JPH05229893A - 液相エピタキシャル成長装置 - Google Patents
液相エピタキシャル成長装置Info
- Publication number
- JPH05229893A JPH05229893A JP6923392A JP6923392A JPH05229893A JP H05229893 A JPH05229893 A JP H05229893A JP 6923392 A JP6923392 A JP 6923392A JP 6923392 A JP6923392 A JP 6923392A JP H05229893 A JPH05229893 A JP H05229893A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- single crystal
- solution
- crystal film
- phase epitaxial
- Prior art date
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- Pending
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】溶液表面近傍の温度勾配を小さくし、良質の単
結晶膜を再現性よく得ることができる液相エピタキシャ
ル成長装置を提供すること。 【構成】白金製坩堝３内で溶解している単結晶原料溶液
５に下地基板６を浸漬し、下地基板６を一定位置で回転
させながら所定時間成長を行うことによって下地基板６
の表面に単結晶膜を育成する。坩堝３の胴体部３ａの上
端部には円錐筒形の熱反射部３ｂが一体に形成されてい
る。
結晶膜を再現性よく得ることができる液相エピタキシャ
ル成長装置を提供すること。 【構成】白金製坩堝３内で溶解している単結晶原料溶液
５に下地基板６を浸漬し、下地基板６を一定位置で回転
させながら所定時間成長を行うことによって下地基板６
の表面に単結晶膜を育成する。坩堝３の胴体部３ａの上
端部には円錐筒形の熱反射部３ｂが一体に形成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は下地基板の表面に単結晶
膜を液相エピタキシャル法によって育成する装置に関す
るものである。
膜を液相エピタキシャル法によって育成する装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、遅延線フィルター，発振器，非線
形デバイスなどの静磁波（ＭＳＷ）デバイス、およびフ
ァラデー回転効果を利用した光アイソレータ，サーキュ
レータまたはスイッチなどの磁気光学素子等に磁性ガー
ネット単結晶が広く用いられている。この磁性ガーネッ
ト単結晶の主な製造方法として、液相エピタキシャル成
長法（ＬＰＥ法）がある。
形デバイスなどの静磁波（ＭＳＷ）デバイス、およびフ
ァラデー回転効果を利用した光アイソレータ，サーキュ
レータまたはスイッチなどの磁気光学素子等に磁性ガー
ネット単結晶が広く用いられている。この磁性ガーネッ
ト単結晶の主な製造方法として、液相エピタキシャル成
長法（ＬＰＥ法）がある。
【０００３】この液相エピタキシャル法は、縦型電気炉
内に所定条件に保持された白金製坩堝に、ガーネットを
構成する元素の酸化物および溶剤としてＰｂＯとＢ2 Ｏ
3 とを充填し、約１２００℃で均質化を行い溶液化す
る。次に、この溶液を液相線（Liquidus) と固相線 (So
lidus)の間の温度、即ち約９００℃前後の一定温度に保
持してガーネットを過飽和状態にした後、この溶液中に
Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12（ＧＧＧ）よりなる下地基板を浸漬
し、一定位置で回転させながら所定時間成長を行うこと
によって下地基板の表面に磁性ガーネット単結晶膜を育
成する。育成後、下地基板を溶液から引き上げ、高速度
で回転してガーネット膜上の付着溶液を遠心力により振
り切ることによってガーネット単結晶膜が形成される。
内に所定条件に保持された白金製坩堝に、ガーネットを
構成する元素の酸化物および溶剤としてＰｂＯとＢ2 Ｏ
3 とを充填し、約１２００℃で均質化を行い溶液化す
る。次に、この溶液を液相線（Liquidus) と固相線 (So
lidus)の間の温度、即ち約９００℃前後の一定温度に保
持してガーネットを過飽和状態にした後、この溶液中に
Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ12（ＧＧＧ）よりなる下地基板を浸漬
し、一定位置で回転させながら所定時間成長を行うこと
によって下地基板の表面に磁性ガーネット単結晶膜を育
成する。育成後、下地基板を溶液から引き上げ、高速度
で回転してガーネット膜上の付着溶液を遠心力により振
り切ることによってガーネット単結晶膜が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法でガーネッ
ト単結晶膜を形成する場合、育成された膜上にクラスタ
ーが付着しないように育成中の溶液表面近傍の温度勾配
を緩やかにすることが重要である。従来では、溶液表面
近傍の温度勾配を緩やかにする手段として、坩堝の上部
に白金製の円環状の板を設置していた。しかしながら、
上記のように坩堝の上部に白金製の板を設置しただけで
は、板と坩堝との隙間から放熱され、溶液表面近傍の温
度勾配を十分に小さくできず、良質の単結晶膜を再現性
よく得ることができなかった。そこで、本発明の目的
は、溶液表面近傍の温度勾配を小さくし、良質の単結晶
膜を再現性よく得ることができる液相エピタキシャル成
長装置を提供することにある。
ト単結晶膜を形成する場合、育成された膜上にクラスタ
ーが付着しないように育成中の溶液表面近傍の温度勾配
を緩やかにすることが重要である。従来では、溶液表面
近傍の温度勾配を緩やかにする手段として、坩堝の上部
に白金製の円環状の板を設置していた。しかしながら、
上記のように坩堝の上部に白金製の板を設置しただけで
は、板と坩堝との隙間から放熱され、溶液表面近傍の温
度勾配を十分に小さくできず、良質の単結晶膜を再現性
よく得ることができなかった。そこで、本発明の目的
は、溶液表面近傍の温度勾配を小さくし、良質の単結晶
膜を再現性よく得ることができる液相エピタキシャル成
長装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、坩堝の上部に熱反射部を一体に形成した
ものである。
め、本発明は、坩堝の上部に熱反射部を一体に形成した
ものである。
【０００６】
【作用】坩堝の胴体部と熱反射部とを一体に設けると、
両者の隙間からの放熱が解消されるため、溶液表面近傍
の温度勾配を小さくできる。そのため、クラスターの発
生が抑制され、クラスターが育成された膜上に付着する
という不具合も解消される。
両者の隙間からの放熱が解消されるため、溶液表面近傍
の温度勾配を小さくできる。そのため、クラスターの発
生が抑制され、クラスターが育成された膜上に付着する
という不具合も解消される。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一例である磁性ガーネット膜
の育成装置を示す。アルミナ製の縦型円筒形炉心管１の
内側には、支持台２によって底面が支持された白金製坩
堝３が配置され、この坩堝３内にはガーネット膜の原料
であるＦｅ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 と溶剤であるＰｂＯお
よびＢ2 Ｏ3 とが充填混合されている。坩堝３は、図２
に示されるように胴体部３ａの上端部に上方に向かって
漸次内径が小さくなる円錐筒形の熱反射部３ｂを一体に
形成したものであり、熱反射部３ｂの上端開口部３ｃの
内径は後述するホルダ７の外径より大きい。炉心管１の
外側にはヒータ４がコイル状に配設されており、坩堝３
はヒータ４の輻射熱により加熱され、ガーネット原料お
よび溶剤が溶解されて溶液５となるとともに、炉心管１
内の雰囲気が所定温度に保持されている。
の育成装置を示す。アルミナ製の縦型円筒形炉心管１の
内側には、支持台２によって底面が支持された白金製坩
堝３が配置され、この坩堝３内にはガーネット膜の原料
であるＦｅ2 Ｏ3 およびＹ2 Ｏ3 と溶剤であるＰｂＯお
よびＢ2 Ｏ3 とが充填混合されている。坩堝３は、図２
に示されるように胴体部３ａの上端部に上方に向かって
漸次内径が小さくなる円錐筒形の熱反射部３ｂを一体に
形成したものであり、熱反射部３ｂの上端開口部３ｃの
内径は後述するホルダ７の外径より大きい。炉心管１の
外側にはヒータ４がコイル状に配設されており、坩堝３
はヒータ４の輻射熱により加熱され、ガーネット原料お
よび溶剤が溶解されて溶液５となるとともに、炉心管１
内の雰囲気が所定温度に保持されている。
【０００８】下地基板６は円板形のＧＧＧ基板よりな
り、この下地基板６の周縁部は白金製ホルダ７によって
取外し自在にかつ水平状態で保持されている。ホルダ７
の上端部はアルミナ製の支持棒８に固定されており、支
持棒８は図示しない駆動手段によって回転駆動され、か
つ上下方向にも昇降可能である。炉心管１の上端には、
炉内への冷気の侵入を抑制する石英ガラス製の上蓋９が
載置されており、その中心部には支持棒８を挿通するた
めの挿通口９ａが形成される。坩堝３の上方に位置する
炉心管１の内壁には、複数の円環状の熱反射板１０が等
間隔で上下方向に設置されている。
り、この下地基板６の周縁部は白金製ホルダ７によって
取外し自在にかつ水平状態で保持されている。ホルダ７
の上端部はアルミナ製の支持棒８に固定されており、支
持棒８は図示しない駆動手段によって回転駆動され、か
つ上下方向にも昇降可能である。炉心管１の上端には、
炉内への冷気の侵入を抑制する石英ガラス製の上蓋９が
載置されており、その中心部には支持棒８を挿通するた
めの挿通口９ａが形成される。坩堝３の上方に位置する
炉心管１の内壁には、複数の円環状の熱反射板１０が等
間隔で上下方向に設置されている。
【０００９】本発明の装置の動作は、従来の液相エピタ
キシャル法と同様である。即ち、坩堝３内にガーネット
原料と溶剤とを充填し、１２００℃で均質化を行い溶液
化する。この溶液５を約９００℃前後の一定温度に保持
してガーネットを過飽和状態とする。つぎに、支持棒８
を降下させて下地基板６を溶液５内に浸漬し、この状態
で支持棒８を正逆方向に回転駆動させ、ＬＰＥ法により
ガーネット単結晶膜を所定時間等温育成する。ＬＰＥ
後、下地基板６を溶液５から引き上げ、高速度で一定方
向に回転してガーネット単結晶膜上の付着溶液を遠心力
により振り切る。このとき、原料溶液５の表面は坩堝３
の熱反射部３ｂで加熱され、過冷却状態が維持されてク
ラスターの発生が抑えられるため、良質の単結晶膜を得
ることができる。
キシャル法と同様である。即ち、坩堝３内にガーネット
原料と溶剤とを充填し、１２００℃で均質化を行い溶液
化する。この溶液５を約９００℃前後の一定温度に保持
してガーネットを過飽和状態とする。つぎに、支持棒８
を降下させて下地基板６を溶液５内に浸漬し、この状態
で支持棒８を正逆方向に回転駆動させ、ＬＰＥ法により
ガーネット単結晶膜を所定時間等温育成する。ＬＰＥ
後、下地基板６を溶液５から引き上げ、高速度で一定方
向に回転してガーネット単結晶膜上の付着溶液を遠心力
により振り切る。このとき、原料溶液５の表面は坩堝３
の熱反射部３ｂで加熱され、過冷却状態が維持されてク
ラスターの発生が抑えられるため、良質の単結晶膜を得
ることができる。
【００１０】本発明者らは、坩堝３の中心の溶液表面下
−３ｃｍから表面上＋３ｃｍまでの範囲の温度を測定
し、温度勾配および温度分布を求めた。その結果を図
３，図４に示す。図３および図４から明らかなように、
本発明では溶液表面近傍の温度勾配が０．１℃／ｃｍ以
下となり、従来に比べて温度勾配が緩やかになるととも
に、温度分布も溶液表面近傍で従来より高温に保持でき
るようになった。そのため、溶液中でクラスターの発生
がなくなり、良質の磁性ガーネット単結晶膜が再現性良
く得られた。
−３ｃｍから表面上＋３ｃｍまでの範囲の温度を測定
し、温度勾配および温度分布を求めた。その結果を図
３，図４に示す。図３および図４から明らかなように、
本発明では溶液表面近傍の温度勾配が０．１℃／ｃｍ以
下となり、従来に比べて温度勾配が緩やかになるととも
に、温度分布も溶液表面近傍で従来より高温に保持でき
るようになった。そのため、溶液中でクラスターの発生
がなくなり、良質の磁性ガーネット単結晶膜が再現性良
く得られた。
【００１１】なお、本発明における熱反射部は、図２の
ような円錐筒形の熱反射部３ｂに限らず、例えば図５の
ように上部が内側に湾曲したドーム形の熱反射部３ｂ’
でもよく、さらに勾配を持たない水平な円環状熱反射部
でもよい。
ような円錐筒形の熱反射部３ｂに限らず、例えば図５の
ように上部が内側に湾曲したドーム形の熱反射部３ｂ’
でもよく、さらに勾配を持たない水平な円環状熱反射部
でもよい。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、坩堝の上部に熱反射部を一体に形成したので、
熱反射部と坩堝の胴体部との隙間からの放熱を防止でき
るとともに、溶液表面の直上の温度勾配を緩やかにする
ことができ、クラスターの発生を抑制できる。そのた
め、育成された単結晶膜にクラスターが付着せず、良質
の単結晶膜を再現性良く得ることができた。
よれば、坩堝の上部に熱反射部を一体に形成したので、
熱反射部と坩堝の胴体部との隙間からの放熱を防止でき
るとともに、溶液表面の直上の温度勾配を緩やかにする
ことができ、クラスターの発生を抑制できる。そのた
め、育成された単結晶膜にクラスターが付着せず、良質
の単結晶膜を再現性良く得ることができた。
【図１】本発明にかかる坩堝を用いた液相エピタキシャ
ル成長装置の断面図である。
ル成長装置の断面図である。
【図２】本発明にかかる坩堝の一例の断面図である。
【図３】坩堝内の温度勾配図である。
【図４】坩堝内の温度分布図である。
【図５】本発明にかかる坩堝の他の実施例の断面図であ
る。
る。
１ 炉心管 ３ 坩堝 ３ａ 胴体部 ３ｂ 熱反射部 ５ 溶液 ６ 下地基板
Claims (1)
- 【請求項１】坩堝内で溶解している単結晶原料溶液に下
地基板を浸漬し、下地基板を一定位置で回転させながら
所定時間成長を行うことによって下地基板の表面に単結
晶膜を育成する液相エピタキシャル成長装置において、 上記坩堝の上部に熱反射部を一体に形成したことを特徴
とする液相エピタキシャル成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6923392A JPH05229893A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 液相エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6923392A JPH05229893A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 液相エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05229893A true JPH05229893A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=13396817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6923392A Pending JPH05229893A (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 液相エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05229893A (ja) |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP6923392A patent/JPH05229893A/ja active Pending
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