JP3412767B2 - ＮｄＧａＯ３ 単結晶の製造方法 - Google Patents
ＮｄＧａＯ３ 単結晶の製造方法Info
- Publication number
- JP3412767B2 JP3412767B2 JP13685693A JP13685693A JP3412767B2 JP 3412767 B2 JP3412767 B2 JP 3412767B2 JP 13685693 A JP13685693 A JP 13685693A JP 13685693 A JP13685693 A JP 13685693A JP 3412767 B2 JP3412767 B2 JP 3412767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal
- ndgao
- growth
- pulling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガリウムを構成元素と
する複酸化物単結晶、特に酸化物超伝導薄膜成長の基板
材料等として使用されるＮdＧaＯ3 単結晶の製造方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】酸化物超伝導薄膜成長の基板材料等とし
て使用されるＮdＧaＯ3 単結晶は、その基板としての使
用目的から、「割れ」および「双晶」のない単結晶であ
ることが要求されている。そのようなＮdＧaＯ3 単結晶
を製造する技術として、例えば特願平２−２１３７３５
号（単結晶の製造方法および単結晶引上げ装置）が提案
されている。その開示技術は、ＮdＧaＯ3 単結晶の育成
区間で最も歪が発生しやすい特定区間において、その引
上げ軸方位の温度勾配を小さくするというものであっ
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮdＧaＯ3
単結晶を基板として用いる際には、さらに構成原子欠
損，気泡混入，不純物混入その他の結晶欠陥を少なくす
ることが必要である。しかし、ＮdＧaＯ3 単結晶を引上
げ法により育成する従来の製造方法では、その要求に十
分に応えられるものはなかった。 【０００４】本発明は、ＮdＧaＯ3 単結晶を引上げ法に
より育成する製造方法において、上記のような結晶欠陥
の少ない高品質な無双晶単結晶を製造するＮdＧaＯ3 単
結晶の製造方法を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＮdＧaＯ3 単結晶を引上げ法により育成する製造方
法において、引上げ軸方位を斜方晶系基本格子の＜１１
２＞方位（以下「斜方晶系＜１１２＞方位」という。）
とすることを特徴とする。 【０００６】 【０００７】 【作用】高周波加熱型引上げ装置を用いてＮdＧaＯ3 単
結晶を育成する場合には、高周波電力の印加によりイリ
ジウム製るつぼおよびアフターヒータを高温に加熱し、
イリジウム製るつぼに入れたＮd2Ｏ3 とＧa2Ｏ3 の混合
粉末を溶解して融液とする。この融液に種結晶を取り付
けた引上げ棒を上部より接触させ、引上げ棒を回転させ
ながら引上げることにより、ＮdＧaＯ3 単結晶を育成す
る。なお、原料となるＮd2Ｏ3 とＧa2Ｏ3 の混合粉末を
プレス成形した後に焼結し、その焼結体をイリジウム製
るつぼに入れて溶融させてもよい。この場合には溶融中
の原料の蒸発を少なくすることができる。 【０００８】この高周波加熱型引上げ装置を用いてＮd
ＧaＯ3 単結晶を引上げ法により育成したところ、引上
げ中の炉内雰囲気に依存して育成単結晶の結晶色および
表面荒れが変化することがわかった。すなわち、育成単
結晶の結晶色は、純窒素雰囲気で育成した場合には紫色
となり、本発明による窒素酸素混合気体雰囲気で育成し
た場合には濃緑色となった。なお、一度結晶化した単結
晶の結晶色は、1000℃で10時間の純窒素または純酸素雰
囲気下でインゴットアニールを施しても変化しなかっ
た。また、育成単結晶の表面は、純窒素雰囲気で育成し
た場合には梨地状の表面荒れ状態となり、本発明による
窒素酸素混合気体雰囲気で育成した場合には光沢を有す
る滑らかな表面状態となった。 【０００９】育成した単結晶の表面は、育成中の結晶と
融液表面とで形成されるメニスカスの温度安定性と関連
があり、メニスカスの温度変動が大きいほど表面荒れが
著しくなる。この表面荒れは育成単結晶中にかかる応力
分布を乱し、育成単結晶への割れ・双晶等の介入の原因
となる。また、メニスカスの温度変動は成長界面での結
晶成長を不安定にし、育成単結晶中の結晶欠陥の増加に
もつながる。 【００１０】ところで、育成単結晶の結晶色の違いは、
加熱ヒータ（イリジウム製るつぼおよびアフターヒー
タ）からの輻射熱の吸収率の違いをもたらし、育成中の
単結晶，メニスカス，融液の熱流の違いを生じさせ、メ
ニスカスの温度安定性を相違させている。すなわち、育
成雰囲気を本発明による窒素酸素混合気体とすることに
より、融液および育成単結晶の結晶色が濃緑色となって
メニスカスの温度が安定化し、それにより育成単結晶の
表面荒れが防止されて高品質化が達成される。 【００１１】なお、これまでガリウムを構成元素とする
複酸化物単結晶の育成に際して、育成雰囲気に酸素を混
入させることによりガリウム酸化物の蒸発が防止できる
ことが報告されている。たとえば、ブランドルその他に
よれば、窒素に酸素を２％混合させた窒素酸素混合気体
がガドリニウムガーネットを育成する際の最適酸素混合
量であり、酸素を４％以上混合させるとるつぼ材である
イリジウムが融液に酸化混入し、結晶欠陥を増加させる
ことが報告されている（ Journal of CrystalGrowth 12
(1972),195)。 【００１２】窒素酸素混合気体を用いる本発明のＮdＧa
Ｏ3 単結晶の製造方法では、このガリウム酸化物の蒸発
防止効果を有してはいるが、原料となる融液および単結
晶の色を濃緑色にして単結晶の育成環境（メニスカスの
温度）を安定化させるという特有の作用に着目し、それ
により育成単結晶の高品質化を図っている。ただし、イ
リジウムの酸化混入が結晶欠陥の増加につながることか
らも、引上げ時の雰囲気として窒素に混合させる酸素の
比率を４％未満としている。なお、酸素の混合比率は０
％を越える値から４％未満まで必要な作用は得られる。 【００１３】また、種々の引上げ軸方位に対してＮdＧa
Ｏ3 単結晶を育成し、単結晶表面で表出する成長稜を詳
細に調べたところ、面内成長速度について斜方晶系の
｛１１２｝面が最大となる特異面であることがわかっ
た。この特異面の存在を考慮すると、ＮdＧaＯ3 単結晶
は斜方晶系＜１１２＞方位に引上げた場合に径方位に成
長しやすく、成長界面は平坦で二次元的に成長する。一
方、斜方晶系＜１１０＞方位や＜００１＞方位のように
斜方晶系＜１１２＞方位以外で引上げた場合は、引上げ
軸に対して｛１１２｝面は垂直ではないので、成長界面
は｛１１２｝面に沿って三次元的に成長しやすくなり凹
凸が生ずる。 【００１４】ところで、成長界面が凹凸になるほど単結
晶の成長が不安定となり、気泡その他が単結晶内に取り
込まれやすくなって結晶欠陥が増える。したがって、高
品質な単結晶を製造するためには成長界面が平坦である
ことが必要であり、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞
方位とすることによりそれが可能となる。すなわち、Ｎ
dＧaＯ3 単結晶を製造する際に、引上げ軸方位を斜方晶
系＜１１２＞方位とすることにより、成長界面が平坦に
なって結晶欠陥が少なくなり品質を高めることができ
る。なお、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞方位とす
るには、引上げ棒の先端に引上げ軸方位が斜方晶系＜１
１２＞方位の種結晶を取り付ける。 【００１５】以上説明したように、育成単結晶の品質を
悪化させる要因は、メニスカスの温度安定性に依存する
育成単結晶の表面荒れと、引上げ軸方位に依存する成長
界面の凹凸にあるいえる。本発明のＮdＧaＯ3 単結晶の
