(57)【要約】【課題】原料である酸化物融液上に浮遊する異物を効果的に取り除いて、高品質な酸化物単結晶を製造する方法、およびこれに用いる結晶育成装置を提供する。【解決手段】ルツボ中の酸化物融液に種結晶を接触させて引き上げを行う、酸化物単結晶の製造方法において、前記酸化物融液に浮遊する異物と同物質で構成される部分を有する異物除去用部品を、前記酸化物融液に着液させて前記異物を前記異物除去用部品に付着させた後、前記異物除去用部品を前記酸化物融液から取り出す異物除去工程と、前記異物除去工程後、前記酸化物融液から酸化物単結晶を製造する工程と、を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルツボ中の酸化物融液に種結晶を接触させて引き上げを行う、酸化物単結晶の製造方法において、
前記酸化物融液に浮遊する異物と同物質で構成される部分を有する異物除去用部品を前記酸化物融液に着液させて、前記異物を前記異物除去用部品に付着させた後、前記異物除去用部品を前記酸化物融液から取り出す異物除去工程と、
前記異物除去工程後、前記酸化物融液から酸化物単結晶を製造する工程と、
を含む、酸化物単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記異物除去工程において、前記酸化物融液の温度測定を行い、所定温度になってから前記異物除去用部品を前記酸化物融液から取り出す、
請求項１に記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記酸化物融液の温度測定を、前記異物除去用部品により行う、
請求項２に記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項４】
前記ルツボが、イリジウムで構成され、
前記異物が前記ルツボ由来のイリジウム片である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸化物単結晶の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの酸化物単結晶の製造方法に用いられる結晶育成装置であって、
酸化物融液を保持するためのルツボと、
前記ルツボを加熱するためのヒータと、
前記ルツボ中の前記酸化物融液に種結晶を接触させて引き上げを行うための結晶引き上げ軸と、
前記ルツボと同物質で構成される先端部を有し、前記酸化物融液に浮遊する異物を除去するための、異物除去用部品と、
を備える、結晶育成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、酸化物単結晶の製造方法、およびこれに用いる結晶育成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化物単結晶の製造方法として、チョクラルスキー法（以下、「ＣＺ法」とも称する）が知られている。特許文献１には、ＣＺ法を用いたＳｃＡｌＭｇＯ４単結晶の育成装置および育成方法が記載されている。当該文献に記載の方法では、加熱コイルを使用した高周波加熱方式でルツボを加熱し、原料を熔融させる。そして、得られた融液に種結晶を接触させて種結晶を引き上げ、所望の直径の単結晶を得る。
【０００３】
一方で、原料を熔融する際のルツボの加熱方式として抵抗加熱方式も知られている。抵抗加熱方式によれば、結晶の大型化が可能になると考えられており、低コストでＳｃＡｌＭｇＯ４単結晶等の酸化物単結晶を育成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４８２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方法や、抵抗加熱方式を利用した酸化物単結晶の製造方法では、原料を加熱熔融した際に融液内にルツボに起因する異物が発生することがある。そして、このような異物が浮遊した状態で結晶の育成を行うと、得られる酸化物単結晶の品質低下が生じる。例えば、内径が小さいルツボで酸化物単結晶の育成を行う場合、種結晶を引き上げる際（直径拡大時）に上記異物が付着しやすく、多結晶化等が生じる。一方、内径が大きいルツボで酸化物単結晶の育成を行う場合、通常、融液中心に向かう放射状の対流が発生する。したがって、異物が融液中心に集まりやすく、種結晶を接触させる際に異物が付着し、所望の酸化物単結晶が得られない、という課題があった。
