JP5953884B2 - サファイア単結晶の製造方法 - Google Patents
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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12rpm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 (7)
- 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、
前記種結晶の着液を行い、前記種結晶を回転させながら前記アルミナ融液に浸漬させたままその位置を固定し、前記アルミナ融液の液面下で前記サファイア単結晶の液中成長を進めるステップと、
前記種結晶の着液後の結晶にc軸引き上げで見られる晶癖線が確認できた段階で、前記アルミナ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する前に前記種結晶の引き上げを開始するステップとを有し、
前記アルミナ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字形状であり、前記略V字形状は単結晶育成完了まで維持されることを特徴とする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又は2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10rpm以上18rpm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。
- 前記アルミナ融液の生成前後に脱ガス処理し、脱ガス処理された前記アルミナ融液に前記種結晶を着液する、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。
- 前記単結晶成長部分の結晶直径が100mm以上150mm以下となるまで前記サファイア単結晶の液中成長を進める、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。
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