JP2915787B2

JP2915787B2 - 酸化物単結晶膜の製造方法及びその装置

Info

Publication number: JP2915787B2
Application number: JP6118093A
Authority: JP
Inventors: 伸征古久根; 和明山口; 昭治十川; 龍一大内; 竜生川口; 美能留今枝
Original assignee: NIPPON GAISHI KK
Current assignee: NIPPON GAISHI KK
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: EP0690152A3; EP0690152A2; US5603762A; DE69527583T2; DE69527583D1; EP0690152B1; JPH07315983A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液相エピタキシャル法
によって、良質の酸化物単結晶膜を量産するための方法
及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃) 単結
晶、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）単結晶が、オ
プトエレクトロニクス用材料として期待されている。ニ
オブ酸リチウム単結晶等からなる基板の上に、液相エピ
タキシャル法によってニオブ酸リチウム薄膜を得ること
が知られている。例えば、「Appl. Phys.Letters 」 Vo
l.26 No.1 (1975)の第８〜１０頁の記載によれば、タ
ンタル酸リチウム単結晶基板上に、液相エピタキシャル
法によって、ほぼ化学量論組成（Ｌｉ／Ｎｂ＝１）のニ
オブ酸リチウム単結晶薄膜を形成している。「J. App
l.phys. 」Vol. 70 No.5(1991) 第２５３６〜２５４
１頁の記載によれば、５モル％の酸化マグネシウムをド
ープしたニオブ酸リチウム基板上に、液相エピタキシャ
ル法により、溶融体のＬｉ₂Ｏ／Ｎｂ₂Ｏ₅比を変え
て、ニオブ酸リチウム単結晶薄膜を作製し、格子定数を
変化させている。「J. Cryst. Growth」 132(1993)第
４８頁〜第６０頁の記載によれば、５モル％の酸化マグ
ネシウムをドープしたニオブ酸リチウム基板上に、液相
エピタキシャル法により、ほぼ化学量論組成のニオブ酸
リチウム単結晶薄膜を形成している。特開平5-117096公
報の記載によれば、液相エピタキシャル法によって、組
成がＬｉ／Ｎｂ＝１のニオブ酸リチウム単結晶薄膜を形
成している。

【０００３】まず、液相エピタキシャル法における成膜
方法を、図１の温度スケジュールを参照しつつ、概略的
に説明する。まず、例えばニオブ酸リチウム（溶質）と
ＬｉＶＯ₃（溶融媒体）とを仕込んで混合する。この時
点では、混合物の温度は室温である。この混合物を炉内
で加熱し、メルト攪拌棒を挿入し、ルツボ内部の溶融体
を攪拌し、溶融させる（温度ｔ₁、時間ｈ₁〜ｈ₂に相
当する。）。この溶融体の飽和温度は、溶質と溶媒との
仕込み組成によって、決定される。この溶融体の温度を
ｔ₁から若干低下させ（時間ｈ₂〜ｈ₃）、飽和温度よ
りも高温ｔ₂で保持し、ニオブ酸リチウムとＬｉＶＯ₃
とを均一に溶融させる（時間ｈ₃〜ｈ₄）。次いで、溶
融体の温度を、飽和温度よりも低い温度ｔ₃まで冷却し
（時間ｈ₄〜ｈ₅）、溶融体を過冷却状態とする（時間
ｈ₅〜ｈ₆）。過冷却状態の溶融体に対して基板を接触
させ、ニオブ酸リチウム単結晶膜を液相エピタキシャル
成長させる。次いで、溶融体の温度を室温に降下させる
（時間ｈ₆〜ｈ ₇）。

【０００４】本発明者は、図２に模式的に示す従来の製
造装置を使用し、ニオブ酸リチウム単結晶膜の製造実験
を行った。即ち、炉１の壁面内にヒーター２を埋設し、
炉１内にルツボ１１を設置した。ルツボ１１中に溶融体
１２を入れ、ルツボ１１を台１３上に固定した。炉１の
上部に設けられた開口１７に回転軸５が挿通されてお
り、回転軸５の下端に、例えば白金製の保持部４を設
け、保持部４によってニオブ酸リチウム単結晶基板３を
保持した。モーター８を駆動することによって、歯車
７、６、回転軸５を介して、保持部４及び基板３を、矢
印Ａのように回転させることができる。歯車６、７及び
モーター８がアーム９上に取り付けられており、アーム
９の突起９ａが昇降機構１０に取り付けられている。ま
ず、材料の混合物をルツボ１１内に入れ、炉内で加熱す
ると共に、開口１７から攪拌用のシャフトを降下させ、
このシャフトの先端をルツボ１１内に挿入して回転さ
せ、シャフトによって材料を攪拌し、溶融させる（温度
ｔ₁）。次いで、この攪拌用のシャフトを引き上げて炉
１外へと取り出し、溶融体を過冷却状態とする一方、回
転軸５を徐々に降下させ、過冷却状態の溶融体に対して
基板３を接触させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者がこ
の製造プロセスを検討したところ、次の問題があること
が判明した。即ち、ニオブ酸リチウム単結晶基板３を溶
融体１２に接触させるには、室温の基板３を徐々に降下
させて、過冷却状態の溶融体１２に対して接触させる必
要がある。しかし、この段階で、ニオブ酸リチウム単結
晶基板３に割れが発生したり、あるいは単結晶膜の結晶
性が劣化することが多いことが判明した。

【０００６】本発明者は、この原因について検討し、次
の結論に至った。溶融体１２は、通常９００℃以上の高
温であるので、炉１内において、下方の方が温度が高い
という温度勾配が発生する。しかも、基板３がほぼ水平
状態であるので、基板３を降下させる際に、基板３の下
側面の方は熱放射によって温度が高くなりやすくなる。
特に、ニオブ酸リチウム単結晶基板等の酸化物単結晶基
板は、熱伝導性が低いので、基板３の上側面と下側面と
の間で比較的に大きな温度差が生じやすい。この結果、
基板３に、熱膨張差による割れが発生し易くなった。し
かも、ニオブ酸リチウム単結晶は強誘電性であるので、
この温度差によって焦電が発生し易く、この焦電によっ
て、割れが多く発生した。