【０００６】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、原料である酸化物融液上に浮遊する異物を効果的に取り除いて、高品質な酸化物単結晶を製造する方法、およびこれに用いる結晶育成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示は、以下の酸化物単結晶の製造方法を提供する。
ルツボ中の酸化物融液に種結晶を接触させて引き上げを行う、酸化物単結晶の製造方法において、前記酸化物融液に浮遊する異物と同物質で構成される部分を有する異物除去用部品を前記酸化物融液に着液させて、前記異物を前記異物除去用部品に付着させた後、前記異物除去用部品を前記酸化物融液から取り出す異物除去工程と、前記異物除去工程後、前記酸化物融液から酸化物単結晶を製造する工程と、を含む、酸化物単結晶の製造方法。
【０００８】
また、本開示は、以下の結晶育成装置も提供する。
上記の酸化物単結晶の製造方法に用いられる結晶育成装置であって、酸化物融液を保持するためのルツボと、前記ルツボを加熱するためのヒータと、前記ルツボ中の前記酸化物融液に種結晶を接触させて引き上げを行うための結晶引き上げ軸と、前記ルツボと同物質で構成される先端部を有し、前記酸化物融液に浮遊する異物を除去するための、異物除去用部品と、を備える、結晶育成装置。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の酸化物単結晶の製造方法によれば、酸化物融液に浮遊する異物を効果的に除去することが可能であり、異物に起因する劣化が少ない、高品質な酸化物単結晶が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の一実施の形態に係る結晶育成装置の構成を示す模式図
【図２】本開示の酸化物単結晶の製造方法の一実施の形態に係るフローチャート
【図３】本開示の酸化物単結晶の製造方法の異物除去工程の詳細を示すフローチャート
【図４】異物除去用部品の先端部を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
まず、結晶育成装置について説明し、その後、当該結晶育成装置を用いた酸化物単結晶の製造方法を説明する。
図１は、本開示の一実施の形態に係る結晶育成装置１００の構成を示す模式図である。結晶育成装置１００は、ＣＺ法による結晶引き上げ装置であり、断熱材１１０で形成された加熱室１２０と、当該加熱室１２０の内部に設けられたヒータ１３０と、当該ヒータ１３０によって周囲が覆われたルツボ１４０と、を備える。さらに、結晶育成装置１００は、ルツボ１４０を支持するためのルツボ支持軸１４１や、ルツボ１４０とルツボ支持軸１４１との間に配置される耐火物１４２、ルツボ１４０とヒータ１３０との間に配置され、加熱室１２０内を分離するための遮蔽物１８０等も備える。
【００１３】
またさらに、結晶育成装置１００は、種結晶１６２を保持するためのシードホルダ１６１や、シードホルダ１６１と接続された結晶引き上げ軸１６０も備える。また、ルツボ１４０内に浮遊する異物１９０を除去するための異物除去用部品１９１も備える。
【００１４】
また、図示しないが、結晶育成装置１００は、加熱室１２０を取り囲むチャンバ、加熱室１２０内を真空引きする真空ポンプ、加熱室１２０内にガスを供給するガス供給源、加熱室１２０内に供給するガスの流量を調整するガス流量調整部、加熱室１２０内からガスを排出するためのガス排気口、ヒータ電源、異物除去用部品１９１の動作や結晶引き上げ軸１６０の引上速度、ヒータ１３０の加熱温度、ガス流量（ガス流量調整部）を制御する制御装置（制御部）等を有していてもよい。
【００１５】
当該結晶育成装置１００の各構成について、酸化物単結晶としてＳｃＡｌＭｇＯ４を製造する例に、以下詳述する。
【００１６】
加熱室１２０は、チャンバ（不図示）内に設けられた、断熱材１１０で囲まれた加熱空間である。加熱室１２０を囲む断熱材１１０の上部には、加熱室１２０内にガス（不活性ガスまたは酸素）を供給するためのガス導入部１７０が設けられている。本実施の形態では、当該ガス導入部１７０が、結晶引き上げ軸１６０を通すための貫通孔も兼ねている。また、断熱材１１０の上部には、異物除去用部品１９１を通すための貫通孔も設けられている。一方、断熱材１１０の下部には、ルツボ支持軸１４１を通すための貫通孔がそれぞれ設けられている。
【００１７】
ルツボ１４０は、本実施の形態では、イリジウム製であるが、材質はこれに限らず、原料の熔融温度での耐熱性と原料との耐反応性を有する限りにおいて、種々の材質を使用できる。
【００１８】
上記ルツボ１４０に充填される酸化物融液１５０は、酸化物単結晶を得るための原料を加熱熔融させたものである。本実施の形態のように、ＳｃＡｌＭｇＯ４を製造する場合、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）と酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と、を所定の比率で混合した混合物の加熱熔融物とすることができる。なお、酸化物融液１５０は、少なくとも一部に酸化物を含んでいればよく、酸化物以外のものを含んでいてもよい。
【００１９】
ルツボ支持軸１４１は、本実施の形態ではタングステン製であるが、材質はこれに限らず、加熱室１２０内の温度に対する耐熱性とルツボ１４０および融液１５０を支持可能な強度とを有するものであれば、種々の材質を使用できる。ルツボ支持軸１４１は設定した速度で回転、昇降する機能を有する。
【００２０】
耐火物１４２は本実施の形態では、ジルコニア製であり、ルツボ１４０の材質であるイリジウム、およびルツボ支持軸１４１の材質であるタングステンに対して、耐反応性を有する。
【００２１】
ヒータ１３０は、本実施の形態では、円筒状のカーボン製であるが、材質はこれに限らず、ルツボ１４０内に充填された原料を熔融温度まで加熱できるものであれば、種々の材質からなるものを使用できる。加熱の際は、ヒータ１３０に電流を流すことで、ヒータ１３０が発熱し、断熱材１１０の内側（加熱室１２０）全体を加熱する。その結果、ルツボ１４０に装入された原料が加熱され、熔融する。なお、本実施の形態では、ヒータ１３０を遮蔽物１８０の外周にのみ配置しているが、加熱室１２０の内部にさらにヒータを設置してもよい。またヒータ１３０の配置位置は、当該位置に限定されず、例えば、ルツボ１４０の上方や下方であってもよい。
【００２２】
結晶引き上げ軸１６０は上述のように、本実施の形態では、加熱室１２０内に、ガス導入部１７０を介して挿入されているが、ガス導入部１７０とは別に設けられた貫通孔を介して加熱室１２０内に挿入されていてもよい。結晶引き上げ軸１６０は、アルミナ製であり、設定した速度で回転、昇降する機能を有する。一方、シードホルダ１６１は、イリジウム製であり、結晶引き上げ軸１６０に接続され、先端に種結晶１６２をセットすることが可能である。なお、当該シードホルダ１６１に保持される種結晶１６２は、本実施の形態では、ＳｃＡｌＭｇＯ４であり、形状は正四角柱である。
【００２３】
遮蔽物１８０は、本実施の形態ではタングステン製の円筒状の部材であり、加熱室１２０内部のルツボ１４０とヒータ１３０との間に配置されている。ただし、遮蔽物１８０の材質はタングステンに限らず、加熱室１２０内の温度に対する耐熱性と、ガス雰囲気に対する耐反応性と、接触する部材（例えば断熱材１１０）に対する耐反応性と、を有するものであればよく、種々の材質を選択できる。遮蔽物１８０の材質は、例えばモリブデン、タンタル、イリジウム等であってもよい。
【００２４】
一方、異物除去用部品１９１は、酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０と同物質で構成される部分（後述の先端部１９２）を有する。ここで、酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０の種類は特に制限されないが、通常、異物１９０はルツボ１４０に起因し、ルツボ１４０と同一の材料からなる。したがって、本実施形態では、イリジウム片である。異物１９０は、例えば以下のように発生する。ルツボ１４０に原料を充填し、これを加熱熔融させる際、原料およびルツボ１４０が膨張する。このとき、ルツボ１４０の内壁からその一部（イリジウム片）が欠落することがあり、これが酸化物融液１５０に浮遊する異物となる。また、熔融した原料のアタックにより、ルツボ１４０の内壁が欠落することもあり、これも酸化物融液１５０に浮遊する異物となる。
【００２５】
以下、異物除去用部品１９１について、図４を用いて詳しく説明する。図４は異物除去用部品１９１のルツボ１４０側の部分を示す図である。異物除去用部品１９１は、本実施の形態では、略円筒状の先端保持部１９３と、当該先端保持部１９３の一端に配置された先端部１９２とから構成されている。先端保持部１９３の他端は、後述の制御部（図示せず）等と接続されている。
【００２６】
異物除去用部品１９１の先端部１９２は、異物１９０と同種の材料から構成され、通常、ルツボ１４０と同じ材質から構成される。異物除去用部品１９１の先端部１９２は、拡散結合によって、異物１９０を付着させる。拡散接合とは、接合面間に生じる原子の拡散を利用して金属同士を接合する方法である。本実施の形態において、酸化物融液１５０の温度は１８００℃を超える温度とされるが、そのような温度では、各材料の原子の持つエネルギーが大きくなり、原子の運動が激しくなる。そのような状態で、イリジウムからなる先端部１９２と、ルツボ１４０に起因するイリジウムからなる異物１９０とを接触させると、同金属同士の原子の表面拡散が起こり、異物１９０が先端部１９２に容易に付着する。
【００２７】
ここで、本実施の形態の先端部１９２は、片端閉じのパイプ形状であり、その内部に、タングステン・レニウム熱電対（図示せず）が配置されている。先端部１９２内にタングステン・レニウム熱電対が配置されていると、異物除去用部品１９１に温度測定機能を付加することができ、酸化物融液１５０の温度や、加熱室１２０内の温度を測定することが可能となる。その結果、融液１５０の温度調整を行いながら、酸化物融液１５０内の異物１９０を除去することが可能となる。つまり、異物除去用部品１９１によって、酸化物融液１５０の温度が、種結晶１６２を着液させて結晶育成を開始させるのに適した温度になったかを確認したりすることが可能となる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、異物除去用部品１９１は、融液１５０及び、異物１９０と接触する先端部１９２がイリジウム製（異物と同種の材料）であればよく、先端保持部１９３は、種々の材質からなるものとすることができる。
【００２９】
一方、制御部（不図示）は、上述のヒータ１３０の温度制御や、ガス流量の調整、結晶引き上げ軸１６０の引き上げ速度（種結晶１６２の引き上げ速度）の制御、上述の異物除去用部品１９１の動作を行うことが可能であれば、その構成は特に制限されない。当該制御部は、異物除去用部品１９１の先端部１９２に配置されたタングステン・レニウム熱電対からの信号を処理し、これに合わせて、上記ヒータ１３０の温度制御や、ガス流量等を調整してもよい。
【００３０】
上述の構成を有する結晶育成装置１００では、ルツボ１４０に酸化物を含む原料が装入される。当該原料をヒータ１３０で加熱し、熔融させることで、ルツボ１４０に酸化物融液（原料の融液）１５０が充填される。そして、異物除去用部品１９１を用いて、酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０の除去と酸化物融液１５０の温度測定を行った後、融液１５０に種結晶１６２を接触させて種結晶１６２を引き上げることで単結晶が育成される。
【００３１】
上述の結晶育成装置１００によれば、原融液１５０に浮遊する異物１９０を除去できるため、異物に起因する結晶品質の劣化を抑制できる。また、異物除去後、直ちに結晶の育成を開始することで、より確実に、高品質な酸化物単結晶を製造することができる。
【００３２】
以下、上述の異物除去用部品を有する結晶育成装置を用いた、酸化物単結晶の製造方法について、具体的に説明する。
酸化物単結晶の製造方法は、図２に示すように、酸化物を含む原料を加熱熔融させて酸化物融液１５０を得る加熱熔融工程（Ｓ００１）と、得られた酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０を除去する異物除去工程（Ｓ００２）と、酸化物融液１５０から結晶を育成させる結晶育成工程（Ｓ００３）とを有する。
【００３３】
また、上記異物除去工程（Ｓ００２）は、図３に示すように、酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０に、異物除去用部品１９１を接触させて異物１９０を付着させる異物付着工程（Ｓ００２１）と、結晶育成装置１００（本実施の形態では、異物除去用部品１９１内）に備えられた温度測定機能とを用いて、酸化物融液１５０の温度が結晶育成に適した融液温度になるようにヒータ出力を調整する温度調節工程（Ｓ００２２）と、を含む。
【００３４】
ここで、本実施の形態の酸化物単結晶の製造方法では、原料の加熱熔融工程（Ｓ００１）の前、上述の結晶育成装置１００の加熱室１２０の内部の雰囲気を、所望の不活性ガスに置換する。具体的には、加熱室１２０（チャンバ）を真空引き後、所定の不活性ガスを導入し、加熱室１２０（またはチャンバ）内を常圧にする。
【００３５】
供給する不活性ガスは、作製する酸化物単結晶の種類に応じて適宜選択される。例えば、不活性ガスであるアルゴンを主成分として含み、必要に応じて微量成分として窒素、酸素、水素、二酸化炭素、水等をさらに含むガスとすることができる。なお、不活性ガスは、ヘリウムや窒素等であってもよい。本実施の形態では、ルツボ１４０の周囲に、不活性ガスもしくは酸素が添加された不活性ガスを供給する。
【００３６】
続いて、原料の加熱熔融工程（Ｓ００１）、異物除去工程（Ｓ００２）および結晶育成工程（Ｓ００３）を行う。なお加熱熔融工程（Ｓ００１）、異物除去工程（Ｓ００２）および結晶育成工程（Ｓ００３）を行う間、不活性ガスが、加熱室１２０（チャンバ）外にある複数のガス供給源（図示せず）から、ガス導入部１７０を介して加熱室１２０の内部に供給される。当該不活性ガスは、加熱室１２０の下部（例えば、ルツボ支持軸１４１を通すための貫通孔など）から排出される。
【００３７】
原料の加熱熔融工程（Ｓ００１）では、ヒータ１３０の電源投入後、ルツボ１４０に装入された原料が熔融するまで、ルツボ１４０に大きな負荷をかけない程度に時間をかけてヒータ１３０に与える電力を徐々に増やし、原料を熔融させる。原料の熔融とは、ルツボ１４０内の原料が融け、融液の対流が確認できることをいい、一部の原料の溶け残りが浮遊していても良い。原料の熔融確認は、カメラなどによる検出で行うことができる。
【００３８】
続いて、上記原料熔融工程（Ｓ００１）で発生し、酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０を、異物除去用部品１９１を用いて除去する異物除去工程（Ｓ００２）を行う。異物除去工程（Ｓ００２）は、上述のように異物付着工程（Ｓ００２１）および温度調節工程（Ｓ００２２）を含み、異物付着工程（Ｓ００２１）では、上述の異物除去用部品１９１を融液１５０（浮遊する異物１９０）にゆっくりと近づけて接触させる。そして、異物１９０を異物除去用部品１９１の先端部１９２に、金属同士の拡散反応により付着させる。
【００３９】
また、温度調節工程（Ｓ００２２）では、異物除去用部品１９１の温度測定機能を用いて酸化物融液１５０の温度を測定する。そして、測定された温度に基づき、結晶育成装置１００の制御部（図示せず）が、酸化物融液１５０の温度を調整する。具体的には、酸化物融液１５０の温度が結晶の引き上げに適当な温度になるように、ヒータ１３０に与える電力を調整する。そして、酸化物融液１５０の温度が結晶の引き上げに適当な温度になってから、異物除去用部品１９１を後述の結晶育成工程（Ｓ００３）の結晶引き上げを阻害しない位置まで引き上げる。このとき、異物１９０は、異物除去用部品１９１と共に引き上げられ、酸化物融液１５０から除去される。
【００４０】
結晶育成工程（Ｓ００３）では、結晶引き上げ軸１６０を一定速度で回転させながら、酸化物融液１５０に種結晶１６２が接するまで、結晶引き上げ軸１６０を徐々に下降させる。種結晶１６２と酸化物融液１５０とが馴染んで安定するまで保持した後、結晶引き上げ軸１６０を一定速度で上昇させる。引き上げ開始後は、自動直径制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＤＣ））により酸化物単結晶の形状（直径等）を制御する。
【００４１】
所望の長さまで酸化物単結晶を引き上げた後、当該酸化物単結晶を酸化物融液１５０から結晶を切り離す。その後、ルツボ１４０に大きな負荷をかけない程度に時間をかけてヒータ１３０に与える電力を徐々に減らして冷却する。
【００４２】
上記酸化物単結晶の製造方法によれば、結晶育成工程（Ｓ００３）において、酸化物融液１５０に浮遊する異物１９０が無い状態で結晶育成を開始することができる。そのため、酸化物融液１５０に浮遊する異物を起因とする結晶品質の劣化が生じ難い。また、温度調節工程（Ｓ００２２）後に結晶育成工程（Ｓ００３）を行うことで、種結晶１６２の接触から引き上げまでの時間を短くすることができる。つまり、種結晶１６２を接触させてから結晶を引き上げるまでの間に新たな異物が発生することを抑制でき、より確実に高品質な酸化物単結晶を作製することができる。
【００４３】
なお、上述の実施の形態では、図１に示される結晶育成装置１００を用いて酸化物単結晶を製造する例を示したが、結晶育成装置や、酸化物単結晶の製造方法は、上記装置や方法に限定されない。例えば、結晶育成装置のヒータは、高周波加熱方式のヒータであってもよい。
【００４４】
また、上述の実施の形態では、酸化物単結晶としてＳｃＡｌＭｇＯ４単結晶を製造する例を示したが、これに限定されない。すなわち、本開示の製造方法で製造する酸化物単結晶は、ＳｃＡｌＭｇＯ４単結晶が最適であるが、一般式ＲＡＭＯ４で表されるほぼ単一結晶材料から構成される結晶とすることもできる。上記一般式において、Ｒは、Ｓｃ，Ｉｎ，Ｙ、及びランタノイド系元素（原子番号５７−７１）から選択される一つ又は複数の三価の元素を表し、Ａは、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｇａ、及びＡｌから選択される一つ又は複数の三価の元素を表し、ＭはＭｇ、Ｍｎ、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄから選択される一つ又は複数の二価の元素を表す。なお、ほぼ単一結晶材料とは、ＲＡＭＯ４で表される構造が９０ａｔ％以上含まれ、かつ、任意の結晶軸に注目したとき、どの部分においてもその向きが同一であるような結晶質固体をいう。ただし、局所的に結晶軸の向きが変わっているものや、局所的な格子欠陥が含まれるものも、単結晶として扱う。なお、Ｏは酸素である。また、上記の通り、ＲはＳｃ、ＡはＡｌ、ＭはＭｇとするのが好ましい。
また、上述の結晶育成装置や上述の製造方法で作製する酸化物単結晶は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）等であってもよい。
【００４５】
また、上述の実施の形態では、ＣＺ法にて酸化物単結晶を製造する例を示したが、本開示の酸化物単結晶の製造方法は、ＣＺ法に限定されるものではなく、原料を加熱熔融して得られた融液に種結晶を接触させて結晶を得る、他の単結晶の製造方法にも適用可能である。
【００４６】
また、上記では、結晶育成装置の異物除去用部品が、先端部に熱電対を有する例を示したが、異物除去用部品は、必ずしも温度測定のための熱電対等を有していなくてもよい。例えば、結晶育成装置は、他の温度測定手段等を有していてもよく、当該温度測定手段によって、酸化物融液の温度を測定してもよい。
【００４７】
また、上述の酸化物単結晶の製造方法では、異物除去工程で異物付着工程および温度調節工程を行うことを説明したが、温度調節工程は必須ではなく、必要に応じて行えばよい。ただし、温度調節工程を行った後に結晶育成工程を行うことで、上述のように、結晶育成工程までの間に新たな異物が発生することを抑制することが可能となり、より確実に高品質な酸化物単結晶を製造することが可能となる。
【実施例】
【００４８】
以下に、実際にＳｃＡｌＭｇＯ４結晶を製造した実施例を用いて、本開示を更に詳細に説明するが、本開示は、この実施例によって限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
温度測定機能を有しない異物除去用部品１９１を有すること以外は図１に示される結晶育成装置１００と同様の結晶育成装置を用い、以下のようにＳｃＡｌＭｇＯ４単結晶の育成を行った。
【００５０】
まず、チャンバ内の真空引きを実施し、チャンバ内をアルゴン雰囲気に置換した。その後、ヒータ１３０に電流を流し、ルツボ１４０に充填した原料を加熱熔融させ、原料の熔融確認を行った（加熱熔融工程）。得られた酸化物融液１５０を目視で確認したところ、酸化物融液１５０内に浮遊する異物１９０があった。
【００５１】
そこで、結晶育成装置１００の異物除去用部品１９１を融液１５０に浮遊する異物１９０にゆっくりと近づけ、異物１９０を異物除去用部品１９１に付着させて、融液内から異物１９０を取り除いた（異物除去工程）。
【００５２】
その後、結晶引上げ軸を回転させながら徐々に下降させ、融液１５０に異物１９０が浮遊していない状態で種結晶１６２を融液１５０に接触させた。その後、種結晶１６２と融液１５０の状態を目視で観察し、半日〜１日かけて結晶育成に適した状態となるようにヒータ１３０に流す電力を調節した。ヒータ電力を調整している際に異物１９０が発生し、種結晶１６２に付着する様子が確認されたが、微量であったため、略透明な単結晶が得られた。
【００５３】
（実施例２）
図１に示す結晶育成装置１００で、ＳｃＡｌＭｇＯ４結晶の育成を行った。加熱熔融工程まで、実施例１と同様に行ったところ、酸化物融液１５０内に浮遊する異物１９０があった。
【００５４】
そこで結晶育成装置１００の異物除去用部品１９１を融液１５０に浮遊する異物１９０にゆっくりと近づけ、異物１９０を異物除去用部品１９１に付着させた。その後、異物除去用部品１９１の温度測定機能を用いて酸化物融液１５０の温度を測定した。そして、結晶育成に適した融液温度となるようにヒータ電力を調整した（温度調節工程）。その後、異物除去用部品１９１を上昇させて、融液１５０内の異物１９０を取り除いた。
【００５５】
異物の除去後すぐに、種結晶１６２を融液１５０に接触させ、種結晶１６２と融液１５０が馴染ませ、直ちに結晶引き上げを開始した。結晶を引き上げた後、結晶を酸化物融液１５０から引き離し、ヒータ電力を徐々に下げて徐冷し、育成した結晶を取り出した。取り出した結晶を目視で確認したところ、透明な単結晶であった。
【００５６】
（比較例１）
異物除去用部品１９１を有しない以外は図１に示される結晶育成装置と同様の結晶育成装置で、ＳｃＡｌＭｇＯ４結晶の育成を行った。
加熱熔融工程まで、実施例１と同様に行ったところ、酸化物融液１５０内に浮遊する異物１９０があった。
【００５７】
加熱熔融工程後、異物除去工程を行わずに、結晶引上げ軸を回転させながら徐々に下降させ、種結晶１６２を酸化物融液１５０に接触させた。その際に、異物１９０が種結晶１６２に付着する様子が確認された。その後、種結晶１６２と酸化物融液１５０の状態を目視で観察し、半日〜１日かけて結晶育成に適した状態となるようにヒータ１３０に流す電力を調節した。酸化物融液１５０の温度が結晶育成に適した温度となったところで、結晶引き上げを開始した。自動直径制御により、所望の結晶を引き上げた後、結晶を酸化物融液１５０から引き離し、ヒータ電力を徐々に下げて徐冷し、育成した結晶を取り出した。
取り出した結晶を目視で確認したところ、異物の付着が原因と考えられる多結晶化が生じる白濁した結晶であった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本開示によれば、酸化物単結晶の高品質化ができるので、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの下地基板に用いる酸化物単結晶の製造に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  結晶育成装置
１１０  断熱材
１２０  加熱室
１３０  ヒータ
１４０  ルツボ
１４１  ルツボ支持軸
１４２  耐火物
１５０  融液
１６０  結晶引き上げ軸
１６１  シードホルダ
１６２  種結晶
１７０  ガス導入部
１８０  遮蔽物
１９０  異物
１９１  異物除去用部品
１９２  先端部
１９３  先端保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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