製造方法では、引上げ時の雰囲気を４％未満の酸素を混
合させた窒素酸素混合気体とすることにより、メニスカ
スの温度を安定化して育成単結晶の表面を滑らかにす
る。さらに、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞方位と
することにより、径方位の成長を速めて成長界面を平坦
にする。このような単結晶の表面荒れ防止と成長界面の
平坦化により、育成されるＮdＧaＯ3 単結晶に取り込ま
れる気泡その他による結晶欠陥を少なくすることができ
る。 【００１６】なお、上述した高周波加熱型引上げ装置に
おいて、加熱方法として抵抗加熱方式を用いた場合で
も、るつぼがイリジウム製であればそれからの輻射熱を
効果的に吸収して同様のメニスカス温度の安定化を図る
ことができ、ＮdＧaＯ3 単結晶の結晶欠陥を少なくする
ことができる。 【００１７】 【実施例】図１は、本発明方法を適用する高周波加熱型
引上げ装置の構成例を示す断面図である。 【００１８】図において、イリジウム製るつぼ（直径50
mm）１１およびアフターヒータ１２は保温筒（ハッチン
グ部分）１３の中に保持されている。保温筒１３はさら
に石英管１４の中に納まり、その周りには高周波加熱コ
イル１５が巻かれ、イリジウム製るつぼ１１およびアフ
ターヒータ１２を加熱する構造である。保温筒１３の下
部には熱電対１６が取り付けられる。また、石英管１４
の中では、窒素酸素混合気体（窒素98％，酸素２％）が
３リットル／分の流量でフローする。 【００１９】イリジウム製るつぼ１１の中には融液１７
が入っており、融液１７の表面と引上げ棒１８の先端に
取り付けた種結晶（直径３mm）１９との間に、ＮdＧaＯ
3 単結晶２０が育成されている。ここで、符号２１は育
成中のＮdＧaＯ3 単結晶２０の成長界面であり、符号２
２は育成中のＮdＧaＯ3 単結晶２０と融液１７の表面と
で形成されるメニスカスである。 【００２０】融液１７の生成過程は次の通りである。等
モル量のＮd2Ｏ3 とＧa2Ｏ3 の粉末をらいかい機によっ
て混合し、その混合粉末をプレス成形した後に1200℃で
焼結する。得られた焼結体をイリジウム製るつぼ１１に
入れ、高周波加熱コイル１５に高周波電力を印加してイ
リジウム製るつぼ１１とアフターヒータ１２を加熱し、
窒素酸素混合雰囲気の中で1600℃の温度で融解させる。
なお、原料となる酸化物粉末は４Ｎ程度の高純度品であ
ることが好ましい。 【００２１】引き続きその窒素酸素混合雰囲気の中で、
融液１７に種結晶１９を取り付けた引上げ棒１８を上部
より接触させ、その引上げ棒１８を回転数10rpm,引上げ
速度2.0mm/hrで回転させながら引き上げ、熱電対１６で
得られた温度情報を基に高周波加熱コイル１５の出力を
制御しながら、ＮdＧaＯ3 単結晶２０を育成する。 【００２２】請求項１に対応するこの方法では、引上げ
時の雰囲気を２％の酸素を混合させた窒素酸素混合気体
としただけであるが、得られたインゴットは光沢をもっ
た濃緑色を呈しており、表面荒れのない高品質無双晶の
ＮdＧaＯ3 単結晶を製造することができた。 【００２３】また、同様にして引上げ時の雰囲気を２％
の酸素を混合させた窒素酸素混合気体とし、さらに引上
げ棒１８の先端に取り付ける種結晶１９として、引上げ
軸方位が斜方晶系＜１１２＞方位のものを用いることに
より、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞方位とするこ
とができる。 【００２４】請求項１および請求項２に対応するこの方
法により得られたインゴット底面の原子間力顕微鏡で観
察した表面凹凸評価結果を図２に示す。なお、図２(1)
はインゴット断面であり、その底面拡大部分のモホロジ
ーを図２(2) に示す。引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２
＞方位として得られた単結晶は、成長界面を反映したイ
ンゴット底面に二次元成長の痕跡を示すステップ状のモ
