(57)【要約】【課題】      本発明の目的は、転移密度の低い、高品質の人工水晶の種水晶の育成方法を提供することである。【解決手段】      上記の目的を達成する為に本発明は、水熱法で製造する人工水晶の種水晶の育成方法において、種ランバート水晶の＋X面を直接機械的に凹形状に加工して＋X領域を育成させることを特徴として課題を解決するものである。【選択図】  図１
2005075685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水熱育成法による人工水晶の種水晶の育成方法において、種ランバート水晶の＋X面を直接凹形に加工して＋X領域を育成させることを特徴とする人工水晶の種水晶の育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工水晶の転移密度の低い高品質の種水晶の育成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正確なクロック発生源として主に電子部品を使用する多くの分野で、時間や周波数などの基準信号として水晶振動子が一般に使われている。このような水晶振動子には、代表的なものとして人工水晶を種水晶から育成して成長させたランバートをATカット板と称される切断角度に切断された水晶片を用いた水晶振動子の発振周波数が非常に安定した温度特性を有することから多用されている。
【０００３】
一方、工業的に利用される光学用の人工水晶は大型の水晶基板が得られるためにZ面を主面にもつZ板種水晶から育成されることが多い。このようにZ板種水晶から育成された人工水晶は切り出して使用する水晶片の径が大きくとれることから、複屈折板や光学フィルターなど大きな水晶片径を必要とすることの多い光学用の人工水晶として使用されるが、光学用の人工水晶はその製品の使用条件からも転移密度が低く、かつ線状欠陥密度の小さいことが必要とされる。
【０００４】
一般に人工水晶はオートクレーブと呼ばれる耐圧容器を炭酸ナトリウム、もしくは水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液で充填した容器内で、高温高圧状態下において育成される。これは水熱育成法と呼ばれ、耐圧容器内に溶解部と育成部が設けられており、溶解部と育成部とのあいだで温度差をつけることによって溶解部で溶解した水晶原料が育成部で過飽和溶液になり、水晶の種結晶上に結晶が析出することを利用した結晶育成方法である。
【０００５】
光学用人工水晶を含めて、工業的に利用される人工水晶のほとんどが人工水晶から切り出した種水晶を用いて育成される。この場合、良く管理された条件下で育成されれば、種水晶の表面から新たに発生する線状欠陥を極小に抑えることができる。しかしながら、線状欠陥が存在する転移密度の高い種水晶を用いて育成させる場合には、それから出来る水晶の転移密度は高く、線状欠陥密度が高く継承される。従って、人工水晶を種水晶に用いる場合には、成長領域中に線状欠陥が新たに発生しないように種水晶を育成させることが非常に重要である。
【０００６】
図２のように、人工水晶の＋X領域から切り出した種水晶素板を育成する転移方向が育成方向と直交するために転移が継承されず低転移密度のZ板種水晶が作製できることは一般によく知られている。ここで、成長領域中に線状欠陥が新たに発生する原因としては、種水晶結晶の格子定数と成長領域の水晶結晶の格子定数との差、及び種水晶結晶の表面に付着した異物、及び成長中に取り込まれた異物の存在が挙げられる。上記異物の混入を防いで低線状欠陥密度の人工水晶を育成する方法は特許（特公昭５７−４９５２０）に記載がある。また、転移を発生する主な原因は、種水晶結晶素板内に存在する転移を基点にして新たな転移が人工水晶の成長方向に沿って継承して発生することであると知られている。
【０００７】
【特許文献１】特公昭５７−４９５２０号公報
【０００８】
また、図３のように種ランバートをZカットしたZ軸方向の厚さ１−３ｍｍ程度の薄い種水晶素板と呼ばれる水晶板を＋X方向に沿って凹形に加工して、それを育成し凹形加工部が＋X領域で埋められた転移密度の低い＋X方向で１００ｍｍ、Y方向で３００ｍｍ程度の大型の種水晶素板を製造するフレームシード法とよばれる種水晶の育成方法も発表されている。
【非特許文献２】2002 IEEE International Frequency Control Symposium and PDAExhibition, The Improved Method Of Obtaining Crystal With A Small Number Of LinearDefects, S.N. ABDRAFIKOV, A.A.MIHALICIN, O.V. MIHALICINA, A.P.POGREBNYAK, JSCThe plant “ Kristall”, Yuzhnouralsk, Chelyabinsk region, Russia, ul. Beregovaya,2.
【０００９】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【００１０】
しかしながら、前述の図３に示したようなZ方向の厚み１−３ｍｍ程度の凹加工された種水晶素板からフレームシード法を用い、それを育成して凹加工部が＋X領域で埋められた転移密度の低い種水晶素板を製造する方法においては、生産効率が良く多数個のZ板水晶を育成するには、もとと成る種水晶素板が多数個必要となるという問題があった。
【００１１】
また、前述の種水晶素板から人工水晶を育成する際には、Z方向の厚み１−３ｍｍ程度の凹加工された種水晶素板からフレームシード法を用い、それを育成して凹形加工部が＋X領域で埋められた種水晶素板を製造し、その種水晶素板を育成し低転位密度の人工水晶を得るが、X端面のZ方向幅が１−３ｍｍ程度と狭いためX軸に平行な転移が入った部分が少なく、低転位密度の人工水晶を生産効率よく多数個生産するには、多数個の種水晶素板が必要とされるといった問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従がってその目的は、生産効率が高く転移密度の低い、高品質の人工水晶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために本発明は、水熱育成法による人工水晶の種水晶の育成方法において、Z軸方向の厚み１−３ｍｍ程度の種板ではなくZ軸方向１０−５０ｍｍ程度のランバート水晶の＋X面を直接凹形に加工して＋X領域を育成させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、Z軸方向１０−５０ｍｍ程度と厚いランバートを直接凹形加工して種水晶素板として使用し育成することにより、X軸に平行な転移のはいった、高品質の種水晶素板を多数個得ることができる。
【００１５】
また本発明により、転移密度の低い高品質の人工水晶の生産効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照しながら、本発明の実施の一形態について説明する。なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【００１７】
図１は本発明の、種ランバート水晶の＋X面を機械的に直接凹形状に加工して育成し＋X領域からなる種水晶を切り出し、それから多数個の低転移密度の人工水晶を育成する様子を示す概略の模式図である。
まず種ランバート水晶のY軸面を残して＋X面を直接凹形に加工し育成を行なって凹型部分を埋める。そうして育成された人工水晶からワイヤーソーやバンドソーを用いて厚さ１−３ｍｍ程度の種板種水晶を切り出す。その種水晶は、転位がX軸に平行であるためZ方向に育成しても転位は継承されず、転移密度の低い良好な高品質の人工水晶を得ることが出来る。
Z方向の厚み寸法が１０−５０ｍｍ程度の種水晶素板からは、従来のフレームシード法での種水晶素板の厚さが１−３ｍｍ程度であったことから、本発明では、従来に比べて１０倍以上の多数の種水晶素板を一時に取り出すことが出来る。
【００１８】
図２は、本発明により従来のフレームシード法での種水晶の育成に比べて、多数の種水晶が得られることを、模式図を用いて説明したものである。図にあるように最初の種水晶素板１のZ寸法が従来のように小さいと、その種水晶を育成した人工水晶からは少数の種水晶素板しか得ることが出来ないが、本発明によると最初のZ方向厚み寸法が大きいために、図にもあるように多数の種水晶素板を得ることができる。
【００１９】
図３は、従来の転移方向が育成方向と直交するために転移が継承されず、転移密度の低いZ板種水晶が作製できる人工水晶の＋X領域から種水晶素板１を切り出して育成する様子を示す概略の模式図である。人工水晶の＋Z領域から種水晶素板１を切り出して育成すると種水晶の成長方向に転移５がはいるため、転移密度が高く、高品質な種水晶を得ることは困難である。
【００２０】
図４は、従来の種ランバートをZカットしたZ軸方向の厚さ１−３ｍｍ程度の薄い種水晶素板と呼ばれる水晶板を＋X方向に沿って凹形に加工して、それを育成し凹形加工部が＋X領域で埋められた転移密度の低い人工水晶を製造するフレームシード法とよばれる種水晶の育成方法を示した概略の模式図である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の、種ランバート水晶の＋X面を直接凹形に加工して、それから多数個の 低転移密度の種水晶を育成する様子を示す概略の模式図である。
【図２】図２は、本発明により従来のフレームシード法での種水晶の育成に比べて、多数個の高品質の種水晶が得られることを、模式図を用いて説明したものである。
【図３】従来の転移方向が育成方向と直交するために、転移が継承されず低転移密度のZ板種水晶が作製できる人工水晶の＋X領域から種水晶素板を切り出して育成する様子を示す概略の模式図である。
【図４】従来の種ランバートをZカットしたZ軸方向の厚さ１−３ｍｍ程度の薄い種水晶素板と呼ばれる水晶板を、＋X方向に沿って凹形に加工して、それを育成し凹形加工部が＋X領域で埋めることにより転位密度の低い人工水晶を製造するフレームシード法とよばれる種水晶の育成方法を示した概略の模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  種水晶素板
５  転移
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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