RU2089679C1 - Устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии - Google Patents

Устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии Download PDF

Info

Publication number
RU2089679C1
RU2089679C1 RU9595105170A RU95105170A RU2089679C1 RU 2089679 C1 RU2089679 C1 RU 2089679C1 RU 9595105170 A RU9595105170 A RU 9595105170A RU 95105170 A RU95105170 A RU 95105170A RU 2089679 C1 RU2089679 C1 RU 2089679C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
oxide films
cylindrical structural
structural member
epitaxial growth
Prior art date
Application number
RU9595105170A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95105170A (ru
Inventor
Фудзино Масару
Такаги Хироси
Original Assignee
Мурата Мануфакчуринг Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мурата Мануфакчуринг Ко., Лтд. filed Critical Мурата Мануфакчуринг Ко., Лтд.
Publication of RU95105170A publication Critical patent/RU95105170A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2089679C1 publication Critical patent/RU2089679C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/28—Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10—Apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00—Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10—Apparatus
    • Y10T117/1004—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing
    • Y10T117/1008—Apparatus with means for measuring, testing, or sensing with responsive control means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

Использование: в оптических устройствах. Сущность изобретения: устройство включает изолирующую центральную трубу со средством внешнего высокочастотного индукционного нагрева, электропроводящий цилиндрический элемент конструкции с отверстиями на обоих концах, расположенных в центральной трубе, а также тигель, изготовленный из электропроводящего материала и коаксиально расположенный в цилиндрическом элементе конструкции. Изобретение позволяет получать монокристаллические оксидные пленки хорошего качества. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии и более конкретно, к устройству для получения путем жидкофазной эпитаксии монокристаллических оксидных пленок, таких как монокристаллические пленки магнитного граната, пригодные для применения в устройствах на магнитостатических волнах, ниобата лития, пригодные для применения в оптических устройствах.
Известно устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии, включающее изолирующую центральную трубу со средством внешнего нагрева, установленный внутри нее на подставке тигель из электропроводного материала, подложкодержатель, размещенный над ним с возможностью вертикального перемещения, и внутренний цилиндрический элемент с отверстиями на обоих концах, установленный коаксиально тиглю.
Целью изобретения является предохранение расплава от образования спонтанного зародышеобразования, а также получение монокристаллических оксидных пленок хорошего качества.
В соответствии с данным изобретением эта цель достигается предложением устройства для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии, которое включает изолирующую центральную трубу со средством внешнего высокочастотного индукционного нагрева, электропроводящий цилиндрический элемент конструкции с отверстиями на обоих концах, расположенный в центральной трубе, а также тигель из электропроводящего материала, коаксиально расположенный в цилиндрическом элементе конструкции.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения центральная труба изготовлена из глинозема, в то время как цилиндрический элемент конструкции и тигель изготовлены из пластины или из сплава платины.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство включает высокочастотную индукционную катушку в качестве средства внешнего высокочастотного индукционного нагрева, которая нагревает электропроводящий цилиндрический элемент конструкции за счет индукции. В этом случае исходные материалы в тигле нагреваются лучистой теплотой, испускаемой от цилиндрического элемента конструкции. Это позволяет улучшить термооткликаемость, поскольку теплоемкость цилиндрического элемента конструкции значительно меньше теплоемкости центральной трубы. Таким образом можно свести к минимуму время, необходимое для охлаждения гомогенизированного расплава до температуры переохлаждения, в результате чего становится возможным минимизировать спонтанное зародышеобразование во время понижения температуры до температуры переохлаждения, что в свою очередь позволяет получать монокристаллические оксидные пленки хорошего качества.
На чертеже изображено устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии, которое в основном содержит изолирующую центральную трубу 1, высокочастотную индукционную катушку 11, намотанную вокруг трубы 1, тело цилиндрической печи или цилиндрическая оболочка 3, окружающая центральную трубу 1, цилиндрический элемент конструкции 12, коаксиально расположенный в центральной трубе 1, и стержень 10 с держателем 9 с прикрепленной к нему подложкой 8.