ホロジーが表れており、そのステップの凹凸は約６nmで
あった。ここで、各引上げ軸方位に対するインゴット底
面（成長界面）の状態（底面モホロジー）と、粒または
ステップの凹凸の深さを次表に示す。 【００２５】 【表１】 このように、他の引上げ軸方位で引き上げた中で単結晶
のインゴット底面の平坦性は、斜方晶系＜１１０＞方位
で引き上げた単結晶が最もよく、それでも凹凸は約50nm
であった。したがって、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１
２＞方位とすることにより、成長界面の平坦性を大幅に
向上させられることがわかる。 【００２６】なお、本実施例は、請求項１および請求項
２に対応する方法を合わせたものであるが、請求項２に
対応する方法として引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞
方位としただけでも成長界面の十分な平坦性が得られ、
高品質無双晶のＮdＧaＯ3 単結晶を製造することができ
た。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように本発明は、単結晶の
表面荒れ防止と成長界面の平坦化を図ることができるの
で、これにより育成されるＮdＧaＯ3 単結晶に取り込ま
れる気泡その他による結晶欠陥を少なくすることがで
き、高品質なＮdＧaＯ3 単結晶を製造することができ
る。
する複酸化物単結晶、特に酸化物超伝導薄膜成長の基板
材料等として使用されるＮdＧaＯ3 単結晶の製造方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】酸化物超伝導薄膜成長の基板材料等とし
て使用されるＮdＧaＯ3 単結晶は、その基板としての使
用目的から、「割れ」および「双晶」のない単結晶であ
ることが要求されている。そのようなＮdＧaＯ3 単結晶
を製造する技術として、例えば特願平２−２１３７３５
号（単結晶の製造方法および単結晶引上げ装置）が提案
されている。その開示技術は、ＮdＧaＯ3 単結晶の育成
区間で最も歪が発生しやすい特定区間において、その引
上げ軸方位の温度勾配を小さくするというものであっ
た。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮdＧaＯ3
単結晶を基板として用いる際には、さらに構成原子欠
損，気泡混入，不純物混入その他の結晶欠陥を少なくす
ることが必要である。しかし、ＮdＧaＯ3 単結晶を引上
げ法により育成する従来の製造方法では、その要求に十
分に応えられるものはなかった。 【０００４】本発明は、ＮdＧaＯ3 単結晶を引上げ法に
より育成する製造方法において、上記のような結晶欠陥
の少ない高品質な無双晶単結晶を製造するＮdＧaＯ3 単
結晶の製造方法を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＮdＧaＯ3 単結晶を引上げ法により育成する製造方
法において、引上げ軸方位を斜方晶系基本格子の＜１１
２＞方位（以下「斜方晶系＜１１２＞方位」という。）
とすることを特徴とする。 【０００６】 【０００７】 【作用】高周波加熱型引上げ装置を用いてＮdＧaＯ3 単
結晶を育成する場合には、高周波電力の印加によりイリ
ジウム製るつぼおよびアフターヒータを高温に加熱し、
イリジウム製るつぼに入れたＮd2Ｏ3 とＧa2Ｏ3 の混合
粉末を溶解して融液とする。この融液に種結晶を取り付
けた引上げ棒を上部より接触させ、引上げ棒を回転させ
ながら引上げることにより、ＮdＧaＯ3 単結晶を育成す
る。なお、原料となるＮd2Ｏ3 とＧa2Ｏ3 の混合粉末を
プレス成形した後に焼結し、その焼結体をイリジウム製
るつぼに入れて溶融させてもよい。この場合には溶融中
の原料の蒸発を少なくすることができる。 【０００８】この高周波加熱型引上げ装置を用いてＮd
ＧaＯ3 単結晶を引上げ法により育成したところ、引上
げ中の炉内雰囲気に依存して育成単結晶の結晶色および
