(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度Ｔ１が７００℃以上で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を両者の距離（ｄ）を０．１〜２０ｍｍ隔てて非接触状態で近接配置し、このタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１より低い温度Ｔ２が４００〜６００℃の範囲で還元雰囲気中にさらすことを特徴とする導電率が増加したタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項２】
温度Ｔ１での還元処理を、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性ガス中で行うことを特徴とする請求項１記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項３】
前記還元性ガスが、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む請求項２記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項４】
温度Ｔ１で還元処理された物質として、無機物結晶、セラミックス、金属のいずれかを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項５】
前記無機物結晶又は前記セラミックスとして、非化学量論組成をもつ複合酸化物からなるものを用いることを特徴とする請求項４記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項６】
前記無機物結晶又は前記セラミックスとして、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムを用いることを特徴とする請求項４又は５記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項７】
前記金属として水素貯蔵合金を用いることを特徴とする請求項４記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項８】
処理すべきタンタル酸リチウム結晶として、単一分極化された結晶を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項９】
前記単一分極化された結晶として、スライス処理及び／又はラップ処理が行われたウェハを用いることを特徴とする請求項８記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項１０】
前記単一分極化された結晶として、スライス前段階の結晶を用いることを特徴とする請求項８記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項１１】
温度Ｔ２で処理した後に、温度が２５０℃以下で大気を導入することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項１２】
温度Ｔ２での還元処理を、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性のガス中で行うことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【請求項１３】
前記還元性ガスが、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む請求項１２記載のタンタル酸リチウム結晶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性表面波素子などのウェハ上に金属電極でパターンを形成して電気信号を処理する用途等に使用されるタンタル酸リチウム結晶の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンタル酸リチウムは、弾性表面波（ＳＡＷ）の信号処理といった電気的特性を利用する用途に使用されている。この用途に適したタンタル酸リチウム結晶は、その結晶構造に起因するＳＡＷデバイスに必要とされる圧電気応答（圧電性）を示すが、通常の方法で入手できるタンタル酸リチウム結晶は圧電性に加えて焦電気応答（焦電性）を生じる。
【０００３】
タンタル酸リチウム結晶の圧電性は、タンタル酸リチウム結晶をＳＡＷデバイスとして利用する時に、不可欠となる特性であるが、一方、焦電性はタンタル酸リチウム結晶に温度変化を与えることで結晶の外側表面に発生する表面電荷として観察され、結晶を帯電させるものである。この表面電荷は、タンタル酸リチウム結晶をＳＡＷデバイスとして使用するときに、タンタル酸リチウム結晶からなるウェハ上に形成された金属電極間で火花放電を起こし、ＳＡＷデバイスの著しい性能の欠陥を引き起こすとされている。このため、タンタル酸リチウム結晶を用いるＳＡＷデバイスの設計では、表面電荷を発生させない工夫、発生した表面電荷を逃がす工夫、あるいは金属電極同士の間隔を広くするなどの工夫が必要とされ、これら工夫を取り入れるために、ＳＡＷデバイス自体の設計に制約が加わるといった不利益があった。
【０００４】
また、タンタル酸リチウム結晶を用いたＳＡＷデバイスの製造工程では、金属膜の蒸着、レジスト層の除去といった工程でタンタル酸リチウム結晶に熱が加わる工程があり、これら工程で加熱あるいは降温といった温度変化がタンタル酸リチウム結晶に与えられると、タンタル酸リチウム結晶の焦電性により外側表面に電荷が発生する。この表面電荷により、金属電極間に火花放電が生じ、電極パターンの破壊となるため、ＳＡＷデバイスの製造工程ではできるだけ温度変化を与えないように工夫をしたり、温度変化を緩やかにするといった工夫をしており、これら工夫のために製造工程のスループットが低下したり、あるいはＳＡＷデバイスの性能を保証するマージンが狭くなるといった不利益が生じている。
【０００５】
通常の方法で製造されたタンタル酸リチウム結晶では、焦電性により発生した外側表面の電荷は周囲環境からの遊離電荷により中和され、時間の経過とともに消失するが、この消失時間は数時間以上と長く、ＳＡＷデバイスの製造工程では、この自発的な焦電性の消失を期待できない。
【０００６】
弾性表面波（ＳＡＷ）デバイスのような用途に対しては、デバイス特性を発揮するために必要とされる圧電性を維持した上で、上記背景により、結晶外側表面に電荷の発生が見られない圧電性結晶の要求が増大しており、このような用途に対して表面電荷の蓄積が見られないタンタル酸リチウム結晶が必要とされている。
【０００７】
この導電率を向上させたタンタル酸リチウム結晶の製造方法としては、特開平１１−９２１４７号公報（特許文献１）があるが、ここでは、タンタル酸リチウム結晶を５００℃以上の還元雰囲気にさらすという方法が開示されている。しかし、特開平１１−９２１４７号公報（特許文献１）で開示された方法でタンタル酸リチウム結晶を還元処理すると、還元雰囲気での処理温度がキュリー点である６１０℃以上ではＳＡＷデバイス用途で必要とされる単分域化構造が失われ、また、キュリー点である６１０℃以下の温度では還元処理の速度が極めて遅くなり、結果として特開平１１−９２１４７号公報（特許文献１）で開示された方法では工業的にタンタル酸リチウム結晶の導電率の向上はできないことが分かった。
【０００８】
このような点から、本発明者は、先に、温度Ｔ１で還元処理した物質を、温度Ｔ１より低い温度で、かつ還元雰囲気中でタンタル酸リチウム結晶に接触することにより、タンタル酸リチウムの導電性を向上させてタンタル酸リチウム結晶に発生した表面電荷を蓄積させることなく消失させる方法を提案した（特許文献２，３：特開２００４−２６９３００号公報、国際公開第２００４／０７９０６１号パンフレット参照）が、タンタル酸リチウム結晶の導電率を向上させるための更なる方法の開発が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−９２１４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２６９３００号公報
【特許文献３】国際公開第２００４／０７９０６１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記要望に応えたもので、均一な導電性向上処理を行うことができ、均一で高い導電性を有し、表面電荷の蓄積が防止されたタンタル酸リチウム結晶の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、特開２００４−２６９３００号公報、国際公開第２００４／０７９０６１号パンフレットに示されたような、温度Ｔ１で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を接触させた状態で還元処理を行う方法（以下、接触法という）ではなく、温度Ｔ１で還元処理された物質にタンタル酸リチウム結晶を非接触状態で近接配置するだけでも十分な還元処理が可能である上、むしろこのように非接触状態で還元熱処理することにより、上記接触法と比較し、タンタル酸リチウム結晶に対する温度Ｔ１で還元処理された物質の接触度合いのばらつきに依存することがなく、かえって還元性ガスが処理すべきタンタル酸リチウム結晶表面に均一にいきわたるため、均一な還元が行われると同時に、高い還元能力を維持することができ、これによって均一で高い導電性を有し、表面電荷の蓄積が確実に防止されたタンタル酸リチウム結晶が得られることを知見し、本発明をなすに至った。
【００１２】
従って、本発明は、温度Ｔ１が６５０℃以上で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を両者の距離（ｄ）を０．１〜２０ｍｍ隔てて非接触状態で近接配置し、このタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１より低い温度Ｔ２が３５０〜６００℃の範囲で還元雰囲気中にさらすことを特徴とする導電率が増加したタンタル酸リチウム結晶の製造方法を提供する。
【００１３】
この場合、温度Ｔ１は７００℃以上であることが好ましく、温度Ｔ１での還元処理を、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性ガス中で行うことが好ましく、この場合、この還元ガスは、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含んだものであってもよい。温度Ｔ１で還元処理された物質としては、無機物結晶、セラミックス、金属のいずれか、特には、非化学量論組成をもつ複合酸化物、とりわけタンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムや水素貯蔵合金を用いることが好ましい。
【００１４】
また、処理すべきタンタル酸リチウム結晶としては、単一分極化された結晶、特に単一分極化された結晶としてスライス処理及び／又はラップ処理が行われたウェハやスライス前段階の結晶を用いることが好ましい。更に、温度Ｔ２で処理した後に、温度が２５０℃以下で大気を導入することが好ましい。温度Ｔ２での還元処理は、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含む還元性ガス中で行うことが好ましく、この場合、この還元性ガスは、更に希ガス、窒素、二酸化炭素から選ばれる１種又は２種以上の混合ガスを含むことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、均一に還元熱処理してむらのない高導電性のタンタル酸リチウム結晶を簡単かつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】温度Ｔ１で処理された物質と処理すべきタンタル酸リチウム結晶を横置きに配列させた状態の側面図である。
【図２】温度Ｔ１で処理された物質と処理すべきタンタル酸リチウム結晶を縦置きに配列させた状態の側面図である。
【図３】実施例１で用いた炉の概要図である。
【図４】温度Ｔ１で処理された物質と処理すべきタンタル酸リチウム結晶を距離ｄｍｍで近接配置して還元熱処理した場合のタンタル酸リチウム結晶の導電率（Ω-1・ｃｍ-1）の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の導電率が増加したタンタル酸リチウム結晶の製造方法は、温度Ｔ１で還元処理された物質に処理すべきタンタル酸リチウム結晶を非接触状態で近接配置し、この状態でこの処理すべきタンタル酸リチウム結晶を還元雰囲気中において上記温度Ｔ１より低い温度Ｔ２にて熱処理するもので、これにより該タンタル酸リチウム結晶の導電率を高くでき、この結果、タンタル酸リチウム結晶に温度変化を与えた時に発生する焦電気を抑えることができる。
【００１８】
このように、タンタル酸リチウム結晶に温度変化を与えることで発生する表面電荷を、タンタル酸リチウム結晶の導電性を向上することにより、上記発生した表面電荷を蓄積させることなく消失させることができるものである。
【００１９】
ここで、温度Ｔ１で還元処理される物質としては、無機物結晶、セラミックス、金属が挙げられる。この場合、該結晶としては、タンタル酸リチウム結晶、ニオブ酸リチウム結晶等が挙げられ、セラミックスとしては、非結晶のタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等が挙げられるが、特に、非化学量論組成をもつ複合酸化物からなるセラミックスを用いることが好ましい。この非化学量論組成をもつ複合酸化物では陽イオンの欠損があり、この欠損が還元処理と深く関係していると考えられる。この非化学量論組成をもつ複合酸化物としては、タンタル酸リチウムからなるセラミックスあるいはニオブ酸リチウムからなるセラミックスが例示される。更には、タンタル酸リチウム結晶あるいはニオブ酸リチウム結晶を用いることもでき、この場合、タンタル酸リチウム結晶あるいはニオブ酸リチウム結晶を用いる時は、陽イオンの欠損が少ない化学量論組成の結晶よりは例えばコングルーエント組成といわれているような化学量論組成から外れている組成の結晶を用いることが好ましい。
【００２０】
また、温度Ｔ１で処理される金属としては、水素貯蔵（吸蔵）合金が好ましい。
【００２１】
上記物質を還元処理する温度Ｔ１は、還元反応を速やかに行うために７００℃以上、特に８００℃以上とすることが好ましい。その上限温度は適宜選定されるが、１，２００℃以下、特に１，１５０℃以下が好ましい。
【００２２】
また、上記物質を温度Ｔ１で還元処理する雰囲気としては、通常知られている還元性のガス雰囲気とすればよく、例えば、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素、あるいはこれらの混合ガスからなる還元性のガス中で行うことで還元処理された物質を得ることができる。この場合、この還元性ガス中に、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒなどの希ガス、窒素、二酸化炭素、あるいはこれらの混合ガスからなる不活性ガスを添加した雰囲気中で還元処理を行うことができる。なお、これら不活性ガスは、上記物質を還元処理する還元性ガス中、０〜９５容量％、特に２０〜８０容量％の含有量とすることが好ましい。
【００２３】
上記物質を還元処理する時間は、適宜選定されるが、通常０．５〜４０時間、より好ましくは０．５〜２０時間であり、処理される物質が還元され、処理される物質の面内が均一に黒色の状態になった場合、還元処理を終了することができる。
【００２４】
なお、還元ガス雰囲気としてはできるだけ還元処理の対象となる物質を短時間で処理できるものが好ましく、例えば水素を用いることが好ましい。
【００２５】
ここで、本発明において、温度Ｔ１で還元処理された物質の例として、タンタル酸リチウムからなるセラミックスが挙げられるが、このものは、炭酸リチウムと五酸化タンタルとを秤量し、混合し、電気炉で１，０００℃以上に加熱することで得られる。また、ニオブ酸リチウムからなるセラミックスについては、五酸化タンタルの代わりに五酸化ニオブを使うことで得られる。このようにして得られたセラミックスをステンレススチール、石英等の容器中に入れ、封止された炉内に置き、上記還元性ガスを毎分０．１〜２０リットル、特に０．１〜１０リットルの速度で封止炉に流通させ、炉温を室温から上記処理温度（７００℃以上）まで昇温し、０．５〜４０時間、特に０．５〜２０時間保持後、炉を毎分１〜２０℃、特に１〜１０℃の速度で降温し、容器を炉から取り出すことで還元処理された物質として得ることができる。
【００２６】
また、本発明において、温度Ｔ１で還元処理された物質の例として、タンタル酸リチウム結晶が挙げられるが、このものは、上記した還元処理前のタンタル酸リチウムからなるセラミックスを貴金属製のルツボに入れ、加熱、溶融後に種結晶を用いて回転引上げ（いわゆるチョクラルスキー法）を行うことにより、タンタル酸リチウム結晶を育成することができる。
【００２７】
このようにして得られたタンタル酸リチウム結晶を石英台に載せ、封止された炉内に置いて上記と同様の条件で還元熱処理を行った後、降温することで、還元処理された物質として得ることができる。なお、この降温の際、２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところで処理された物質を取り出すことができる。
【００２８】
ここで、上記チョクラルスキー法で得られた還元処理前の例えば直径４インチのタンタル酸リチウム結晶に貴金属電極を設置し、キュリー点以上の温度、例えば６５０℃にて電圧を印加することで単分域化処理ができ、この単分域化処理がなされた結晶を、例えばワイヤソーを用いてスライスすることで直径４インチ、厚さ０．５ｍｍのスライス処理が行われたウェハが得られ、更にこのウェハをラップ機で処理することで直径４インチ、厚さ０．４ｍｍラップウェハが得られる。
【００２９】
本発明において、温度Ｔ１で還元処理された物質の例として、タンタル酸リチウム結晶からなるラップウェハが挙げられるが、このものは、上記の工程で得られたタンタル酸リチウム結晶ラップウェハを上記した条件で還元熱処理し、降温し、必要により大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出すことで得られる。この処理によりタンタル酸リチウムウェハの色は処理前の白色から黒く変色し、光吸収能を持つようになる。しかし、温度Ｔ１はタンタル酸リチウム結晶のキュリー点より高いため、この処理で得られるタンタル酸リチウムはＳＡＷデバイス用としては不適な多分域構造をもつものである。
【００３０】
次に、本発明においては、処理すべきタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１で処理された物質に非接触状態で近接配置し、上記温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２、好ましくは４００〜６００℃、特に５００〜６００℃にて還元熱処理を行うものである。
【００３１】
ここで、温度Ｔ２で処理されるべきタンタル酸リチウム結晶としては、上記したようにして得られる単一分極化された結晶を用いることができ、このように単一分極化されたタンタル酸リチウム結晶を用いる場合、本発明で得られるタンタル酸リチウム結晶は、温度Ｔ２での還元処理の後、単分域化処理を必要としない。この場合、単一分極化された結晶の形態としては、スライス前段階の結晶、あるいはスライス処理が行われたウェハもしくはラップ処理が行われたウェハを用いることができる。
【００３２】
なお、通常の単分域化処理は、タンタル酸リチウム結晶のキュリー点（約６１０℃）以上の高温でかつ、大気中で行う。一方、本発明で得られた導電率を向上させたタンタル酸リチウム結晶は、大気中で４００℃以上の温度にすることで、向上した導電率が失われてしまい、この結果、本発明による処理を行ったタンタル酸リチウム結晶は、その後に単分域化処理を行うと、還元熱処理前の状態に戻るという性質がある。しかし、本発明では、タンタル酸リチウムを還元熱処理する温度Ｔ２をタンタル酸リチウム結晶のキュリー点（６１０℃）より低い温度とすることにより、また処理雰囲気が還元雰囲気中であるため、導電率が失われるといった問題は生じない。
【００３３】
また、この場合、処理すべきタンタル酸リチウム結晶を上記温度Ｔ１で処理された物質に対して非接触で近接させる距離ｄ（図１，２参照）は０．１〜２０ｍｍ、特に０．２〜３ｍｍ程度とすることが好ましい。なお、図１，２は、温度Ｔ１で処理された物質１と処理すべきタンタル酸リチウム結晶２との配置状態を示すもので、図１はタンタル酸リチウム結晶２からなるウェハを横置きした例、図２は縦置きした例であり、温度Ｔ１で処理された物質１と処理すべきタンタル酸リチウム結晶２をそれぞれ距離ｄを隔てて交互に配列させたものである。
【００３４】
本発明において、上記タンタル酸リチウム結晶を温度Ｔ２で還元熱処理する場合の雰囲気としては、通常知られている還元性のガス雰囲気とすればよく、例えば、水素、一酸化炭素、一酸化二窒素、あるいはこれらの混合ガスからなる還元性のガス中で行うことで還元処理された物質を得ることができる。この場合、還元性ガス中に、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒなどの希ガス、窒素、二酸化炭素、あるいはこれらの混合ガスからなる不活性ガスを添加した雰囲気中で還元処理を行うことができる。なお、これら不活性ガスは、上記物質を還元処理する還元性ガス中、０〜９５容量％、特に２０〜８０容量％の含有量とすることが好ましい。
【００３５】
上記タンタル酸リチウム結晶を処理する温度は上述した通り４００〜６００℃が好ましく、還元処理する時間は、適宜選定されるが、通常０．５〜２０時間、より好ましくは０．５〜１０時間であり、処理されるタンタル酸リチウム結晶が面内均一に黒色もしくは薄黒色を示す状態になった場合、還元処理を終了することができる。
【００３６】
このように、還元熱処理した後は、降温すればよいが、この場合、温度が２５０℃以下に下った場合に大気を導入することが取り出し時の熱収縮等による割れを予防、又は大気中の成分との反応を防ぐという点から推奨される。
【００３７】
本発明で目的とする単分域化構造をもち、かつ、導電率を向上させたタンタル酸リチウム結晶を得る好適な方法としては、例えば、本発明の温度Ｔ２で還元熱処理すべき単分域化処理が行われたタンタル酸リチウム結晶ラップウェハと温度Ｔ１で処理を行うことにより黒く変色したタンタル酸リチウムウェハを非接触状態で近接（０．１〜２０ｍｍ）させて交互に配置し、炉中に設置し、水素ガス等の還元性ガスを毎分０．１〜２０リットル、特に０．１〜１０リットルの速度で流し、炉の温度を室温から毎分１〜２０℃、特に１〜１０℃の速度で昇温させ、所用の温度Ｔ２に０．５〜２０時間、特に０．５〜１０時間保持後、炉を毎分４００〜６００℃、特に５００〜６００℃の速度で降温し、２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出すことが好ましい。
【００３８】
ここで、処理すべきタンタル酸リチウム結晶を温度Ｔ１で処理された物質と接触させないことで、還元性ガスをタンタル酸リチウム結晶全面に行き渡らせ、均一な面内分布を達成することができ、温度Ｔ１で還元処理された物質の処理すべきタンタル酸リチウム結晶に対する影響を最大限に生かすことが可能になる。
【００３９】
本発明で得られたタンタル酸リチウム結晶は、結晶の導電率が向上していることにより、温度変化で生じる表面電荷の蓄積が実質的に見られないという特徴を持っている。このことにより、本発明で得られるタンタル酸リチウム結晶は圧電性を維持した上で結晶外表面に電荷の蓄積が見られないものとなっており、ＳＡＷデバイス製造上極めて有利な材料である。また、本発明の方法では上記したタンタル酸リチウム結晶は極めて短時間の処理で得ることができ、工業的に有利な製造方法となっている。
【００４０】
ここで、タンタル酸リチウム結晶に対する導電率の測定は、実施例に記載の通りであるが、本発明による還元熱処理前のタンタル酸リチウム結晶の導電率が通常１０-14〜１０-15Ω-1・ｃｍ-1であるのに対し、本発明の還元熱処理を行った後のタンタル酸リチウム結晶の導電率は、通常１０-9〜１０-13Ω-1・ｃｍ-1、特に１０-10〜１０-12Ω-1・ｃｍ-1となる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００４２】
［ＬＴウェハの作製例］
ＬＴウェハ作製を次の通り行った。表面法線に対してｙ方向に３６゜回転して配向された直径１００ｍｍ、長さ５０ｍｍのタンタル酸リチウム結晶を、チョクラルスキー法及び常用の二次加工法を使用することにより得た（以後、ＬＴ結晶と記す）。このＬＴ結晶を切断し、ラップ加工を行い、厚さ０．４ｍｍの両面ラップウェハを得た（以後、このウェハをＬＴラップウェハと記す）。ＬＴラップウェハの片面を研磨し、厚さ０．３５ｍｍのウェハを得た（以後、このウェハをＬＴポリッシュウェハと記す）。このウェハは、無色で半透明であった。
【００４３】
［実施例１］
上記ＬＴラップウェハを、表１の各ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。炉の概要を図３に示す。
【００４４】
この炉１０には、直径２００ｍｍのアルミナ処理管１１が水平方向に沿って配置され、この処理管１１内に３つの帯域Ａ，Ｂ，Ｃが形成されていると共に、処理管１１には、これら帯域Ａ，Ｂ，Ｃに対応して熱電対ａ，ｂ，ｃが設けられている。上記アルミナ処理管１１の両端部はそれぞれ炉１０から外部に延出されており、一方の延出端面は気密に閉塞されていると共に、この閉塞面にガス供給口１２が形成され、他方の延出端面にはキャップ１４が着脱可能に取り付けられていると共に、この他方の延出端面近傍には、ガス排出口１３が形成されている。なお、図示していないが、上記アルミナ処理管１１のウェハ取り出し口となる片側両延出基端部はＯリングにより気密にシールされている。また炉内を加熱する手段は、抵抗加熱によるものとされている。
【００４５】
まず、キャップ１４を取り外し、アルミナ担体１５に上記ＬＴラップウェハ１６を支持させたものをアルミナ処理管１１内に置き、ガス供給口１２からガス流をアルミナ処理管１１内に導入すると共に、ガス排出口１３から排出させた状態で炉の加熱を開始した。炉の温度を室温から毎分約６．７℃の速度で表１の温度Ｔ１まで昇温した。温度Ｔ１にて１時間保持後、炉を毎分約６．７℃の速度で降温した。２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出した（以後、Ｔ１処理ＬＴウェハと記す）。
【００４６】
次に、ＬＴラップウェハとＴ１処理ＬＴウェハを図１に示すように互いに近接して交互に配置し、ＬＴラップウェハとＴ１処理ＬＴウェハとの間隔（ｄ）が０．２５ｍｍとなるようにし、水素ガス等の還元性ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。本実施例では、この炉は、温度Ｔ１還元処理と同一のものである。炉の温度を室温から毎分約６．７℃の速度で昇温した。表１の温度Ｔ２に１時間保持後、炉を毎分約６．７℃の速度で降温した。２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出した（以後、Ｔ２処理ＬＴウェハと記す）。
【００４７】
導電率は次のように測定した。導電率は体積抵抗率の逆数であり、体積抵抗率はＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ社製、４３２９Ａ  Ｈｉｇｈ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅｔｅｒ及び１６００８Ａ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙを用いて測定した。体積抵抗率は下記式により得ることができる。
ρ＝（πｄ2／４ｔ）・Ｒ
ρ：体積抵抗率（Ω・ｃｍ）
π：円周率
ｄ：中心電極直径（ｃｍ）
ｔ：Ｔ２処理ＬＴウェハ厚さ（ｃｍ）
Ｒ：抵抗値（Ω）
抵抗値は、試料に５００ボルトの電圧を印加し、電圧を印加してから１分後の抵抗値を測定した。
【００４８】
表面電位は次のように測定した。焦電気は温度差が発生したときに表面に蓄積される電荷量である。これは静電気と同様であり、定量的な測定として表面電位測定が知られている。Ｔ２処理ＬＴウェハをホットプレート上で３０℃〜７０℃まで１分で昇温し、Ｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社製、ＳＦＭ７７５を使用することにより、その間に変化する表面電位の差を測定値とした。
【００４９】
導電率、表面電位を表１に示す。なお、すべての表及び図面において、導電率の、例えば「９．３Ｅ−１４」というような記載は、「９．３×１０-14」という意味である。
【００５０】
【表１】
0004488249.tif 000002
【００５１】
［実施例２］
温度Ｔ２還元処理−タンタル酸リチウム結晶
ＬＴラップウェハを、水素ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。温度Ｔ１（１，１００℃）に１時間保持してＴ１処理ＬＴウェハを得た。図１のように、ＬＴラップウェハとＴ１処理ＬＴウェハを非接触状態に近接（ｄ＝０．１−５０ｍｍ）して交互に配置し、９０ｖｏｌ％Ｎ2＋１０ｖｏｌ％Ｈ2の混合ガスが毎分約１．５リットルの速度で流通する封止された炉中に置いた。ここで、ウェハ間の間隔を０．１ｍｍ以上としたのは、これより短いとウェハの充填が困難であるためである。温度Ｔ２（６００℃）に１時間保持後、炉を毎分約６．７℃の速度で降温した。２５０℃以下で炉内に大気を導入し、３０℃以下となったところでウェハを炉から取り出し、Ｔ２処理ＬＴウェハを得た。導電率の間隔ｄへの依存性を図４に示す。導電率は間隔ｄが少ないほど増加し、２０ｍｍ以上ではほとんど効果がないことがわかる。また、ウェハ充填に支障をきたさず、導電率増加という観点から好ましい間隔は０．２〜３．０ｍｍ程度の範囲内といえる。
【００５２】
また、接触法（特開２００４−２６９３００号公報）で得られたウェハと本実施例で得られたウェハを目視検査したところ、本実施例で作製されたウェハはいずれも、接触法で得られたものよりも、ウェハ面内均一に変色していることが確認できた。
【符号の説明】
【００５３】
１  温度Ｔ１で処理された物質
２  処理すべきタンタル酸リチウム結晶
１１  アルミナ処理管
１２  ガス供給口
１３  ガス排出口
１４  キャップ
１５  アルミナ担体
１６  ＬＴラップウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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