【０００７】こうした基板３の割れを防止するために
は、基板３の降下速度を遅くすることによって、基板３
の上側面と下側面との間の温度差を小さくすることも考
えられる。しかし、基板３の降下時間を長くすると、単
結晶膜の形成に必要な時間が極端に長くなり、単結晶膜
の生産性が大きく低下した。しかも、基板３の降下速度
を顕著に遅くすると、割れは生じにくくはなったが、単
結晶膜の結晶性の劣化が生じていた。これも、前記した
熱膨張差及び焦電に起因するものと考えられる。そし
て、上記の問題は、酸化物単結晶基板を溶融体に接触さ
せた後、炉内を引き上げる場合にも、同様に発生した。

【０００８】本発明の課題は、液相エピタキシャル法に
よって酸化物単結晶基板上に酸化物単結晶膜を形成する
のに際して、基板の割れを防止することであり、酸化物
単結晶膜の生産性を高くすることであり、酸化物単結晶
膜の結晶性を向上させることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る製造方法
は、酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体に接触させ
てその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル成長させ、
溶融体を第一の炉の中に保持し、この第一の炉内で酸化
物単結晶基板を溶融体に接触させると共に、第一の炉と
分離された第二の炉内に酸化物単結晶基板を保持してこ
の酸化物単結晶基板の温度を調整するのに際して、酸化
物単結晶膜の付いた酸化物単結晶基板を第一の炉内から
第二の炉内へと移動させ、これと共に過冷却状態の溶融
体の温度を上昇させてこの溶融体を不飽和状態にし、次
いでこの溶融体の温度を低下させて溶融体を過冷却状態
にし、過冷却状態の溶融体に対して他の酸化物単結晶基
板を接触させて再び酸化物単結晶膜を形成し、再び第二
の炉内で酸化物単結晶基板の温度を調整する。あるい
は、１つの第一の炉に対して複数の第二の炉を準備し、
第一の炉内で酸化物単結晶基板を溶融体に接触させて酸
化物単結晶膜を形成している間に、一方の第二の炉内で
他の酸化物単結晶基板を加熱し、他方の第二の炉内で、
酸化物単結晶膜が形成された更に他の酸化物単結晶基板
を冷却する。あるいは、それぞれ溶融体を保持する複数
の第一の炉を使用し、各第一の炉内で酸化物単結晶基板
をそれぞれ各溶融体に接触させることにより、酸化物単
結晶基板に前記酸化物単結晶膜を順次積層する。

【００１０】また、本発明に係る酸化物単結晶膜の製造
装置は、酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体に接触
させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル成長さ
せるためのものであり、溶融体を保持し、酸化物単結晶
基板を過冷却状態の前記溶融体に接触させるための第一
の炉；酸化物単結晶基板を保持してこの酸化物単結晶基
板の温度を調整するための、第一の炉と分離された第二
の炉；及び、酸化物単結晶基板を第二の炉内と第一の炉
内との間で移動させるための移動装置を備えており、更
に、第一の炉と前記第二の炉を分離するための移動可能
な隔壁；および第一の炉と第二の炉とを相対的に移動さ
せるための駆動装置を備えており、隔壁によって第一の
炉と前記第二の炉とを分離した状態で基板の温度を調整
することができ、かつ隔壁を移動させると共に第一の炉
と第二の炉とを相対的に移動させることにより、第一の
炉と第二の炉とを連通させることができるように構成さ
れている。あるいは、第一の炉と第二の炉とを分離する
ための移動可能な隔壁；および第一の炉と第二の炉とを
相対的に移動させるための駆動装置を備えており、隔壁
によって第一の炉と第二の炉とを分離した状態で基板の
温度を調整することができ、かつ隔壁を移動させると共
に第一の炉と第二の炉とを相対的に移動させることによ
り、第二の炉の内側に第一の炉を収容すると共に基板を
第一の炉内に移動させることができるように構成されて
いることを特徴とする。あるいは、溶融体をルツボ内に
保持した状態でこのルツボを回転させることにより溶融
体を攪拌できるように構成されている。あるいは、第一
の炉内で基板を溶融体に接触させて酸化物単結晶膜を形
成している間に、一方の第二の炉内で他の基板を加熱
し、他方の第二の炉内で、酸化物単結晶膜が形成された
更に他の基板を冷却することができるように構成されて
いる。あるいは、各第一の炉内で基板をそれぞれ各溶融
体に接触させることにより、基板に酸化物単結晶膜を順
次積層することができるように構成されている。

【００１１】本発明によれば、第一の炉とは別個に第二
の炉を設け、この第二の炉内で酸化物単結晶基板の温度
を調整している。従来は、炉内において、高温の溶融体
と室温との間で、酸化物単結晶基板を降下させていた
が、本発明によれば、第一の炉内の溶融体と酸化物単結
晶基板が接触する前後に、基板を別個の炉内に入れて基
板の温度を調整できる。従って、前記したような基板の
各部分の温度差が生じにくいので、基板の割れを防止す
ることができ、酸化物単結晶膜の結晶性を向上させるこ
ともできる。しかも、第二の炉内においては、基板内部
の温度差がほとんど生じないので、基板の昇温速度、降
温速度を従来より著しく大きくしても、基板に割れ等は
生じない。従って、酸化物単結晶膜の生産性を高くする
ことができる。

【００１２】本発明においては、第二の炉内で酸化物単
結晶基板を加熱し、次いで、酸化物単結晶基板を第一の
炉内へと移動させることができる。この場合には、第一
の炉内へと基板を入れる前に、予め基板を加熱してその
温度を調整しておくので、第一の炉内で基板を移動、特
に降下させる際に、基板内部に温度差が生じにくい。こ
の目的で、更に、溶融体の温度と基板の温度との温度差
を、２００℃以下とすることが好ましく、１００℃以下
とすることが更に好ましい。この場合において、第二の
炉内で酸化物単結晶基板を加熱し、次いで第一の炉と第
二の炉とを連通させ、この後で酸化物単結晶基板を第一
の炉内へと移動させることができる。これにより、酸化
物単結晶基板を第一及び第二の炉の外へと一度出して移
動させる場合に比べて、酸化物単結晶基板に対して熱衝
撃が加わりにくく、単結晶膜の結晶性の劣化が生じにく
い。

【００１３】また、本発明においては、第一の炉内で酸
化物単結晶基板を溶融体に接触させ、次いでこの酸化物
単結晶基板を第二の炉内へと移動させ、この第二の炉内
で酸化物単結晶基板を冷却することが好ましい。この場
合には、第一の炉内から一旦高温の第二の炉内に基板を
入れるので、第一の炉内では基板にほとんど温度差が生
じない。この場合において、第一の炉内で酸化物単結晶
基板を溶融体に接触させ、次いで第一の炉と第二の炉と
を連通させ、この後で酸化物単結晶基板を第二の炉内へ
と移動させることができる。これにより、上記と同様の
効果が得られる。

【００１４】酸化物単結晶基板の主面を溶融体に接触さ
せることにより、この主面に酸化物単結晶膜を形成す
る、いわゆる水平ディッピング法の場合には、基板がほ
ぼ水平に保持されており、溶融体側からの熱気が基板自
体によって遮断されるので、基板の上側面と下側面との
間の温度差が、特に大きくなりやすい。従って、本発明
は、こうした方法に対して特に有用である。ただし、他
の形態の保持方法を採用した場合にも、本発明の前記基
本的効果を奏することができる。

【００１５】本発明において、不飽和状態の溶融体を第
一の炉内に保持し、溶融体の温度を低下させて溶融体を
過冷却状態にし、過冷却状態の溶融体に対して酸化物単
結晶基板を接触させて酸化物単結晶膜を形成し、この酸
化物単結晶基板を第一の炉内から第二の炉内へと移動さ
せ、これと共に溶融体の温度を上昇させてこの溶融体を
不飽和状態にし、次いでこの溶融体の温度を低下させて
溶融体を過冷却状態にし、過冷却状態の溶融体に対して
他の酸化物単結晶基板を接触させて再び前記酸化物単結
晶膜を形成することができる。

【００１６】このように、溶融体の温度を、不飽和状態
と過冷却状態との間で連続的に変更させることにより、
溶融体の温度を室温にまで降下させる必要がなくなるの
で、酸化物単結晶膜の量産が一層容易になる。

【００１７】本発明においては、特に第一の炉内に溶融
体を配置し、液相エピタキシャル成長を実施しているの
で、第一の炉における膜の生産効率が、全体の膜の生産
効率の上限となる。従って、１つの第一の炉に対して複
数の第二の炉を準備し、第一の炉内で酸化物単結晶膜を
形成している間に、一方の第二の炉内で他の酸化物単結
晶基板を加熱し、他方の第二の炉内で、酸化物単結晶膜
が形成された更に他の酸化物単結晶基板を冷却すること
が好ましい。これにより、第一の炉の休止時間を著しく
短縮することができる。

【００１８】本発明において、それぞれ溶融体を保持す
る複数の第一の炉を使用し、各第一の炉内で酸化物単結
晶基板をそれぞれ各溶融体に接触させることにより、酸
化物単結晶基板に酸化物単結晶膜を順次積層することが
できる。この場合には、酸化物単結晶膜の積層体を容易
に量産することが可能になる。

【００１９】特に、各第一の炉内にある溶融体が同一種
であれば、厚さが大きい酸化物単結晶膜を容易に生産す
ることができる。また、各第一の炉内にある溶融体が互
いに相異なる場合には、相異なる酸化物単結晶膜を、基
板上に順次に形成することができる。

【００２０】本発明において、第二の炉が、長さ方向に
所定の温度スケジュールを有するトンネル炉であり、こ
のトンネル炉内において酸化物単結晶基板を搬送しつつ
その温度を調整し、各第一の炉内で酸化物単結晶基板を
それぞれ各溶融体に接触させることができる。これによ
り、第一の炉の休止時間を最大限に短縮することができ
る。更に、１つのトンネル炉に複数の第一の炉を連結す
ることにより、酸化物単結晶膜の積層体を容易に量産す
ることができる。

【００２１】酸化物単結晶基板が強誘電体からなる場合
には、更に焦電の影響が大きいので、本発明による効果
が、より一層顕著である。

【００２２】本発明において、隔壁を移動させるのと共
に前記第一の炉と前記第二の炉とを相対的に移動させる
ことにより、この第二の炉の内側に第一の炉を収容する
と共に基板をこの第一の炉内に移動させることができる
ように構成することができる。この場合の効果を説明す
る。基板を第一の炉内に入れる場合に、第二の炉内と第
一の炉内とを連通させるのに比較して、第二の炉の内側
に第一の炉を収容すると、このときの炉全体の寸法を小
さくすることができ、コンパクトにすることができる。

【００２３】しかも、炉の全体を小さくすることによ
り、基板を回転軸で保持して第一の炉内へと降下させる
際に、回転軸を短くすることができる。基板を溶融体に
接触させて単結晶膜を形成した後、基板を高速度で回転
させて基板に付着した溶融体を振り切る工程が必要であ
るが、この回転速度は毎分数百回転の高速なので、回転
軸が短い方が、回転状態が安定し、回転軸のぶれが生じ
にくい。

【００２４】また、従来は、溶融体の材料の混合物をル
ツボ内で溶融させる際には、この材料をルツボ内に入
れ、上から攪拌用のシャフトを挿入し、このシャフトに
よって材料を攪拌し、次いでこのシャフトを炉の外へと
出していた。しかし、溶融体をルツボ内に保持した状態
でこのルツボを回転させることにより溶融体を攪拌でき
るように構成することにより、こうした攪拌用のシャフ
トの挿入、排出といった一連の工程が不必要になるの
で、生産性がより一層向上する。

【００２５】以下、図面を参照しつつ、更に具体的な実
施例について述べる。図３〜図６は，本発明の実施例に
係る製造装置を概略的に示す模式図であり、本発明の各
工程に対応している。また、図７は、この製造装置を稼
働させる際の好ましいタイミングチャートを示すグラフ
である。

【００２６】まず、図３に示すように、第一の炉２１と
第二の炉２４とが別体として設けられている。第一の炉
２１の壁面内にヒーター２２を埋設し、第一の炉２１内
にルツボ１１を設置した。ルツボ１１中に溶融体１２を
入れ、ルツボ１１を台１３上に固定した。モーター１６
を駆動することによって、歯車１５、１４を介して、台
１３を回転させることができ、これによってルツボ内を
攪拌する。

【００２７】第一の炉２１の上に第二の炉２４が設けら
れており、第一の炉２１の内部２６と第二の炉２４の内
部２７とが、遮蔽板２３によって分離されている。第二
の炉２４の壁面の内部にヒーター２５が埋設されてお
り、第二の炉２４の上部に設けられた貫通孔に、回転軸
５が挿通されている。回転軸５の下端に、例えば白金製
の保持部４を設け、保持部４によって酸化物単結晶基板
３を保持する。モーター８を駆動することによって、歯
車７、６、回転軸５を介して、保持部４及び基板３を、
矢印Ａのように回転させることができる。第二の炉の移
動装置においては、歯車６、７及びモーター８がアーム
９上に取り付けられており、アーム９の突起９ａが昇降
機構、例えば送りネジ１０に取り付けられている。