Центральная труба 1 изготовлена из изолирующего материала и расположена вертикально. Цилиндрический элемент конструкции 12 изготовлен из пластины в форме короткого кругового тела с отверстиями на обоих концах. Этот цилиндрический элемент конструкции 12 помещен на цилиндрическую подложку 13 из платины и расположен коаксиально с центральной трубой 1, в то время как тигель 6 из платины помещен на подставку 7 и расположен коаксиально с цилиндрическим элементом конструкции 12.
Использованием вышеописанного устройства следующим образом были получены пленки магнитного граната. Вначале порошки Fe2O3 и Y2O3, являющиеся оксидами элементов, образующих магнитный гранат, были загружены в платиновый тигель 6 вместе с порошком PbO и B2O3, служащими растворителем. После помещения тигля 6 на подставку 7 на индукционную катушку подавали электрическую мощность высокой частоты, так чтобы платиновый цилиндрический элемент конструкции 12 был нагрет до примерно 1200 oC путем индукционного нагрева. Исходные материалы в тигле 6 были нагреты лучистой теплотой, испускамой от цилиндрического элемента конструкции 12, образуя таким образом гомогенизированный расплав 6. После этого расплав охлаждали и содержали при температуре между линией солидуса и линией ликвидуса, то есть около 900 oC для перевода расплава в переохлажденное состояние. Путем опускания стержня 10 с держателем 19 в цилиндрический элемент конструкции 12 вводили подложку ГГГ 8, ранее прикрепленную к держателю 9, таким образом предварительно нагревая подложку ГГГ 8 лучистой теплотой от цилиндрического элемента конструкции 12. Затем подложку ГГГ 8 погружали в расплав 5 и вращали в нем на фиксированном уровне в течение определенного промежутка на противоположное, для того чтобы вызвать эпитаксиальный рост монокристаллической пленки магнитного граната. В конце процесса подложку 8 вынимали из расплава 5 и вращали над расплавом 5 с высокой скоростью для удаления прилипшего к ней расплава.
С целью определения плотности дефектов для полученной монокристаллической пленки в ней подсчитывали число несквозных отверстий (питов).
Плотность дефектов на пленке магнитного грана, полученной с помощью устройства настоящего изобретения, составляет всего 5 пит/см2, что соответствует пленкам магнитного граната хорошего качества.
В вышеприведенном варианте осуществления изобретения в качестве материала для центральной трубы использовали глинозем, однако центральная труба не ограничена применением этого материала. Вместо центральной трубы из глинозема можно использовать любую центральную трубу, изготовленную из материала, не проводящего электричество, такого, как двуокись циркония.
Кроме того, в вышеприведенном варианте осуществления изобретения использовался платиновый тигель, однако следует понять, что тигель не ограничен этим материалом. В качестве материала для тигля можно использовать любые другие материалы, которые не взаимодействуют с исходными материалами для оксидных пленок, например, сплавы платины.
Далее, в вышеприведенном варианте осуществления изобретения цилиндрический элемент конструкции изготовлен из пластины, однако следует понять, что в качестве материала для цилиндрического элемента конструкции можно использовать любой электропроводящий материал. Среди них наиболее предпочтительными материалами являются платина или сплавы платины, поскольку данные материалы устойчивы даже в окислительной атмосфере, используемой для получения монокристаллических оксидных пленок путем эпитаксии. Кроме того, предпочтительно располагать цилиндрический элемент конструкции коаксиально с тиглем, чтобы расстояние от внутренней поверхности цилиндрического элемента конструкции до внешней поверхности тигля поддерживалось постоянным для равномерного нагрева исходного материала.
В вышеприведенном варианте осуществления изобретения устройство используют для получения монокристаллических пленок магнитного граната. Однако следует понять, что устройство по настоящему изобретению можно использовать для получения многих других монокристаллических оксидных пленок, таких как монокристаллические пленки ниобата лития, которые используются как материалы в оптических устройствах.

Claims (2)

1. Устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии, включающее изолирующую центральную трубу со средством внешнего нагрева, установленный внутри нее на подставке тигель из электропроводного материала, подложкодержатель, размещенный над ним с возможностью вертикального перемещения, и внутренний цилиндрический элемент с отверстиями на обоих концах, установленный коаксиально тиглю, отличающееся тем, что внешнее средство нагрева выполнено в виде высокочастотной индукционной катушки, а внутренний цилиндрический элемент из электропроводящего материала.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что центральная труба изготовлена из глинозема, а внутренний цилиндрический элемент и тигель изготовлены из платины или сплава пластины.
RU9595105170A 1994-04-07 1995-04-06 Устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии RU2089679C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06940294A JP3250365B2 (ja) 1994-04-07 1994-04-07 液相エピタキシャル成長装置
JP6-69402 1994-04-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95105170A RU95105170A (ru) 1996-09-27
RU2089679C1 true RU2089679C1 (ru) 1997-09-10

