JPH11349399A - マグネシア単結晶基板及びマグネシア単結晶 - Google Patents
マグネシア単結晶基板及びマグネシア単結晶Info
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- JPH11349399A JPH11349399A JP15790398A JP15790398A JPH11349399A JP H11349399 A JPH11349399 A JP H11349399A JP 15790398 A JP15790398 A JP 15790398A JP 15790398 A JP15790398 A JP 15790398A JP H11349399 A JPH11349399 A JP H11349399A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】特に耐水和性に優れたＭｇＯ単結晶基板を提供
する。 【解決手段】ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４０
０ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比
が１２以下であるマグネシア単結晶基板。
する。 【解決手段】ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４０
０ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比
が１２以下であるマグネシア単結晶基板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規なマグネシア
単結晶基板及びマグネシア単結晶に関する。
単結晶基板及びマグネシア単結晶に関する。
【０００２】
【従来技術】わが国の国内におけるマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）の大半は海水から大量に抽出されており、これらは
耐火材料、絶縁材料、光学材料等として従来より幅広く
用いられている。
Ｏ）の大半は海水から大量に抽出されており、これらは
耐火材料、絶縁材料、光学材料等として従来より幅広く
用いられている。
【０００３】近年、スパッタリング法、ＭＢＥ（Molecu
ler Beam Epitaxcial）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Di
position）法等を利用し、焦電性、超伝導特性等を有す
る薄膜デバイス（電子デバイス）の研究・開発が活発化
している。これら焦電材料及び超伝導材料における代表
組成として（ＰｂＬａ）ＴｉＯ3及びＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7が
それぞれ知られている。これらを薄膜材料として用いる
場合には単結晶又は単結晶に近い性能が必要とされるこ
とから、薄膜を形成するための基板もその性能に適した
ものが必要とされる。すなわち、薄膜材料の格子定数と
等しい（又は格子定数が整数倍となる）単結晶であっ
て、薄膜材料との反応性も低く、基板表面の加工精度及
び清浄度が良好であり、しかも比較的容易に大型化でき
る基板が必要となる。そして、これらの条件を満たし得
る基板として、ＭｇＯ単結晶基板が注目されている。
ler Beam Epitaxcial）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Di
position）法等を利用し、焦電性、超伝導特性等を有す
る薄膜デバイス（電子デバイス）の研究・開発が活発化
している。これら焦電材料及び超伝導材料における代表
組成として（ＰｂＬａ）ＴｉＯ3及びＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7が
それぞれ知られている。これらを薄膜材料として用いる
場合には単結晶又は単結晶に近い性能が必要とされるこ
とから、薄膜を形成するための基板もその性能に適した
ものが必要とされる。すなわち、薄膜材料の格子定数と
等しい（又は格子定数が整数倍となる）単結晶であっ
て、薄膜材料との反応性も低く、基板表面の加工精度及
び清浄度が良好であり、しかも比較的容易に大型化でき
る基板が必要となる。そして、これらの条件を満たし得
る基板として、ＭｇＯ単結晶基板が注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＭｇＯ単結晶は水和性が強く、空気中の水分と容易に反
応するため、ＭｇＯ単結晶基板の表面性状も経時的に変
化してしまう。従って、たとえ基板表面に高度な精密加
工を施しても、時間の経過とともに基板表面の結晶性が
変化したり、あるいは基板表面の凹凸が顕著になり、そ
の表面が経時的に変質する。
ＭｇＯ単結晶は水和性が強く、空気中の水分と容易に反
応するため、ＭｇＯ単結晶基板の表面性状も経時的に変
化してしまう。従って、たとえ基板表面に高度な精密加
工を施しても、時間の経過とともに基板表面の結晶性が
変化したり、あるいは基板表面の凹凸が顕著になり、そ
の表面が経時的に変質する。
【０００５】すなわち、高精度に研磨した基板表面がか
かる水和反応により、表面層にＯＨ基が形成され、本来
のＭｇ2+とＯ2-イオンが交互に配列した岩塩型構造の骨
格が破壊される。さらに水和反応が進むと、多量のＯＨ
基形成とＯＨ基のマイグレーションにより高精度に加工
した基板表面の凹凸が著しくなる。このようにして基板
表面が変質すれば、基板上に形成する薄膜の特性等にも
悪影響を及ぼし、結果として高性能な薄膜を安定して供
給することは不可能となる。殊に、エピタキシャル成長
用に用いる基板にあっては、基板表面の変質は形成され
る薄膜の結晶性等にきわめて大きな影響を与えるので、
それだけ精度の高い表面性状が要求される。
かる水和反応により、表面層にＯＨ基が形成され、本来
のＭｇ2+とＯ2-イオンが交互に配列した岩塩型構造の骨
格が破壊される。さらに水和反応が進むと、多量のＯＨ
基形成とＯＨ基のマイグレーションにより高精度に加工
した基板表面の凹凸が著しくなる。このようにして基板
表面が変質すれば、基板上に形成する薄膜の特性等にも
悪影響を及ぼし、結果として高性能な薄膜を安定して供
給することは不可能となる。殊に、エピタキシャル成長
用に用いる基板にあっては、基板表面の変質は形成され
る薄膜の結晶性等にきわめて大きな影響を与えるので、
それだけ精度の高い表面性状が要求される。
【０００６】これに関し、ＭｇＯ単結晶基板の保管時密
閉保管容器、乾燥剤等を使用することも考えられるが、
これらの方法によっても水和による基板表面の変質を完
全に防止することは困難であり、技術的に限界がある。
閉保管容器、乾燥剤等を使用することも考えられるが、
これらの方法によっても水和による基板表面の変質を完
全に防止することは困難であり、技術的に限界がある。
【０００７】電子デバイス基板の基板性能は、その上に
形成される薄膜の性能を大きく左右するため、薄膜製造
においてきわめて重要である。基板性能は、特に１）基
板自体の結晶性及び２）基板の表面性状に大別される。
上記１）は、亜粒界の有無、点欠陥密度等のいわゆる母
材そのものに関する特性である。電融法で製造されるＭ
ｇＯ単結晶は育成がきわめて不安定である。すなわち、
チョクラルスキー法、ブリッジマン法等の他の単結晶育
成方法と異なり、電融法では引き上げ速度、回転速度、
供給電力量等を自動制御することができず、チョクラル
スキー法等で作製されたシリコン、フェライト等に匹敵
する高品質の単結晶を製造することは原理的に困難であ
る。
形成される薄膜の性能を大きく左右するため、薄膜製造
においてきわめて重要である。基板性能は、特に１）基
板自体の結晶性及び２）基板の表面性状に大別される。
上記１）は、亜粒界の有無、点欠陥密度等のいわゆる母
材そのものに関する特性である。電融法で製造されるＭ
ｇＯ単結晶は育成がきわめて不安定である。すなわち、
チョクラルスキー法、ブリッジマン法等の他の単結晶育
成方法と異なり、電融法では引き上げ速度、回転速度、
供給電力量等を自動制御することができず、チョクラル
スキー法等で作製されたシリコン、フェライト等に匹敵
する高品質の単結晶を製造することは原理的に困難であ
る。
【０００８】一方、上記２）に関し、母材（母結晶）そ
のものが高品質であっても、研磨工程に表面歪みを伴う
場合あるいはその他表面性状の変質を伴う場合は、前記
ＭｇＯ単結晶基板のように薄膜を成長させる基板表面部
の結晶性が低下したり、表面の凹凸が著しくなってその
上に形成する薄膜の性能低下が避けられない。逆に言え
ば、母材が高品質でなくても、それから得られる基板に
おいて優れた表面性状を確保できれば高性能の薄膜を製
造することが可能である。
のものが高品質であっても、研磨工程に表面歪みを伴う
場合あるいはその他表面性状の変質を伴う場合は、前記
ＭｇＯ単結晶基板のように薄膜を成長させる基板表面部
の結晶性が低下したり、表面の凹凸が著しくなってその
上に形成する薄膜の性能低下が避けられない。逆に言え
ば、母材が高品質でなくても、それから得られる基板に
おいて優れた表面性状を確保できれば高性能の薄膜を製
造することが可能である。
【０００９】これに関し、電子デバイスに供することが
できる大型のＭｇＯ単結晶の製造は、現在のところ電融
法（アーク溶解法）による製造が主流であることから、
この電融法で得られるＭｇＯ単結晶であっても、優れた
表面性状を確保できる技術の開発が待たれている。
できる大型のＭｇＯ単結晶の製造は、現在のところ電融
法（アーク溶解法）による製造が主流であることから、
この電融法で得られるＭｇＯ単結晶であっても、優れた
表面性状を確保できる技術の開発が待たれている。
【００１０】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、特に基板表面の耐水和性に優れたＭｇＯ単
結晶基板を提供することを主な目的とする。
ものであり、特に基板表面の耐水和性に優れたＭｇＯ単
結晶基板を提供することを主な目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技
術の問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を
もつＭｇＯ単結晶基板が上記目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
術の問題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の組成を
もつＭｇＯ単結晶基板が上記目的を達成できることを見
出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】すなわち、本発明は、下記のマグネシア単
結晶基板及びマグネシア単結晶に係るものである。
結晶基板及びマグネシア単結晶に係るものである。
【００１３】１ ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ２
４００ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重
量比が１２以下であるマグネシア単結晶基板。
４００ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重
量比が１２以下であるマグネシア単結晶基板。
【００１４】２ ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2
４００ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重
量比が１２以下であるマグネシア原料から電融法によっ
て製造されたマグネシア単結晶。
４００ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重
量比が１２以下であるマグネシア原料から電融法によっ
て製造されたマグネシア単結晶。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のマグネシア単結晶基板
は、ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４００ｐｐｍ
以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比が１２以
下である。なお、本発明において「ｐｐｍ」は「重量ｐ
ｐｍ（ｗｔ．ｐｐｍ）」を意味する。
は、ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４００ｐｐｍ
以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比が１２以
下である。なお、本発明において「ｐｐｍ」は「重量ｐ
ｐｍ（ｗｔ．ｐｐｍ）」を意味する。
【００１６】ＣａＯ及びＳｉＯ2は、通常はマグネシア
原料中に不純物として存在するが、本発明の組成割合の
範囲内に調整するために、これらを積極的に添加するこ
ともできる。この場合、添加するＣａＯ及びＳｉＯ
2は、市販品をそのまま用いることもでき、またいずれ
の製法によって得られたものも使用できる。本発明のマ
グネシア単結晶基板におけるマグネシア純度は、通常９
９．７重量％以上、好ましくは９９．９重量％以上であ
れば良い。
原料中に不純物として存在するが、本発明の組成割合の
範囲内に調整するために、これらを積極的に添加するこ
ともできる。この場合、添加するＣａＯ及びＳｉＯ
2は、市販品をそのまま用いることもでき、またいずれ
の製法によって得られたものも使用できる。本発明のマ
グネシア単結晶基板におけるマグネシア純度は、通常９
９．７重量％以上、好ましくは９９．９重量％以上であ
れば良い。
【００１７】ＣａＯは通常１０００ｐｐｍ以下とすれば
良く、好ましくは８００ｐｐｍ以下である。ＳｉＯ2は
通常４００ｐｐｍ以下とすれば良く、好ましくは３００
ｐｐｍ以下である。各成分の下限値は、後記のＣａＯ／
ＳｉＯ2重量比の範囲内である限りは特に制限されな
い。各含有量が多すぎる場合は、後記のＣａＯ／ＳｉＯ
2重量比が所定範囲内であっても、インクリュージョン
（析出物）が発生しやすくなる。インクリュージョン
は、ＭｇＯ単結晶表面の耐水和性には特に関与しない
が、基板表面に露出した場合は周辺のＭｇＯと結晶構造
が異なることから基板上に形成される薄膜は周辺と異な
る方位の単結晶又は多結晶となり、電子デバイス作製に
支障を来すおそれがある。
良く、好ましくは８００ｐｐｍ以下である。ＳｉＯ2は
通常４００ｐｐｍ以下とすれば良く、好ましくは３００
ｐｐｍ以下である。各成分の下限値は、後記のＣａＯ／
ＳｉＯ2重量比の範囲内である限りは特に制限されな
い。各含有量が多すぎる場合は、後記のＣａＯ／ＳｉＯ
2重量比が所定範囲内であっても、インクリュージョン
（析出物）が発生しやすくなる。インクリュージョン
は、ＭｇＯ単結晶表面の耐水和性には特に関与しない
が、基板表面に露出した場合は周辺のＭｇＯと結晶構造
が異なることから基板上に形成される薄膜は周辺と異な
る方位の単結晶又は多結晶となり、電子デバイス作製に
支障を来すおそれがある。
【００１８】ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比は、通常１２以
下、好ましくは１０以下である。下限値は、各成分の含
有量が上記範囲内である限りは特に制限されない。上記
重量比が１２を超えるとＭｇＯの水和反応抑制効果が低
下することがある。
下、好ましくは１０以下である。下限値は、各成分の含
有量が上記範囲内である限りは特に制限されない。上記
重量比が１２を超えるとＭｇＯの水和反応抑制効果が低
下することがある。
【００１９】本発明のマグネシア単結晶基板の表面粗さ
Ｒａは、用途、薄膜組成等に応じて適宜設定することが
できるが、通常は加工直後における基板の表面粗さＲａ
は１ｎｍ以下である。さらに、好ましくは、このような
表面粗さをもつ基板を温度３０℃・相対湿度６０％の雰
囲気下で２００時間経過後の表面粗さＲａが１ｎｍ以
下、より好ましくは０．５ｎｍ以下である。また、本発
明マグネシア単結晶表面基板の平坦度は、通常１ｃｍ2
当たり２λ以下、好ましくは１λ以下である。但し、λ
＝６３３ｎｍである。
Ｒａは、用途、薄膜組成等に応じて適宜設定することが
できるが、通常は加工直後における基板の表面粗さＲａ
は１ｎｍ以下である。さらに、好ましくは、このような
表面粗さをもつ基板を温度３０℃・相対湿度６０％の雰
囲気下で２００時間経過後の表面粗さＲａが１ｎｍ以
下、より好ましくは０．５ｎｍ以下である。また、本発
明マグネシア単結晶表面基板の平坦度は、通常１ｃｍ2
当たり２λ以下、好ましくは１λ以下である。但し、λ
＝６３３ｎｍである。
【００２０】本発明のマグネシア単結晶基板は、例えば
ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４００ｐｐｍ以下
であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比が１２以下で
あるマグネシア原料から電融法によって得られたマグネ
シア単結晶から製造することができる。
ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４００ｐｐｍ以下
であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比が１２以下で
あるマグネシア原料から電融法によって得られたマグネ
シア単結晶から製造することができる。
【００２１】上記マグネシア原料は、本発明の効果を妨
げない範囲で、他の不純物として、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｖ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ等が含まれていても良い。Ｃ
ａＯ及びＳｉＯ2の含有量は、必要に応じてＣａＯ、Ｓ
ｉＯ2又はこれらの酸化物を供給できる化合物（例え
ば、Ｃａ、Ｓｉ等の水酸化物、炭酸塩等）をマグネシア
原料に積極的に添加することもできる。また、マグネシ
ア原料は、電融法による処理に先立って、必要応じて成
形、焼結及び破砕して得られたクリンカーをマグネシア
原料として用いても良い。
げない範囲で、他の不純物として、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、
Ｃｒ、Ｖ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ等が含まれていても良い。Ｃ
ａＯ及びＳｉＯ2の含有量は、必要に応じてＣａＯ、Ｓ
ｉＯ2又はこれらの酸化物を供給できる化合物（例え
ば、Ｃａ、Ｓｉ等の水酸化物、炭酸塩等）をマグネシア
原料に積極的に添加することもできる。また、マグネシ
ア原料は、電融法による処理に先立って、必要応じて成
形、焼結及び破砕して得られたクリンカーをマグネシア
原料として用いても良い。
【００２２】電融法は、公知の方法に従えば良く、例え
ば上記マグネシア原料をＭｇＯ単結晶製造装置（アーク
炉）に入れ、高純度炭素電極等の電極を原料中に埋没さ
せた後、原料が溶融するまで電極に通電し、原料を完全
に溶融させた後、適当な冷却速度で徐冷しながらＭｇＯ
単結晶を生成・成長させれば良い。
ば上記マグネシア原料をＭｇＯ単結晶製造装置（アーク
炉）に入れ、高純度炭素電極等の電極を原料中に埋没さ
せた後、原料が溶融するまで電極に通電し、原料を完全
に溶融させた後、適当な冷却速度で徐冷しながらＭｇＯ
単結晶を生成・成長させれば良い。
【００２３】次に、所定の成長方位に結晶成長したＭｇ
Ｏ単結晶を劈開して取り出し、所望の大きさ・形状に加
工した後、常法に従って研磨加工（ラッピング、エッチ
ング、ポリッシング等）を行えば良い。例えば、特定方
向の結晶を平面研削盤等により加工した後、ワイヤーソ
ーで切断した断面を所定の砥粒を用いてラッピング及び
ポリッシングすることにより、所定の表面特性を有する
ＭｇＯ単結晶基板を得ることができる。例えば、前記の
ように、加工直後における基板の表面粗さＲａが１ｎｍ
以下である基板を製造することができる。
Ｏ単結晶を劈開して取り出し、所望の大きさ・形状に加
工した後、常法に従って研磨加工（ラッピング、エッチ
ング、ポリッシング等）を行えば良い。例えば、特定方
向の結晶を平面研削盤等により加工した後、ワイヤーソ
ーで切断した断面を所定の砥粒を用いてラッピング及び
ポリッシングすることにより、所定の表面特性を有する
ＭｇＯ単結晶基板を得ることができる。例えば、前記の
ように、加工直後における基板の表面粗さＲａが１ｎｍ
以下である基板を製造することができる。
【００２４】本発明のマグネシア単結晶基板は、従来の
基板を用いて行う薄膜形成方法に従って基板上に各種の
薄膜を形成させることができる。基板上に形成させる薄
膜の材質も特に問われず、各種の金属、合金、金属間化
合物等の薄膜を形成させることができる。
基板を用いて行う薄膜形成方法に従って基板上に各種の
薄膜を形成させることができる。基板上に形成させる薄
膜の材質も特に問われず、各種の金属、合金、金属間化
合物等の薄膜を形成させることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のマグネシア単結晶基板は、特に
一定量のＣａＯ及びＳｉＯ2を含んでいるので、優れた
耐水和性を発揮することができる。従来のＭｇＯ単結晶
基板では、精密な表面加工を施しても、その表面性状が
経時的に劣化しやすいため、基板上に安定した性能をも
つ超電導材料、焦電材料等の薄膜を形成させることが困
難であった。これに対し、本発明マグネシア単結晶基板
では、優れた耐水和性を有するので、ＭｇＯの水和等に
より表面性状が経時的に劣化することがなく、加工直後
の精密な表面性状を長期にわたって維持することができ
る。
一定量のＣａＯ及びＳｉＯ2を含んでいるので、優れた
耐水和性を発揮することができる。従来のＭｇＯ単結晶
基板では、精密な表面加工を施しても、その表面性状が
経時的に劣化しやすいため、基板上に安定した性能をも
つ超電導材料、焦電材料等の薄膜を形成させることが困
難であった。これに対し、本発明マグネシア単結晶基板
では、優れた耐水和性を有するので、ＭｇＯの水和等に
より表面性状が経時的に劣化することがなく、加工直後
の精密な表面性状を長期にわたって維持することができ
る。
【００２６】このような特徴をもつ本発明のマグネシア
単結晶基板は、各種の薄膜形成用として有用であり、特
にエピタキシャル成長用に有効である。具体的には、近
年脚光を浴びつつある超電導薄膜デバイス、特に高周波
フィルター、低雑音増幅器等の工業化に有用であり、従
来の半導体デバイスよりも飛躍的な高性能化に加えて、
大幅な消費電力の削減を図ることも可能となる。
単結晶基板は、各種の薄膜形成用として有用であり、特
にエピタキシャル成長用に有効である。具体的には、近
年脚光を浴びつつある超電導薄膜デバイス、特に高周波
フィルター、低雑音増幅器等の工業化に有用であり、従
来の半導体デバイスよりも飛躍的な高性能化に加えて、
大幅な消費電力の削減を図ることも可能となる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところを明確にする。
徴とするところを明確にする。
【００２８】実施例１ 純度９９．９９重量％の高純度ＭｇＯ原料に対し、Ｃａ
Ｏ粉末及びＳｉＯ2粉末を添加・混合して表１に示す組
成の混合粉末を成形し、１５００℃で焼結したものを破
砕することにより原料クリンカーを得た。原料クリンカ
ーをアーク炉中に約５０００ｋｇ充填し、高純度炭素電
極を埋没させてアーク電流を通電した。溶融初期は湯量
（溶融したＭｇＯ）も少なく、通電量も僅かであった
が、湯量の増加に伴って通電量も増大し、溶融安定期に
おける電力量は約１０００ＫＶＡに達した。溶融安定期
における通電時間を５時間とし、溶融物中の原料の溶け
残りがないようにした。その後、溶融物の冷却を行って
単結晶を作製した。この冷却時には、生成するＭｇＯ単
結晶のサイズを大きくするために炉体の断熱性を高め、
平均冷却速度５０℃／ｈｒで徐冷した。
Ｏ粉末及びＳｉＯ2粉末を添加・混合して表１に示す組
成の混合粉末を成形し、１５００℃で焼結したものを破
砕することにより原料クリンカーを得た。原料クリンカ
ーをアーク炉中に約５０００ｋｇ充填し、高純度炭素電
極を埋没させてアーク電流を通電した。溶融初期は湯量
（溶融したＭｇＯ）も少なく、通電量も僅かであった
が、湯量の増加に伴って通電量も増大し、溶融安定期に
おける電力量は約１０００ＫＶＡに達した。溶融安定期
における通電時間を５時間とし、溶融物中の原料の溶け
残りがないようにした。その後、溶融物の冷却を行って
単結晶を作製した。この冷却時には、生成するＭｇＯ単
結晶のサイズを大きくするために炉体の断熱性を高め、
平均冷却速度５０℃／ｈｒで徐冷した。
【００２９】得られた柱状単結晶は、その大半が＜１０
０＞方向に成長していたので、結晶にノッチを入れて成
長方向に対して４５度の（１００）面を劈開して採取し
た。次いで、取り出した＜１００＞方向の結晶を平面研
削盤にて３０ｍｍ×３０ｍｍの角状に加工し、その断面
をワイヤーソーにて厚さ０．７ｍｍに切断した。切断し
た（１００）面の平板を＃８００の砥粒を用いてラッピ
ングし、さらに０．２５μｍのダイヤモンド砥粒により
精密ポリッシングを行って試料厚さ０．５０ｍｍ、表面
粗さＲａ＝０．１８ｎｍ、平坦度＝λ以内に仕上げた。
０＞方向に成長していたので、結晶にノッチを入れて成
長方向に対して４５度の（１００）面を劈開して採取し
た。次いで、取り出した＜１００＞方向の結晶を平面研
削盤にて３０ｍｍ×３０ｍｍの角状に加工し、その断面
をワイヤーソーにて厚さ０．７ｍｍに切断した。切断し
た（１００）面の平板を＃８００の砥粒を用いてラッピ
ングし、さらに０．２５μｍのダイヤモンド砥粒により
精密ポリッシングを行って試料厚さ０．５０ｍｍ、表面
粗さＲａ＝０．１８ｎｍ、平坦度＝λ以内に仕上げた。
【００３０】表面粗さと平坦度の測定は、それぞれ顕微
鏡型フィゾー干渉計及び通常フィゾー型干渉計を用い
た。精密加工したＭｇＯ単結晶基板の耐水和性を評価す
るために、研磨直後の表面粗さ、温度３０℃・相対湿度
６０％における１０時間後、５０時間後及び２００時間
後の表面粗さを測定した。
鏡型フィゾー干渉計及び通常フィゾー型干渉計を用い
た。精密加工したＭｇＯ単結晶基板の耐水和性を評価す
るために、研磨直後の表面粗さ、温度３０℃・相対湿度
６０％における１０時間後、５０時間後及び２００時間
後の表面粗さを測定した。
【００３１】実施例２〜７ ＣａＯ量及びＳｉＯ2量を表１に示す量としたほかは、
実施例１と同様にしてＭｇＯ単結晶基板を作製し、この
基板について実施例１と同様の試験を行った。その結果
を表１に示す。
実施例１と同様にしてＭｇＯ単結晶基板を作製し、この
基板について実施例１と同様の試験を行った。その結果
を表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】比較例１〜４ ＣａＯ量及びＳｉＯ2量を表１に示す量としたほかは、
実施例１と同様にしてＭｇＯ単結晶基板を作製し、この
基板について実施例１と同様の試験を行った。その結果
を表２に示す。なお、比較例４はＳｉＯ2量が多く、小
さなサイズの結晶しか育成できなかったため、基板サイ
ズは１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．７ｍｍで評価した。
実施例１と同様にしてＭｇＯ単結晶基板を作製し、この
基板について実施例１と同様の試験を行った。その結果
を表２に示す。なお、比較例４はＳｉＯ2量が多く、小
さなサイズの結晶しか育成できなかったため、基板サイ
ズは１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．７ｍｍで評価した。
【００３４】
【表２】
【００３５】表１及び表２の結果から明らかなように、
比較例１及び３では多数のインクルージョンが確認され
た。比較例２においては、２００時間経過後の表面粗さ
が５ｎｍを超えた。また、比較例４は、表面粗さの経時
変化量は少ないものの、結晶中には多数のインクルージ
ョンが観察された。これらに対し、ＣａＯ及びＳｉＯ2
が所定範囲に制御された本発明のＭｇＯ単結晶基板はい
ずれも２００時間経過後の表面粗さが１ｎｍ以下ときわ
めて安定した特性を示すことがわかる。
比較例１及び３では多数のインクルージョンが確認され
た。比較例２においては、２００時間経過後の表面粗さ
が５ｎｍを超えた。また、比較例４は、表面粗さの経時
変化量は少ないものの、結晶中には多数のインクルージ
ョンが観察された。これらに対し、ＣａＯ及びＳｉＯ2
が所定範囲に制御された本発明のＭｇＯ単結晶基板はい
ずれも２００時間経過後の表面粗さが１ｎｍ以下ときわ
めて安定した特性を示すことがわかる。
Claims (8)
- 【請求項１】ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４０
０ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比
が１２以下であるマグネシア単結晶基板。 - 【請求項２】加工直後における基板の表面粗さＲａが１
ｎｍ以下である請求項１記載のマグネシア単結晶基板。 - 【請求項３】温度３０℃・相対湿度６０％の雰囲気下で
２００時間経過後の表面粗さＲａが１ｎｍ以下である請
求項２記載のマグネシア単結晶基板。 - 【請求項４】マグネシア純度が９９．７重量％以上であ
る請求項１又は２に記載のマグネシア単結晶基板。 - 【請求項５】ＣａＯ１０００ｐｐｍ以下、ＳｉＯ2４０
０ｐｐｍ以下であって、かつ、ＣａＯ／ＳｉＯ2重量比
が１２以下であるマグネシア原料から電融法によって製
造されたマグネシア単結晶。 - 【請求項６】請求項５記載のマグネシア単結晶から得ら
れたマグネシア単結晶基板。 - 【請求項７】請求項１、２、３、４及び６のいずれかに
記載の薄膜製造用マグネシア単結晶基板。 - 【請求項８】請求項１、２、３、４及び６のいずれかに
記載のエピタキシャル成長用マグネシア単結晶基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15790398A JPH11349399A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | マグネシア単結晶基板及びマグネシア単結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15790398A JPH11349399A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | マグネシア単結晶基板及びマグネシア単結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11349399A true JPH11349399A (ja) | 1999-12-21 |
Family
ID=15659964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15790398A Withdrawn JPH11349399A (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | マグネシア単結晶基板及びマグネシア単結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11349399A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7544345B2 (en) | 2004-12-28 | 2009-06-09 | Tateho Chemical Industries Co., Ltd. | Magnesium oxide single crystal having controlled crystallinity and method for producing the same |
| US7691200B2 (en) | 2005-03-25 | 2010-04-06 | Tateho Chemical Industries Co., Ltd | Magnesium oxide single crystal and method for producing the same |
-
1998
- 1998-06-05 JP JP15790398A patent/JPH11349399A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7544345B2 (en) | 2004-12-28 | 2009-06-09 | Tateho Chemical Industries Co., Ltd. | Magnesium oxide single crystal having controlled crystallinity and method for producing the same |
| US7691200B2 (en) | 2005-03-25 | 2010-04-06 | Tateho Chemical Industries Co., Ltd | Magnesium oxide single crystal and method for producing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |