JP4488249B2 - Method for producing lithium tantalate crystals - Google Patents

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Description

本発明は、弾性表面波素子などのウェハ上に金属電極でパターンを形成して電気信号を処理する用途等に使用されるタンタル酸リチウム結晶の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a lithium tantalate crystal used for applications such as forming a pattern with a metal electrode on a wafer such as a surface acoustic wave element and processing an electrical signal.

タンタル酸リチウムは、弾性表面波（ＳＡＷ）の信号処理といった電気的特性を利用する用途に使用されている。この用途に適したタンタル酸リチウム結晶は、その結晶構造に起因するＳＡＷデバイスに必要とされる圧電気応答（圧電性）を示すが、通常の方法で入手できるタンタル酸リチウム結晶は圧電性に加えて焦電気応答（焦電性）を生じる。   Lithium tantalate is used for applications that utilize electrical characteristics such as surface acoustic wave (SAW) signal processing. Lithium tantalate crystals suitable for this application show the piezoelectric response (piezoelectricity) required for SAW devices due to their crystal structure, but the lithium tantalate crystals available in the usual way add to the piezoelectricity. A pyroelectric response (pyroelectricity).

タンタル酸リチウム結晶の圧電性は、タンタル酸リチウム結晶をＳＡＷデバイスとして利用する時に、不可欠となる特性であるが、一方、焦電性はタンタル酸リチウム結晶に温度変化を与えることで結晶の外側表面に発生する表面電荷として観察され、結晶を帯電させるものである。この表面電荷は、タンタル酸リチウム結晶をＳＡＷデバイスとして使用するときに、タンタル酸リチウム結晶からなるウェハ上に形成された金属電極間で火花放電を起こし、ＳＡＷデバイスの著しい性能の欠陥を引き起こすとされている。このため、タンタル酸リチウム結晶を用いるＳＡＷデバイスの設計では、表面電荷を発生させない工夫、発生した表面電荷を逃がす工夫、あるいは金属電極同士の間隔を広くするなどの工夫が必要とされ、これら工夫を取り入れるために、ＳＡＷデバイス自体の設計に制約が加わるといった不利益があった。   The piezoelectricity of the lithium tantalate crystal is an indispensable characteristic when the lithium tantalate crystal is used as a SAW device. On the other hand, pyroelectricity gives a temperature change to the lithium tantalate crystal to change the outer surface of the crystal. It is observed as a surface charge generated in the substrate and charges the crystal. This surface charge is considered to cause a spark discharge between metal electrodes formed on a wafer made of lithium tantalate crystals when using the lithium tantalate crystals as a SAW device, causing a significant performance defect of the SAW device. ing. For this reason, in designing a SAW device using a lithium tantalate crystal, a device that does not generate surface charges, a device that releases generated surface charges, or a device that widens the interval between metal electrodes is required. In order to adopt this, there is a disadvantage that the design of the SAW device itself is restricted.

また、タンタル酸リチウム結晶を用いたＳＡＷデバイスの製造工程では、金属膜の蒸着、レジスト層の除去といった工程でタンタル酸リチウム結晶に熱が加わる工程があり、これら工程で加熱あるいは降温といった温度変化がタンタル酸リチウム結晶に与えられると、タンタル酸リチウム結晶の焦電性により外側表面に電荷が発生する。この表面電荷により、金属電極間に火花放電が生じ、電極パターンの破壊となるため、ＳＡＷデバイスの製造工程ではできるだけ温度変化を与えないように工夫をしたり、温度変化を緩やかにするといった工夫をしており、これら工夫のために製造工程のスループットが低下したり、あるいはＳＡＷデバイスの性能を保証するマージンが狭くなるといった不利益が生じている。   In the manufacturing process of SAW devices using lithium tantalate crystals, there are processes in which heat is applied to the lithium tantalate crystals in processes such as metal film deposition and resist layer removal. In these processes, temperature changes such as heating or temperature drop occur. When applied to the lithium tantalate crystal, a charge is generated on the outer surface due to the pyroelectric property of the lithium tantalate crystal. This surface charge causes a spark discharge between the metal electrodes, resulting in destruction of the electrode pattern. Therefore, in the manufacturing process of the SAW device, devise not to change the temperature as much as possible, or to make the temperature change moderate. However, due to these contrivances, there is a disadvantage that the throughput of the manufacturing process is reduced or the margin for guaranteeing the performance of the SAW device is narrowed.

通常の方法で製造されたタンタル酸リチウム結晶では、焦電性により発生した外側表面の電荷は周囲環境からの遊離電荷により中和され、時間の経過とともに消失するが、この消失時間は数時間以上と長く、ＳＡＷデバイスの製造工程では、この自発的な焦電性の消失を期待できない。   In the lithium tantalate crystal produced by the usual method, the charge on the outer surface generated by pyroelectricity is neutralized by free charge from the surrounding environment and disappears over time, but this disappearance time is several hours or more In the SAW device manufacturing process, this spontaneous pyroelectric loss cannot be expected.

弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスのような用途に対しては、デバイス特性を発揮するために必要とされる圧電性を維持した上で、上記背景により、結晶外側表面に電荷の発生が見られない圧電性結晶の要求が増大しており、このような用途に対して表面電荷の蓄積が見られないタンタル酸リチウム結晶が必要とされている。   For applications such as surface acoustic wave (SAW) devices, there is no generation of charge on the outer surface of the crystal due to the above background while maintaining the piezoelectricity required to exhibit device characteristics. There is an increasing demand for piezoelectric crystals, and there is a need for lithium tantalate crystals that do not show surface charge accumulation for such applications.

この導電率を向上させたタンタル酸リチウム結晶の製造方法としては、特開平１１−９２１４７号公報（特許文献１）があるが、ここでは、タンタル酸リチウム結晶を５００℃以上の還元雰囲気にさらすという方法が開示されている。しかし、特開平１１−９２１４７号公報（特許文献１）で開示された方法でタンタル酸リチウム結晶を還元処理すると、還元雰囲気での処理温度がキュリー点である６１０℃以上ではＳＡＷデバイス用途で必要とされる単分域化構造が失われ、また、キュリー点である６１０℃以下の温度では還元処理の速度が極めて遅くなり、結果として特開平１１−９２１４７号公報（特許文献１）で開示された方法では工業的にタンタル酸リチウム結晶の導電率の向上はできないことが分かった。   As a method for producing a lithium tantalate crystal with improved conductivity, there is JP-A-11-92147 (Patent Document 1). Here, the lithium tantalate crystal is exposed to a reducing atmosphere at 500 ° C. or higher. A method is disclosed. However, when a lithium tantalate crystal is reduced by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-92147 (Patent Document 1), it is necessary for SAW device use when the treatment temperature in the reducing atmosphere is 610 ° C. or more, which is the Curie point. The single-domain structure is lost, and at a temperature of 610 ° C. or lower, which is the Curie point, the speed of the reduction treatment is extremely slow, and as a result, disclosed in JP-A-11-92147 (Patent Document 1). It has been found that the method cannot industrially improve the conductivity of lithium tantalate crystals.