Family

ID=13401582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9595105170A RU2089679C1 (ru) 1994-04-07 1995-04-06 Устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5587015A (ru)
EP (1) EP0676492B1 (ru)
JP (1) JP3250365B2 (ru)
CN (1) CN1041224C (ru)
DE (1) DE69503286T2 (ru)
RU (1) RU2089679C1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101760775A (zh) * 2009-04-17 2010-06-30 南安市三晶阳光电力有限公司 一种连续液相外延法制备薄膜的方法和装置
JP6439639B2 (ja) * 2015-09-28 2018-12-19 住友金属鉱山株式会社 非磁性ガーネット単結晶基板、磁性ガーネット単結晶膜

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3647578A (en) * 1970-04-30 1972-03-07 Gen Electric Selective uniform liquid phase epitaxial growth
JPS4881476A (ru) * 1972-02-02 1973-10-31
GB1472560A (en) * 1974-11-27 1977-05-04 Philips Electronic Associated Method of growing single crystals of rare earth metal iron garnet materials
JPS5582434A (en) * 1978-12-15 1980-06-21 Fujitsu Ltd Method of epitaxial growth at liquid phase
JPS5932052B2 (ja) * 1979-08-17 1984-08-06 松下電器産業株式会社 液相エピタキシャル成長方法およびその成長装置
JPS5795893A (en) * 1980-12-03 1982-06-14 Fujitsu Ltd Liquid phase epitaxially growing method
JPH0793212B2 (ja) * 1988-09-30 1995-10-09 信越化学工業株式会社 酸化物ガーネット単結晶
JPH05117095A (ja) * 1991-10-24 1993-05-14 Tokin Corp ビスマス置換希土類鉄ガーネツトの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент Франции N 2479277, кл. C 30 B 19/00, 1981. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU95105170A (ru) 1996-09-27
EP0676492A1 (en) 1995-10-11
US5587015A (en) 1996-12-24
DE69503286D1 (de) 1998-08-13
JP3250365B2 (ja) 2002-01-28
EP0676492B1 (en) 1998-07-08
CN1041224C (zh) 1998-12-16
JPH07277881A (ja) 1995-10-24
DE69503286T2 (de) 1999-01-28
CN1120604A (zh) 1996-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4609425A (en) Cold crucible system and method for the meeting and crystallization of non-metallic inorganic compounds
US4666681A (en) Apparatus for producing a monocrystal
US4231776A (en) Method for manufacturing a panel of anisotropic ceramic glass
Yokota et al. Fabrication of metallic fibers with high melting point and poor workability by unidirectional solidification
US4752451A (en) Apparatus for producing a strain-free monocrystal of a crystalline ferroelectric compound
RU2089679C1 (ru) Устройство для получения монокристаллических оксидных пленок путем жидкофазной эпитаксии
US2890139A (en) Semi-conductive material purification method and apparatus
JPS5645894A (en) Reducing method for defect of silicon single crystal
JPS59121183A (ja) 結晶成長方法
Warren Jr et al. Simple furnace for high temperature nuclear magnetic resonance experiments
GB1565407A (en) Method for producing single crystal gadolinium gallium
JPS60210592A (ja) 単結晶の引上げ装置
JP3144058B2 (ja) 単結晶成長法
JPS5912632B2 (ja) タンケツシヨウノヒキアゲソウチ
JPH06345589A (ja) 液相エピタキシャル成長装置
JP2021155246A (ja) ニオブ酸リチウム単結晶及びその製造方法
JPS54128988A (en) Preparation of single crystal
JPH06321681A (ja) 液相エピタキシャル成長装置
Miller et al. On the Czochralski Growth of GaP
Colby The Artificial Growing of Sodium Nitrate Crystals for Optical Purposes
US5029631A (en) Process for bonding a mixture of substances together
JPH06316485A (ja) 液相エピタキシャル成長法
JPH11255589A (ja) 単結晶原料補助溶解装置及び単結晶原料補助溶解装置における単結晶原料溶解方法
JPH0478591B2 (ru)
US3419417A (en) Apparatus and method of growing a crystal from a vapor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080407