【００２８】第二の炉２４が昇降子２８に取り付けられ
ており、昇降子２８が送りネジ３２に取り付けられてい
る。モーター３１を駆動させることによって、歯車３
０、２９及び送りネジ３２を回転させ、昇降子２８を昇
降させうるように構成されている。

【００２９】まず、ルツボ１１内に所定の材料を投入
し、図７の温度スケジュールにおいて、第一の炉２１内
の温度をＴ₂まで上昇させ、溶融体を生成させる（時間
Ｈ₁に相当する。）。この状態で、時間Ｈ₂まで保持す
る。次いで、温度Ｔ ₃まで、溶融体の温度を低下させ
（時間Ｈ₂〜Ｈ₃に相当する。）、次いで、この温度Ｔ
₃に保持する。

【００３０】次いで、溶融体の温度をＴ₄に低下させ、
溶融体の液相の部分を、過冷却状態にする（時間Ｈ₄〜
Ｈ₅に相当する。）。この温度Ｔ₄は、実はこの溶融体
の仕込み組成に対応する飽和温度よりも若干低い温度で
あり、この温度Ｔ ₄に一定時間保持することにより、溶
融体中に固相を析出させ、固相と液相とを共存させる。
この工程を実施することにより、液相の部分の性質、特
に粘度が、一定の状態に自動的に保持される。

【００３１】この一方、第二の炉２４内において、酸化
物単結晶基板３を加熱し、その温度をＴ₁にまで上昇さ
せる（時間Ｈ₆に相当する。）。この際、注目すべきこ
とに、第二の炉２４の内部２７においては、温度分布は
ほぼ均一であり、従来の第一の炉において見られたよう
な垂直方向の温度勾配は、存在していない。従って、第
二の炉２４内の酸化物単結晶基板３には温度差が発生し
ない。しかも、基板３は、内部の温度差による割れ等に
は非常に弱いが、単なる熱衝撃に対しては耐久性がある
ので、温度上昇速度を大きくしても、基板３にはほとん
ど悪影響は生じない。

【００３２】次いで、図４に示すように、遮蔽板２３を
移動させ、第二の炉２４と第一の炉２１との内部を連通
させる。そして、図５に示すように、基板３を、矢印Ａ
のように回転させながら、降下させる。時間Ｈ₇に達し
た段階で、溶融体の温度を、Ｔ₄から更に下げる。この
低下温度が過冷却度であるが、好ましくは５〜２０℃で
ある。これと共に、基板を、溶融体１２の液面１２ａに
接触させる。そして、時間Ｈ₈において基板３を引き上
げ、図６に示すように、再び第二の炉２４の内部に移動
させ、遮蔽板２３を移動させて、第二の炉２４の内部と
第一の炉２１の内部とを分離する。また、溶融体の温度
をＴ₅にまで上昇させ（時間Ｈ₈〜Ｈ₉に相当す
る。）、温度Ｔ₅に保持する（時間Ｈ₉〜Ｈ₁₀に相当す
る。）。第二の炉２４から、処理済みの基板３Ａを取り
出す。この後、時間Ｈ_{1 1}〜Ｈ_{1 3}にわたって、２枚目
の基板３について、上記と同様の操作を繰り返す。

【００３３】ここで、溶融体の温度をＴ₄に保持して固
相を析出させるが、このときの液相の状態は、Ｔ₄に対
応して一定に定まる。これは、多数の基板を連続的に処
理した後も同じである。従って、多数の基板を処理する
ときに、過冷却状態の液相の状態が一定になるので、一
定品質の単結晶膜を連続的に多数形成することができ
る。

【００３４】図８は、他の装置を概略的に示す模式図で
ある。なお、図８〜図１１においては、図３〜図６に示
した各部材を更に簡略化して表現した。図８において
は、１つの第一の炉２１に対して複数の第二の炉２４
Ａ、２４Ｂ及び２４Ｃを準備した。このうち、第二の炉
２４Ｂの内部を第一の炉２１の内部と連通させ、第一の
炉２１内で酸化物単結晶基板３を溶融体１２に接触させ
て酸化物単結晶膜を形成する。

【００３５】この間に、一方の第二の炉２４Ａ内で他の
酸化物単結晶基板３を加熱し、他方の第二の炉２４Ｃ内
で、酸化物単結晶膜が形成された更に他の酸化物単結晶
基板３Ａを冷却している。基板の冷却が終了した第二の
炉２４Ｃを次の工程に送る。第二の炉２４Ｂ内の酸化物
単結晶基板３について、膜の形成が終了すると、第二の
炉２４Ｂを矢印Ｄのように移動させ、基板３Ａを冷却す
る。これと共に、基板３の加熱が終了した第二の炉２４
Ａを矢印Ｃのように第一の炉２１上に移動させ、前記し
た手順で、第一の炉２１の内部と第二の炉２４Ａとを一
体化させる。

【００３６】図９に示す製造装置においては、複数の第
一の炉２１Ａ、２１Ｂが、それぞれ溶融体１２Ａ、１２
Ｂを保持している。そして、まず第二の炉２４と第一の
炉２１Ａとについて、前記した手順に基づいて操作し、
基板３に、溶融体１２Ａの単結晶膜を形成する。次い
で、第二の炉２４を矢印Ｅのように移動させ、図１０に
示すように、第二の炉２４を第一の炉２１Ｂの上に配置
し、膜が形成された後の基板３Ａに、再び酸化物単結晶
膜を形成する。

【００３７】図１１に示す実施例においては、第二の炉
が、長さ方向に所定の温度スケジュールを有するトンネ
ル炉３１である。トンネル炉３１内において、回転軸５
Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ等を設置し、各回転
軸にそれぞれ、未処理の酸化物単結晶基板３、単結晶膜
の形成された基板３Ａ、単結晶膜が積層された基板３Ｂ
を保持し、矢印Ｈ方向へと向かって、順次連続的に搬送
できるように構成されている。この結果、トンネル炉３
１の内部において、各酸化物単結晶基板を搬送しつつそ
の温度を調整することができる。

