JP2013209257A - サファイア単結晶及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サファイア単結晶の製造では、ルツボ内のアルミナ融液にc軸サファイア種結晶を浸漬させ、種結晶を回転させながら上方向に引き上げてc軸方向に成長させる。その際、アルミナ融液の液面下で種結晶の結晶成長を進めると共に、種結晶の液中成長部分がルツボの底面に到達しないように種結晶を所定の引き上げ速度で引き上げる。このとき、液中成長部分の側面形状が下方向に突出した略V字形状となるように制御する。
【選択図】図1
Description
図1に示したサファイア単結晶製造装置10を用いてサファイア単結晶の育成を行った。まず原料となるアルミナ粉末をモリブデンルツボに投入し、これをチャンバー内に設置し、抵抗加熱ヒーターで加熱して原料を溶融した。モリブデンルツボには直径225mm、深さ225mmのものを用いた。
次に、単結晶の目標直径を種々変化させた点以外は実施例1と同一条件下でサファイア単結晶の育成を行った。育成する単結晶の目標直径は70、100、150、180(mm)の4条件とした。また、結晶引き上げ速度を3mm/hr、結晶回転速度を12prmとした。
次に、引き上げ中の結晶回転速度を種々変化させた点以外は実施例1と同一条件下でサファイア単結晶の育成を行った。結晶回転速度は6、8、10、18、25、30(rpm)の6条件とした。また、結晶引き上げ速度は3mm/hr、目標直径は100mmとした。
11 チャンバー
12 回転軸
13 支持台
14 モリブデンルツボ
15 抵抗加熱ヒーター
16 回転機構
17 覗き窓
18 シード棒
19 引き上げ機構
20 サファイア単結晶
21 サファイア融液
22 断熱材
23 コントローラ
24 ガス導入口
25 ガス管
26 コンダクタンスバルブ
27 ガス排出口
28 排ガス管
29 コンダクタンスバルブ
30 真空ポンプ
Claims (8)
- ルツボ内のアルミナ融液にc軸サファイア種結晶を浸漬させ、前記種結晶を回転させながら上方向に引き上げて前記種結晶の下端にサファイア単結晶をc軸方向に成長させるサファイア単結晶の製造方法であって、
前記アルミナ融液の液面下で前記サファイア単結晶を成長させると共に、前記融液中で成長する単結晶成長部分が前記ルツボの底面に到達しないように前記種結晶を上方に引き上げることを特徴とするサファイア単結晶の製造方法。 - 前記融液中で成長する単結晶成長部分の側面形状が下方向に突出した略V字形状である、請求項1に記載のサファイア単結晶の製造方法。
- 前記種結晶の引き上げ速度が0.5mm/hr以上10mm/hr以下である、請求項1又は2に記載のサファイア単結晶の製造方法。
- 前記アルミナ融液から引き上げたときの前記融液中で成長する単結晶成長部分の直径が、前記ルツボの直径の2/3倍以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のサファイア単結晶の製造方法。
- 前記種結晶の回転速度が8rpm以上25rpm以下である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のサファイア単結晶の製造方法。
- 前記ルツボにモリブデンルツボを用い、前記モリブデンルツボの周囲に抵抗加熱ヒーターを配置し、前記アルミナ融液を抵抗加熱方式により加熱する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のサファイア単結晶の製造方法。
- 前記アルミナ融液の液面位置よりも上方に引き上げられた単結晶部分の結晶長Aと、前記アルミナ融液の液面下で成長する単結晶部分との結晶長Bとの比B/Aが0.2以上2以下となるように前記サファイア単結晶を引き上げる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のサファイア単結晶の製造方法。
- 拡径部から直胴部までの単結晶部分の結晶長Aと、縮径部の単結晶部分の結晶長Bとの比B/Aが0.2以上2以下であることを特徴とするサファイア単結晶。
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