JPH05330977A - 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
- JPH05330977A JPH05330977A JP16348292A JP16348292A JPH05330977A JP H05330977 A JPH05330977 A JP H05330977A JP 16348292 A JP16348292 A JP 16348292A JP 16348292 A JP16348292 A JP 16348292A JP H05330977 A JPH05330977 A JP H05330977A
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- JP
- Japan
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- substrate
- substrate holder
- base substrate
- single crystal
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】下地基板に無理な応力を与えずに、高い回収率
で良質の単結晶膜を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】下地基板を水平に保持する基板保持具の複数の
脚部を非可撓性構造とし、かつ少なくとも１本の脚部を
基板保持具に対して着脱可能とする。各脚部の下端部内
側には、下地基板の外周縁部と係合する溝が形成されて
いる。脚部は下地基板に対して内方への応力を加えずに
保持している。
で良質の単結晶膜を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】下地基板を水平に保持する基板保持具の複数の
脚部を非可撓性構造とし、かつ少なくとも１本の脚部を
基板保持具に対して着脱可能とする。各脚部の下端部内
側には、下地基板の外周縁部と係合する溝が形成されて
いる。脚部は下地基板に対して内方への応力を加えずに
保持している。
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
膜を育成する液相エピタキシャル成長装置に関するもの
である。
膜を育成する液相エピタキシャル成長装置に関するもの
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）が知られている。
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）が知られている。
【０００３】この液相エピタキシャル成長法は、縦型加
熱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Ｂ
2 Ｏ3 とを充填し、約１２００℃で均質化を行い溶液化
する。この溶液を液相線（Liquidus) と固相線 (Solidu
s)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、この溶液中に下地
基板であるＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12（ＧＧＧ）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
り、下地基板の表面に磁性ガーネット単結晶膜を育成す
る。上記下地基板は、支持棒の下端部に取り付けられた
貴金属製の基板保持具によって水平状態に保持されてい
る。
熱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Ｂ
2 Ｏ3 とを充填し、約１２００℃で均質化を行い溶液化
する。この溶液を液相線（Liquidus) と固相線 (Solidu
s)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、この溶液中に下地
基板であるＧｄ3 Ｇａ5 Ｏ12（ＧＧＧ）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
り、下地基板の表面に磁性ガーネット単結晶膜を育成す
る。上記下地基板は、支持棒の下端部に取り付けられた
貴金属製の基板保持具によって水平状態に保持されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の場合、基板保持
具に下地基板を水平に保持するに当たって、基板の外周
部分の数箇所を内外方向の弾性を有する基板保持具の脚
部によって挟み込む方法が採られている。このような基
板保持具では、脚部が弾性を有するために、粘度の高い
溶液中において育成している間に下地基板が偏心し、膜
厚の均一な良質の単結晶膜が得られない欠点があった。
また、磁性ガーネット単結晶膜の育成が終了した後、下
地基板を溶液から高速度で回転して引き上げ、単結晶膜
上の付着溶液を遠心力により振り切るのであるが、その
際、下地基板の高速回転により脚部が外方へ撓んで下地
基板が基板保持具から外れてしまい、育成基板の回収率
が低下するという問題があった。さらに、脚部の締付力
により下地基板に対して周辺部から横方向の応力がかか
るため、磁性ガーネット単結晶膜の育成後、下地基板を
基板保持具から取り外す際に下地基板の外周部分の欠け
や下地基板の割れが生じやすいという問題があった。そ
こで、本発明の目的は、下地基板に無理な応力を与えず
に、高い回収率で良質の単結晶膜を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。
具に下地基板を水平に保持するに当たって、基板の外周
部分の数箇所を内外方向の弾性を有する基板保持具の脚
部によって挟み込む方法が採られている。このような基
板保持具では、脚部が弾性を有するために、粘度の高い
溶液中において育成している間に下地基板が偏心し、膜
厚の均一な良質の単結晶膜が得られない欠点があった。
また、磁性ガーネット単結晶膜の育成が終了した後、下
地基板を溶液から高速度で回転して引き上げ、単結晶膜
上の付着溶液を遠心力により振り切るのであるが、その
際、下地基板の高速回転により脚部が外方へ撓んで下地
基板が基板保持具から外れてしまい、育成基板の回収率
が低下するという問題があった。さらに、脚部の締付力
により下地基板に対して周辺部から横方向の応力がかか
るため、磁性ガーネット単結晶膜の育成後、下地基板を
基板保持具から取り外す際に下地基板の外周部分の欠け
や下地基板の割れが生じやすいという問題があった。そ
こで、本発明の目的は、下地基板に無理な応力を与えず
に、高い回収率で良質の単結晶膜を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、基板保持具に、下地基板の外周縁を保持
する係合部を有しかつ可撓性を有しない複数本の脚部を
設け、これら脚部の内の少なくとも１本を基板保持具に
対して着脱可能としたものである。
め、本発明は、基板保持具に、下地基板の外周縁を保持
する係合部を有しかつ可撓性を有しない複数本の脚部を
設け、これら脚部の内の少なくとも１本を基板保持具に
対して着脱可能としたものである。
【０００６】
【作用】下地基板を基板保持具の脚部に保持し、粘度の
高い溶液中で回転させながら単結晶の育成を行うと、脚
部が変形しようとするが、脚部は剛性を有するので、溶
液による抵抗力によっては変形せず、下地基板が偏心し
ない。また、磁性ガーネット単結晶膜の育成が終了した
後、下地基板を溶液から高速度で回転して引き上げた
時、脚部には遠心力による外方への力が作用するが、上
記のように脚部が可撓性を有しないので、下地基板が基
板保持具から外れることがない。さらに、基板保持具か
ら下地基板を取り外す際も、少なくとも１本の脚部が着
脱可能であるから、この脚部を基板保持具から取り外す
ことによって、下地基板に無理な応力を掛けずに簡単に
取り外すことができる。
高い溶液中で回転させながら単結晶の育成を行うと、脚
部が変形しようとするが、脚部は剛性を有するので、溶
液による抵抗力によっては変形せず、下地基板が偏心し
ない。また、磁性ガーネット単結晶膜の育成が終了した
後、下地基板を溶液から高速度で回転して引き上げた
時、脚部には遠心力による外方への力が作用するが、上
記のように脚部が可撓性を有しないので、下地基板が基
板保持具から外れることがない。さらに、基板保持具か
ら下地基板を取り外す際も、少なくとも１本の脚部が着
脱可能であるから、この脚部を基板保持具から取り外す
ことによって、下地基板に無理な応力を掛けずに簡単に
取り外すことができる。
【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内には磁性ガーネット膜の
原料と溶剤とが充填されている。炉心管１の外側には
上，中，下の３段の抵抗加熱ヒータ４，５，６が設けら
れており、坩堝３は中ヒータ５の内側に配置されてい
る。炉心管１内の坩堝３は上記ヒータ４〜６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７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内には磁性ガーネット膜の
原料と溶剤とが充填されている。炉心管１の外側には
上，中，下の３段の抵抗加熱ヒータ４，５，６が設けら
れており、坩堝３は中ヒータ５の内側に配置されてい
る。炉心管１内の坩堝３は上記ヒータ４〜６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７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】ＧＧＧ基板よりなる円板状の下地基板８
は、図２に示す白金製または白金合金製の基板保持具９
によって水平に保持されている。基板保持具９には３本
の脚部１０〜１２が設けられ、これら脚部は棒状に形成
されて外部から応力を加えても容易に曲がらない太さ、
つまり実質的に非可撓性構造となっている。各脚部１０
〜１２の下端部内側には、下地基板８の外周縁部が係合
する溝１０ａ〜１２ａが形成されている。上記脚部１０
〜１２のうち、１本の脚部１０は白金製または白金合金
製の止めネジ１３によって基板保持具９に対して着脱可
能となっている。
は、図２に示す白金製または白金合金製の基板保持具９
によって水平に保持されている。基板保持具９には３本
の脚部１０〜１２が設けられ、これら脚部は棒状に形成
されて外部から応力を加えても容易に曲がらない太さ、
つまり実質的に非可撓性構造となっている。各脚部１０
〜１２の下端部内側には、下地基板８の外周縁部が係合
する溝１０ａ〜１２ａが形成されている。上記脚部１０
〜１２のうち、１本の脚部１０は白金製または白金合金
製の止めネジ１３によって基板保持具９に対して着脱可
能となっている。
【０００９】上記基板保持具９に下地基板８を保持する
場合には、まず着脱可能な脚部１０を外し、残りの２本
の脚部１１，１２の溝１１ａ，１２ａに下地基板８の周
縁部を係合させる。次に、下地基板８の周縁部に溝１０
ａが係合するように脚部１０を基板保持具９にネジ１３
で締め付けて取り付ける。脚部１０〜１２の溝１０ａ〜
１２ａは、下地基板８に横方向の応力が掛からないよう
に、下地基板８の外周縁部との間に僅かに余裕を持たせ
て設計されている。そのため、下地基板８を保持した状
態で、基板保持具９を１００ｒｐｍで３０秒おきに正逆
に回転させても、下地基板８に回転方向のずれが起こら
ないように設定されている。
場合には、まず着脱可能な脚部１０を外し、残りの２本
の脚部１１，１２の溝１１ａ，１２ａに下地基板８の周
縁部を係合させる。次に、下地基板８の周縁部に溝１０
ａが係合するように脚部１０を基板保持具９にネジ１３
で締め付けて取り付ける。脚部１０〜１２の溝１０ａ〜
１２ａは、下地基板８に横方向の応力が掛からないよう
に、下地基板８の外周縁部との間に僅かに余裕を持たせ
て設計されている。そのため、下地基板８を保持した状
態で、基板保持具９を１００ｒｐｍで３０秒おきに正逆
に回転させても、下地基板８に回転方向のずれが起こら
ないように設定されている。
【００１０】基板保持具９の上端部はアルミナ製の支持
棒１４に固定されており、支持棒１４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シャッタ１５が載置されており、
このシャッタ１５の中心部に上記支持棒１４が挿通され
ている。
棒１４に固定されており、支持棒１４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シャッタ１５が載置されており、
このシャッタ１５の中心部に上記支持棒１４が挿通され
ている。
【００１１】次に、上記構成の液相エピタキシャル成長
装置の動作を説明する。まず、坩堝３の中でガーネット
原料と溶剤とを混合し、１２００℃で加熱溶解して２時
間保持した後、８９０℃に降温して過冷却状態とする。
一方、支持棒１４を降下させて下地基板８を保持した基
板保持具９を溶液７中に浸漬する。そして、支持棒１４
を一方向あるいは正逆に回転させて磁性ガーネット単結
晶膜を育成する。この時、基板保持具９の脚部１０〜１
２には溶液７による粘性抵抗が作用するが、脚部１０〜
１２は十分な剛性を有するので、従来の基板保持具に見
られた下地基板８の偏心を防止できる。
装置の動作を説明する。まず、坩堝３の中でガーネット
原料と溶剤とを混合し、１２００℃で加熱溶解して２時
間保持した後、８９０℃に降温して過冷却状態とする。
一方、支持棒１４を降下させて下地基板８を保持した基
板保持具９を溶液７中に浸漬する。そして、支持棒１４
を一方向あるいは正逆に回転させて磁性ガーネット単結
晶膜を育成する。この時、基板保持具９の脚部１０〜１
２には溶液７による粘性抵抗が作用するが、脚部１０〜
１２は十分な剛性を有するので、従来の基板保持具に見
られた下地基板８の偏心を防止できる。
【００１２】単結晶膜の育成が終了した後、下地基板８
を溶液７から高速度で回転させながら引き上げ、単結晶
膜上の付着溶液を遠心力により振り切る。その際、基板
保持具９の脚部１０〜１２には高速回転により遠心力が
作用するが、脚部１０〜１２は剛性を有するので、下地
基板８が基板保持具９から外れたり、脱落することがな
い。付着溶液の振り切りを終了した後、支持棒１４をさ
らに引き上げ、所定位置で基板保持具９から下地基板８
を分離する。この時、止めネジ１３を緩めて着脱可能な
脚部１０を基板保持具９から取り外せば、下地基板８に
無理な荷重を掛けずに簡単に取り出すことができる。し
たがって、下地基板８に欠けや割れが発生しない。
を溶液７から高速度で回転させながら引き上げ、単結晶
膜上の付着溶液を遠心力により振り切る。その際、基板
保持具９の脚部１０〜１２には高速回転により遠心力が
作用するが、脚部１０〜１２は剛性を有するので、下地
基板８が基板保持具９から外れたり、脱落することがな
い。付着溶液の振り切りを終了した後、支持棒１４をさ
らに引き上げ、所定位置で基板保持具９から下地基板８
を分離する。この時、止めネジ１３を緩めて着脱可能な
脚部１０を基板保持具９から取り外せば、下地基板８に
無理な荷重を掛けずに簡単に取り出すことができる。し
たがって、下地基板８に欠けや割れが発生しない。
【００１３】なお、上記実施例では磁性ガーネット単結
晶について説明したが、本発明はこれのみに限定される
ものではなく、例えば光学デバイス用単結晶であるニオ
ブ酸リチウムの液相エピタキシャル成長にも本発明を適
用することができる。また、脚部の構造としては、実施
例のような棒状に限らず、例えば板状でかつその内側ま
たは外側に補強リブを有する構造や、補強用ビードを有
する板状構造としてもよく、いずれにしても高速回転時
の遠心力や、溶液中での粘性抵抗に対して外方に撓みが
生じない程度の剛性を有するものであればよい。さら
に、上記実施例では３本の脚部の内、１本のみを基板保
持具に対して着脱可能としたが、３本の脚部を全て基板
保持具に対して着脱可能としてもよい。脚部は単結晶育
成時に溶液に浸漬されるので、多数回使用すると脚部が
熱変形を起こすことがあるが、３本の脚部を全て基板保
持具に対して着脱可能としておけば、脚部のみを交換す
るだけで基板保持具の本体はそのまま使用できるので、
従来のように基板保持具全体を交換するものに比べて費
用を低減できる。
晶について説明したが、本発明はこれのみに限定される
ものではなく、例えば光学デバイス用単結晶であるニオ
ブ酸リチウムの液相エピタキシャル成長にも本発明を適
用することができる。また、脚部の構造としては、実施
例のような棒状に限らず、例えば板状でかつその内側ま
たは外側に補強リブを有する構造や、補強用ビードを有
する板状構造としてもよく、いずれにしても高速回転時
の遠心力や、溶液中での粘性抵抗に対して外方に撓みが
生じない程度の剛性を有するものであればよい。さら
に、上記実施例では３本の脚部の内、１本のみを基板保
持具に対して着脱可能としたが、３本の脚部を全て基板
保持具に対して着脱可能としてもよい。脚部は単結晶育
成時に溶液に浸漬されるので、多数回使用すると脚部が
熱変形を起こすことがあるが、３本の脚部を全て基板保
持具に対して着脱可能としておけば、脚部のみを交換す
るだけで基板保持具の本体はそのまま使用できるので、
従来のように基板保持具全体を交換するものに比べて費
用を低減できる。
【００１４】
【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、基板保持方法を従来のような脚部による挟み込
み方式から、基板保持用の係合部を有する脱着式の脚部
に変更することにより、下地基板に無理な応力を与えず
に確実に保持できる。その結果、育成時の偏心、育成後
の高速回転による下地基板の外れ、下地基板の外周部の
欠けや割れといった不具合を解消でき、良質の単結晶膜
を安定して製造することが可能となる。
よれば、基板保持方法を従来のような脚部による挟み込
み方式から、基板保持用の係合部を有する脱着式の脚部
に変更することにより、下地基板に無理な応力を与えず
に確実に保持できる。その結果、育成時の偏心、育成後
の高速回転による下地基板の外れ、下地基板の外周部の
欠けや割れといった不具合を解消でき、良質の単結晶膜
を安定して製造することが可能となる。
【図１】本発明にかかる液相エピタキシャル成長装置の
浸漬前の縦断面図である。
浸漬前の縦断面図である。
【図２】保持具の斜視図である。
１ 炉心管 ３ 坩堝 ８ 下地基板 ９ 基板保持具 １０ 着脱可能な脚部 １１，１２ 固定脚部 １０ａ〜１２ａ 溝（係合部） １３ 止めネジ １４ 支持棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青田 充弘 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 関島 雄徳 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 鷹木 洋 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】支持棒の下端部に基板保持具を取り付け、
この基板保持具に水平に保持された下地基板を単結晶原
料が溶解されている坩堝内に浸漬し、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り、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、 上記基板保持具に、下地基板の外周縁を保持する係合部
を有しかつ可撓性を有しない複数本の脚部を設け、これ
ら脚部の内の少なくとも１本を基板保持具に対して着脱
可能と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 |
|---|---|---|---|
| JP16348292A JPH05330977A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 液相エピタキシャル成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16348292A JPH05330977A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 液相エピタキシャル成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330977A true JPH05330977A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15774717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16348292A Pending JPH05330977A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 液相エピタキシャル成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05330977A (ja) |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP16348292A patent/JPH05330977A/ja active Pending
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