このような点から、本発明者は、先に、温度Ｔ１で還元処理した物質を、温度Ｔ１より低い温度で、かつ還元雰囲気中でタンタル酸リチウム結晶に接触することにより、タンタル酸リチウムの導電性を向上させてタンタル酸リチウム結晶に発生した表面電荷を蓄積させることなく消失させる方法を提案した（特許文献２，３：特開２００４−２６９３００号公報、国際公開第２００４／０７９０６１号パンフレット参照）が、タンタル酸リチウム結晶の導電率を向上させるための更なる方法の開発が望まれる。   In view of the above, the present inventor makes contact with the lithium tantalate crystal at a temperature lower than the temperature T1 and the lithium tantalate crystal at a temperature lower than the temperature T1. Proposed a method for improving surface properties and eliminating the surface charge generated in the lithium tantalate crystal without accumulating it (Patent Documents 2, 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2004-269300, International Publication No. 2004/079061 pamphlet) However, further development of methods for improving the conductivity of lithium tantalate crystals is desired.

特開平１１−９２１４７号公報JP-A-11-92147 特開２００４−２６９３００号公報JP 2004-269300 A 国際公開第２００４／０７９０６１号パンフレットInternational Publication No. 2004/079061 Pamphlet

本発明は上記要望に応えたもので、均一な導電性向上処理を行うことができ、均一で高い導電性を有し、表面電荷の蓄積が防止されたタンタル酸リチウム結晶の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention responds to the above-described demand, and provides a method for producing a lithium tantalate crystal that can perform uniform conductivity improvement treatment, has uniform and high conductivity, and prevents accumulation of surface charge. For the purpose.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、特開２００４−２６９３００号公報、国際公開第２００４／０７９０６１号パンフレットに示されたような、温度Ｔ１で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を接触させた状態で還元処理を行う方法（以下、接触法という）ではなく、温度Ｔ１で還元処理された物質にタンタル酸リチウム結晶を非接触状態で近接配置するだけでも十分な還元処理が可能である上、むしろこのように非接触状態で還元熱処理することにより、上記接触法と比較し、タンタル酸リチウム結晶に対する温度Ｔ１で還元処理された物質の接触度合いのばらつきに依存することがなく、かえって還元性ガスが処理すべきタンタル酸リチウム結晶表面に均一にいきわたるため、均一な還元が行われると同時に、高い還元能力を維持することができ、これによって均一で高い導電性を有し、表面電荷の蓄積が確実に防止されたタンタル酸リチウム結晶が得られることを知見し、本発明をなすに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has developed a substance reduced at a temperature T1 as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-269300 and International Publication No. 2004/079061. It is not a method of performing a reduction treatment in a state where the lithium tantalate crystal to be treated is in contact (hereinafter referred to as a contact method), but the lithium tantalate crystal is simply placed in a non-contact state in proximity to the substance reduced at temperature T1. However, sufficient reduction treatment is possible, and rather, by performing the reduction heat treatment in such a non-contact state, the contact degree of the substance reduced at the temperature T1 with respect to the lithium tantalate crystal compared with the above contact method is varied. Reducing gas is distributed uniformly on the surface of the lithium tantalate crystal to be treated. At the same time, it was found that a lithium tantalate crystal that can maintain a high reduction ability and thereby has a uniform and high conductivity and that reliably prevents the accumulation of surface charge is obtained. It came to make.

従って、本発明は、温度Ｔ１が６５０℃以上で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を両者の距離（ｄ）を０．１〜２０ｍｍ隔てて非接触状態で近接配置し、このタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１より低い温度Ｔ２が３５０〜６００℃の範囲で還元雰囲気中にさらすことを特徴とする導電率が増加したタンタル酸リチウム結晶の製造方法を提供する。 Accordingly, in the present invention, the lithium tantalate crystal to be treated is reduced to a substance reduced at a temperature T1 of 650 ° C. or higher , and the distance (d) between the two is 0.1 to 20 mm apart and placed close to each other. Provided is a method for producing a lithium tantalate crystal with increased conductivity, characterized in that the lithium tantalate crystal is exposed to a reducing atmosphere at a temperature T2 lower than the temperature T1 in the range of 350 to 600 ° C.

この場合、温度Ｔ１は７００℃以上であることが好ましく、温度Ｔ１での還元処理を、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性ガス中で行うことが好ましく、この場合、この還元ガスは、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含んだものであってもよい。温度Ｔ１で還元処理された物質としては、無機物結晶、セラミックス、金属のいずれか、特には、非化学量論組成をもつ複合酸化物、とりわけタンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムや水素貯蔵合金を用いることが好ましい。 In this case, it is preferable that temperature T1 is 700 ° C. or higher, the reduction treatment at a temperature T1, hydrogen, carbon monoxide, a reducing comprising one or more mixed gas selected from dinitrogen monoxide It is preferable to carry out in gas, and in this case, the reducing gas may further contain one or more mixed gases selected from rare gas, nitrogen, and carbon dioxide. As the substance reduced at the temperature T1, any one of inorganic crystals, ceramics, and metals, particularly a composite oxide having a non-stoichiometric composition, particularly lithium tantalate or lithium niobate or a hydrogen storage alloy is used. Is preferred.

また、処理すべきタンタル酸リチウム結晶としては、単一分極化された結晶、特に単一分極化された結晶としてスライス処理及び／又はラップ処理が行われたウェハやスライス前段階の結晶を用いることが好ましい。更に、温度Ｔ２で処理した後に、温度が２５０℃以下で大気を導入することが好ましい。温度Ｔ２での還元処理は、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性ガス中で行うことが好ましく、この場合、この還元性ガスは、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含むことができる。 In addition, as the lithium tantalate crystal to be processed, a single-polarized crystal, particularly a wafer that has been sliced and / or lapped as a single-polarized crystal or a pre-slice crystal is used. Is preferred. Furthermore, following treatment with temperature T2, it is preferable that the temperature is to introduce the atmospheric air at 250 ° C. or less. The reduction treatment at the temperature T2 is preferably performed in a reducing gas containing one or more mixed gases selected from hydrogen, carbon monoxide, and dinitrogen monoxide. In this case, the reducing gas is In addition, one or more mixed gases selected from rare gas, nitrogen, and carbon dioxide can be included.

本発明によれば、均一に還元熱処理してむらのない高導電性のタンタル酸リチウム結晶を簡単かつ確実に製造することができる。   According to the present invention, it is possible to easily and reliably produce a highly conductive lithium tantalate crystal without unevenness by uniform reduction heat treatment.

温度Ｔ１で処理された物質と処理すべきタンタル酸リチウム結晶を横置きに配列させた状態の側面図である。It is a side view of the state which arranged the substance processed at temperature T1, and the lithium tantalate crystal to be processed horizontally. 温度Ｔ１で処理された物質と処理すべきタンタル酸リチウム結晶を縦置きに配列させた状態の側面図である。It is a side view of the state which arranged the substance processed at temperature T1, and the lithium tantalate crystal to be processed vertically. 実施例１で用いた炉の概要図である。1 is a schematic diagram of a furnace used in Example 1. FIG. 温度Ｔ１で処理された物質と処理すべきタンタル酸リチウム結晶を距離ｄｍｍで近接配置して還元熱処理した場合のタンタル酸リチウム結晶の導電率（Ω-1・ｃｍ-1）の結果を示すグラフである。A graph showing the results of the conductivity of lithium tantalate crystals when the lithium tantalate crystal to be treated and treated material at a temperature T1 and thermally reducing arranged close to a distance dmm (Ω -1 · cm -1) is there.

本発明の導電率が増加したタンタル酸リチウム結晶の製造方法は、温度Ｔ１で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を非接触状態で近接配置し、この状態でこの処理すべきタンタル酸リチウム結晶を還元雰囲気中において上記温度Ｔ１より低い温度Ｔ２にて熱処理するもので、これにより該タンタル酸リチウム結晶の導電率を高くでき、この結果、タンタル酸リチウム結晶に温度変化を与えた時に発生する焦電気を抑えることができる。   According to the method for producing a lithium tantalate crystal with increased conductivity according to the present invention, a lithium tantalate crystal to be treated is placed in a non-contact state in proximity to a substance reduced at temperature T1, and the tantalum to be treated in this state. The lithium acid crystal is heat-treated in a reducing atmosphere at a temperature T2 lower than the temperature T1, thereby increasing the conductivity of the lithium tantalate crystal. As a result, when a temperature change is given to the lithium tantalate crystal The generated pyroelectricity can be suppressed.

このように、タンタル酸リチウム結晶に温度変化を与えることで発生する表面電荷を、タンタル酸リチウム結晶の導電性を向上することにより、上記発生した表面電荷を蓄積させることなく消失させることができるものである。   Thus, the surface charge generated by changing the temperature of the lithium tantalate crystal can be eliminated without accumulating the generated surface charge by improving the conductivity of the lithium tantalate crystal. It is.

ここで、温度Ｔ１で還元処理される物質としては、無機物結晶、セラミックス、金属が挙げられる。この場合、該結晶としては、タンタル酸リチウム結晶、ニオブ酸リチウム結晶等が挙げられ、セラミックスとしては、非結晶のタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等が挙げられるが、特に、非化学量論組成をもつ複合酸化物からなるセラミックスを用いることが好ましい。この非化学量論組成をもつ複合酸化物では陽イオンの欠損があり、この欠損が還元処理と深く関係していると考えられる。この非化学量論組成をもつ複合酸化物としては、タンタル酸リチウムからなるセラミックスあるいはニオブ酸リチウムからなるセラミックスが例示される。更には、タンタル酸リチウム結晶あるいはニオブ酸リチウム結晶を用いることもでき、この場合、タンタル酸リチウム結晶あるいはニオブ酸リチウム結晶を用いる時は、陽イオンの欠損が少ない化学量論組成の結晶よりは例えばコングルーエント組成といわれているような化学量論組成から外れている組成の結晶を用いることが好ましい。   Here, examples of the substance to be reduced at the temperature T1 include inorganic crystals, ceramics, and metals. In this case, examples of the crystal include lithium tantalate crystal and lithium niobate crystal, and examples of the ceramic include non-crystalline lithium tantalate and lithium niobate. It is preferable to use a ceramic made of a complex oxide. The composite oxide having this non-stoichiometric composition has a cation deficiency, and this deficiency is considered to be deeply related to the reduction treatment. Examples of the composite oxide having this non-stoichiometric composition include ceramics made of lithium tantalate or ceramics made of lithium niobate. Furthermore, a lithium tantalate crystal or a lithium niobate crystal can also be used. In this case, when using a lithium tantalate crystal or a lithium niobate crystal, for example, than a crystal having a stoichiometric composition with few cation defects. It is preferable to use crystals having a composition deviating from the stoichiometric composition, which is called a congruent composition.

また、温度Ｔ１で処理される金属としては、水素貯蔵（吸蔵）合金が好ましい。   Moreover, as a metal processed at temperature T1, a hydrogen storage (occlusion) alloy is preferable.

上記物質を還元処理する温度Ｔ１は、還元反応を速やかに行うために７００℃以上、特に８００℃以上とすることが好ましい。その上限温度は適宜選定されるが、１，２００℃以下、特に１，１５０℃以下が好ましい。   The temperature T1 for reducing the substance is preferably 700 ° C. or higher, particularly 800 ° C. or higher in order to perform the reduction reaction quickly. The upper limit temperature is appropriately selected, but is preferably 1,200 ° C. or less, particularly preferably 1,150 ° C. or less.

また、上記物質を温度Ｔ１で還元処理する雰囲気としては、通常知られている還元性のガス雰囲気とすればよく、例えば、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素、あるいはこれらの混合ガスからなる還元性のガス中で行うことで還元処理された物質を得ることができる。この場合、この還元性ガス中に、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒなどの希ガス、窒素、二酸化炭素、あるいはこれらの混合ガスからなる不活性ガスを添加した雰囲気中で還元処理を行うことができる。なお、これら不活性ガスは、上記物質を還元処理する還元性ガス中、０〜９５容量％、特に２０〜８０容量％の含有量とすることが好ましい。   Further, the atmosphere for reducing the above-mentioned substance at the temperature T1 may be a normally known reducing gas atmosphere, for example, hydrogen, carbon monoxide, dinitrogen monoxide, or a mixed gas thereof. A reduction-treated substance can be obtained by performing in a reducing gas. In this case, the reducing treatment can be performed in an atmosphere in which a rare gas such as He, Ne, Ar, nitrogen, carbon dioxide, or an inert gas composed of a mixed gas thereof is added to the reducing gas. In addition, it is preferable to make these inert gas content 0-95 volume% in the reducing gas which carries out the reduction process of the said substance, especially 20-80 volume%.