表面荒れが変化することがわかった。すなわち、育成単
結晶の結晶色は、純窒素雰囲気で育成した場合には紫色
となり、本発明による窒素酸素混合気体雰囲気で育成し
た場合には濃緑色となった。なお、一度結晶化した単結
晶の結晶色は、1000℃で10時間の純窒素または純酸素雰
囲気下でインゴットアニールを施しても変化しなかっ
た。また、育成単結晶の表面は、純窒素雰囲気で育成し
た場合には梨地状の表面荒れ状態となり、本発明による
窒素酸素混合気体雰囲気で育成した場合には光沢を有す
る滑らかな表面状態となった。 【０００９】育成した単結晶の表面は、育成中の結晶と
融液表面とで形成されるメニスカスの温度安定性と関連
があり、メニスカスの温度変動が大きいほど表面荒れが
著しくなる。この表面荒れは育成単結晶中にかかる応力
分布を乱し、育成単結晶への割れ・双晶等の介入の原因
となる。また、メニスカスの温度変動は成長界面での結
晶成長を不安定にし、育成単結晶中の結晶欠陥の増加に
もつながる。 【００１０】ところで、育成単結晶の結晶色の違いは、
加熱ヒータ（イリジウム製るつぼおよびアフターヒー
タ）からの輻射熱の吸収率の違いをもたらし、育成中の
単結晶，メニスカス，融液の熱流の違いを生じさせ、メ
ニスカスの温度安定性を相違させている。すなわち、育
成雰囲気を本発明による窒素酸素混合気体とすることに
より、融液および育成単結晶の結晶色が濃緑色となって
メニスカスの温度が安定化し、それにより育成単結晶の
表面荒れが防止されて高品質化が達成される。 【００１１】なお、これまでガリウムを構成元素とする
複酸化物単結晶の育成に際して、育成雰囲気に酸素を混
入させることによりガリウム酸化物の蒸発が防止できる
ことが報告されている。たとえば、ブランドルその他に
よれば、窒素に酸素を２％混合させた窒素酸素混合気体
がガドリニウムガーネットを育成する際の最適酸素混合
量であり、酸素を４％以上混合させるとるつぼ材である
イリジウムが融液に酸化混入し、結晶欠陥を増加させる
ことが報告されている（ Journal of CrystalGrowth 12
(1972),195)。 【００１２】窒素酸素混合気体を用いる本発明のＮdＧa
Ｏ3 単結晶の製造方法では、このガリウム酸化物の蒸発
防止効果を有してはいるが、原料となる融液および単結
晶の色を濃緑色にして単結晶の育成環境（メニスカスの
温度）を安定化させるという特有の作用に着目し、それ
により育成単結晶の高品質化を図っている。ただし、イ
リジウムの酸化混入が結晶欠陥の増加につながることか
らも、引上げ時の雰囲気として窒素に混合させる酸素の
比率を４％未満としている。なお、酸素の混合比率は０
％を越える値から４％未満まで必要な作用は得られる。 【００１３】また、種々の引上げ軸方位に対してＮdＧa
Ｏ3 単結晶を育成し、単結晶表面で表出する成長稜を詳
細に調べたところ、面内成長速度について斜方晶系の
｛１１２｝面が最大となる特異面であることがわかっ
た。この特異面の存在を考慮すると、ＮdＧaＯ3 単結晶
は斜方晶系＜１１２＞方位に引上げた場合に径方位に成
長しやすく、成長界面は平坦で二次元的に成長する。一
方、斜方晶系＜１１０＞方位や＜００１＞方位のように
斜方晶系＜１１２＞方位以外で引上げた場合は、引上げ
軸に対して｛１１２｝面は垂直ではないので、成長界面
は｛１１２｝面に沿って三次元的に成長しやすくなり凹
凸が生ずる。 【００１４】ところで、成長界面が凹凸になるほど単結
晶の成長が不安定となり、気泡その他が単結晶内に取り
込まれやすくなって結晶欠陥が増える。したがって、高
品質な単結晶を製造するためには成長界面が平坦である
ことが必要であり、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞
方位とすることによりそれが可能となる。すなわち、Ｎ
dＧaＯ3 単結晶を製造する際に、引上げ軸方位を斜方晶
系＜１１２＞方位とすることにより、成長界面が平坦に
なって結晶欠陥が少なくなり品質を高めることができ
る。なお、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞方位とす
るには、引上げ棒の先端に引上げ軸方位が斜方晶系＜１
１２＞方位の種結晶を取り付ける。 【００１５】以上説明したように、育成単結晶の品質を
悪化させる要因は、メニスカスの温度安定性に依存する
育成単結晶の表面荒れと、引上げ軸方位に依存する成長
界面の凹凸にあるいえる。本発明のＮdＧaＯ3 単結晶の
製造方法では、引上げ時の雰囲気を４％未満の酸素を混
合させた窒素酸素混合気体とすることにより、メニスカ
スの温度を安定化して育成単結晶の表面を滑らかにす
る。さらに、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞方位と
することにより、径方位の成長を速めて成長界面を平坦
にする。このような単結晶の表面荒れ防止と成長界面の
平坦化により、育成されるＮdＧaＯ3 単結晶に取り込ま
れる気泡その他による結晶欠陥を少なくすることができ
る。 【００１６】なお、上述した高周波加熱型引上げ装置に
おいて、加熱方法として抵抗加熱方式を用いた場合で
も、るつぼがイリジウム製であればそれからの輻射熱を
効果的に吸収して同様のメニスカス温度の安定化を図る
ことができ、ＮdＧaＯ3 単結晶の結晶欠陥を少なくする
ことができる。 【００１７】 【実施例】図１は、本発明方法を適用する高周波加熱型
引上げ装置の構成例を示す断面図である。 【００１８】図において、イリジウム製るつぼ（直径50
mm）１１およびアフターヒータ１２は保温筒（ハッチン
グ部分）１３の中に保持されている。保温筒１３はさら
に石英管１４の中に納まり、その周りには高周波加熱コ
イル１５が巻かれ、イリジウム製るつぼ１１およびアフ
ターヒータ１２を加熱する構造である。保温筒１３の下
部には熱電対１６が取り付けられる。また、石英管１４
の中では、窒素酸素混合気体（窒素98％，酸素２％）が
３リットル／分の流量でフローする。 【００１９】イリジウム製るつぼ１１の中には融液１７
が入っており、融液１７の表面と引上げ棒１８の先端に
取り付けた種結晶（直径３mm）１９との間に、ＮdＧaＯ
3 単結晶２０が育成されている。ここで、符号２１は育
成中のＮdＧaＯ3 単結晶２０の成長界面であり、符号２
２は育成中のＮdＧaＯ3 単結晶２０と融液１７の表面と
で形成されるメニスカスである。 【００２０】融液１７の生成過程は次の通りである。等
モル量のＮd2Ｏ3 とＧa2Ｏ3 の粉末をらいかい機によっ
て混合し、その混合粉末をプレス成形した後に1200℃で
焼結する。得られた焼結体をイリジウム製るつぼ１１に
入れ、高周波加熱コイル１５に高周波電力を印加してイ
リジウム製るつぼ１１とアフターヒータ１２を加熱し、
窒素酸素混合雰囲気の中で1600℃の温度で融解させる。
なお、原料となる酸化物粉末は４Ｎ程度の高純度品であ
ることが好ましい。 【００２１】引き続きその窒素酸素混合雰囲気の中で、
融液１７に種結晶１９を取り付けた引上げ棒１８を上部
より接触させ、その引上げ棒１８を回転数10rpm,引上げ
速度2.0mm/hrで回転させながら引き上げ、熱電対１６で
得られた温度情報を基に高周波加熱コイル１５の出力を
制御しながら、ＮdＧaＯ3 単結晶２０を育成する。 【００２２】請求項１に対応するこの方法では、引上げ
時の雰囲気を２％の酸素を混合させた窒素酸素混合気体
としただけであるが、得られたインゴットは光沢をもっ
た濃緑色を呈しており、表面荒れのない高品質無双晶の
ＮdＧaＯ3 単結晶を製造することができた。 【００２３】また、同様にして引上げ時の雰囲気を２％
の酸素を混合させた窒素酸素混合気体とし、さらに引上
げ棒１８の先端に取り付ける種結晶１９として、引上げ
軸方位が斜方晶系＜１１２＞方位のものを用いることに
より、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞方位とするこ
とができる。 【００２４】請求項１および請求項２に対応するこの方
法により得られたインゴット底面の原子間力顕微鏡で観