【００３８】トンネル炉３１の下側に，複数の第一の炉
２１Ａ、２１Ｂが設置されており、各第一の炉２１Ａ、
２１Ｂに、それぞれ溶融体１２Ａ、１２Ｂが保持されて
いる。隔壁２３Ａ、２３Ｂが、それぞれトンネル炉３１
と各第一の炉２１Ａ、２１Ｂとの間で矢印Ｆ方向、矢印
Ｇ方向に移動できるようになっており、これらの各隔壁
によって、トンネル炉３１と各第一の炉２１Ａ、２１Ｂ
との間を、分離させ、または連通させることができる。

【００３９】前記した手順に従い、回転軸５Ｂ、５Ｅに
よって保持した各基板３、３Ａを、矢印Ｉ、Ｊのように
降下させ、各第一の炉２１Ａ、２１Ｂの中に入れ、各溶
融体１２Ａ、１２Ｂと接触させ、各酸化物単結晶膜を形
成し、次いで、再び各回転軸５Ｂ、５Ｅを上昇させ、各
遮蔽板２３Ａ、２３Ｂを閉鎖する。

【００４０】図１２及び図１３は、第二の炉の内側に第
一の炉を収容すると共に基板をこの第一の炉内に移動さ
せることができるような製造装置を図式的に示す模式図
である。図３〜図６に示す各部材と同じ構成部材には、
同じ符号を付しており、その説明は省略することがあ
る。

【００４１】図１２に示すように、第一の炉２１と第二
の炉３３とが別体として設けられている。第一の炉２１
の上に第二の炉３３が設けられており、第一の炉２１の
水平方向寸法よりも、第二の炉３３の水平方向寸法の方
が、大きくなっている。第一の炉２１の内部２６が、遮
蔽板３８によって外部から遮断されており、第二の炉３
３の内部３４が、遮蔽板３７によって外部から遮断され
ている。

【００４２】第二の炉３３の壁面の内部にヒーター２５
が埋設されており、第二の炉３３の上部に設けられた貫
通孔に、回転軸５Ａが挿通されている。第二の炉３３内
の上側壁面に、筒状の区分板３５を取り付け、区分板３
５の内部３６に、回転軸５Ａ、保持部４及び基板３が収
容されている。

【００４３】まず、ルツボ１１内に所定の材料を投入
し、ルツボ１１を矢印Ｂのように回転させつつ、溶融体
を生成させる。溶融体の温度スケジュールは、図３〜図
６に示す製造装置における温度スケジュールと同様であ
る。第二の炉３３内の空間３６において、酸化物単結晶
基板３を加熱する。次いで、遮蔽板３７及び３８を、図
示しない駆動装置によって移動させ、炉２１及び３３を
開ける。そして、第二の炉３３を下降させ、第一の炉の
方の内側シャッター（図示していない。）を開き、第二
の炉３３内に第一の炉２１を収容する。内側シャッター
は必ずしも必要ない。これと同時に、区分板３５が第一
の炉２１の内部に入る。

【００４４】図１３に示す予定位置まで第二の炉を下降
させた後、回転軸５Ａを、回転させながら下降させ、基
板３を溶融体１２に接触させる。この際、回転軸５Ａの
長さは、図３〜図６に示すような製造装置における回転
軸５よりも、短くすることができる。単結晶膜の形成が
終了した後、第二の炉を上昇させ、第一の炉側の内側シ
ャッターを直ちに閉じ、第二の炉を予定位置まで上昇さ
せ、遮蔽板３７及び３８を開始位置まで戻し、各炉２１
と３３とを分離する。

【００４５】強誘電性の基板として、電気光学単結晶基
板を使用することが、特に好適である。電気光学単結晶
基板は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）単結晶、タ
ンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ₃）単結晶、ＬｉＮｂ_x
Ｔａ_1-xＯ₃単結晶（０＜ｘ＜１）からなる群より選ば
れた一種類以上の単結晶によって形成することが好まし
く、ニオブ酸リチウム単結晶から形成することが更に好
ましい。

【００４６】この場合には、溶融媒体は、ＬｉＶＯ₃と
ＬｉＢＯ₂とからなる群より選ばれた１種以上の溶融媒
体とすることが好ましい。この溶融媒体を採用した場合
には、溶融体の仕込み組成は、溶質１０ｍｏｌ％─溶媒
９０ｍｏｌ％〜溶質６０ｍｏｌ％─溶媒４０ｍｏｌ％と
することが好ましい。

【００４７】溶質の割合が１０ｍｏｌ％よりも小さい場
合には、溶質─溶融媒体の擬二元系の相図において、液
相線の傾きが急になりすぎ、膜成長による溶融体の濃度
変化が大きくなり、成膜条件を安定して保つのが困難に
なる．溶質の割合が６０ｍｏｌ％よりも大きい場合に
は、飽和温度が高くなるため、成膜温度が高くなりすぎ
て結晶性の良い単結晶膜を作製するのが困難になる．

【００４８】また、本発明において、特に、ニオブ酸リ
チウム単結晶基板の上に、まずタンタル酸リチウム単結
晶膜を形成し、この上にニオブ酸リチウム単結晶膜を形
成することが好ましい。こうした素子自体としては、特
開平２─２５９６０８号公報に記載がある。即ち、ニオ
ブ酸リチウム単結晶基板の上にタンタル酸リチウム単結
晶膜を形成して得た基板は、タンタル酸リチウム基板よ
りも、熱膨張性、強度等の点で優れている。

【００４９】また、特開平２─８８４３０号公報に記載
されているように、酸化イットリウム、酸化ガドリニウ
ム、酸化ビスマス、酸化鉄、酸化鉛、酸化ボロン等を混
合し、加熱及び溶解させて得た溶融体から、カルシウ
ム、マグネシウム、ジルコニウム置換ガドリニウム─ガ
リウム─ガーネット単結晶基板上に、磁性ガーネット単
結晶膜を液相エピタキシャル法によって形成する方法及
び装置に対して、本発明を適用することも好ましい。

【００５０】以下、実験結果について述べる。（実施例１）酸化物単結晶基板として、ニオブ酸リチウ
ム単結晶基板を使用した。この例では、図３〜６に示し
た製造装置を使用し、図７に示した温度スケジュールを
使用した。

