JPS62235286A - 単結晶育成用るつぼの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フェライト等の単結晶を育成するための単結
晶育成用るつぼに関し、特に定方位成長用種結晶を用い
て結晶方位を完全に揃えることができるようにした単結
晶育成用るつぼに関する。

［従来技術の説明］ 従来からフェライト等の単結晶を製造する方法として、
ブリッジマン法が知られている。このブリッジマン法は
、高融点金属である白金または白金ロジウム製のるつぼ
を用い、そのるつぼの内部に単結晶化すべき焼結フェラ
イト等の材料を入れて、電気炉によってそのるつぼを加
熱して単結晶化すべき材料を溶融させ、その後るつぼを
先端からゆっくりした速度で冷却して、るつぼ内におい
て単結晶を育成させるものである。

このブリッジマン法に用いられる単結晶育成用るつぼと
しては、従来は第２図に示されるように、筒状の本体部
２０と、その下端に下方に突出する円錐形状の傾斜底部
２２とが一体となった形尖らせた形状とすることによっ
て、筒状本体部２０内に育成される結晶を単結晶化する
ことができた。しかし、このるつぼを使用してできる単
結晶の結晶方位は毎回異なり、またその歩留り率が極め
て悪いという欠点があった。

この欠点を克服するものとして、単結晶育成用るつぼ内
に定方位成長用種結晶を入れ、その定方位成長用種結晶
の結晶方位と同一方位に結晶を成長させて、結晶を一定
方位に揃えるようにしたものが考えられた。この定方位
成長用種結晶を用いた単結晶育成用るつぼは第３図に示
されるように、従来のるつぼの円錐形状の傾斜底部２２
より下側に、筒状の本体部２０の内径よりも径小の内径
の種結晶収納筒部２４を備えた形状とされている。この
種結晶収納筒部２４内の空間は、筒状の本体部２０内の
空間と連絡している。

この単結晶育成用るつぼにおいては、まず、径小の種結
晶収納筒部２４内に結晶方位の揃った定方位成長用種結
晶２６を入れ、次に焼結フェライト等の材料を入れる。

その後、従来と同様にるつぼを電気炉で加熱して、るつ
ぼ内で定方位成長用種結晶２６の結晶方位と同じ方位の
単結晶を育成するものである。これは、電気炉の加熱に
よって定方位成長用種結晶の一部を溶融し、その後、溶
融した定方位成長用種結晶が凝固する際に、るつぼ本体
部２０で溶融し再度結晶化される焼結フェライト等の原
材料が定方位成長用種結晶の方位に結晶方位を揃えるた
めである。

このるつぼによって育成された単結晶では、定方位成長
用種結晶とほぼ同じ方位に結晶方位が揃えられてはいる
が、現実には第４図（第３図のＡ−Ａ線の位置で育成さ
れた単結晶の拡大断面図）に示されるように、断面に複
数の結晶方位のずれ（サブグレイン）が生じ易いもので
ある。即ち、単結晶の水平切断面においては、一般に、
中心部と外周とを結ぶ放射状の複数本の結晶境界線２８
が存在し、それら結晶境界線（グレインバウンダリー）
２８を挟む両方の結晶面及び結晶軸の方位は、例えば０
度から１０度までの範囲内で微小にずれている。

また、第５図（第３図のＢ−Ｂ線の位置で育成された単
結晶の拡大断面図）に示されるように、径小の種結晶収
納筒部２４の断面においては、単結晶に発生する結晶境
界線３０は、外周から中央に向けてやや突出する複数個
の山形となって表われている。この第３図に示される結
晶境界線３゜は、傾斜底部２２位置を経由する際に、断
面の中央に伸びて、本体部２０位置において第４図に示
した状態になると考えられる。

このような結晶方位のずれた領域を含む単結晶を、例え
ばＶＴＲ等の音声及び映像ヘッドに使用すると、結晶方
位のずれの境界において耐摩耗性が変わるので、テープ
との接触が不安定になりヘッドの電磁変換特性にむらが
生じたり、また薄膜ヘッドの基板として使用する際は工
程途中のエツチングにむらが生じ、平坦さが取れなくな
って均一の厚みが出せなくなる等の不具合が生じる。

［発明が解決しようとする問題点］ ′２けｉ侍ｒ＃　Ｉ’Ｌ　ｍ猛話旦ル田いで吊動、す、
ルを陰千ス場合に、結晶方位のずれを防止するためには
、育成速度を遅くするか、あるいは径小の種結晶収納筒
部の内径を１〜２　ｍ　ｍ程度の極端に小さいものにす
ればよいことを、本願発明者は種々の実験の結果によっ
てつきとめた。しかし、前者は生産効率が悪く、組成の
偏析が大きくなり、後者はその加工が困難であるという
不具合があった。このように従来のるつぼでは、結晶方
位のずれのない単結晶を、効率よく生産することができ
ないものであった。

［発明の目的コ 本発明は、種結晶収納筒部における単結晶の断面の中央
領域に結晶境界線がまだ及ばないことに着目してなされ
たもので、育成した単結晶にずれが全くなく、しかも生
産性を低下させることのない単結晶育成用るつぼを提供
することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、筒状の本体部と、
その本体部より径小のものであって内部に定方位成長用
種結晶を収納するための種結晶収納筒部とを有する単結
晶育成用るつぼにおいて、定方位成長用種結晶を収納す
る位置よりも本体部側に寄った位置に内部空間に向けて
突出する隔壁を備え、その隔壁に前記種結晶収納筒部の
内径より小さい径の孔を形成するようにしたものである
。

［作用］ 定方位成長用種結晶の結晶方向に合わせて育成される単
結晶は、凝固途中で隔壁の中央の孔を経由する。この際
、種結晶収納筒部に発生する複数個の山形の結晶境界線
は、隔壁に設けられた孔の位置にまでは至らない、即ち
、孔を通って育成される結晶は、結晶境界線の影響を受
けない同一方位のものとなる。従って、隔壁より上位位
置にある本体部内で育成されるものは同一方位の単結晶
となる。

［実施例］ 次に本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係わる単結晶育成用るつぼの要部の一
実施例を示す断面図である。単結晶育成用るつぼは、主
として、従来の定方位成長用種結晶を用いるものと同様
、径大の筒状本体部１０と、それより径小でしかもそれ
より下位にある種結晶収納筒部１２と、それら筒状本体
部１０と種結晶収納筒部１２とを連結する円錐形の傾斜
部１４とから構成される０本発明は、この構成に加えて
、種結晶収納筒部１２の上端付近において内側空間に張
出すようにした隔壁１６が備えられ、その隔壁１６の中
央に孔１８が形成される。即ち、この孔１８は、前記種
結晶収納筒部１２の内部空間の断面の中実軸線上に位置
する。この孔１８はまた、種結晶収納筒部１２に収納さ
れる定方位成長用種結晶１９の位置より上位で、しかも
径大の筒状本体部ｌＯより下位に位置する。この孔１８
を通じて、筒状本体部１０の内部空間と種結晶収納筒部
１２の定方位成長用種結晶１９を収容する内部空間とが
連通される。この種結晶収納筒部１２の内径は従来と同
様に約３ｍｍ〜約７ｍｍであり、これに対し孔１８の径
は３ｍｍ以下であればよい。特に、孔１８の径を１〜２
ｍｍにするのが望ましく、この範囲であれば、育成速度
を遅くせずにしかも結晶方位のずれの発生を無くすこと
ができる。

前記隔壁１６は具体的には１円錐形の傾斜部１４先端を
伸ばし、その中央に孔１８を形成し。

その傾斜部１４の下面に両端を開放した種結晶収納筒部
１２の一端を溶接することによって形成される。その後
１種結晶収納筒部１２内に定方位成長用種結晶を収納し
、種結晶収納筒部１２のもう一端を閉じる。隔壁１６や
種結晶収納筒部１２の形成方法は、前記のものに限られ
るものではない。

以上のように構成された単結晶育成用るつぼにおいては
、第１図や第５図に示すように、種結晶収納筒部１２内
の単結晶断面に生じる結晶境界線３０は、外周付近のみ
であって、断面中央に至らない、即ち、結晶境界線３０
は第１図における孔１８の位置まで伸びることはない、
この結果、孔品ができ、それより上方に順次育成される
単結晶は、孔１８の位置と同様に全く結晶の方位ずれの
ないものとなり、完全に方位の揃った単結晶を得ること
ができる。

［発明の効果］ 以上のような本発明に係わる単結晶育成用るつぼによれ
ば、種結晶収納筒部内で育成される結晶の方位ずれの無
い結晶部分を、孔を通って上方に育成させるようにした
ものである。従って、結晶方位のずれを完全に無くした
単結晶を得ることができる。また、従来のるつぼに比べ
て製造コストが変わらず、しかも単結晶育成時間も従来
と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる単結晶育成用るつぼの要部の一
実施例を示す断面図、第２図及び第３図は従来の単結晶
育成用るつぼの断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線の位
はで育成された単結晶の拡大断面、第５図は第３図のＢ
−Ｂ線の位置で育成１０・・・・・・本体部、　　１２
・・・・・・種結晶収納筒部、１６・・・・・・隔壁、
　　　１８・・・・・・孔。 １９・・・・・・定方位成長用種結晶。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状の本体部と、その本体部より径小のものであ
   って内部に定方位成長用種結晶を収納するための種結晶
   収納筒部とを有する単結晶育成用るつぼにおいて、定方
   位成長用種結晶を収納する位置よりも本体部側に寄った
   位置に内部空間に向けて突出する隔壁を備え、その隔壁
   に前記種結晶収納筒部の内径より小さい径の孔を形成し
   たことを特徴とする単結晶育成用るつぼ。
2. （２）前記孔の径が１ｍｍ〜２ｍｍとしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の単結晶育成用るつぼ。
3. （３）前記孔の位置が前記種結晶収納筒部の内部空間の
   断面の中央位置の軸線上にあることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の単結晶育成用るつぼ。