察した表面凹凸評価結果を図２に示す。なお、図２(1)
はインゴット断面であり、その底面拡大部分のモホロジ
ーを図２(2) に示す。引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２
＞方位として得られた単結晶は、成長界面を反映したイ
ンゴット底面に二次元成長の痕跡を示すステップ状のモ
ホロジーが表れており、そのステップの凹凸は約６nmで
あった。ここで、各引上げ軸方位に対するインゴット底
面（成長界面）の状態（底面モホロジー）と、粒または
ステップの凹凸の深さを次表に示す。 【００２５】 【表１】 このように、他の引上げ軸方位で引き上げた中で単結晶
のインゴット底面の平坦性は、斜方晶系＜１１０＞方位
で引き上げた単結晶が最もよく、それでも凹凸は約50nm
であった。したがって、引上げ軸方位を斜方晶系＜１１
２＞方位とすることにより、成長界面の平坦性を大幅に
向上させられることがわかる。 【００２６】なお、本実施例は、請求項１および請求項
２に対応する方法を合わせたものであるが、請求項２に
対応する方法として引上げ軸方位を斜方晶系＜１１２＞
方位としただけでも成長界面の十分な平坦性が得られ、
高品質無双晶のＮdＧaＯ3 単結晶を製造することができ
た。 【００２７】 【発明の効果】以上説明したように本発明は、単結晶の
表面荒れ防止と成長界面の平坦化を図ることができるの
で、これにより育成されるＮdＧaＯ3 単結晶に取り込ま
れる気泡その他による結晶欠陥を少なくすることがで
き、高品質なＮdＧaＯ3 単結晶を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用する高周波加熱型引上げ装置
の構成例を示す断面図。 【図２】本発明方法により得られたインゴット底面を様
子を示す図および写真。 【符号の説明】 １１ イリジウム製るつぼ １２ アフターヒータ １３ 保温筒 １４ 石英管 １５ 高周波加熱コイル １６ 熱電対 １７ 融液 １８ 引上げ棒 １９ 種結晶 ２０ ＮdＧaＯ3 単結晶 ２１ 成長界面 ２２ メニスカス
の構成例を示す断面図。 【図２】本発明方法により得られたインゴット底面を様
子を示す図および写真。 【符号の説明】 １１ イリジウム製るつぼ １２ アフターヒータ １３ 保温筒 １４ 石英管 １５ 高周波加熱コイル １６ 熱電対 １７ 融液 １８ 引上げ棒 １９ 種結晶 ２０ ＮdＧaＯ3 単結晶 ２１ 成長界面 ２２ メニスカス
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−42396（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−97989（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−256091（ＪＰ，Ａ)
Ｇ．Ｗ．Ｂｅｒｋｓｔｒｅｓｓｅｒ
ｅｔ ａｌ．，Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｓ
ｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｏｆ
ｒａｔｅ ｅａｒｔｈ ｇａｌｌａｔｅ
ｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔ
ａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，1991年 ２月 ２
日，Ｖｏｌ．109，Ｎｏｓ．１−４，ｐ
ｐ．457−466
Ｍａｓａｈｉｒｏ Ｓａｓａｕｒａ
ｅｔ ａｌ．，Ｔｗｉｎ−ｆｒｅｅ ｓ
ｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗ
ｔｈ ｏｆ ＮｄＧａ03，Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔ
ｈ，1998年８月，Ｖｏｌ．131，Ｎｏｓ.