【００５１】ＬｉＮｂＯ₃─ＬｉＶＯ₃擬二元系におい
て、溶融体の仕込み組成を、４０ｍｏｌ％ＬｉＮｂＯ₃
─６０ｍｏｌ％ＬｉＶＯ₃とし、図７の温度スケジュー
ルに従って、液相エピタキシャル法を実施した。溶融体
を、十分に高い温度Ｔ₂（１１００°Ｃ）で２時間攪拌
し、十分均一な液相の状態とした。

【００５２】その後、溶融体をＴ₃９５０℃前後に冷却
した後、２時間保持し、その後、溶融体３の温度を、Ｔ
₄９２０℃前後まで冷却し、２時間保持した。次いで、
９１５℃まで冷却すると共に、基板３を溶融体の液面に
接触させた。この状態で３０分間保持し、液相エピタキ
シャル成長させた。この時、約３０μｍのＬｉＮｂＯ₃
膜が液相エピタキシャル成長した。次いで、１５分間か
けて溶融体の温度をＴ₅１０００℃まで上昇させ、１０
００℃で２時間保持した。

【００５３】一方、基板３については、第二の炉２４内
に基板３を投入し、室温から９２０℃まで温度を上昇さ
せ、前記したように３０分間基板を溶融体に接触させ、
直ちに基板を第二の炉内に戻し、温度を室温にまで降下
させた。第二の炉から基板を取り出し、基板３の割れの
有無を確認するのと共に、ニオブ酸リチウム単結晶膜の
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅を測定した。

【００５４】Ｘ線ロッキングカーブの半値幅について説
明する。単結晶基板及び単結晶膜の結晶性は、Ｘ線ロッ
キングカーブの半値幅によって評価することができる。
この半値幅が小さいほど、単結晶の結晶性が良好である
と判断できる。この値の絶対値そのものは、Ｘ線測定装
置において使用する基準結晶等によって変動するので、
絶対値を特定することはできない。

【００５５】しかし、液相エピタキシャル法により作製
される単結晶薄膜の結晶性は、単結晶基板の結晶性の影
響を強く受ける。従って、作製した単結晶膜の結晶性の
優劣を判断するには、使用した基板のＸ線ロッキングカ
ーブの半値幅を基準にしなければならない。特に、光学
グレードの単結晶基板は、現在引き上げ法によって作成
されているので、単結晶膜のＸ線ロッキングカーブの半
値幅が、光学グレードの単結晶基板のそれよりも小さい
ことが好ましい。

【００５６】本発明者が使用した光学グレードのニオブ
酸リチウム単結晶基板のＸ線ロッキングカーブの半値幅
は、いずれも６．８〜６．９〔arc sec 〕であったの
で、これをニオブ酸リチウム単結晶基板の結晶性の基準
とした。この半値幅の測定は、二結晶法により、（００
12）面の反射を用いて行った。入射Ｘ線としてはＣｕＫ
α１を使用し、モノクロメータとしては、ＧａＡｓ単結
晶の（４２２）面を用いた。

【００５７】この結果、基板３を第二の炉２１内に入
れ、９２０℃に温度を上昇させ、溶融体に３０分間接触
させ、次いで第二の炉内で室温にまで温度を降下させる
１サイクルの時間が、合計４時間の場合には、基板の割
れは生じず、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は５．８
〔arc sec 〕であった。前記１サイクルの時間が５時間
の場合には、基板の割れは生じず、Ｘ線ロッキングカー
ブの半値幅は５．７〔arc sec 〕であった。前記１サイ
クルの時間が６時間の場合には、基板の割れは生じず、
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は５．５〔arc sec 〕で
あった。

【００５８】（比較例１）一方、図１、図２に示す温度
スケジュール及び装置を使用して、ニオブ酸リチウム単
結晶膜を形成した。室温の基板３を第一の炉内に入れ、
第一の炉内を徐々に降下させ、９２０℃の溶融体に３０
分間接触させ、次いで基板を第一の炉内で徐々に上昇さ
せ、室温の炉外へと取り出すまでの１サイクルの時間
が、合計１５時間の場合には、基板の割れがあり、また
単結晶膜のＸ線ロッキングカーブの半値幅は６．９〔ar
c sec 〕であった。前記１サイクルの時間が、合計２０
時間の場合には、基板の割れはないが、単結晶膜のＸ線
ロッキングカーブの半値幅は６．３〔arc sec 〕であっ
た。

【００５９】このように、本発明によれば、ニオブ酸リ
チウム単結晶基板に割れが生じず、単結晶膜の結晶性も
高くなり、しかも、１枚の基板ニオブ酸リチウム所定の
単結晶膜を形成するために必要な時間が著しく短縮され
る。

【００６０】（実施例２）実施例１と同様の実験を行っ
た。ただし、酸化テルビウム、酸化ビスマス、酸化鉄、
酸化鉛、酸化ボロンを混合し、加熱及び溶解させて得た
溶融体から、カルシウム、マグネシウム、ジルコニウム
置換ガドリニウム─ガリウム─ガーネット単結晶基板上
に、磁性ガーネット単結晶膜を液相エピタキシャル法に
よって形成した。

【００６１】溶融体を、十分に高い温度Ｔ₂（１０００
°Ｃ）で２時間攪拌し、十分均一な液相の状態とした。
次いで、７５０℃まで冷却すると共に、基板３を溶融体
の液面に接触させた。この状態で６０分間保持し、液相
エピタキシャル成長させた。次いで、３０分間かけて溶
融体の温度をＴ₅８００℃まで上昇させ、８００℃で２
時間保持した。

【００６２】

【化１】Ｔｂ_2.6Ｂｉ_0.4Ｆｅ₅Ｏ₁₂ の組成の膜が約１００μｍ成長した。

【００６３】一方、基板３については、第二の炉２４内
に基板３を投入し、室温から７５０℃まで温度を上昇さ
せ、前記したように６０分間基板を溶融体に接触させ、
直ちに基板を第二の炉内に戻し、温度を室温にまで降下
させた。第二の炉から基板を取り出し、基板３の割れの
有無を確認するのと共に、単結晶膜のＸ線ロッキングカ
ーブの半値幅を測定した。

【００６４】この半値幅の測定は、五結晶法により、
（８８８）面の反射を用いて行った。入射Ｘ線としては
ＣｕＫα１を使用し、モノクロメータとしては、Ｇｅ単
結晶の（４４０）面を用いた。

【００６５】本発明者が使用した光学グレードのカルシ
ウム、マグネシウム、ジルコニウム置換ガドリニウムガ
リウムガーネット単結晶基板のＸ線ロッキングカーブの
半値幅は、いずれも１２．１〜１２．４〔arc sec 〕で
あったので、これを単結晶基板の結晶性の基準とした。

【００６６】この結果、基板３を第二の炉２１内に入
れ、７５０℃に温度を上昇させ、溶融体に３０分間接触
させ、次いで第二の炉内で室温にまで温度を降下させる
１サイクルの時間が、合計４時間の場合には、基板の割
れは生じず、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は１０．５
〔arc sec 〕であった。前記１サイクルの時間が５時間
の場合には、基板の割れは生じず、Ｘ線ロッキングカー
ブの半値幅は１０．７〔arc sec 〕であった。前記１サ
イクルの時間が６時間の場合には、基板の割れは生じ
ず、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は１１．０〔arc se
c 〕であった。

【００６７】（比較例２）一方、図１、図２に示す温度
スケジュール及び装置を使用して、実施例２と同様の単
結晶膜を形成した。室温の基板３を第一の炉内に入れ、
第一の炉内を徐々に降下させ、７５０℃の溶融体に３０
分間接触させ、次いで基板を第一の炉内で徐々に上昇さ
せ、室温の炉外へと取り出すまでの１サイクルの時間
が、合計１０時間の場合には、基板の割れがあり、また
単結晶膜のＸ線ロッキングカーブの半値幅は１１．８
〔arc sec 〕であった。前記１サイクルの時間が、合計
１５時間の場合には、基板の割れはないが、単結晶膜の
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は１１．３〔arc sec 〕
であった。

【００６８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液
相エピタキシャル法によって酸化物単結晶基板上に酸化
物単結晶膜を形成するのに際して、基板の割れを防止す
ることができ、酸化物単結晶膜の生産性を高くすること
ができ、酸化物単結晶膜の結晶性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液相エピタキシャル法における温度スケ
ジュールを概略的に示すグラフである。

【図２】第一の炉１内で液相エピタキシャル法を実施す
るための従来の製造装置を概略的に示す模式図である。

【図３】本発明の実施例に係る製造装置において、第一
の炉２１内と第二の炉２４内とが分離されている状態
を、概略的に示す模式図である。

【図４】本発明の実施例に係る製造装置において、遮蔽
板２３を開いて第一の炉２１内と第二の炉２４内とを連
通させた状態を、概略的に示す模式図である。

【図５】本発明の実施例に係る製造装置において、酸化
物単結晶基板３を溶融体１２に接触させた状態を、概略
的に示す模式図である。

【図６】本発明の実施例に係る製造装置において、単結
晶膜を形成した酸化物単結晶基板３Ａを第二の炉２４内
に引き上げた状態を、概略的に示す模式図である。

【図７】図３〜図６の製造装置において、第二の炉２４
及び第一の炉２１における温度スケジュールの好適例を
示すグラフである。

【図８】本発明の他の実施例に係る製造装置を概略的に
示す模式図である。

【図９】本発明の更に他の実施例に係る製造装置を概略
的に示す模式図である。

【図１０】図９の製造装置において、第二の炉２４を第
一の炉２１Ｂ上に移動させた状態を概略的に示す模式図
である。

【図１１】第二の炉としてトンネル炉を使用した実施例
の製造装置を示す模式図である。

【図１２】第二の炉３３内に第一の炉２１を収容できる
ように構成された製造装置を図式的に示す模式図であ
る。

【図１３】図１２の製造装置において、第二の炉を降下
させた状態を図式的に示す模式図である。

【符号の説明】

３酸化物単結晶基板３Ａ単結晶膜が形成された
酸化物単結晶基板３Ｂ単結晶膜が積層して形成さ
れた酸化物単結晶基板４酸化物単結晶基板の保持
部５回転軸１１ルツボ１２、１２Ａ、
１２Ｂ溶融体２１、２１Ａ、２１Ｂ第一の炉
２３遮蔽板２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、３
１、３３第二の炉２６第一の炉の内部２７、３４第二の炉の内部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大内龍一愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内 (72)発明者川口竜生愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内 (72)発明者今枝美能留愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内 (56)参考文献特開平６−56573（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−15218（ＪＰ，Ａ) 実開平３−115668（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−190120（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C30B 19/00 - 19/12 C30B 28/00 - 35/00 H01L 21/208 H01L 21/368

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体に
接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル成
長させる製造方法であって、第一の炉と、この第一の炉と分離された第二の炉とを使
用し、不飽和状態の前記溶融体を第一の炉の中に保持
し、この溶融体の温度を低下させて溶融体を過冷却状態
にし、前記第一の炉内で過冷却状態の前記溶融体に対し
て前記酸化物単結晶基板を接触させて前記酸化物単結晶
膜を形成し、この酸化物単結晶基板を前記第一の炉内か
ら前記第二の炉内へと移動させ、これと共に前記溶融体
の温度を上昇させてこの溶融体を不飽和状態にし、次い
でこの溶融体の温度を低下させて溶融体を過冷却状態に
し、過冷却状態の溶融体に対して他の酸化物単結晶基板
を接触させて再び前記酸化物単結晶膜を形成し、前記第
二の炉内で前記の各酸化物単結晶基板の温度を調整する
ことを特徴とする、酸化物単結晶膜の製造方法。
【請求項２】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体に
接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル成
長させる製造方法であって、少なくとも１つの第一の炉と、第一の炉と分離された複
数の第二の炉とを準備し、この際１つの前記第一の炉に
対して複数の前記第二の炉を準備し、前記溶融体を第一
の炉の中に保持し、この第一の炉内で前記酸化物単結晶
基板を前記溶融体に接触させて前記酸化物単結晶膜を形
成している間に、前記第二の炉内で他の前記酸化物単結
晶基板を加熱し、他の第二の炉内で、酸化物単結晶膜が
形成された更に他の前記酸化物単結晶基板を冷却するこ
とを特徴とする、酸化物単結晶膜の製造方法。
【請求項３】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体に
接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル成
長させる製造方法であって、それぞれ前記溶融体を保持する複数の第一の炉と、前記
第一の炉と分離された第二の炉を使用し、各第一の炉内
で前記酸化物単結晶基板をそれぞれ前記各溶融体に接触
させることにより、前記酸化物単結晶基板に前記酸化物
単結晶膜を順次積層し、前記第二の炉内で前記酸化物単
結晶基板の温度を調整することを特徴とする、酸化物単
結晶膜の製造方法。
【請求項４】前記第二の炉が、長さ方向に所定の温度ス
ケジュールを有するトンネル炉であり、このトンネル炉
内において前記酸化物単結晶基板を搬送しつつその温度
を調整し、各第一の炉内で前記酸化物単結晶基板をそれ
ぞれ前記各溶融体に接触させることを特徴とする、請求
項３記載の酸化物単結晶膜の製造方法。
【請求項５】前記第二の炉内で前記酸化物単結晶基板を
加熱し、次いでこの酸化物単結晶基板を前記第二の炉内から前記
第一の炉内へと移動させ、この第一の炉内で前記酸化物
単結晶基板を前記溶融体に接触させることを特徴とす
る、請求項１−４のいずれか一つの請求項に記載の酸化
物単結晶膜の製造方法。
【請求項６】前記第一の炉内で前記酸化物単結晶基板を
前記溶融体に接触させ、次いでこの酸化物単結晶基板を
前記第一の炉内から前記第二の炉内へと移動させ、この
第二の炉内で前記酸化物単結晶基板を冷却することを特
徴とする、請求項１−５のいずれか一つの請求項に記載
の酸化物単結晶膜の製造方法。
【請求項７】前記酸化物単結晶基板の主面を前記溶融体
に接触させることにより、この主面に前記酸化物単結晶
膜を形成する、請求項１〜６のいずれか一つの項に記載
の酸化物単結晶膜の製造方法。
【請求項８】前記酸化物単結晶基板が強誘電体からなる
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの項に
記載の酸化物単結晶膜の製造方法。
【請求項９】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体に
接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル成
長させるための製造装置であって、前記溶融体を保持し、前記酸化物単結晶基板を過冷却状
態の前記溶融体に接触させるための第一の炉；前記酸化物単結晶基板の温度を調整するための、前記第
一の炉と分離された第二の炉；前記酸化物単結晶基板を前記第二の炉と前記第一の炉と
の間で移動させるための移動装置；前記第一の炉と前記第二の炉とを分離するための移動可
能な隔壁；および前記第一の炉と前記第二の炉とを相対
的に移動させるための駆動装置を備えており、前記隔壁によって前記第一の炉と前記第二の炉とを分離
した状態で前記酸化物単結晶基板の温度を調整すること
ができ、かつ前記隔壁を移動させると共に前記第一の炉
と前記第二の炉とを相対的に移動させることにより、前
記第一の炉と前記第二の炉とを連通させることができる
ように構成されていることを特徴とする、酸化物単結晶
膜の製造装置。
【請求項１０】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体
に接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル
成長させるための製造装置であって、前記溶融体を保持し、前記酸化物単結晶基板を過冷却状
態の前記溶融体に接触させるための第一の炉；前記酸化物単結晶基板の温度を調整するための、前記第
一の炉と分離された第二の炉；前記酸化物単結晶基板を前記第二の炉と前記第一の炉と
の間で移動させるための移動装置；前記第一の炉と前記第二の炉とを分離するための移動可
能な隔壁；および前記第一の炉と前記第二の炉とを相対
的に移動させるための駆動装置を備えており、前記隔壁
によって前記第一の炉と前記第二の炉とを分離した状態
で前記酸化物単結晶基板の温度を調整することができ、
かつ前記隔壁を移動させると共に前記第一の炉と前記第
二の炉とを相対的に移動させることにより、この第二の
炉の内側に前記第一の炉を収容すると共に前記基板をこ
の第一の炉内に移動させることができるように構成され
ていることを特徴とする、酸化物単結晶膜の製造装置。
【請求項１１】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体
に接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル
成長させるための製造装置であって、前記溶融体を保持し、前記酸化物単結晶基板を過冷却状
態の前記溶融体に接触させるための第一の炉；前記酸化物単結晶基板の温度を調整するための、前記第
一の炉と分離された第二の炉；及び前記酸化物単結晶基
板を前記第二の炉と前記第一の炉との間で移動させるた
めの移動装置を備えており、前記溶融体をルツボ内に保持した状態でこのルツボを回
転させることにより前記溶融体を攪拌できるように構成
されていることを特徴とする、酸化物単結晶膜の製造装
置。
【請求項１２】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体
に接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル
成長させるための製造装置であって、前記溶融体を保持し、前記酸化物単結晶基板を過冷却状
態の前記溶融体に接触させるための第一の炉；前記酸化物単結晶基板の温度を調整するための、前記第
一の炉と分離された第二の炉であって、１つの前記第一
の炉に対して複数設けられている第二の炉；及び前記酸
化物単結晶基板を前記第二の炉と前記第一の炉との間で
移動させるための移動装置を備えており、前記第一の炉内で前記酸化物単結晶基板を前記溶融体に
接触させて前記酸化物単結晶膜を形成している間に、一
方の前記第二の炉内で他の前記酸化物単結晶基板を加熱
し、他方の第二の炉内で、酸化物単結晶膜が形成された
更に他の前記酸化物単結晶基板を冷却することができる
ように構成されていることを特徴とする、酸化物単結晶
膜の製造装置。
【請求項１３】酸化物単結晶基板を過冷却状態の溶融体
に接触させてその上に酸化物単結晶膜をエピタキシャル
成長させるための製造装置であって、前記溶融体を保持し、前記酸化物単結晶基板を過冷却状
態の前記溶融体に接触させるための複数の第一の炉；前記酸化物単結晶基板の温度を調整するための、前記第
一の炉と分離された第二の炉；及び前記酸化物単結晶基
板を前記第二の炉と前記第一の炉との間で移動させるた
めの移動装置を備えており、各第一の炉内で前記酸化物単結晶基板をそれぞれ前記各
溶融体に接触させることにより、前記酸化物単結晶基板
に前記酸化物単結晶膜を順次積層することができるよう
に構成されていることを特徴とする、酸化物単結晶膜の
製造装置。
【請求項１４】前記第二の炉として、長さ方向に所定の
温度スケジュールを有するトンネル炉を備えており、こ
のトンネル炉内において前記酸化物単結晶基板を搬送し
つつその温度を調整し、各第一の炉内で前記酸化物単結
晶基板をそれぞれ前記各溶融体に接触させることができ
るように構成されていることを特徴とする、請求項１３
記載の酸化物単結晶膜の製造装置。