(57)【要約】【課題】サファイア単結晶インゴットを穿孔して所望の結晶方位を有するサファイア単結晶ブロックを簡便かつ高精度に製造できる製造方法とその装置を提供する。【解決手段】この方法は、穿孔されるサファイア単結晶インゴット11が、結晶育成時に用いられかつ側面が特定の結晶方位に形成された四角柱形状の種結晶７を保持しており、該種結晶７の上記側面上に水準器を載置し、計測された側面の傾きに基づき単結晶インゴット11を挟持する保持治具13により単結晶インゴット11における結晶の振り角度とあおり角度を調整しかつ単結晶インゴット11を結晶台座10に固定した後、該結晶台座10を穿孔装置内に搬入し、穿孔装置のコアビットにより結晶台座10に固定された単結晶インゴット11を所望とする方向へ穿孔しサファイア単結晶ブロックを製造することを特徴とする。【選択図】図４
2016199002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア単結晶インゴットを、その結晶成長方向に対し所定の角度をなす方向へ穿孔することにより、上記インゴットと異なる結晶方位を有するサファイア単結晶ブロックを製造する方法において、
上記サファイア単結晶インゴットが、結晶育成時に使用した四角柱形状の種結晶を保持しており、該種結晶の側面に形成した特定の結晶方位を基準にコアビットによる穿孔の方向を決定するようにしたことを特徴とする円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法。
【請求項２】
特定の結晶方位に形成された種結晶の上記側面上に、水平面の傾きが計測される水準器を載置し、計測された上記側面の傾きに基づきコアビットによる穿孔の方向を決定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法。
【請求項３】
上記四角柱形状の種結晶における上下の端面がａ軸に垂直なａ面を構成し、かつ、種結晶の側面が上記ａ面にそれぞれ垂直なｃ面とｍ面を構成していると共に、種結晶の側面に形成した特定の結晶方位がｃ軸であることを特徴とする請求項１または２に記載の円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法。
【請求項４】
サファイア単結晶インゴットを、その結晶成長方向に対し所定の角度をなす方向へ穿孔することにより、上記インゴットと異なる結晶方位を有する円柱状のサファイア単結晶ブロックを製造する装置において、
結晶育成時に使用されかつ側面が特定の結晶方位に形成された四角柱形状の種結晶を保持しているサファイア単結晶インゴットが固定される結晶台座と、
サファイア単結晶インゴットが固定された上記結晶台座を、互いに直交する振り方向並びにあおり方向へ回転変位させるゴニオステージと、
サファイア単結晶インゴットが固定された上記結晶台座を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ移動するＸ軸ステージおよびＹ軸ステージと、
上記結晶台座の上方側に設けられ、Ｘ軸ステージおよびＹ軸ステージに対しＺ軸方向へ移動可能に設けられた円筒状のコアビットを備えると共に、
種結晶の上記側面上に水平面の傾きが計測される水準器を載置し、かつ、計測された側面の傾きに基づきゴニオステージを操作して上記結晶台座を振り方向並びにあおり方向へ回転変位させ、該結晶台座に固定されたサファイア単結晶インゴットの上記コアビットによる穿孔の方向とＺ軸方向が平行となるよう調整することを特徴とする円柱状サファイア単結晶ブロックの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コアドリルを構成する円筒状のコアビットを用いてサファイア単結晶インゴットを穿孔し、該サファイア単結晶インゴットから円柱状のサファイア単結晶ブロックを製造する方法に係り、特に、サファイア単結晶インゴットの結晶成長方向に対し所定の角度をなす方向へ向け、上記インゴットを、精度よく穿孔することができる円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法とその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青色のＬＥＤは、サファイア単結晶基板上に窒化ガリウムをエピタキシャル成長させて作製されているが、一般的に、サファイア単結晶のｃ面からａ軸方向あるいはｍ軸方向に０．２°〜０．３°傾いた方位を主面方位に持つサファイア単結晶基板が使用されている。また、シリコン単結晶やタンタル酸リチウム単結晶、ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）単結晶等は、チョクラルスキー法（融液固化法）を用いて結晶育成し、育成した結晶の側面を円柱状に研削加工した後、円柱状の単結晶を輪切り、すなわち結晶の育成（成長）方向と垂直にスライスすることでエピタキシャル成長用基板を得ている。
【０００３】
但し、上記サファイア単結晶の場合、結晶欠陥の少ない良質な結晶をｃ軸方向に育成することが難しく、結晶育成の歩留まりが著しく悪い。このため、工業的には、ａ軸方向にサファイア単結晶を育成し、結晶育成後にコアドリルを用いて育成方向（ａ軸方向）とは垂直な方向であるｃ軸方向にサファイア単結晶を穿孔し、かつ、ｃ軸方向へ向け打ち抜いたサファイア単結晶を円柱状に切削加工し、スライス、研磨することによってｃ面基板を得ている。
【０００４】
そして、特許文献１には、コアドリルを構成する円筒状のコアビットを用いてサファイア単結晶インゴットを穿孔し、サファイア単結晶インゴットから円柱状のサファイア単結晶ブロックを作製する方法が開示されている。また、特許文献２には、コアドリルを用いてサファイア単結晶インゴットから円柱状の単結晶ブロックを穿孔する際、インゴットをテーブルに置くための平坦な基準面をサファイア単結晶インゴットに作成し、かつ、該基準面と平行をなす平坦な加工面をサファイア単結晶インゴットに作成することで、コアドリルの刃先部を損傷させずにサファイア単結晶インゴットを穿孔できる方法が開示されている。
【０００５】
ところで、特許文献２に記載された方法は、インゴットに対しその育成方向であるａ軸と平行な上記基準面と加工面を機械切削加工により形成する事前の作業が必要となる煩雑さを有しており、また、特許文献１に記載された方法においてもインゴットが固定プレート上に載置されるための平坦切削加工を必要とする煩雑さを有していた。
【０００６】
このため、基準面等の平坦切削加工を必要としない方法が要望され、以下のような手順で構成される方法が検討されている。
【０００７】
まず、チョクラルスキー法等の融液固化法によりサファイア単結晶インゴット１をａ軸方向に育成し、かつ、基準面等を形成することなく育成されたサファイア単結晶インゴット１の形状を目印にして、図１に示すように接着剤２やワックスあるいは固定治具等を用いてサファイア単結晶インゴット１を結晶台座３に固定する。次いで、結晶台座３に固定されたサファイア単結晶インゴット１の側面側から、コアドリルを構成する円筒状のコアビット４を用い、ａ軸方向に対して垂直な方向（ｃ軸方向）にサファイア単結晶インゴット１を穿孔した後、ｃ軸方向へ向け打ち抜いたサファイア単結晶の端面を内周刃やバンドソーで切断して円柱とし、サファイア単結晶インゴット１から円柱状のサファイア単結晶を製造する。この段階では、円柱状サファイア単結晶５の側面や端面は所望の結晶方位からずれているため、円柱状サファイア単結晶５の端面あるいは側面について、Ｘ線方位測定器でその結晶方位を確認しながら研削装置によって所望の結晶方位に加工し、図２に示す所望の結晶方位に加工された円柱状サファイア単結晶ブロック６を製造する。
【０００８】
そして、所望の結晶方位に加工された円柱状サファイア単結晶ブロック６について、このブロック６をその端面と平行にスライスし、面取り、ラップ、ポリッシュ等の加工を経てエピタキシャル成長用のｃ面基板とする方法であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−０００９７１号公報（図１参照）
【特許文献２】特開２０１３−０３５１４４号公報（段落0023参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記手順に従って直径１５０ｍｍ（６インチφ）のサファイア基板を製造する場合、図１に示すように基準面等を形成することなく育成されたサファイア単結晶インゴット１を結晶台座３に固定するが、育成したサファイア単結晶インゴット１の形状から目視によっておおよその結晶方位を見当しながら固定している関係上、上述したように円柱状サファイア単結晶５の側面や端面は所望の結晶方位からずれてしまい、当該サファイア単結晶５の結晶方位は最大で３°ずれてしまう（図２参照）。
【００１１】
このため、直径１５６ｍｍ以上の大きさとなるようにコアビット４で余分な大きさに穿孔し、かつ、所望とする結晶方位にするため円柱状サファイア単結晶５の側面を大きく修正しながら、円筒研削を１５６ｍｍから直径１５０．３ｍｍ程度まで加工する必要があり、過剰なコアビット径と円筒研削を必要とする分、手間がかかって加工時間も長くなる新たな問題を有していた。
【００１２】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、コアドリルを構成するコアビットを用いてサファイア単結晶インゴットを穿孔する際、サファイア単結晶インゴットの結晶方位とコアビットによる穿孔の方向を精度よく位置調整でき、これにより所望の結晶方位を有する円柱状サファイア単結晶ブロックを簡便に製造可能な方法とその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明者等が鋭意研究を継続した結果、従来、サファイア単結晶インゴットの育成後に除去されていた結晶育成用の種結晶について、これを除去することなくサファイア単結晶インゴットに残しておき、サファイア単結晶インゴットが保持する種結晶の結晶方位を利用することでコアビットによる穿孔の方向を精度よく決定できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見により完成されたものである。
【００１４】
すなわち、本発明に係る第１の発明は、
サファイア単結晶インゴットを、その結晶成長方向に対し所定の角度をなす方向へ穿孔することにより、上記インゴットと異なる結晶方位を有するサファイア単結晶ブロックを製造する方法において、
上記サファイア単結晶インゴットが、結晶育成時に使用した四角柱形状の種結晶を保持しており、該種結晶の側面に形成した特定の結晶方位を基準にコアビットによる穿孔の方向を決定するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る第２の発明は、
第１の発明に記載の円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法において、
特定の結晶方位に形成された種結晶の上記側面上に、水平面の傾きが計測される水準器を載置し、計測された上記側面の傾きに基づきコアビットによる穿孔の方向を決定するようにしたことを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載の円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法において、
上記四角柱形状の種結晶における上下の端面がａ軸に垂直なａ面を構成し、かつ、種結晶の側面が上記ａ面にそれぞれ垂直なｃ面とｍ面を構成していると共に、種結晶の側面に形成した特定の結晶方位がｃ軸であることを特徴とするものである。
【００１６】
次に、本発明に係る第４の発明は、
サファイア単結晶インゴットを、その結晶成長方向に対し所定の角度をなす方向へ穿孔することにより、上記インゴットと異なる結晶方位を有する円柱状のサファイア単結晶ブロックを製造する装置において、
結晶育成時に使用されかつ側面が特定の結晶方位に形成された四角柱形状の種結晶を保持しているサファイア単結晶インゴットが固定される結晶台座と、
サファイア単結晶インゴットが固定された上記結晶台座を、互いに直交する振り方向並びにあおり方向へ回転変位させるゴニオステージと、
サファイア単結晶インゴットが固定された上記結晶台座を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ移動するＸ軸ステージおよびＹ軸ステージと、
上記結晶台座の上方側に設けられ、Ｘ軸ステージおよびＹ軸ステージに対しＺ軸方向へ移動可能に設けられた円筒状のコアビットを備えると共に、
種結晶の上記側面上に水平面の傾きが計測される水準器を載置し、かつ、計測された側面の傾きに基づきゴニオステージを操作して上記結晶台座を振り方向並びにあおり方向へ回転変位させ、該結晶台座に固定されたサファイア単結晶インゴットの上記コアビットによる穿孔の方向とＺ軸方向が平行となるよう調整することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法は、
被加工対象であるサファイア単結晶インゴットが結晶育成時に使用した四角柱形状の種結晶を保持し、該種結晶の側面に形成した特定の結晶方位を基準にコアビットによる穿孔の方向を決定しているため、得られた円柱状サファイア単結晶ブロックの結晶方位をＸ線方位測定器で確認しながら所望の結晶方位に加工する時間が大幅に短縮され、更に、特許文献２等に記載の方法で必要とされた事前の平坦切削加工も省略することが可能となる。
【００１８】
このため、サファイア単結晶インゴットから所望の結晶方位を有する円柱状サファイア単結晶ブロックを簡便に製造できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】サファイア単結晶インゴットに対する基準面等の平坦切削加工を要しない従来法に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法を示す説明図。
【図２】基準面等の平坦切削加工を要しない従来法で製造された円柱状サファイア単結晶ブロックにおける結晶方位のずれを示す説明図。
【図３】本発明に係るサファイア単結晶インゴットが保持する四角柱形状の種結晶における側面に形成した特定の結晶方位を示す斜視図。
【図４】本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法における工程の一部を示す概略斜視図。
【図５】本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法における工程の一部を示す概略斜視図。
【図６】本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造装置を示す全体斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
（１）円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法
サファイア単結晶インゴットをその結晶成長方向に対し所定の角度をなす方向へ穿孔することにより、上記インゴットと異なる結晶方位を有するサファイア単結晶ブロックを製造する本発明の製造方法は、サファイア単結晶インゴットが、結晶育成時に使用した四角柱形状の種結晶を保持しており、該種結晶の側面に形成した特定の結晶方位を基準にコアビットによる穿孔の方向を決定するようにしたことを特徴とするものである。
【００２２】
（1-1）種結晶と水準器
チョクラルスキー法やキロプロス法でサファイア単結晶を育成する場合、種結晶として四角柱、多角形柱、円柱等の棒状形状を有する単結晶を使用するが、本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造方法においては図３に示すような四角柱形状の種結晶７を用いる。また、四角柱形状の種結晶を作製する際、ａ面（ａ軸に垂直な面）を上下の端面とし、ａ面にそれぞれ垂直なｃ面とｍ面を側面とする四角柱形状に加工する。
【００２３】
そして、ｃ面に対する振り方向（ｍ方向）、および、あおり方向（ａ方向）の方位ズレを図３に示すように予めＸ線で測定しておく。図３の例では、ｃ面に対するｍ方向（振り方向）は５５秒、ｃ面に対するａ方向（あおり方向）は１分１５秒の方位ずれとなっている。
【００２４】
また、本発明において用いられる水準器８（図４参照）とは、水平面の傾きを計測できる器機であり、例えば特開２００１−７４４５０号公報に開示された「デジタル水準器」が例示される。
【００２５】
（1-2）結晶の振り角度とあおり角度を調整できる機構を有する保持治具と結晶台座
図４に示すように精密加工された基準面９を持つ金属製若しくはセラミックス製の結晶台座１０の上記基準面９上に、傾きが数値で把握できる水準器８を乗せ、結晶台座１０の傾きを互いに直交する２方向（振り方向、あおり方向）において測定かつ記録する。
【００２６】
次に、結晶育成時に使用した上記種結晶７を除去することなく保持しているサファイア単結晶インゴット１１について、図４に示すように結晶挟みアーム１２を具備しかつ結晶の「振り角度」と「あおり角度」をそれぞれ調整できる機構を有する保持治具１３を用い、サファイア単結晶インゴット１１が保持する種結晶７の方位を目安に、サファイア単結晶インゴット１１における結晶のｃ面が上を向くようにして上記保持治具１３によりサファイア単結晶インゴット１１を挟み込む。
【００２７】
次に、保持治具１３により挟み込まれたサファイア単結晶インゴット１１が保持する種結晶７の側面（ｃ面）上に、図４に示すように水準器８を載置し、かつ、水準器８により種結晶７の側面（ｃ面）における傾きを、互いに直交する２方向（振り方向、あおり方向）において測定し、更に、種結晶７の側面（ｃ面）における傾きを測定しながら、事前に記録しておいた結晶台座１０における基準面９の傾きの値（振り方向、あおり方向の値）、および、予めＸ線で測定しておいた種結晶７の方位（ｃ面に対する振り方向、あおり方向の方位ずれの値）を利用し、上記保持治具１３によりサファイア単結晶インゴット１１における結晶の「振り角度」と「あおり角度」を調整することで、サファイア単結晶インゴット１１における結晶のｃ面と結晶台座１０における基準面９とが平行になるよう設定する。
【００２８】
そして、サファイア単結晶インゴット１１における結晶のｃ面と結晶台座１０における基準面９が平行になるよう調整した後、サファイア単結晶インゴット１１を結晶台座１０上に載置し、接着剤やワックスあるいは固定治具等を用いてサファイア単結晶インゴット１１の向きが変化しない状態に維持しながら結晶台座１０に固定する。
【００２９】
（1-3）コアドリルを構成する円筒状コアビットによる穿孔装置
次に、サファイア単結晶インゴット１１の向きが変化しない状態で固定させた結晶台座１０をリフターやクレーン等を使用して穿孔装置まで搬入し、かつ、サファイア単結晶インゴット１１における所望の部位が穿孔できるように穿孔装置の所定位置に結晶台座１０をセットする。
【００３０】
ここで、上記穿孔装置は、図５に示すように所定の位置にセットされる結晶台座１０をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動するＸ軸ステージ２１およびＹ軸ステージ２２と、セットされる結晶台座１０の上方側に設けられ、Ｘ軸ステージ２１およびＹ軸ステージ２２に対しＺ軸方向へ移動可能に設けられた円筒状のコアビット２３を備えている。
【００３１】
尚、図５において符号２４はモータ、符号２５はＺ軸自動ステーシを示している。
【００３２】
また、図５の穿孔装置においては、Ｘ軸ステージ２１およびＹ軸ステージ２２はそれぞれ手動ステージで構成されているが、自動ステーシで構成してもよい。
【００３３】
そして、Ｘ軸ステージ２１およびＹ軸ステージ２２を作用させて上記サファイア単結晶インゴット１１が固定された結晶台座１０を所定の位置に移動させ、かつ、円筒状のコアビット２３をＺ軸方向へ作動させてサファイア単結晶インゴット１１の側面側から穿孔がなされる。
【００３４】
このとき、サファイア単結晶インゴット１１における結晶のｃ面と結晶台座１０における基準面９が平行に設定され、結晶台座１０における基準面９に対しコアビット２３による穿孔の方向がＺ軸方向に設定されるため、ｃ軸方向を主面方位とする円柱状のサファイア単結晶ブロックを精度よく確実に製造することが可能となる。
【００３５】
ところで、結晶台座１０の基準面９に対する穿孔装置におけるＸ軸ステージ２１の傾きとＹ軸ステージ２２の傾きおよびＺ軸方向の鉛直度については、予め、測定かつ把握しておき、サファイア単結晶インゴット１１を接着剤やワックス等で固定する際、サファイア単結晶インゴット１１における結晶の「振り角度」と「あおり角度」の調整に活用することにより穿孔の精度を更に向上させることが可能となる。
【００３６】
そして、上記サファイア単結晶インゴット１１における結晶の「振り角度」と「あおり角度」の調整については図４〜図５に示すように穿孔装置の外部において行ってもよいが、単結晶インゴットが軽量で扱い易い場合には、図６に示すように「振り角度」と「あおり角度」の調整が行えるゴニオステージを備えた装置（すなわち、本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造装置）を用い装置の内部において行ってもよい。
【００３７】
（２）円柱状サファイア単結晶ブロックの製造装置
すなわち、本発明に係る円柱状サファイア単結晶ブロックの製造装置は、図６に示すように、基準面３０を備えかつ結晶育成時に使用されかつ側面が特定の結晶方位に形成された四角柱形状の種結晶７を保持しているサファイア単結晶インゴット１１が固定される結晶台座３１と、サファイア単結晶インゴット１１が固定された結晶台座３１を互いに直交する「振り方向」並びに「あおり方向」へ回転変位させるゴニオステージ３２と、サファイア単結晶インゴット１１が固定された結晶台座３１をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動するＸ軸ステージ３３およびＹ軸ステージ３４と、結晶台座３１の上方側に設けられかつＸ軸ステージ３３およびＹ軸ステージ３４に対しＺ軸方向へ移動可能に設けられた円筒状のコアビット３５を備えており、種結晶７の上記側面上に水平面の傾きが計測される水準器８を載置し、かつ、計測された側面の傾きに基づきゴニオステージ３２を操作して上記結晶台座３１を「振り方向」並びに「あおり方向」へ回転変位させ、該結晶台座３１に固定されたサファイア単結晶インゴット１１の上記コアビット３５による穿孔の方向とＺ軸方向が平行となるよう調整することを特徴とするものである。
【００３８】
尚、図６において符号３６はモータ、符号３７はＺ軸自動ステーシを示している。
【００３９】
また、図６に示す円柱状サファイア単結晶ブロックの製造装置においてもＸ軸ステージ３３およびＹ軸ステージ３４はそれぞれ手動ステージで構成されているが、自動ステーシで構成してもよい。更に、ゴニオステージ３２も手動ゴニオステージで構成されているが、自動ゴニオステージで構成してもよい。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。
【００４１】
［実施例１］
この実施例は、結晶育成時に使用した四角柱形状の種結晶７を保持するサファイア単結晶インゴット１１における結晶の「振り角度」と「あおり角度」の調整を、結晶挟みアーム１２を具備する図４の保持治具１３を用い、図５に示す穿孔装置の外部において行ったものである。
【００４２】
すなわち、図４の保持治具１３を用いてサファイア単結晶インゴット１１における結晶のｃ面と結晶台座１０における基準面９が平行になるよう調整し、かつ、接着剤やワックスを用いてサファイア単結晶インゴット１１を結晶台座１０に固定した後、リフターやクレーン等を使用して図５に示す穿孔装置まで上記結晶台座１０を搬入し、更に、円筒状のコアビット２３をＺ軸方向へ作動させ、サファイア単結晶インゴット１１の側面側からコアビット２３による穿孔を行ってｃ軸方向を主面方位とする円柱状のサファイア単結晶ブロックを製造している。
【００４３】
尚、表１に示すように、５種の条件（方位ずれが異なる５種類の四角柱形状種結晶を使用する条件）でサファイア単結晶ブロックをそれぞれ製造した。
【００４４】
【表１】
2016199002.tif 000003
【００４５】
［評  価］
（１）方位ずれが各々異なる５種類の四角柱形状種結晶を適用したサファイア単結晶インゴット１１から円柱状サファイア単結晶ブロックを製造し、得られた円柱状サファイア単結晶ブロックの端面あるいは側面について、Ｘ線方位測定器を用いてその結晶方位を確認しながら研削装置によって所望の結晶方位に加工している。
【００４６】
（２）そして、表１における「穿孔後の結晶ブロック方位ずれ」欄から確認されるように得られた円柱状サファイア単結晶ブロックに方位ずれは存在したが、そのずれが極めて少ないため、加工に要する「円筒研削時間」は１０分から１５分と短時間であった。
【００４７】
［実施例２］
この実施例は、結晶育成時に使用した四角柱形状の種結晶７を保持するサファイア単結晶インゴット１１における結晶の「振り角度」と「あおり角度」の調整を、種結晶７の側面上に載置された水準器８で計測した側面の傾きに基づき、図６に示す円柱状サファイア単結晶ブロック製造装置のゴニオステージ３２を用い、製造装置の内部において行ったものである。
【００４８】
すなわち、接着剤やワックスを用いて結晶台座３１に予め固定されたサファイア単結晶インゴット１１に対し、サファイア単結晶インゴット１１における結晶のｃ面が製造装置のＺ軸方向に対し垂直となるようにゴニオステージ３２を用いて調整した後、円筒状のコアビット３５をＺ軸方向へ作動させ、サファイア単結晶インゴット１１の側面側からコアビット３５による穿孔を行ってｃ軸方向を主面方位とする円柱状のサファイア単結晶ブロックを製造している。
【００４９】
尚、表２に示すように、３種の条件（方位ずれが異なる３種類の四角柱形状種結晶を使用する条件）でサファイア単結晶ブロックをそれぞれ製造した。
【００５０】
【表２】
2016199002.tif 000004
【００５１】
［評  価］
（１）方位ずれが各々異なる３種類の四角柱形状種結晶を適用したサファイア単結晶インゴット１１から円柱状サファイア単結晶ブロックを製造し、得られた円柱状サファイア単結晶ブロックの端面あるいは側面について、Ｘ線方位測定器を用いてその結晶方位を確認しながら研削装置によって所望の結晶方位に加工している。
【００５２】
（２）そして、表２における「穿孔後の結晶ブロック方位ずれ」欄から確認されるように得られた円柱状サファイア単結晶ブロックに方位ずれは存在したが、そのずれが極めて少ないため、加工に要する「円筒研削時間」は９分から１２分と短時間であった。
【００５３】
［比較例］
比較例は、結晶育成時に使用した種結晶が取り除かれたサファイア単結晶インゴット１について、図１に示すように、当該インゴットの形状から目視によっておおよその結晶方位を見当しながら接着剤２を用い結晶台座３に固定した後、サファイア単結晶インゴット１の側面側からコアビット４による穿孔を行ってｃ軸方向を主面方位とする円柱状のサファイア単結晶ブロックを製造する従来法に関するものである。
【００５４】
尚、比較例は、表３に示されているように３回行われ、かつ、サファイア単結晶インゴット１から種結晶が除去されていることから「種結晶方位ずれ」欄は空欄となっている。
【００５５】
【表３】
2016199002.tif 000005
【００５６】
［評  価］
（１）表３の「穿孔後の結晶ブロック方位ずれ」欄から確認されるように、従来法で製造された円柱状サファイア単結晶ブロックには大きな方位ずれが存在し、この結果、加工に要する「円筒研削時間」は４５分から１時間５分と長時間であった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明方法によれば、サファイア単結晶インゴットを穿孔して得られるサファイア単結晶ブロックについて所望とする結晶方位に加工する時間が大幅に短縮されるため、エピタキシャル成長用基板の製造に利用される産業上の利用可能性を有している。
【符号の説明】
【００５８】
１  サファイア単結晶インゴット
２  接着剤
３  結晶台座
４  円筒状のコアビット
５  円柱状サファイア単結晶
６  円柱状サファイア単結晶ブロック
７  四角柱形状の種結晶
８  水準器
９  基準面
１０  結晶台座
１１  サファイア単結晶インゴット
１２  結晶挟みアーム
１３  保持治具
２１  Ｘ軸ステージ
２２  Ｙ軸ステージ
２３  円筒状のコアビット
２４  モータ
２５  Ｚ軸自動ステーシ
３０  基準面
３１  結晶台座
３２  ゴニオステージ
３３  Ｘ軸ステージ
３４  Ｙ軸ステージ
３５  円筒状のコアビット
３６  モータ
３７  Ｚ軸自動ステーシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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