[發明專利]鉭酸鋰晶體的制造裝置和鉭酸鋰晶體的制造方法

在審

• 申請號: 201710831003.3
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107858753A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 干川圭吾;小林拓實;大葉悅子
• 申請（專利權）人: 國立大學法人信州大學;不二越機械工業株式會社
• 主分類號: C30B29/30
• 分類號: C30B29/30;C30B11/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 龐東成,褚瑤楊

技術領域

本發明涉及用于表面彈性波元件等的鉭酸鋰晶體的制造裝置和制造方法。

背景技術

鉭酸鋰(LiTaO₃：LT)的單晶作為非線性光學材料被用作激光介質，或者作為壓電陶瓷被用于壓電元件、表面彈性波元件等。

在LT單晶的生長中最常見的是柴氏拉晶(CZ，Czochralski)法，利用銥制的坩堝在惰性氣氛中或還原性氣氛中進行制作。另外，也有同樣使用柴氏拉晶法利用鉑銠合金制的坩堝在氧氣氣氛中進行制作的例子(專利文獻1～3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-23391號公報

專利文獻2：日本特開平4-74790號公報

專利文獻3：日本特開2000-247782號公報

發明內容

發明所要解決的課題

在坩堝使用銥制坩堝的情況下，銥會發生氧化，因而無法在氧氣氣氛中生長，需要向爐內導入惰性氣體等氣體，裝置大型化，并且制造工序繁瑣。另外，在坩堝使用鉑銠合金制坩堝的情況下，銠會熔化到晶體中，存在使晶體品質劣化的問題。

若坩堝能夠使用鉑制的坩堝，則可以消除上述氧化的問題、銠熔化的問題。

另外，專利文獻2中記載了坩堝可以使用鉑、銠、銥等貴金屬制的坩堝。但是，在實施例中雖然示出了在LT單晶的生長中使用銥制坩堝的例子、在鈮酸鋰(LN)單晶的生長中使用鉑坩堝的例子，但未示出在LT單晶的生長中使用鉑的例子。

另外，在專利文獻3中可見下述記載：鉭酸鋰、鈮酸鋰等氧化物單晶的熔點高，因而作為基于柴氏拉晶法的坩堝，使用鉑、鉑-銠或銥之類的貴金屬制坩堝，但在實施例中僅示出了使用銥制坩堝的例子。

如上所述，在專利文獻2和3中，只是單純地記載了在柴氏拉晶法中可以使用鉑制的坩堝，并未公開在鉭酸鋰的單晶的制造中實際使用鉑制坩堝的例子。

可以推測，這是因為，鉑的熔點(1768℃)與LT的熔點(1650℃)的溫度差只有118℃，在使生長爐內的溫度上升時，會對鉑坩堝產生不良影響，因此使用了銥而不是鉑。

本發明的目的在于提供一種能夠使用鉑制坩堝解決上述課題的鉭酸鋰晶體的制造裝置和制造方法。

用于解決課題的手段

本發明的鉭酸鋰晶體的制造裝置為由垂直布里奇曼爐或垂直梯度凝固爐構成的鉭酸鋰晶體的制造裝置，該垂直布里奇曼爐或垂直梯度凝固爐具備：基體；配設于該基體上的具有耐熱性的筒狀的爐主體；將該爐主體封閉的蓋體；配設于所述爐主體內的發熱體；貫通所述基體并以上下自由移動的方式設置的坩堝支承軸；和配設于該坩堝支承軸上并由所述發熱體進行加熱的坩堝，該鉭酸鋰晶體的制造裝置的特征在于，所述坩堝為鉑制的坩堝。

通過使用垂直布里奇曼(VB)爐或垂直梯度凝固(VGF)爐，能夠減小生長爐的溫度梯度，因此，即便是與鉭酸鋰的熔點差小的鉑制的坩堝，也能夠在不受到變形等不良影響的情況下使用。

另外，通過使用鉑制的坩堝，能夠在大氣氣氛下使用，能夠防止裝置的大型化，并且也不存在銠熔化的不良情況，因此能夠進行高品質的鉭酸鋰單晶的制造。

另外，還能夠減小生長中的溫度梯度，因而能夠進行高品質的鉭酸鋰單晶的制造。

上述坩堝可以使用純度95％以上的鉑制坩堝。

優選設置控制部，該控制部按照上述發熱體對上述坩堝的加熱在低于上述坩堝發生軟化、變形的溫度的溫度下進行加熱的方式控制上述發熱體對上述坩堝的加熱。

可以使用下述的制造裝置：使上述爐主體的內壁形成為將兩個以上具有所需高度的環狀的耐熱部件層疊而成的耐熱壁，并且，上述環狀的耐熱部件通過將兩個以上的分割片接合而形成為環狀。通過制成具有這種耐熱壁的爐主體，容易進行溫度梯度小的生長爐的管理。

上述發熱體可以使用電阻加熱發熱體。

上述電阻加熱發熱體可以使用以MoSi₂為主材的電阻加熱發熱體。

或者，上述發熱體可以使用利用高頻感應進行加熱的發熱體。

上述利用高頻感應進行加熱的發熱體可以使用Pt-Rh系合金制的發熱體。

在上述爐主體中，可以在上述耐熱壁的外側配設有由耐熱性材料構成的支撐筒體，在上述耐熱壁與上述支撐筒體之間配設有絕熱材料，利用上述支撐筒體對上述蓋體進行支撐。

優選由絕熱材料形成上述蓋體，在該絕熱材料中配設增強部件。