３／４，ｐｐ．413−418
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C30B 1/00 - 35/00
ＣＡ（ＳＴＮ)
ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＮdＧaＯ3 単結晶を引上げ法により育成
する製造方法において、 引上げ軸方位を斜方晶系基本格子の＜１１２＞方位とす
ることを特徴とするＮdＧaＯ3 単結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13685693A JP3412767B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ＮｄＧａＯ３ 単結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13685693A JP3412767B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ＮｄＧａＯ３ 単結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06321696A JPH06321696A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3412767B2 true JP3412767B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=15185114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13685693A Expired - Fee Related JP3412767B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ＮｄＧａＯ３ 単結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412767B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07115996B2 (ja) * | 1987-08-05 | 1995-12-13 | 信越化学工業株式会社 | ネオジウム・ガリウム・ガ−ネット単結晶およびその製造方法 |
| JP2828118B2 (ja) * | 1990-08-14 | 1998-11-25 | 株式会社ジャパンエナジー | 単結晶の製造方法および単結晶引上げ装置 |
| JP3152322B2 (ja) * | 1993-03-03 | 2001-04-03 | 日本電信電話株式会社 | 無双晶（Ｎｄ，Ｌａ）ＧａＯ３単結晶およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP13685693A patent/JP3412767B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｇ．Ｗ．Ｂｅｒｋｓｔｒｅｓｓｅｒ ｅｔ ａｌ．，Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌｓ ｏｆ ｒａｔｅ ｅａｒｔｈ ｇａｌｌａｔｅｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，１９９１年 ２月 ２日，Ｖｏｌ．１０９，Ｎｏｓ．１−４，ｐｐ．４５７−４６６ |
| Ｍａｓａｈｉｒｏ Ｓａｓａｕｒａ ｅｔ ａｌ．，Ｔｗｉｎ−ｆｒｅｅ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ＮｄＧａ０３，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，１９９８年８月，Ｖｏｌ．１３１，Ｎｏｓ．３／４，ｐｐ．４１３−４１８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06321696A (ja) | 1994-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2688137B2 (ja) | シリコン単結晶の引上げ方法 | |
| US4293371A (en) | Method of making magnetic film-substrate composites | |
| JP2001226196A (ja) | テルビウム・アルミニウム・ガーネット単結晶およびその製造方法 | |
| JP3412767B2 (ja) | ＮｄＧａＯ３ 単結晶の製造方法 | |
| JPH04500061A (ja) | ペロブスキー構造支持体上のエピタキシャルＢａ―Ｙ―Ｃｕ―Ｏ超伝導体フィルム | |
| Kletowski et al. | Single crystal growth of (rare earth) Me3 compounds where Me≡ Sn, In and Pb | |
| CN116121870A (zh) | 溶液法生长SiC单晶的方法 | |
| JP3152322B2 (ja) | 無双晶（Ｎｄ，Ｌａ）ＧａＯ３単結晶およびその製造方法 | |
| JPH09328396A (ja) | 磁気光学素子の基板用ガーネット結晶及びその製造法 | |
| TW200303377A (en) | Process for producing a highly doped silicon single crystal | |
| Uecker et al. | The problem of twinning in NdGaO3 Czochralski crystals | |
| JP2733899B2 (ja) | レアア−ス・ガリウム・ペロブスカイト単結晶の育成方法 | |
| JP6500807B2 (ja) | ＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶の育成方法 | |
| JPS62182190A (ja) | 化合物半導体単結晶の製造方法 | |
| JPH1112727A (ja) | アルミニウム合金単結晶ターゲット | |
| JP2929006B1 (ja) | 高品質結晶薄板材料の製造方法 | |
| JPH01249691A (ja) | 超電導薄膜製造法 | |
| JPS6317289A (ja) | 半導体単結晶の製造方法 | |
| JP3171476B2 (ja) | 磁性ガーネット単結晶膜の製造方法 | |
| Watauchi et al. | Control of the anisotropic growth rates of oxide single crystals in floating zone growth | |
| JPH06166598A (ja) | テルビウムアルミネート単結晶とその製造方法 | |
| JP2003238295A (ja) | ガーネット単結晶基板及びその製造方法 | |
| JP3514960B2 (ja) | ＰｒＳｒＧａＯ４単結晶引上げ方法 | |
| JPH0782088A (ja) | 単結晶の育成方法 | |
| JP2008201618A (ja) | 希土類バナデイト単結晶の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |