長縞の観察は、光で照明したエッチング加工した基板を目視で観察することにより行う、非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法が提供される。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, there is provided a method for evaluating a nonmagnetic garnet single crystal substrate, wherein the growth stripes are observed by visually observing an etched substrate illuminated with light. Provided.

本発明の第3の態様によれば、第1または第2の態様において、エッチング加工のエッチング量は、1.5μm以上4μm以下である、磁性ガーネット単結晶基板の評価方法が提供される。   According to the third aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating a magnetic garnet single crystal substrate, wherein in the first or second aspect, the etching amount of the etching process is 1.5 μm or more and 4 μm or less.

本発明の第4の態様によれば、第1から第3のいずれかの態様において、基板の割れ易さを評価することは、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mmを超える場合に、割れ易く不良であると評価し、基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離が8mm以内の場合に、割れ難く良好であると評価する、非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法が提供される。   According to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, evaluating the ease of cracking of the substrate is that the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate is 8 mm. Evaluation of a non-magnetic garnet single crystal substrate that evaluates that it is easy to crack and is poor when it exceeds, and that it is hard to break and is good when the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe is within 8 mm A method is provided.

本発明の第5の態様によれば、第1から第4のいずれかの態様において、基板の割れ易さを評価することは、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離、及び非磁性ガーネット単結晶の製造された際の界面反転位置からの距離に基づいて行う非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法が提供される。   According to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the evaluation of the ease of cracking of the substrate includes the distance between the center position of the growth fringe and the center position of the substrate, and non- There is provided a method for evaluating a nonmagnetic garnet single crystal substrate based on a distance from an interface inversion position when a magnetic garnet single crystal is manufactured.

本発明の第6の態様によれば、第5の態様において、基板の割れ易さを評価することは、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mmを超える場合に、割れ易く不良であると評価し、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mm以内で且つ界面反転位置からの距離が40mm以上の場合に、割れ難く良好であると評価する、非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法が提供される。   According to the sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the evaluation of the ease of cracking of the substrate is easy to crack when the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate exceeds 8 mm. Non-magnetic garnet which is evaluated as being defective and evaluated as being difficult to break when the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate is within 8 mm and the distance from the interface inversion position is 40 mm or more. A method for evaluating a single crystal substrate is provided.

本発明の第7の態様によれば、第1から第6のいずれかの態様の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法を含む、非磁性ガーネット単結晶基板の製造方法が提供される。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for producing a nonmagnetic garnet single crystal substrate, including the method for evaluating a nonmagnetic garnet single crystal substrate according to any one of the first to sixth aspects.

本発明の第8の態様によれば、第1から第6のいずれかの態様の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法で得られた評価結果に基づいて、基板を選択することを含む、非磁性ガーネット単結晶基板の製造方法。   According to an eighth aspect of the present invention, the method includes selecting a substrate based on an evaluation result obtained by the evaluation method for a nonmagnetic garnet single crystal substrate according to any one of the first to sixth aspects. Manufacturing method of magnetic garnet single crystal substrate.

本発明の第9の態様によれば、肩部と直胴部とを備える非磁性ガーネット単結晶の直胴部から製造された非磁性ガーネット単結晶基板であって、界面反転位置から40mm以上の位置の直胴部から製造され、且つ成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mm以内である、非磁性ガーネット単結晶基板が提供される。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a nonmagnetic garnet single crystal substrate manufactured from a straight body portion of a nonmagnetic garnet single crystal having a shoulder portion and a straight body portion, and is 40 mm or more from the interface inversion position. There is provided a non-magnetic garnet single crystal substrate manufactured from a straight body portion at a position and having a distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate within 8 mm.

本発明によれば、SGGG単結晶より基板を製造する工程において、簡易的に基板の割れ易さを評価することができる。   According to the present invention, in the process of manufacturing a substrate from an SGGG single crystal, it is possible to easily evaluate the ease of cracking of the substrate.

また、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の製造方法は、簡易的に基板の割れ易さを評価するSGGG基板の評価方法を含むので、優れたSGGG単結晶基板を簡易に製造することができる。   Moreover, since the manufacturing method of the SGGG single crystal substrate which concerns on this embodiment includes the evaluation method of the SGGG board | substrate which evaluates the ease of cracking of a board | substrate easily, the outstanding SGGG single crystal board | substrate can be manufactured easily. .

また、本実施形態に係るSGGG単結晶基板は、液相エピタキシャル成長に用いる際の割れが抑制されるので、液相エピタキシャル成長に好適に用いることができる。   Further, the SGGG single crystal substrate according to this embodiment can be suitably used for liquid phase epitaxial growth because cracking when used for liquid phase epitaxial growth is suppressed.

(A)は非磁性ガーネット単結晶の製造方法の一例を示すフローチャートであり、(B)は、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の製造方法の一例を示すフローチャートである。(A) is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of a nonmagnetic garnet single crystal, (B) is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the SGGG single crystal substrate which concerns on this embodiment. 非磁性ガーネット単結晶の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a nonmagnetic garnet single crystal. 基板の成長縞の観察の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the observation of the growth fringe of a board | substrate. (A)は、エッチング処理した基板の成長縞を観察した結果を示す図であり、(B)は(A)の基板をX線トポグラフィー法により成長縞を観察した結果を示す図である。(A) is a figure which shows the result of having observed the growth stripe of the board | substrate which carried out the etching process, (B) is a figure which shows the result of having observed the growth stripe on the board | substrate of (A) by the X-ray topography method. 成長縞の中心位置の測定の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the measurement of the center position of a growth stripe.

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の図面において、XYZ座標系を用いて図中の方向を説明することがある。このXYZ座標系においては、水平面に平行な平面をXY平面とする。また、XY平面に垂直な方向はZ方向と表記する。X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が+方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。例えば、+Z方向は上方であり、−Z方向は下方である。   The present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this. Further, in the drawings, in order to describe the embodiment, the scale is appropriately changed and expressed by partially enlarging or emphasizing the description. In the following drawings, directions in the drawings may be described using an XYZ coordinate system. In this XYZ coordinate system, a plane parallel to the horizontal plane is defined as an XY plane. A direction perpendicular to the XY plane is expressed as a Z direction. In each of the X direction, the Y direction, and the Z direction, the direction of the arrow in the figure is the + direction, and the direction opposite to the arrow direction is the − direction. For example, the + Z direction is upward and the −Z direction is downward.

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。まず、簡単に非磁性ガーネット(SGGG)単結晶の製造方法(育成方法)の一例を説明する。図1(A)は、SGGG単結晶を製造方法の一例を示すフローチャートである。図2は、SGGG単結晶の一例を示す図である。   Embodiments according to the present invention will be described below. First, an example of a manufacturing method (growing method) of a non-magnetic garnet (SGGG) single crystal will be briefly described. FIG. 1A is a flowchart showing an example of a method for producing an SGGG single crystal. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an SGGG single crystal.

SGGG単結晶Cは、例えば、図2に示すように、回転引き上げ法により、肩部1及び直胴部2を育成したものである。SGGG単結晶Cは、例えば、CaMgZr置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結晶(SGGG単結晶)である。SGGG単結晶Cは、例えば、組成式:(Gd3-xCax)(Ga5-x-2yMgyZrx+y)O12(式中、xは0≦x<3の実数、yは0≦y<2.5の実数)で表わされる組成を有する。なお、SGGG単結晶Cは、上記した組成に限定されず、他の成分を含有してもよい。 For example, as shown in FIG. 2, the SGGG single crystal C is obtained by growing the shoulder portion 1 and the straight body portion 2 by a rotational pulling method. The SGGG single crystal C is, for example, a CaMgZr-substituted gadolinium / gallium / garnet single crystal (SGGG single crystal). SGGG monocrystal C, for example, a composition formula: (Gd 3-x Ca x ) (Ga 5-x-2y Mg y Zr x + y) O 12 ( wherein, x is 0 ≦ x <3 real, y Has a composition represented by 0 ≦ y <2.5). Note that SGGG single crystal C is not limited to the above-described composition, and may contain other components.

SGGG単結晶Cは、例えば、結晶育成装置を用いて育成(製造)される。SGGG単結晶Cの育成に用いられる結晶育成装置は、特に限定されず、回転引き上げ法により結晶を育成可能な公知の結晶育成装置を用いることができる。例えば、結晶育成装置は、特開2015−134700号公報に開示される結晶育成装置を用いることができる。   The SGGG single crystal C is grown (manufactured) using, for example, a crystal growing apparatus. The crystal growth apparatus used for the growth of the SGGG single crystal C is not particularly limited, and a known crystal growth apparatus capable of growing a crystal by a rotational pulling method can be used. For example, the crystal growth apparatus disclosed in JP-A-2015-134700 can be used as the crystal growth apparatus.

SGGG単結晶Cの育成は、図1(A)のステップS1において、肩部1を育成する。まず、坩堝に原料を充填する。SGGG単結晶Cの原料は、例えば、酸化ガドリニウム(Gd)、炭酸カルシウム(CaCO)、酸化ガリウム(Ga)、酸化マグネシウム(MgO)および酸化ジルコニウム(ZrO)を用いる。これらの原料の配合比は、例えば、育成する単結晶の組成と育成条件等によって決定される。なお、原料は、上記のものに限定されず、任意である。続いて、原料を充填した坩堝を結晶育成装置の炉で加熱することにより、原料を融解させる。原料の融解の温度は、例えば、原料の融解温度に応じて、適宜設定される。次に、原料融液に種結晶を接触させて徐々に温度を降下させ、同時に、種結晶を保持する引き上げ軸を徐々に所定の速度で回転させながら、所定の速度で上方に引き上げることにより種結晶の下部側において原料融液を順次結晶化させることにより行う。肩部1の育成においては、温度調整、引き上げ軸の引き上げ速度および回転速度の調整等を行うことにより、所望とする直径の肩部1を育成することができる。肩部1は、例えば、通常、種付け時に種結晶により融液が急冷されることで発生した転位を結晶側面に伝播させるために界面形状を原料融液側に凸型(例、円錐形状)として育成する。この凸型部分は、例えば、原料融液の対流を制御すること等により、所望の形状にすることができる。 The SGGG single crystal C is grown by growing the shoulder 1 in step S1 of FIG. First, the crucible is filled with raw materials. As a raw material of the SGGG single crystal C, for example, gadolinium oxide (Gd 2 O 3 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), and zirconium oxide (ZrO 2 ) are used. The mixing ratio of these raw materials is determined by, for example, the composition of the single crystal to be grown and the growth conditions. In addition, a raw material is not limited to said thing, It is arbitrary. Subsequently, the raw material is melted by heating the crucible filled with the raw material in the furnace of the crystal growing apparatus. The melting temperature of the raw material is appropriately set according to, for example, the melting temperature of the raw material. Next, the seed crystal is brought into contact with the raw material melt to gradually lower the temperature, and at the same time, the seed shaft is pulled upward at a predetermined speed while gradually rotating the pulling shaft holding the seed crystal at a predetermined speed. This is performed by sequentially crystallizing the raw material melt on the lower side of the crystal. In the growth of the shoulder portion 1, the shoulder portion 1 having a desired diameter can be grown by adjusting the temperature, adjusting the pulling speed and rotating speed of the pulling shaft, and the like. For example, the shoulder 1 has a convex shape (eg, conical shape) on the raw material melt side in order to propagate dislocations generated by, for example, quenching the melt by the seed crystal during seeding to the crystal side surface. Cultivate. The convex portion can be formed into a desired shape by controlling the convection of the raw material melt, for example.

続いて、肩部1の結晶直径が所望の大きさとなったら、図1(A)に示すステップS2において、界面反転操作を行う。界面反転操作により、ファセット成長に伴う歪の発生を抑制するため、界面形状を凸から平坦にする。具体的には、結晶の引き上げを停止し結晶の回転を増速させることで界面を平坦化させている。なお、本明細書において、肩部1は、原料融液に種結晶を接触させて引き上げを開始した時から界面反転終了までとする。また、本明細書において、界面反転位置は、界面反転操作が開始された位置とする。   Subsequently, when the crystal diameter of the shoulder 1 becomes a desired size, an interface inversion operation is performed in step S2 shown in FIG. In order to suppress the occurrence of distortion associated with facet growth by the interface inversion operation, the interface shape is made flat from a convex shape. Specifically, the interface is flattened by stopping the pulling of the crystal and increasing the rotation of the crystal. In the present specification, the shoulder 1 is from when the seed crystal is brought into contact with the raw material melt to start pulling up to when the interface inversion is completed. In this specification, the interface inversion position is a position where the interface inversion operation is started.

続いて、界面反転終了後に、図1(A)に示すステップS3において、種結晶の引き上げを再開して直胴部2を育成する。図2に示す直胴部2の育成の最終段階は、例えば、直胴部2の下端部2aが円錐形状になるように育成する。これは、原料融液から直胴部2を切り離して冷却することにより発生する転移の発生を抑制するためである。   Subsequently, after completion of the interface reversal, in step S3 shown in FIG. 1 (A), the pulling up of the seed crystal is resumed and the straight body portion 2 is grown. In the final stage of the growth of the straight body part 2 shown in FIG. 2, for example, the straight body part 2 is grown so that the lower end 2a of the straight body part 2 has a conical shape. This is to suppress the occurrence of transition that occurs when the straight body 2 is separated from the raw material melt and cooled.

以上の工程により、所望とする直径及び長さのSGGG単結晶C(図2参照)が育成される。そして、育成されたSGGG単結晶Cは、結晶育成装置から取出し、熱歪を除去するアニール処理を行なってから、規格に合わせた厚さの非磁性ガーネット単結晶基板S(SGGG単結晶基板S)に加工される。   Through the above steps, SGGG single crystal C (see FIG. 2) having a desired diameter and length is grown. Then, the grown SGGG single crystal C is taken out from the crystal growth apparatus, subjected to annealing treatment to remove thermal strain, and then a nonmagnetic garnet single crystal substrate S (SGGG single crystal substrate S) having a thickness conforming to the standard. To be processed.

ところで、SGGG単結晶Cは、一致溶融結晶でなく、添加される各元素(Ca、Mg、Zr)が僅かながら偏析を示すと共に、各添加元素の濃度に依存して格子定数が変化している。特に、格子定数に影響を与えるZrの偏析が他の構成元素よりも大きいため、回転引き上げ法による単結晶の育成では、固液界面における過冷却等を原因としてZrの組成が変動し、これが成長縞(ストリエーション)となって観測される。   By the way, the SGGG single crystal C is not a coincidence molten crystal, and the added elements (Ca, Mg, Zr) slightly show segregation, and the lattice constant changes depending on the concentration of each added element. . In particular, since the segregation of Zr that affects the lattice constant is larger than that of other constituent elements, the growth of single crystals by the rotary pulling method causes the Zr composition to fluctuate due to supercooling at the solid-liquid interface. Observed as stripes.

そこで、上記成長縞(ストリエーション)と格子定数に影響を与えるZrとの関係を調べた。その結果、SGGG単結晶基板のX線トポグラフィーで同心円状に観察される成長縞(ストリエーション)の中心と単結晶基板中心との位置と、面内の格子定数のばらつきには関係性があることが判った。特願2016−025880号に開示するように、特に、直胴部の位置が界面反転位置から40mm以上の位置のSGGG単結晶基板で、X線トポグラフィーで撮影して観察される同心円状の成長縞の中心がSGGG単結晶基板面内の中心から8mm以内の領域の場合、格子定数のばらつきが小さくなり、SGGG単結晶基板が割れない安定したLPE育成が可能となることが確認された。これにより、高価なX線回析装置(XRD)を用いずとも、X線トポグラフィーで成長縞(ストリエーション)を観察することで、格子定数の良否を識別することが可能となった。   Therefore, the relationship between the growth stripe (striation) and Zr which affects the lattice constant was examined. As a result, there is a relationship between the position of the center of the growth stripe (striation) and the center of the single crystal substrate, which are observed concentrically in the X-ray topography of the SGGG single crystal substrate, and the variation in the in-plane lattice constant. I found out. As disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-025880, in particular, a concentric growth observed by X-ray topography on an SGGG single crystal substrate in which the position of the straight body portion is 40 mm or more from the interface inversion position When the center of the stripe is a region within 8 mm from the center of the SGGG single crystal substrate surface, it was confirmed that the dispersion of the lattice constant was reduced and stable LPE growth was possible without breaking the SGGG single crystal substrate. This makes it possible to identify the quality of the lattice constant by observing the growth stripes (striations) by X-ray topography without using an expensive X-ray diffraction apparatus (XRD).

しかしながら、X線トポグラフィーによる識別方法においては、例えば、SGGG単結晶のインゴットの直胴部の有効部2b(図2参照)から1枚を切りだし、平面研削で基板の反りを除去し、ポリッシュ加工等により鏡面にした基板を、X線トポグラフィーで撮影する。なお、本明細書において、「有効部」とは、直胴部のうち、SGGG単結晶基板に用いられる部分を意味する。このため、X線トポグラフィーによる測定は、1枚当たり測定準備を含め約40分を要し、前述のX線回析装置(XRD)による測定よりは簡易に測定はできるものの、単結晶基板を製造する工程内の識別方法としては、測定に手間および時間を要する点で、改善する余地があった。例えば、単結晶基板毎の良否を識別する方法として、X線トポグラフィーによる識別方法では、例えば、SGGG単結晶Cのインゴットの直胴部の有効部の基板約70枚すべてを撮影すると、1枚当たり約40分を要するためトータルで約46時間要することから、全ての基板の成長縞を観察する事は作業効率の点で改善する余地があった。また、このため、短時間でサンプルの良否を識別する方法として、直胴部の有効部2bのトップ側2d及びボトム側2eより切り出された2枚の基板のみで判断することがある。この場合、評価の結果が良好と識別された基板の直胴部の有効部内でも割れ不良を無くすことは出来なかった。   However, in the identification method by X-ray topography, for example, one piece is cut out from the effective portion 2b (see FIG. 2) of the straight body portion of the SGGG single crystal ingot, the warp of the substrate is removed by surface grinding, and polishing is performed. A substrate made into a mirror surface by processing or the like is photographed by X-ray topography. In the present specification, the “effective portion” means a portion of the straight body portion used for the SGGG single crystal substrate. For this reason, the measurement by X-ray topography requires about 40 minutes including the measurement preparation for each piece, and although it can be measured more easily than the measurement by the above-mentioned X-ray diffraction apparatus (XRD), a single crystal substrate is used. As an identification method in the manufacturing process, there is room for improvement in that it requires labor and time for measurement. For example, as a method for identifying the quality of each single crystal substrate, in the X-ray topography identification method, for example, when all about 70 substrates of the effective portion of the straight body portion of the SGGG single crystal C ingot are photographed, one sheet Since it takes about 40 minutes per operation, it takes about 46 hours in total, so observing the growth fringes on all the substrates has room for improvement in terms of work efficiency. For this reason, as a method of discriminating the quality of the sample in a short time, there are cases where the determination is made only with two substrates cut out from the top side 2d and the bottom side 2e of the effective portion 2b of the straight body portion. In this case, it was not possible to eliminate the crack defect even in the effective portion of the straight body portion of the substrate that was identified as having a good evaluation result.

本発明の特徴の一つであるSGGG単結晶基板の評価方法は、X線トポグラフィーの観察に代えて、基板の表面をエッチング加工して、成長縞とほぼ同等のエッチング加工により現れる成長縞を観察することで、基板の割れ易さを評価するものである。このエッチング加工は、SGGG単結晶基板の製造工程の一工程であることを特徴としている。   The SGGG single crystal substrate evaluation method, which is one of the features of the present invention, is to replace the X-ray topography observation, etching the surface of the substrate, and to show growth fringes that appear by etching processing almost equivalent to the growth fringes. By observing, the ease of cracking of the substrate is evaluated. This etching process is characterized in that it is one step of the manufacturing process of the SGGG single crystal substrate.

以下、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の製造方法およびSGGG単結晶基板の評価方法を詳細に説明する。図1(B)は、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の製造方法のフローチャートである。   Hereinafter, the manufacturing method of the SGGG single crystal substrate and the evaluation method of the SGGG single crystal substrate according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 1B is a flowchart of a method for manufacturing an SGGG single crystal substrate according to the present embodiment.

本実施形態に係るSGGG単結晶基板の製造方法は、SGGG単結晶CからSGGG単結晶基板S(図2参照)を製造する方法であって、基板の割れ易さを評価するSGGG単結晶の評価方法を含む。SGGG単結晶基板の製造に用いるSGGG単結晶C(図2参照)は、例えば、上記した結晶育成装置で育成されたSGGG単結晶Cの有効部2b(図2参照)が、内周刃を有する切断装置などにより、直胴部2から切り離されたものである。SGGG単結晶Cにおいて、界面反転位置から有効部2bの上端までの部分2cは、界面反転による内部歪が残留しており、結晶育成後や結晶加工時のクラックや割れの原因になることがあり、また、後に表1で説明するようにSGGG単結晶基板を用いてLPE成長法でRIG等の単結晶膜を製造する際のSGGG単結晶基板Sの割れの原因になることがある。このため、界面反転位置から有効部2bの上端までの長さL1は、40mm以上であるのが好ましい。この場合、SGGG単結晶基板SをLPE成長法に用いた場合に、割れ難く良好なSGGG単結晶基板Sを製造することができる。また、直胴部は、下端部2aの上方の部分で、切断装置などにより水平に切断され、結晶が方位(111)に面出しされ、有効部2bの下端となる。その後、有効部2bは、円筒研削盤により外形が整えられる。   The manufacturing method of the SGGG single crystal substrate according to the present embodiment is a method of manufacturing the SGGG single crystal substrate S (see FIG. 2) from the SGGG single crystal C, and the evaluation of the SGGG single crystal for evaluating the fragility of the substrate. Including methods. In the SGGG single crystal C (see FIG. 2) used for manufacturing the SGGG single crystal substrate, for example, the effective portion 2b (see FIG. 2) of the SGGG single crystal C grown by the crystal growth apparatus described above has an inner peripheral blade. It is separated from the straight body part 2 by a cutting device or the like. In the SGGG single crystal C, the internal strain due to the interface inversion remains in the portion 2c from the interface inversion position to the upper end of the effective part 2b, which may cause cracks or cracks after crystal growth or during crystal processing. Further, as will be described later in Table 1, the SGGG single crystal substrate S may be cracked when a single crystal film such as RIG is manufactured by the LPE growth method using the SGGG single crystal substrate. For this reason, it is preferable that the length L1 from the interface reversal position to the upper end of the effective portion 2b is 40 mm or more. In this case, when the SGGG single crystal substrate S is used for the LPE growth method, a good SGGG single crystal substrate S which is difficult to break can be manufactured. Further, the straight body portion is horizontally cut by a cutting device or the like at a portion above the lower end portion 2a, so that the crystal is faced in the orientation (111) and becomes the lower end of the effective portion 2b. Thereafter, the effective portion 2b is trimmed by a cylindrical grinder.

本SGGG単結晶基板の製造方法は、まず、図1(B)に示すステップS4において、有効部2bを所定の厚さで分割する。例えば、有効部2b(図2参照)を、ワイヤーソー等の切断装置により、所定の厚みにスライスし、分割する。この厚みは、特に限定されないが、例えば、0.6mm程度である。   In the method for manufacturing the SGGG single crystal substrate, first, in step S4 shown in FIG. 1B, the effective portion 2b is divided by a predetermined thickness. For example, the effective portion 2b (see FIG. 2) is sliced and divided into a predetermined thickness by a cutting device such as a wire saw. Although this thickness is not specifically limited, For example, it is about 0.6 mm.

続いて、図1(B)に示すステップS6において、分割したSGGG単結晶Cの基板をエッチング加工する。エッチング加工は、例えば、基板端面のカケや表面のキズなどを防止するため、基板表面及び側面の全面をエッチング加工する。通常のSGGG単結晶基板の製造方法では、エッチング加工に続いて、図1(B)に示すステップS10において、鏡面加工され、SGGG単結晶基板が完成する。ステップS10については、後に説明する。   Subsequently, in step S6 shown in FIG. 1B, the divided SGGG single crystal C substrate is etched. In the etching process, for example, the entire surface of the substrate surface and side surfaces are etched in order to prevent chipping of the substrate end face and scratches on the surface. In an ordinary SGGG single crystal substrate manufacturing method, following the etching process, in step S10 shown in FIG. 1 (B), mirror processing is performed to complete the SGGG single crystal substrate. Step S10 will be described later.

本発明者は、上記ステップS6のエッチング加工の工程にて、基板表面に、X線トポグラフィーによる成長縞とほぼ同等のエッチング加工縞ができるのを見出した。そして、本発明者は、このエッチング加工の工程で得られる成長縞が、上記した本出願人による出願(特願2016−025880)に開示される、X線トポグラフィーで撮影して観察される同心円状の成長縞の中心がSGGG単結晶基板面内の中心から8mm以内の領域の場合、格子定数のばらつきが小さくなり、SGGG単結晶基板が割れない安定したLPE育成が可能となるとの知見に基づく、基板の割れ易さの評価方法に適用できることを見出し、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の評価方法を完成した。   The inventor has found that in the etching process of step S6, an etching pattern can be formed on the substrate surface that is substantially equivalent to a growth pattern by X-ray topography. Then, the present inventor has concentric circles in which the growth fringes obtained in this etching process are observed by photographing with X-ray topography disclosed in the above-mentioned application (Japanese Patent Application No. 2006-025880). Based on the knowledge that when the center of the growth stripe is in the region within 8 mm from the center of the SGGG single crystal substrate surface, the dispersion of the lattice constant becomes small, and stable LPE growth without breaking the SGGG single crystal substrate is possible. The present invention was found to be applicable to a method for evaluating the ease of cracking of a substrate, and the SGGG single crystal substrate evaluation method according to this embodiment was completed.

以下、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の評価方法を説明する。本実施形態に係るSGGG単結晶基板の評価方法S5は、図1(B)に示すように、上記したステップS4による所定の厚さの基板の表面を、ステップS6において、エッチング加工し、ステップS7において、エッチング加工した基板の成長縞を観察して、成長縞の中心の位置を測定し、ステップS8において、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離に基づいて、基板の割れ易さを評価する。   Hereinafter, the evaluation method of the SGGG single crystal substrate according to the present embodiment will be described. In the SGGG single crystal substrate evaluation method S5 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1 (B), the surface of the substrate having a predetermined thickness in step S4 described above is etched in step S6, and step S7 is performed. In step S8, the growth fringes of the etched substrate are observed to measure the center position of the growth fringes. In step S8, the substrate is easily cracked based on the distance between the center position of the growth fringes and the center position of the substrate. To evaluate.

ステップS6のエッチング加工は、例えば、通常SGGG単結晶基板の製造過程で行わるエッチング加工と同様である。エッチング加工は、例えば、基板をラック等で保持し、エッチング液の中に浸漬して行う。エッチング液は、酸化物単結晶のエッチングに通常用いられる液で、例えば、リン酸、硫酸、硝酸、フッ酸などの鉱酸を用いることができるが、中でも、リン酸と硫酸とを1:1の比率で混合した混合液(一般にリン硫酸と称す)を用いることが好ましい。エッチング液における上記した酸の濃度は、特に限定されず、酸化物単結晶のエッチングに通常用いられる公知の濃度である。また、エッチング量は1.5μm以上4μm以下であるのが好ましい。エッチング量が1.5μm未満の場合、エッチング量が少ないため、キズやクラックの防止にはならない。また、エッチング量が4μmを超える場合、最終的に製造される基板の厚みが、設定値(目標値)より小さくなる場合がある。エッチング量は、例えば、エッチング液による基板の処理時間を調整することなどにより、制御できる。このエッチング加工により、基板の表面は、梨地状になる。エッチング液による処理の後、基板を、純水などで洗浄し、エッチング加工は終了する。   The etching process in step S6 is the same as the etching process that is normally performed in the process of manufacturing the SGGG single crystal substrate, for example. The etching process is performed, for example, by holding the substrate with a rack or the like and immersing it in an etching solution. The etching solution is a solution that is usually used for etching an oxide single crystal. For example, a mineral acid such as phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and hydrofluoric acid can be used. Among them, phosphoric acid and sulfuric acid are 1: 1. It is preferable to use a mixed solution (generally referred to as phosphoric sulfate) mixed at a ratio of The concentration of the acid in the etching solution is not particularly limited, and is a known concentration that is usually used for etching an oxide single crystal. The etching amount is preferably 1.5 μm or more and 4 μm or less. When the etching amount is less than 1.5 μm, the etching amount is small, so that scratches and cracks are not prevented. Moreover, when the etching amount exceeds 4 μm, the thickness of the finally manufactured substrate may be smaller than a set value (target value). The etching amount can be controlled, for example, by adjusting the processing time of the substrate with the etching solution. By this etching process, the surface of the substrate becomes a satin finish. After the treatment with the etchant, the substrate is washed with pure water or the like, and the etching process is completed.

エッチング加工の終了の後、図1(B)に示すステップS7において、基板の成長縞を観察して、成長縞の中心位置を測定する。基板の成長縞の観察は、例えば、光で照明した基板を観察する。図3は、基板の成長縞の観察の一例を示す図である。基板の成長縞の観察は、例えば、図3に示すように、エッチング加工後の基板SAを、ガラス板などの透光部材4の上に載置し、透光部材4の下方から照明装置5により光を照射して透過照明した基板SAを、目視で観察することにより行うことができる。このように基板の成長縞を観察することにより、基板内部の成長縞(図4(A)に示す符号Q1)を観察することができる。成長縞は、上記したように結晶育成中の周期的な温度変化や結晶成長速度変化によって、組成、特に添加元素濃度(SGGGの場合はCa、Mg、Zrが結晶に取り込まれる量)が微妙に変化するために生じるが、上記エッチングによる結晶表面の組成の変化に伴い、結晶の屈折率も微妙に変化するため、成長縞とほぼ同等の縞を観察することができる。   After completion of the etching process, in step S7 shown in FIG. 1B, the growth fringes of the substrate are observed, and the center position of the growth fringes is measured. For the observation of the growth stripes on the substrate, for example, the substrate illuminated with light is observed. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of observation of growth stripes on the substrate. For example, as shown in FIG. 3, the substrate SA after etching is placed on a light-transmitting member 4 such as a glass plate, and the illumination device 5 is observed from below the light-transmitting member 4. The substrate SA that has been transmitted and illuminated by irradiating light can be observed by visual observation. By observing the growth stripes on the substrate in this way, the growth stripes (reference numeral Q1 shown in FIG. 4A) inside the substrate can be observed. As described above, the growth fringe has a subtle composition, particularly the additive element concentration (in the case of SGGG, the amount of Ca, Mg, and Zr taken into the crystal) due to periodic temperature changes and crystal growth rate changes during crystal growth. However, since the refractive index of the crystal slightly changes as the composition of the crystal surface changes due to the etching, it is possible to observe a stripe substantially equivalent to the growth stripe.

ところで、仕上げ面である鏡面状態の基板の場合、光を照射しても光が通り抜けるため基板内部の成長縞を観察することは出来ず、一般的にはX線トポグラフィー法が成長縞の観察に用いられる。逆にX線トポグラフィー法では、基板の表面に凹凸があると、X線が散乱して画像を取得することが出来ない。   By the way, in the case of a mirror-finished substrate, which is a finished surface, the light passes through even if light is irradiated, so it is impossible to observe the growth fringes inside the substrate. Generally, the X-ray topography method is used to observe the growth fringes. Used for. Conversely, in the X-ray topography method, if the surface of the substrate is uneven, X-rays are scattered and an image cannot be acquired.

一方、上記したエッチング加工をした後の基板SAの表面は数μmの凹凸を有し、数μmの凹凸を有する面では、照射された光が基板内部で乱反射する事で透過された光により基板表面に成長縞を観察することが可能である。図4(A)は、基板をステップS7によりエッチング加工した後の基板の成長縞を観察した結果を示す図であり、(B)は(A)の基板を鏡面加工後にX線トポグラフィーにより成長縞を観察した結果を示す図である。なお、成長縞は、図4(A)において符号Q1で示し、図4(B)において符号Q2で示す。また、図4(A)において、成長縞Q1は点線で示しているが、成長縞Q1は、目視により図4(B)の成長縞Q2と同様に観察される。また、表1は、同一の基板において、X線トポグラフィーとエッチング加工後の観察により成長縞の中心位置P2と基板の中心位置P1との距離を測定して比較した結果である。図4(A)及び(B)、並びに表1から判るように、測定される成長縞の中心位置P2は、ほぼ同一である。これにより、X線トポグラフィーに代えてエッチング加工後の観察が可能であることが判る。   On the other hand, the surface of the substrate SA after the etching process described above has irregularities of several μm, and on the surface having irregularities of several μm, the irradiated light is diffusely reflected inside the substrate and transmitted through the substrate. It is possible to observe growth fringes on the surface. FIG. 4A is a view showing the result of observing the growth stripes of the substrate after etching the substrate in step S7, and FIG. 4B is a diagram showing the growth of the substrate of FIG. It is a figure which shows the result of having observed the fringe. Note that the growth fringes are denoted by reference sign Q1 in FIG. 4A and denoted by reference sign Q2 in FIG. 4B. In FIG. 4A, the growth fringes Q1 are indicated by dotted lines, but the growth fringes Q1 are visually observed in the same manner as the growth fringes Q2 in FIG. 4B. Table 1 shows the results of measuring and comparing the distance between the center position P2 of the growth fringe and the center position P1 of the substrate by X-ray topography and observation after etching on the same substrate. As can be seen from FIGS. 4A and 4B and Table 1, the measured growth fringe center positions P2 are substantially the same. Thereby, it turns out that it can replace with X-ray topography and observation after an etching process is possible.

なお、上記成長縞の観察で用いられる照明装置5(図3参照)は、例えば、一般的な白熱電球、蛍光灯、発光ダイオード(LED)などを用いることができる。このため、成長縞の観察は、安価な装置で、簡易に行うことができる。また、成長縞の観察は、上記したように基板の成長縞の観察を透過照明により目視で行うので、安価な装置で簡易に行うことができる。なお、成長縞の観察は、透過照明により目視で行うことに限定されず、他の手段あるいは方法により行ってもよい。例えば、成長縞の観察は、落射照明による観察でもよいし、顕微鏡(実体顕微鏡)などの観察装置を用いて行ってもよいし、カメラ(デジタルカメラ、ビデオカメラ)などの撮像装置を用いて行ってもよいし、偏光フィルタを介して観察してもよい。   For example, a general incandescent bulb, a fluorescent lamp, and a light emitting diode (LED) can be used as the illumination device 5 (see FIG. 3) used for the observation of the growth stripes. For this reason, the growth fringes can be easily observed with an inexpensive apparatus. Further, the growth fringes can be easily observed with an inexpensive apparatus because the growth fringes of the substrate are visually observed with the transmitted illumination as described above. The observation of the growth fringes is not limited to visual observation with transmitted illumination, and may be performed by other means or methods. For example, the observation of growth fringes may be performed by epi-illumination, may be performed using an observation device such as a microscope (stereomicroscope), or may be performed using an imaging device such as a camera (digital camera, video camera). Or you may observe through a polarizing filter.

また、本ステップS7では、上記したように基板の成長縞を観察の際、成長縞の中心位置を測定する。成長縞の中心位置の測定は、目視により行うことができる。成長縞の中心位置は、例えば、目視により観察される複数の成長縞のうち、最も内側(最も中心側)の成長縞の中心位置を測定することにより行う。例えば、成長縞の中心位置の測定は、後に実施例に記載する図3に示すような、光で照明した基板の上に透明な材料などで形成されるシート部材6を載置して、基板の外形と、上記のように測定された成長縞の中心位置と、を記録することにより行う。この場合、基板の中心位置を測定し、シートに記録してもよい。なお、最も内側(最も中心側)の成長縞が鮮明でない場合、成長縞の最も内側の成長縞より外側に位置する成長縞の中心を、成長縞の中心位置としてもよい。また、成長縞の輪郭が不鮮明な場合、例えば、成長縞あるいは成長縞の内側(中心側)が明暗で観察される場合、明暗で観察される成長縞の中心を、成長縞の中心位置としてもよい。また、成長縞の中心位置の測定方法は、上記の例に限定されず、任意である。例えば、成長縞の測定は、カメラ(デジタルカメラ、ビデオカメラ)などの撮像装置により取得した画像を用いて測定してもよい。この場合、コンピュータ装置を用いて測定してもよい。   In step S7, the center position of the growth fringe is measured when observing the growth fringe on the substrate as described above. The measurement of the center position of the growth stripe can be performed visually. The center position of the growth fringe is determined, for example, by measuring the center position of the innermost (most central side) growth fringe among the plurality of growth fringes observed visually. For example, the center position of the growth stripe is measured by placing a sheet member 6 formed of a transparent material or the like on a substrate illuminated with light, as shown in FIG. This is performed by recording the outer shape of the pattern and the center position of the growth stripe measured as described above. In this case, the center position of the substrate may be measured and recorded on the sheet. If the innermost (most central) growth stripe is not clear, the center of the growth stripe located outside the innermost growth stripe may be set as the center position of the growth stripe. In addition, when the outline of the growth stripe is unclear, for example, when the growth stripe or the inside (center side) of the growth stripe is observed in light and dark, the center of the growth stripe observed in light and dark can be used as the center position of the growth stripe. Good. Moreover, the measuring method of the center position of the growth stripe is not limited to the above example, and is arbitrary. For example, the growth fringe may be measured using an image acquired by an imaging device such as a camera (digital camera, video camera). In this case, you may measure using a computer apparatus.

続いて、図1(B)に示すステップS8において、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離に基づいて、基板の割れ易さを評価する。   Subsequently, in step S8 shown in FIG. 1B, the ease of cracking of the substrate is evaluated based on the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate.

本願出願人による特願2016−025880に記載される様に、非磁性ガーネット(SGGG)単結晶基板のX線トポグラフィーで同心円状に観察される成長縞(ストリエーション)の中心と単結晶基板中心との位置と、面内の格子定数のばらつきには関係性があり、直胴部の位置が界面反転位置から40mm以上の位置の単結晶基板で、X線トポグラフィーで撮影して観察される同心円状の成長縞の中心がSGGG単結晶基板面内の中心から8mm以内の領域の場合、格子定数のばらつきが小さくなり、SGGG単結晶基板が割れない安定したLPE育成が可能となることが確認されている。そして、上記したように本実施形態では、上記X線トポグラフィーに代えて、エッチング加工後の観察にて成長縞の中心位置を求めることが可能であるので、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の評価方法は、簡易的に、基板をLPE成長法に用いた場合の割れ易さの評価を行うことができる。   As described in Japanese Patent Application No. 2006-025880 filed by the present applicant, the center of the growth stripes (striations) observed in the X-ray topography of the non-magnetic garnet (SGGG) single crystal substrate and the center of the single crystal substrate And the variation of the in-plane lattice constant, and the position of the straight body portion is observed with X-ray topography on a single crystal substrate 40 mm or more from the interface inversion position. When the center of the concentric growth stripe is within 8 mm from the center of the SGGG single crystal substrate surface, it is confirmed that the dispersion of the lattice constant is reduced and stable LPE growth is possible without breaking the SGGG single crystal substrate. Has been. As described above, in this embodiment, instead of the X-ray topography, the center position of the growth stripe can be obtained by observation after etching processing. Therefore, the SGGG single crystal substrate according to this embodiment This evaluation method can easily evaluate the ease of cracking when the substrate is used in the LPE growth method.

詳細には、基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離と、LPE成長法に用いた場合の割れ不良との関係を調査した結果、表1に示すように、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が大きいと、基板をLPE成長法に用いた場合に、基板が割れる不具合が発生することが認められる。成長縞の中心位置の距離が8mmを超える場合、基板が割れる不具合が発生する。そこで、本ステップS8では、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mmを超える場合に、割れ易く不良であると評価し、基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離が8mm以内の場合に、割れ難く良好であると評価する。また、表1に示すように、基板における界面反転位置からの距離が40mm以上の場合、基板をLPE成長法に用いた場合に、割れ難く良好であることが認められ、基板における界面反転位置からの距離が40mm未満の場合、基板をLPE成長法に用いた場合に、割れ易く不良であることが認められる。このように、基板をLPE成長法に用いた場合の割れ易さの評価は、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離、及び基板の界面反転位置からの距離に基づいて行うのが好ましい。例えば、基板が界面反転位置から40mm以上の位置で且つ基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離が8mm以内の場合に、基板をLPE成長法に用いた場合に割れ難く良好であると評価する。   More specifically, as a result of investigating the relationship between the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe and the crack defect when used in the LPE growth method, as shown in Table 1, the center position of the growth stripe is It is recognized that when the distance from the center position of the substrate is large, the substrate breaks when the substrate is used in the LPE growth method. When the distance of the center position of the growth stripe exceeds 8 mm, a problem that the substrate breaks occurs. Therefore, in this step S8, when the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate exceeds 8 mm, it is evaluated that it is easily broken and defective, and the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe is In the case of 8 mm or less, it is evaluated as being difficult to break and good. Further, as shown in Table 1, when the distance from the interface inversion position on the substrate is 40 mm or more, it is recognized that the substrate is difficult to break when used in the LPE growth method. When the distance is less than 40 mm, when the substrate is used in the LPE growth method, it is recognized that the substrate is easily broken and defective. As described above, the evaluation of easiness of cracking when the substrate is used in the LPE growth method is performed based on the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate and the distance from the interface inversion position of the substrate. preferable. For example, when the substrate is 40 mm or more from the interface inversion position and the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe is within 8 mm, it is preferable that the substrate is difficult to break when used in the LPE growth method. evaluate.

また、基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離と、基板の面内における格子定数のばらつきについては、本出願人による特願2016−025880に記載される様に、界面反転位置からの距離が40mm以上であって、基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離が8mm以下の時、基板の面内における格子定数のばらつきは、0.002Å以下でありばらつきが少なく、基板をLPE成長法に用いた場合に、割れ難く良好である。一方、基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離が8mmを超えた場合、基板の面内における格子定数のばらつきは0.002Åを超えばらつきが多く、割れ易く不良である。このように、基板の面内における格子定数のばらつきの評価は、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離に基づいて、評価することができ、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離、及び基板の界面反転位置からの距離に基づいて行うのが好ましい。   In addition, regarding the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe and the variation in the lattice constant in the plane of the substrate, as described in Japanese Patent Application No. When the distance is 40 mm or more and the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe is 8 mm or less, the variation of the lattice constant in the plane of the substrate is 0.002 mm or less and the variation is small. When used in the LPE growth method, it is difficult to break and is good. On the other hand, when the distance between the center position of the substrate and the center position of the growth stripe exceeds 8 mm, the variation of the lattice constant in the plane of the substrate exceeds 0.002 mm, and the variation is large, so that it is easily broken. As described above, the evaluation of the variation of the lattice constant in the plane of the substrate can be evaluated based on the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate. The center position of the growth stripe and the center position of the substrate can be evaluated. And the distance from the interface inversion position of the substrate.

なお、本ステップS8による基板の割れ易さの評価は、有効部2bを分割したすべての基板に対して行わなくてもよい。例えば、有効部2bを分割した少なくとも一部の基板に対して行ってもよい。この場合、少なくとも製造に用いたSGGG単結晶Cが良好であるか否かを簡易に評価することができる。例えば、本ステップS8による基板の割れ易さの評価は、有効部2bのトップ基板2dおよびボトム基板2e(図2参照)に対して行ってもよい。   Note that the evaluation of the ease of cracking of the substrate in this step S8 may not be performed on all the substrates obtained by dividing the effective portion 2b. For example, you may perform with respect to the at least one part board | substrate which divided | segmented the effective part 2b. In this case, it is possible to easily evaluate whether or not at least the SGGG single crystal C used for production is good. For example, the evaluation of the ease of cracking of the substrate in this step S8 may be performed on the top substrate 2d and the bottom substrate 2e (see FIG. 2) of the effective portion 2b.

続いて、図1(B)に示すステップS9において、ステップS8で得られた評価結果に基づいて、基板を選択する。例えば、ステップS8において、基板をLPE成長法に用いた場合に割れ難く良好であると判断した基板を選択する。このように、良好な基板を選択できるので、不良な基板を処理する時間を省略することができる。なお、本ステップS9を行うか否かは、任意である。例えば、上記したようにステップS8による評価を、有効部2bを分割した少なくとも一部の基板に対して評価を行うことにより、製造に用いたSGGG単結晶Cが良好であるか否かを簡易に評価するために用いる場合、本ステップS9は行わなくてもよい。   Subsequently, in step S9 shown in FIG. 1B, a substrate is selected based on the evaluation result obtained in step S8. For example, in step S8, a substrate that is determined to be difficult to break when the substrate is used in the LPE growth method is selected. As described above, since a good substrate can be selected, time for processing a defective substrate can be omitted. Whether or not this step S9 is performed is arbitrary. For example, as described above, it is possible to easily determine whether the SGGG single crystal C used for manufacturing is good by performing the evaluation in step S8 on at least a part of the substrate obtained by dividing the effective portion 2b. When used for evaluation, this step S9 may not be performed.

なお、本SGGG単結晶基板の評価方法のように、エッチング加工後に基板の評価を観察する場合、エッチング加工は、基板作製工程の1工程であり、基板の評価自体も1枚3分程度であり工数が少なく、要する時間も短い。このため、本SGGG単結晶基板の評価方法は、必要に応じて、基板全数を評価することが可能となる。ちなみに、X線トポグラフィーの場合、測定までの基板の処理などに時間がかかることより測定時間は1枚40分と長い。   When the evaluation of the substrate is observed after the etching process as in the method for evaluating the SGGG single crystal substrate, the etching process is one process of the substrate manufacturing process, and the evaluation of the substrate itself is about 3 minutes per one sheet. The man-hours are small and the time required is short. For this reason, this SGGG single crystal substrate evaluation method can evaluate the total number of substrates as required. Incidentally, in the case of X-ray topography, the measurement time is as long as 40 minutes per sheet because it takes time to process the substrate until measurement.

続いて、図1(B)に示すステップS10において、基板の鏡面加工を行う。例えば、コロイダルシリカなどを用いた機械的研磨によるポリッシュ加工を施し、基板表面を鏡面状態する。以上の工程で、SGGG単結晶基板Sは完成する。なお、基板の鏡面加工の方法は、上記方法に限定されず、任意である。例えば、鏡面加工は、化学物理的研磨により行ってもよい。   Subsequently, in step S10 shown in FIG. 1B, the substrate is mirror-finished. For example, polishing by mechanical polishing using colloidal silica or the like is performed, and the substrate surface is mirror-finished. Through the above steps, the SGGG single crystal substrate S is completed. In addition, the method of mirror finishing of a board | substrate is not limited to the said method, It is arbitrary. For example, the mirror finishing may be performed by chemical physical polishing.

上記の製造方法等により製造されるSGGG単結晶基板Sは、図2に示すように、肩部1と直胴部2とを備えるSGGG単結晶Cの直胴部2から製造されたSGGG単結晶基板Sであって、界面反転位置から40mm以上の位置の直胴部2から製造され、且つ成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mm以内である。このSGGG単結晶基板は、上記したように、液相エピタキシャル成長に用いる際の割れが抑制されるので、液相エピタキシャル成長に好適に用いることができる。   As shown in FIG. 2, the SGGG single crystal substrate S manufactured by the above manufacturing method or the like has a SGGG single crystal manufactured from the straight body portion 2 of the SGGG single crystal C including the shoulder portion 1 and the straight body portion 2. The substrate S is manufactured from the straight body portion 2 at a position 40 mm or more from the interface inversion position, and the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate is within 8 mm. Since the SGGG single crystal substrate is suppressed from cracking when used for liquid phase epitaxial growth as described above, it can be suitably used for liquid phase epitaxial growth.

以上のように、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の評価方法は、SGGG単結晶より基板を製造する工程において、簡易的に基板の割れ易さを評価することができる。また、本実施形態に係るSGGG基板の評価方法は、基板の割れ易さを簡易に評価することができ、SGGG単結晶Cを分割した全ての基板の成長縞を観察し基板を評価することが可能であることから、液相エピタキシャル成長させる際に生じる割れ不良を、より抑制することが可能となる。   As described above, the SGGG single crystal substrate evaluation method according to the present embodiment can easily evaluate the ease of cracking of the substrate in the process of manufacturing the substrate from the SGGG single crystal. Moreover, the evaluation method of the SGGG substrate according to the present embodiment can easily evaluate the fragility of the substrate, and can evaluate the substrate by observing the growth fringes of all the substrates obtained by dividing the SGGG single crystal C. Since it is possible, it becomes possible to suppress the crack defect which arises when carrying out liquid phase epitaxial growth.

また、本実施形態に係るSGGG単結晶基板の製造方法は、簡易的に基板の割れ易さを評価するSGGG基板の評価方法を含むので、優れたSGGG単結晶基板を簡易に製造することができる。   Moreover, since the manufacturing method of the SGGG single crystal substrate which concerns on this embodiment includes the evaluation method of the SGGG board | substrate which evaluates the ease of cracking of a board | substrate easily, the outstanding SGGG single crystal board | substrate can be manufactured easily. .

また、本実施形態に係るSGGG単結晶基板は、液相エピタキシャル成長に用いる際の割れが抑制されるので、液相エピタキシャル成長に好適に用いることができる。   Further, the SGGG single crystal substrate according to this embodiment can be suitably used for liquid phase epitaxial growth because cracking when used for liquid phase epitaxial growth is suppressed.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1〜5、比較例1〜2)
混合したGd、Ga、MgO、ZrO,CaCOを原料とし、直径150mm、高さ150mmのイリジウム製坩堝内に所定量仕込み、高周波加熱炉で1750℃まで加熱溶融して原料融液を得た後、種結晶を1分間に5回転させながら1時間に3mmの速度で引き上げて直径が80mmになるまで肩部を育成した。その後、結晶の回転数を1分間に20回に増やして界面反転を実施した後、直胴部の長さが100mmになるまで育成して、SGGG単結晶を得た。
(Examples 1-5, Comparative Examples 1-2)
A mixed amount of Gd 2 O 3 , Ga 2 O 3 , MgO, ZrO 2 , and CaCO 3 is used as a raw material, charged in a predetermined amount into an iridium crucible having a diameter of 150 mm and a height of 150 mm, and heated and melted to 1750 ° C. in a high-frequency heating furnace. After obtaining the raw material melt, the shoulder was grown until the diameter reached 80 mm by pulling it up at a speed of 3 mm per hour while rotating the seed crystal 5 times per minute. Thereafter, the number of rotations of the crystal was increased to 20 times per minute, and interface inversion was performed. Then, the crystal was grown until the length of the straight body portion became 100 mm, to obtain an SGGG single crystal.

次に、得られたSGGG単結晶を界面反転位置から40mmの位置で直胴部の有効部を分離し、分離した有効部に対して円筒研削を施し直径3インチに加工し、結晶方位に応じて研削加工でオリフラ(Orientation Flat)を付与した。次にマルチワイヤーソーを用いて、基板を厚み0.6mm〜0.7mmに切断し複数に分割し、ワイヤーソーで付いた凹凸を研磨機で取り除いた。この基板を基板洗浄用カセットに収納し、エッチング槽に用意されたリン硫酸に、2時間半から3時間半、基板の全体を浸漬させることによりエッチング加工を行った後、純水洗浄・乾燥を行った。この工程を繰り返し実施し合計70枚の基板を用意した。次に、図3に示すように、照明装置5の上に位置するようガラス板(透光部材4)を設置し、このガラス板の上にエッチング加工後の基板SAを置き、ガラス板の下から光を照射し基板SAの表面に映し出された成長縞の中心位置と、基板の中心位置とを測定し、成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離を測定した。   Next, the effective part of the straight barrel part is separated from the obtained SGGG single crystal at a position of 40 mm from the interface inversion position, and the separated effective part is subjected to cylindrical grinding and processed to a diameter of 3 inches, depending on the crystal orientation The orientation flat was applied by grinding. Next, using a multi-wire saw, the substrate was cut into a thickness of 0.6 mm to 0.7 mm and divided into a plurality of pieces, and the irregularities attached with the wire saw were removed with a polishing machine. This substrate is housed in a substrate cleaning cassette, and after etching is performed by immersing the entire substrate in phosphoric acid prepared in an etching tank for 2 to 3 and a half hours, cleaning with pure water and drying are performed. went. This process was repeated to prepare a total of 70 substrates. Next, as shown in FIG. 3, a glass plate (translucent member 4) is placed on the lighting device 5, and the etched substrate SA is placed on the glass plate, and below the glass plate. The center position of the growth fringe projected on the surface of the substrate SA by irradiation with light and the center position of the substrate were measured, and the distance between the center position of the growth fringe and the center position of the substrate was measured.

基板の成長縞観察から成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離の測定までに要した時間は、基板一枚当たり3分を要し、全ての基板70枚の測定を終了するに要した時間は約4時間であった。   The time required from the observation of the growth fringe of the substrate to the measurement of the distance between the center position of the growth fringe and the center position of the substrate requires 3 minutes per substrate, and it is necessary to complete the measurement of all 70 substrates. The time spent was about 4 hours.

図5は、成長縞の中心位置の測定の一例を説明する図である。成長縞測定の詳細については、図5に示すように、照明装置5の上に200mm×200mmの正方形のガラス板(透光部材4)を用意し、ガラス板の上にエッチング加工後の基板SAを載せ、照明装置5より光を照射することで、基板内部を透過し基板内部の成長縞を、目視で観察した。次に、基板SAの上に載置した0.1mm程の透明なシート部材6に正確に、基板の直系である3インチの丸を描き、その丸の4点に接するように四角形(正方形)を描き、対角線の交点を基板中心の位置P1と定め、シート部材6に記録した。そして、透明なシート部材6を基板SAの上に重ね、シート部材6に描画された3インチの丸と基板SAの外周が重なるように微調整を行い、シート部材6を介して観察された成長縞に基づいて、成長縞の中心位置P2を測定し、シート部材6に記録した。基板SAの中心位置P1と成長縞の中心位置P2との距離を測定した。なお、実施例1は、界面反転位置から45mmの基板とした。実施例2は50mm、実施例3は55mm、実施例4は60mm、実施例5は90mm、比較例1は20mm、比較例2は30mmの位置の基板を測定した。その結果を表1に記載した。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of measurement of the center position of the growth stripe. As for the details of the growth fringe measurement, as shown in FIG. 5, a 200 mm × 200 mm square glass plate (translucent member 4) is prepared on the illumination device 5, and the substrate SA after etching processing is formed on the glass plate. , And irradiated with light from the illuminating device 5, the inside of the substrate was transmitted and the growth fringes inside the substrate were visually observed. Next, a 3-inch circle, which is a direct line of the substrate, is accurately drawn on the transparent sheet member 6 of about 0.1 mm placed on the substrate SA, and a quadrilateral (square) is in contact with the four points of the circle. And the intersection of the diagonal lines was determined as the position P1 of the center of the substrate and recorded on the sheet member 6. Then, the transparent sheet member 6 is overlaid on the substrate SA, fine adjustment is performed so that the 3 inch circle drawn on the sheet member 6 and the outer periphery of the substrate SA overlap, and the growth observed through the sheet member 6 Based on the stripe, the center position P2 of the growth stripe was measured and recorded on the sheet member 6. The distance between the center position P1 of the substrate SA and the center position P2 of the growth stripe was measured. In Example 1, the substrate was 45 mm from the interface inversion position. Example 2 was measured at 50 mm, Example 3 at 55 mm, Example 4 at 60 mm, Example 5 at 90 mm, Comparative Example 1 at 20 mm, and Comparative Example 2 at 30 mm. The results are shown in Table 1.

成長縞測定後、ポリッシュ加工し鏡面にしたSGGG単結晶基板を完成させた。   After measuring the growth stripes, a polished SGGG single crystal substrate was completed.

また、得られた70枚の基板については、X線トポグラフィーで撮影して観察される同心円状の成長縞中心における基板面内の中心からのずれを測定した。実施例1〜5及び比較例1〜2については、同一の基板を測定した。その結果を表1に記載した。その後、この基板を用いてRIG単結晶膜を液相エピタキシャル成法で育成した。この時の割れ不良を確認した。実施例1〜5及び比較例1〜2については、同一の基板にて育成した時の、基板の割れの不具合の結果を表1に記載した。なお、表1において、基板の割れの不具合があったものを「割れ」、基板の割れがなかったものを「良好」とした。   Further, regarding the obtained 70 substrates, the deviation from the center in the substrate plane at the center of the concentric growth stripes observed by X-ray topography was measured. About Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2, the same board | substrate was measured. The results are shown in Table 1. Thereafter, using this substrate, a RIG single crystal film was grown by a liquid phase epitaxial method. The crack defect at this time was confirmed. About Example 1-5 and Comparative Examples 1-2, the result of the malfunction of the crack of a board | substrate when it grew on the same board | substrate was described in Table 1. In Table 1, “cracking” indicates that there was a defect in substrate cracking, and “good” indicates that there was no substrate cracking.

以下、結果について説明する。表1より、X線トポグラフィーとエッチング加工後の成長縞の中心位置はほぼ同一であることが確認される。これにより、X線トポグラフィーに代えて、エッチング加工後の観察が可能であることが確認される。   Hereinafter, the results will be described. From Table 1, it is confirmed that the X-ray topography and the center position of the growth fringe after etching are almost the same. This confirms that observation after etching processing is possible instead of X-ray topography.

また、直胴部の位置が界面反転位置から40mm以上の位置の単結晶基板で、エッチング加工後に観察される同心円状の成長縞の中心が、SGGG単結晶基板面内の中心から8mm以内の領域の単結晶基板は、RIG単結晶膜の育成中、割れ不良の発生が無く良好であった。   In addition, the center of the concentric growth stripe observed after the etching process is a region within 8 mm from the center in the SGGG single crystal substrate surface, in which the position of the straight body portion is 40 mm or more from the interface inversion position. This single crystal substrate was good with no occurrence of defective cracking during the growth of the RIG single crystal film.

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。   The technical scope of the present invention is not limited to the aspects described in the above-described embodiments. One or more of the requirements described in the above embodiments and the like may be omitted. In addition, the requirements described in the above-described embodiments and the like can be combined as appropriate. In addition, as long as it is permitted by law, the disclosure of all documents cited in the above-described embodiments and the like is incorporated as a part of the description of the text.

C・・・非磁性ガーネット単結晶
1・・・肩部
2・・・直胴部
2b・・・有効部
S・・・非磁性ガーネット単結晶基板
P1・・・基板の中心位置
P2・・・成長縞の中心位置
Q1・・・成長縞
S4〜S10・・・非磁性ガーネット単結晶基板の製造方法
S5(S6〜S8)・・・非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法
C ... Nonmagnetic garnet single crystal 1 ... Shoulder 2 ... Straight body 2b ... Effective portion S ... Nonmagnetic garnet single crystal substrate P1 ... Center position P2 of substrate ... Growth fringe center position Q1 ... growth stripes S4-S10 ... nonmagnetic garnet single crystal substrate manufacturing method S5 (S6-S8) ... nonmagnetic garnet single crystal substrate evaluation method

Claims (9)

所定の厚みに分割した非磁性ガーネット単結晶の表面をエッチング加工することと、
前記エッチング加工した基板の成長縞を観察して、成長縞の中心の位置を測定することと、前記成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離に基づいて、基板の割れ易さを評価することと、を含む、非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法。
Etching the surface of the non-magnetic garnet single crystal divided into a predetermined thickness;
Observe the growth fringes of the etched substrate, measure the position of the center of the growth fringes, and evaluate the ease of cracking of the substrate based on the distance between the center position of the growth fringes and the center position of the substrate And a method for evaluating a non-magnetic garnet single crystal substrate.
前記成長縞の観察は、光で照明した前記エッチング加工した基板を目視で観察することにより行う、請求項1に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法。   The method for evaluating a non-magnetic garnet single crystal substrate according to claim 1, wherein the growth fringes are observed by visually observing the etched substrate illuminated with light. 前記エッチング加工のエッチング量は、1.5μm以上4μm以下である、請求項1または請求項2に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法。   The method for evaluating a nonmagnetic garnet single crystal substrate according to claim 1 or 2, wherein an etching amount in the etching process is 1.5 µm or more and 4 µm or less. 前記基板の割れ易さの評価は、前記成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mmを超える場合に、割れ易く不良であると評価し、前記基板の中心位置と成長縞の中心位置との距離が8mm以内の場合に、割れ難く良好であると評価する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法。   When the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate exceeds 8 mm, the evaluation of the ease of cracking of the substrate is evaluated as being easy to break and defective, and the center position of the substrate and the center of the growth stripe The method for evaluating a nonmagnetic garnet single crystal substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein when the distance to the position is within 8 mm, it is evaluated as being difficult to break and good. 前記基板の割れ易さの評価は、前記成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離、及び前記非磁性ガーネット単結晶の製造された際の界面反転位置からの距離に基づいて行う、請求項4に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法。   The evaluation of the fragility of the substrate is performed based on the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate, and the distance from the interface inversion position when the nonmagnetic garnet single crystal is manufactured. Item 5. A method for evaluating a non-magnetic garnet single crystal substrate according to Item 4. 前記基板の割れ易さの評価は、前記成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mmを超える場合に、割れ易く不良であると評価し、前記成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mm以内で且つ前記界面反転位置からの距離が40mm以上の場合に、割れ難く良好であると評価する、請求項5に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法。   The evaluation of the easiness of cracking of the substrate is evaluated as being easily broken and defective when the distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate exceeds 8 mm, and the center position of the growth stripe and the center of the substrate are evaluated. The method for evaluating a non-magnetic garnet single crystal substrate according to claim 5, wherein when the distance to the position is within 8 mm and the distance from the interface inversion position is 40 mm or more, it is evaluated as being hard to break and good. 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法を含む、非磁性ガーネット単結晶基板の製造方法。   The manufacturing method of a nonmagnetic garnet single crystal substrate including the evaluation method of the nonmagnetic garnet single crystal substrate as described in any one of Claims 1-6. 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の評価方法で得られた評価結果に基づいて、基板を選択することを含む、請求項8に記載の非磁性ガーネット単結晶基板の製造方法。   The nonmagnetic of Claim 8 including selecting a board | substrate based on the evaluation result obtained by the evaluation method of the nonmagnetic garnet single-crystal board | substrate as described in any one of Claims 1-6. A method of manufacturing a garnet single crystal substrate. 肩部と直胴部とを備える非磁性ガーネット単結晶の直胴部から製造された非磁性ガーネット単結晶基板であって、
界面反転位置から40mm以上の位置の前記直胴部から製造され、且つ成長縞の中心位置と基板の中心位置との距離が8mm以内である、非磁性ガーネット単結晶基板。
A nonmagnetic garnet single crystal substrate manufactured from a straight body of a nonmagnetic garnet single crystal having a shoulder and a straight body,
A non-magnetic garnet single crystal substrate manufactured from the straight body portion at a position 40 mm or more from the interface reversal position and having a distance between the center position of the growth stripe and the center position of the substrate within 8 mm.
JP2016186469A 2016-09-26 2016-09-26 Evaluation method of non-magnetic garnet single crystal substrate, production method of non-magnetic garnet single crystal substrate, and non-magnetic garnet single crystal substrate Pending JP2018052745A (en)

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