上記物質を還元処理する時間は、適宜選定されるが、通常０．５〜４０時間、より好ましくは０．５〜２０時間であり、処理される物質が還元され、処理される物質の面内が均一に黒色の状態になった場合、還元処理を終了することができる。   The time for reducing the substance is appropriately selected, but it is usually 0.5 to 40 hours, more preferably 0.5 to 20 hours, and the substance to be treated is reduced and within the surface of the substance to be treated. When the state becomes uniformly black, the reduction process can be terminated.

なお、還元ガス雰囲気としてはできるだけ還元処理の対象となる物質を短時間で処理できるものが好ましく、例えば水素を用いることが好ましい。   Note that a reducing gas atmosphere is preferably one that can treat a substance to be reduced in as short a time as possible, and for example, hydrogen is preferably used.

ここで、本発明において、温度Ｔ１で還元処理された物質の例として、タンタル酸リチウムからなるセラミックスが挙げられるが、このものは、炭酸リチウムと五酸化タンタルとを秤量し、混合し、電気炉で１，０００℃以上に加熱することで得られる。また、ニオブ酸リチウムからなるセラミックスについては、五酸化タンタルの代わりに五酸化ニオブを使うことで得られる。このようにして得られたセラミックスをステンレススチール、石英等の容器中に入れ、封止された炉内に置き、上記還元性ガスを毎分０．１〜２０リットル、特に０．１〜１０リットルの速度で封止炉に流通させ、炉温を室温から上記処理温度（７００℃以上）まで昇温し、０．５〜４０時間、特に０．５〜２０時間保持後、炉を毎分１〜２０℃、特に１〜１０℃の速度で降温し、容器を炉から取り出すことで還元処理された物質として得ることができる。   Here, in the present invention, as an example of the substance reduced at the temperature T1, ceramics made of lithium tantalate can be cited, which is prepared by weighing lithium carbonate and tantalum pentoxide, mixing them, and electric furnace Can be obtained by heating to 1,000 ° C. or higher. In addition, ceramics made of lithium niobate can be obtained by using niobium pentoxide instead of tantalum pentoxide. The ceramics thus obtained are placed in a container such as stainless steel or quartz, placed in a sealed furnace, and the reducing gas is 0.1 to 20 liters per minute, particularly 0.1 to 10 liters per minute. The furnace temperature was raised from room temperature to the above treatment temperature (700 ° C. or higher) and maintained for 0.5 to 40 hours, particularly 0.5 to 20 hours, and then the furnace was moved to 1 per minute. It can be obtained as a reduced substance by lowering the temperature at a rate of -20 ° C, particularly 1-10 ° C, and removing the container from the furnace.

また、本発明において、温度Ｔ１で還元処理された物質の例として、タンタル酸リチウム結晶が挙げられるが、このものは、上記した還元処理前のタンタル酸リチウムからなるセラミックスを貴金属製のルツボに入れ、加熱、溶融後に種結晶を用いて回転引上げ（いわゆるチョクラルスキー法）を行うことにより、タンタル酸リチウム結晶を育成することができる。   In the present invention, an example of the substance reduced at temperature T1 is lithium tantalate crystal. In this case, ceramics made of lithium tantalate before the reduction treatment described above are placed in a noble metal crucible. A lithium tantalate crystal can be grown by performing rotary pulling (so-called Czochralski method) using a seed crystal after heating and melting.

このようにして得られたタンタル酸リチウム結晶を石英台に載せ、封止された炉内に置いて上記と同様の条件で還元熱処理を行った後、降温することで、還元処理された物質として得ることができる。なお、この降温の際、２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところで処理された物質を取り出すことができる。   The lithium tantalate crystal thus obtained was placed on a quartz table, placed in a sealed furnace, subjected to a reduction heat treatment under the same conditions as described above, and then cooled to obtain a reduction-treated substance. Obtainable. When the temperature is lowered, the atmosphere is introduced into the furnace at 250 ° C. or lower, and the treated substance can be taken out when the temperature becomes 30 ° C. or lower.

ここで、上記チョクラルスキー法で得られた還元処理前の例えば直径４インチのタンタル酸リチウム結晶に貴金属電極を設置し、キュリー点以上の温度、例えば６５０℃にて電圧を印加することで単分域化処理ができ、この単分域化処理がなされた結晶を、例えばワイヤソーを用いてスライスすることで直径４インチ、厚さ０．５ｍｍのスライス処理が行われたウェハが得られ、更にこのウェハをラップ機で処理することで直径４インチ、厚さ０．４ｍｍラップウェハが得られる。   Here, a precious metal electrode is placed on, for example, a 4 inch diameter lithium tantalate crystal before the reduction treatment obtained by the Czochralski method, and a voltage is applied at a temperature above the Curie point, for example, 650 ° C. A wafer that has been subjected to a slice process having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.5 mm can be obtained by slicing the crystal, which has been subjected to the domain process, using a wire saw, for example. By processing this wafer with a lapping machine, a lapped wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 0.4 mm can be obtained.

本発明において、温度Ｔ１で還元処理された物質の例として、タンタル酸リチウム結晶からなるラップウェハが挙げられるが、このものは、上記の工程で得られたタンタル酸リチウム結晶ラップウェハを上記した条件で還元熱処理し、降温し、必要により大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出すことで得られる。この処理によりタンタル酸リチウムウェハの色は処理前の白色から黒く変色し、光吸収能を持つようになる。しかし、温度Ｔ１はタンタル酸リチウム結晶のキュリー点より高いため、この処理で得られるタンタル酸リチウムはＳＡＷデバイス用としては不適な多分域構造をもつものである。   In the present invention, an example of the substance reduced at temperature T1 is a wrap wafer made of lithium tantalate crystals, which is obtained by reducing the lithium tantalate crystal wrap wafer obtained in the above process under the above-described conditions. It is obtained by heat-treating, lowering the temperature, introducing air if necessary, and removing the wafer from the furnace when the temperature becomes 30 ° C. or lower. By this treatment, the color of the lithium tantalate wafer changes from white before treatment to black and has light absorption ability. However, since the temperature T1 is higher than the Curie point of the lithium tantalate crystal, the lithium tantalate obtained by this treatment has a multi-domain structure that is unsuitable for SAW devices.

次に、本発明においては、処理すべきタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１で処理された物質に非接触状態で近接配置し、上記温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２、好ましくは４００〜６００℃、特に５００〜６００℃にて還元熱処理を行うものである。   Next, in the present invention, the lithium tantalate crystal to be treated is placed close to the substance treated at the temperature T1 in a non-contact state, and the temperature T2 lower than the temperature T1, preferably 400 to 600 ° C., particularly Reduction heat treatment is performed at 500 to 600 ° C.

ここで、温度Ｔ２で処理されるべきタンタル酸リチウム結晶としては、上記したようにして得られる単一分極化された結晶を用いることができ、このように単一分極化されたタンタル酸リチウム結晶を用いる場合、本発明で得られるタンタル酸リチウム結晶は、温度Ｔ２での還元処理の後、単分域化処理を必要としない。この場合、単一分極化された結晶の形態としては、スライス前段階の結晶、あるいはスライス処理が行われたウェハもしくはラップ処理が行われたウェハを用いることができる。   Here, as the lithium tantalate crystal to be treated at the temperature T2, the unipolarized crystal obtained as described above can be used, and the unipolarized lithium tantalate crystal thus obtained is used. Is used, the lithium tantalate crystal obtained in the present invention does not require a single domain treatment after the reduction treatment at the temperature T2. In this case, as a form of a single polarized crystal, a crystal before slicing, a wafer subjected to slicing processing, or a wafer subjected to lapping processing can be used.

なお、通常の単分域化処理は、タンタル酸リチウム結晶のキュリー点（約６１０℃）以上の高温でかつ、大気中で行う。一方、本発明で得られた導電率を向上させたタンタル酸リチウム結晶は、大気中で４００℃以上の温度にすることで、向上した導電率が失われてしまい、この結果、本発明による処理を行ったタンタル酸リチウム結晶は、その後に単分域化処理を行うと、還元熱処理前の状態に戻るという性質がある。しかし、本発明では、タンタル酸リチウムを還元熱処理する温度Ｔ２をタンタル酸リチウム結晶のキュリー点（６１０℃）より低い温度とすることにより、また処理雰囲気が還元雰囲気中であるため、導電率が失われるといった問題は生じない。   Note that the normal single domain treatment is performed in the atmosphere at a temperature higher than the Curie point (about 610 ° C.) of the lithium tantalate crystal. On the other hand, in the lithium tantalate crystal with improved conductivity obtained in the present invention, the improved conductivity is lost by raising the temperature to 400 ° C. or higher in the atmosphere. As a result, the treatment according to the present invention is performed. The lithium tantalate crystal subjected to the above has a property of returning to the state before the reduction heat treatment when the single domain treatment is performed thereafter. In the present invention, however, the conductivity is lost because the temperature T2 for reducing heat treatment of lithium tantalate is lower than the Curie point (610 ° C.) of the lithium tantalate crystal and the treatment atmosphere is a reducing atmosphere. There will be no problem.

また、この場合、処理すべきタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１で処理された物質に対して非接触で近接させる距離ｄ（図１，２参照）は０．１〜２０ｍｍ、特に０．２〜３ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、図１，２は、温度Ｔ１で処理された物質１と処理すべきタンタル酸リチウム結晶２との配置状態を示すもので、図１はタンタル酸リチウム結晶２からなるウェハを横置きした例、図２は縦置きした例であり、温度Ｔ１で処理された物質１と処理すべきタンタル酸リチウム結晶２をそれぞれ距離ｄを隔てて交互に配列させたものである。   In this case, the distance d (see FIGS. 1 and 2) for bringing the lithium tantalate crystal to be treated in close contact with the substance treated at the temperature T1 is 0.1 to 20 mm, particularly 0.2 to It is preferable to be about 3 mm. 1 and 2 show an arrangement state of the substance 1 treated at the temperature T1 and the lithium tantalate crystal 2 to be treated. FIG. 1 shows an example in which a wafer made of the lithium tantalate crystal 2 is placed horizontally. FIG. 2 shows an example in which the materials are vertically arranged, in which substances 1 treated at a temperature T1 and lithium tantalate crystals 2 to be treated are alternately arranged at a distance d.

本発明において、上記タンタル酸リチウム結晶を温度Ｔ２で還元熱処理する場合の雰囲気としては、通常知られている還元性のガス雰囲気とすればよく、例えば、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素、あるいはこれらの混合ガスからなる還元性のガス中で行うことで還元処理された物質を得ることができる。この場合、還元性ガス中に、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒなどの希ガス、窒素、二酸化炭素、あるいはこれらの混合ガスからなる不活性ガスを添加した雰囲気中で還元処理を行うことができる。なお、これら不活性ガスは、上記物質を還元処理する還元性ガス中、０〜９５容量％、特に２０〜８０容量％の含有量とすることが好ましい。   In the present invention, the atmosphere when the lithium tantalate crystal is subjected to a reduction heat treatment at a temperature T2 may be a normally known reducing gas atmosphere, such as hydrogen, carbon monoxide, dinitrogen monoxide, Alternatively, a reduction-treated substance can be obtained by performing in a reducing gas composed of these mixed gases. In this case, the reduction treatment can be performed in an atmosphere in which a rare gas such as He, Ne, Ar, nitrogen, carbon dioxide, or an inert gas composed of a mixed gas thereof is added to the reducing gas. In addition, it is preferable to make these inert gas content 0-95 volume% in the reducing gas which carries out the reduction process of the said substance, especially 20-80 volume%.

上記タンタル酸リチウム結晶を処理する温度は上述した通り４００〜６００℃が好ましく、還元処理する時間は、適宜選定されるが、通常０．５〜２０時間、より好ましくは０．５〜１０時間であり、処理されるタンタル酸リチウム結晶が面内均一に黒色もしくは薄黒色を示す状態になった場合、還元処理を終了することができる。   The temperature for treating the lithium tantalate crystal is preferably 400 to 600 ° C. as described above, and the time for the reduction treatment is appropriately selected, but is usually 0.5 to 20 hours, more preferably 0.5 to 10 hours. Yes, when the lithium tantalate crystal to be treated is uniformly black or light black in the surface, the reduction treatment can be terminated.

このように、還元熱処理した後は、降温すればよいが、この場合、温度が２５０℃以下に下った場合に大気を導入することが取り出し時の熱収縮等による割れを予防、又は大気中の成分との反応を防ぐという点から推奨される。   As described above, after the reduction heat treatment, the temperature may be lowered. In this case, when the temperature falls to 250 ° C. or lower, introduction of the atmosphere prevents cracking due to heat shrinkage or the like at the time of extraction, or in the atmosphere. Recommended because it prevents reaction with ingredients.

本発明で目的とする単分域化構造をもち、かつ、導電率を向上させたタンタル酸リチウム結晶を得る好適な方法としては、例えば、本発明の温度Ｔ２で還元熱処理すべき単分域化処理が行われたタンタル酸リチウム結晶ラップウェハと温度Ｔ１で処理を行うことにより黒く変色したタンタル酸リチウムウェハを非接触状態で近接（０．１〜２０ｍｍ）させて交互に配置し、炉中に設置し、水素ガス等の還元性ガスを毎分０．１〜２０リットル、特に０．１〜１０リットルの速度で流し、炉の温度を室温から毎分１〜２０℃、特に１〜１０℃の速度で昇温させ、所用の温度Ｔ２に０．５〜２０時間、特に０．５〜１０時間保持後、炉を毎分４００〜６００℃、特に５００〜６００℃の速度で降温し、２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出すことが好ましい。   As a preferred method for obtaining a lithium tantalate crystal having a single domain structure aimed at in the present invention and having improved conductivity, for example, single domain conversion to be subjected to reduction heat treatment at the temperature T2 of the present invention is possible. The processed lithium tantalate crystal wrap wafer and the lithium tantalate wafer that has turned black due to the treatment at temperature T1 are alternately placed close to each other (0.1 to 20 mm) in a non-contact state and placed in a furnace. A reducing gas such as hydrogen gas is allowed to flow at a rate of 0.1 to 20 liters per minute, particularly 0.1 to 10 liters per minute, and the furnace temperature is 1 to 20 ° C. per minute from room temperature, particularly 1 to 10 ° C. per minute. The temperature is increased at a desired rate and held at the required temperature T2 for 0.5 to 20 hours, particularly 0.5 to 10 hours, and then the furnace is cooled at a rate of 400 to 600 ° C., particularly 500 to 600 ° C. per minute, 250 ° C. Introduce air into the furnace below, 30 ° C It is preferred that the wafer is removed from the furnace where it has become under.

ここで、処理すべきタンタル酸リチウム結晶を温度Ｔ１で処理された物質と接触させないことで、還元性ガスをタンタル酸リチウム結晶全面に行き渡らせ、均一な面内分布を達成することができ、温度Ｔ１で還元処理された物質の処理すべきタンタル酸リチウム結晶に対する影響を最大限に生かすことが可能になる。   Here, by not bringing the lithium tantalate crystal to be treated into contact with the substance treated at the temperature T1, the reducing gas can be spread over the entire surface of the lithium tantalate crystal and a uniform in-plane distribution can be achieved. It becomes possible to make the most of the influence of the substance reduced by T1 on the lithium tantalate crystal to be processed.

本発明で得られたタンタル酸リチウム結晶は、結晶の導電率が向上していることにより、温度変化で生じる表面電荷の蓄積が実質的に見られないという特徴を持っている。このことにより、本発明で得られるタンタル酸リチウム結晶は圧電性を維持した上で結晶外表面に電荷の蓄積が見られないものとなっており、ＳＡＷデバイス製造上極めて有利な材料である。また、本発明の方法では上記したタンタル酸リチウム結晶は極めて短時間の処理で得ることができ、工業的に有利な製造方法となっている。   The lithium tantalate crystal obtained in the present invention has a characteristic that accumulation of surface charges caused by a temperature change is substantially not observed due to an improvement in crystal conductivity. As a result, the lithium tantalate crystal obtained in the present invention does not accumulate charges on the outer surface of the crystal while maintaining the piezoelectricity, and is an extremely advantageous material for SAW device manufacturing. Further, in the method of the present invention, the above-described lithium tantalate crystal can be obtained in a very short time, which is an industrially advantageous production method.

ここで、タンタル酸リチウム結晶に対する導電率の測定は、実施例に記載の通りであるが、本発明による還元熱処理前のタンタル酸リチウム結晶の導電率が通常１０-14〜１０-15Ω-1・ｃｍ-1であるのに対し、本発明の還元熱処理を行った後のタンタル酸リチウム結晶の導電率は、通常１０-9〜１０-13Ω-1・ｃｍ-1、特に１０-10〜１０-12Ω-1・ｃｍ-1となる。 Here, although the measurement of the electrical conductivity with respect to the lithium tantalate crystal is as described in the Examples, the electrical conductivity of the lithium tantalate crystal before the reduction heat treatment according to the present invention is usually 10 −14 to 10 −15 Ω −1. · the cm -1 to the conductivity of the lithium-tantalate crystal after the reduction heat treatment of the present invention is usually 10 -9 to 10 -13 Omega -1 · cm -1, in particular 10 -10 10 −12 Ω −1 · cm −1 .

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.

［ＬＴウェハの作製例］
ＬＴウェハ作製を次の通り行った。表面法線に対してｙ方向に３６゜回転して配向された直径１００ｍｍ、長さ５０ｍｍのタンタル酸リチウム結晶を、チョクラルスキー法及び常用の二次加工法を使用することにより得た（以後、ＬＴ結晶と記す）。このＬＴ結晶を切断し、ラップ加工を行い、厚さ０．４ｍｍの両面ラップウェハを得た（以後、このウェハをＬＴラップウェハと記す）。ＬＴラップウェハの片面を研磨し、厚さ０．３５ｍｍのウェハを得た（以後、このウェハをＬＴポリッシュウェハと記す）。このウェハは、無色で半透明であった。 [Example of LT wafer production]
LT wafer fabrication was performed as follows. A lithium tantalate crystal having a diameter of 100 mm and a length of 50 mm oriented by rotating 36 ° in the y direction with respect to the surface normal was obtained by using the Czochralski method and a conventional secondary processing method (hereinafter referred to as the “secondary processing method”). , Written as LT crystal). The LT crystal was cut and lapped to obtain a double-sided lapped wafer having a thickness of 0.4 mm (hereinafter, this wafer is referred to as a LT lapped wafer). One side of the LT wrap wafer was polished to obtain a wafer having a thickness of 0.35 mm (hereinafter, this wafer will be referred to as an LT polished wafer). This wafer was colorless and translucent.

［実施例１］
上記ＬＴラップウェハを、表１の各ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。炉の概要を図３に示す。 [Example 1]
The LT wrap wafer was placed in a sealed furnace in which each gas in Table 1 circulated at a rate of about 1.5 liters per minute. The outline of the furnace is shown in FIG.

この炉１０には、直径２００ｍｍのアルミナ処理管１１が水平方向に沿って配置され、この処理管１１内に３つの帯域Ａ，Ｂ，Ｃが形成されていると共に、処理管１１には、これら帯域Ａ，Ｂ，Ｃに対応して熱電対ａ，ｂ，ｃが設けられている。上記アルミナ処理管１１の両端部はそれぞれ炉１０から外部に延出されており、一方の延出端面は気密に閉塞されていると共に、この閉塞面にガス供給口１２が形成され、他方の延出端面にはキャップ１４が着脱可能に取り付けられていると共に、この他方の延出端面近傍には、ガス排出口１３が形成されている。なお、図示していないが、上記アルミナ処理管１１のウェハ取り出し口となる片側両延出基端部はＯリングにより気密にシールされている。また炉内を加熱する手段は、抵抗加熱によるものとされている。   In the furnace 10, an alumina treatment tube 11 having a diameter of 200 mm is disposed along the horizontal direction, and three zones A, B, and C are formed in the treatment tube 11. Thermocouples a, b, and c are provided corresponding to the bands A, B, and C. Both ends of the alumina treatment tube 11 are extended from the furnace 10 to the outside, and one of the extended end faces is hermetically closed, and a gas supply port 12 is formed in the closed face, and the other extension A cap 14 is detachably attached to the extended end face, and a gas discharge port 13 is formed in the vicinity of the other extended end face. Although not shown in the drawing, both extended base ends of the alumina processing tube 11 serving as a wafer outlet are hermetically sealed by O-rings. The means for heating the inside of the furnace is based on resistance heating.

まず、キャップ１４を取り外し、アルミナ担体１５に上記ＬＴラップウェハ１６を支持させたものをアルミナ処理管１１内に置き、ガス供給口１２からガス流をアルミナ処理管１１内に導入すると共に、ガス排出口１３から排出させた状態で炉の加熱を開始した。炉の温度を室温から毎分約６．７℃の速度で表１の温度Ｔ１まで昇温した。温度Ｔ１にて１時間保持後、炉を毎分約６．７℃の速度で降温した。２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出した（以後、Ｔ１処理ＬＴウェハと記す）。   First, the cap 14 is removed, the alumina carrier 15 supporting the LT wrap wafer 16 is placed in the alumina processing tube 11, a gas flow is introduced into the alumina processing tube 11 from the gas supply port 12, and a gas discharge port is provided. Heating of the furnace was started in a state where the gas was discharged from 13. The furnace temperature was raised from room temperature to the temperature T1 in Table 1 at a rate of about 6.7 ° C. per minute. After holding at temperature T1 for 1 hour, the furnace was cooled at a rate of about 6.7 ° C. per minute. Atmosphere was introduced into the furnace at 250 ° C. or lower, and the wafer was taken out of the furnace when it became 30 ° C. or lower (hereinafter referred to as a T1-treated LT wafer).

次に、ＬＴラップウェハとＴ１処理ＬＴウェハを図１に示すように互いに近接して交互に配置し、ＬＴラップウェハとＴ１処理ＬＴウェハとの間隔（ｄ）が０．２５ｍｍとなるようにし、水素ガス等の還元性ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。本実施例では、この炉は、温度Ｔ１還元処理と同一のものである。炉の温度を室温から毎分約６．７℃の速度で昇温した。表１の温度Ｔ２に１時間保持後、炉を毎分約６．７℃の速度で降温した。２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出した（以後、Ｔ２処理ＬＴウェハと記す）。   Next, as shown in FIG. 1, the LT wrap wafer and the T1-processed LT wafer are alternately arranged close to each other so that the distance (d) between the LT wrap wafer and the T1-processed LT wafer is 0.25 mm, and hydrogen gas And so on, in a sealed furnace in which a reducing gas such as was circulated at a rate of about 1.5 liters per minute. In this embodiment, this furnace is the same as the temperature T1 reduction process. The furnace temperature was raised from room temperature at a rate of about 6.7 ° C. per minute. After maintaining at the temperature T2 in Table 1 for 1 hour, the furnace was cooled at a rate of about 6.7 ° C. per minute. Atmosphere was introduced into the furnace at 250 ° C. or lower, and the wafer was taken out of the furnace when it became 30 ° C. or lower (hereinafter referred to as a T2-treated LT wafer).

導電率は次のように測定した。導電率は体積抵抗率の逆数であり、体積抵抗率はＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製、４３２９Ａ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｍｅｔｅｒ及び１６００８Ａ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙを用いて測定した。体積抵抗率は下記式により得ることができる。
ρ＝（πｄ2／４ｔ）・Ｒ
ρ：体積抵抗率（Ω・ｃｍ）
π：円周率
ｄ：中心電極直径（ｃｍ）
ｔ：Ｔ２処理ＬＴウェハ厚さ（ｃｍ）
Ｒ：抵抗値（Ω）
抵抗値は、試料に５００ボルトの電圧を印加し、電圧を印加してから１分後の抵抗値を測定した。 The conductivity was measured as follows. The electrical conductivity is the reciprocal of the volume resistivity, and the volume resistivity was measured using 4329A High Resistance Meter and 16008A Resistivity manufactured by Hewlett Packard. The volume resistivity can be obtained by the following formula.
ρ = (πd 2 / 4t) · R
ρ: Volume resistivity (Ω · cm)
π: Circumference d: Center electrode diameter (cm)
t: T2 processing LT wafer thickness (cm)
R: Resistance value (Ω)
The resistance value was measured by applying a voltage of 500 volts to the sample and measuring the resistance value one minute after the voltage was applied.

表面電位は次のように測定した。焦電気は温度差が発生したときに表面に蓄積される電荷量である。これは静電気と同様であり、定量的な測定として表面電位測定が知られている。Ｔ２処理ＬＴウェハをホットプレート上で３０℃〜７０℃まで１分で昇温し、Ｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製、ＳＦＭ７７５を使用することにより、その間に変化する表面電位の差を測定値とした。   The surface potential was measured as follows. Pyroelectricity is the amount of charge that accumulates on the surface when a temperature difference occurs. This is the same as static electricity, and surface potential measurement is known as a quantitative measurement. The temperature of the T2-treated LT wafer was raised from 30 ° C. to 70 ° C. on a hot plate in 1 minute, and the difference in surface potential that changed during that time was used as a measurement value by using SFM775 manufactured by Ion Systems.

導電率、表面電位を表１に示す。なお、すべての表及び図面において、導電率の、例えば「９．３Ｅ−１４」というような記載は、「９．３×１０-14」という意味である。 Table 1 shows the conductivity and surface potential. In all the tables and drawings, the description of conductivity, for example, “9.3E-14” means “9.3 × 10 −14 ”.

Figure 0004488249
Figure 0004488249

［実施例２］
温度Ｔ２還元処理−タンタル酸リチウム結晶
ＬＴラップウェハを、水素ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。温度Ｔ１（１，１００℃）に１時間保持してＴ１処理ＬＴウェハを得た。図１のように、ＬＴラップウェハとＴ１処理ＬＴウェハを非接触状態に近接（ｄ＝０．１−５０ｍｍ）して交互に配置し、９０ｖｏｌ％Ｎ2＋１０ｖｏｌ％Ｈ2の混合ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。ここで、ウェハ間の間隔を０．１ｍｍ以上としたのは、これより短いとウェハの充填が困難であるためである。温度Ｔ２（６００℃）に１時間保持後、炉を毎分約６．７℃の速度で降温した。２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出し、Ｔ２処理ＬＴウェハを得た。導電率の間隔ｄへの依存性を図４に示す。導電率は間隔ｄが少ないほど増加し、２０ｍｍ以上ではほとんど効果がないことがわかる。また、ウェハ充填に支障をきたさず、導電率増加という観点から好ましい間隔は０．２〜３．０ｍｍ程度の範囲内といえる。 [Example 2]
Temperature T2 Reduction Treatment-Lithium Tantalate Crystal The LT wrap wafer was placed in a sealed furnace with hydrogen gas flowing at a rate of about 1.5 liters per minute. The temperature was maintained at T1 (1,100 ° C.) for 1 hour to obtain a T1-treated LT wafer. As shown in FIG. 1, the LT wrap wafer and the T1-processed LT wafer are alternately arranged close to each other in a non-contact state (d = 0.1-50 mm), and a mixed gas of 90 vol% N 2 +10 vol% H 2 is about every minute. Placed in a sealed oven circulating at a rate of 1.5 liters. Here, the interval between the wafers is set to 0.1 mm or more because if it is shorter than this, it is difficult to fill the wafer. After holding at temperature T2 (600 ° C.) for 1 hour, the furnace was cooled at a rate of about 6.7 ° C. per minute. Air was introduced into the furnace at 250 ° C. or lower, and the wafer was taken out of the furnace when the temperature became 30 ° C. or lower to obtain a T2-treated LT wafer. FIG. 4 shows the dependence of the conductivity on the distance d. It can be seen that the conductivity increases as the distance d decreases, and that there is almost no effect above 20 mm. Moreover, it can be said that a preferable space | interval is in the range of about 0.2-3.0 mm from a viewpoint of the electrical conductivity increase, without causing trouble in wafer filling.

また、接触法（特開２００４−２６９３００号公報）で得られたウェハと本実施例で得られたウェハを目視検査したところ、本実施例で作製されたウェハはいずれも、接触法で得られたものよりも、ウェハ面内均一に変色していることが確認できた。   Further, when the wafer obtained by the contact method (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-269300) and the wafer obtained by this example were visually inspected, all the wafers produced by this example were obtained by the contact method. It was confirmed that the discoloration was more uniform in the wafer surface than the sample.

１ 温度Ｔ１で処理された物質
２ 処理すべきタンタル酸リチウム結晶
１１ アルミナ処理管
１２ ガス供給口
１３ ガス排出口
１４ キャップ
１５ アルミナ担体
１６ ＬＴラップウェハ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Material processed at temperature T1 Lithium tantalate crystal to be processed 11 Alumina processing tube 12 Gas supply port 13 Gas discharge port 14 Cap 15 Alumina carrier 16 LT wrap wafer

Claims (13)

温度Ｔ１が７００℃以上で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を両者の距離（ｄ）を０．１〜２０ｍｍ隔てて非接触状態で近接配置し、このタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１より低い温度Ｔ２が４００〜６００℃の範囲で還元雰囲気中にさらすことを特徴とする導電率が増加したタンタル酸リチウム結晶の製造方法。A lithium tantalate crystal to be treated on a substance reduced at a temperature T1 of 700 ° C. or higher is placed in close proximity in a non-contact state with a distance (d) of 0.1 to 20 mm therebetween, and the lithium tantalate crystal is A method for producing a lithium tantalate crystal having an increased conductivity, characterized by being exposed to a reducing atmosphere at a temperature T2 lower than the temperature T1 in the range of 400 to 600 ° C. 温度Ｔ１での還元処理を、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性ガス中で行うことを特徴とする請求項１記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The reduction treatment at a temperature T1, hydrogen, carbon monoxide, one or tantalate as claimed in claim 1, wherein the performing a reducing gas containing a mixture of two or more gases selected from dinitrogen monoxide A method for producing lithium crystals. 前記還元性ガスが、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む請求項２記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。 3. The method for producing a lithium tantalate crystal according to claim 2 , wherein the reducing gas further contains one or more mixed gases selected from a rare gas, nitrogen, and carbon dioxide. 温度Ｔ１で還元処理された物質として、無機物結晶、セラミックス、金属のいずれかを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The method for producing a lithium tantalate crystal according to any one of claims 1 to 3 , wherein any one of an inorganic crystal, a ceramic, and a metal is used as the substance subjected to the reduction treatment at the temperature T1. 前記無機物結晶又は前記セラミックスとして、非化学量論組成をもつ複合酸化物からなるものを用いることを特徴とする請求項４記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The method for producing a lithium tantalate crystal according to claim 4, wherein the inorganic crystal or the ceramic is made of a complex oxide having a non-stoichiometric composition. 前記無機物結晶又は前記セラミックスとして、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムを用いることを特徴とする請求項４又は５記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。Examples inorganic crystal or the ceramic, claim 4 or 5 method for producing lithium-tantalate crystal according is characterized by using a lithium tantalate or lithium niobate. 前記金属として水素貯蔵合金を用いることを特徴とする請求項４記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The method for producing a lithium tantalate crystal according to claim 4, wherein a hydrogen storage alloy is used as the metal. 処理すべきタンタル酸リチウム結晶として、単一分極化された結晶を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The method for producing a lithium tantalate crystal according to any one of claims 1 to 7 , wherein a single polarized crystal is used as the lithium tantalate crystal to be treated. 前記単一分極化された結晶として、スライス処理及び／又はラップ処理が行われたウェハを用いることを特徴とする請求項８記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。9. The method for producing a lithium tantalate crystal according to claim 8, wherein a wafer subjected to slicing and / or lapping is used as the single polarized crystal. 前記単一分極化された結晶として、スライス前段階の結晶を用いることを特徴とする請求項８記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。9. The method for producing a lithium tantalate crystal according to claim 8, wherein a crystal before slicing is used as the single polarized crystal. 温度Ｔ２で処理した後に、温度が２５０℃以下で大気を導入することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The method for producing a lithium tantalate crystal according to any one of claims 1 to 10 , wherein the atmosphere is introduced at a temperature of 250 ° C or lower after the treatment at the temperature T2. 温度Ｔ２での還元処理を、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性のガス中で行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The reduction treatment at a temperature T2, hydrogen, carbon monoxide, according to claim 1 to 11, characterized in that in a reducing gas comprising one or more mixed gas selected from dinitrogen monoxide The manufacturing method of the lithium tantalate crystal | crystallization of any one of Claims 1. 前記還元性ガスが、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む請求項１２記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。The method for producing a lithium tantalate crystal according to claim 12 , wherein the reducing gas further contains one or more mixed gases selected from a rare gas, nitrogen, and carbon dioxide.
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