(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶の育成軸を有することを特徴とするランガサイト単結晶。
【請求項２】
前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向と単結晶育成軸との偏差が１．０°以下であることを特徴とする請求項１に記載のランガサイト単結晶。
【請求項３】
六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面とウエーハ表面が平行であることを特徴とするランガサイト単結晶ウエーハ。
【請求項４】
前記結晶面群に属するいずれかの結晶面とウエーハ表面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下であることを特徴とする請求項３に記載のランガサイト単結晶ウエーハ。
【請求項５】
六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶を育成させることを特徴とするランガサイト単結晶の製造方法。
【請求項６】
前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向が結晶軸となる種結晶を用いて単結晶を育成させることを特徴とする請求項５に記載のランガサイト単結晶の製造方法。
【請求項７】
前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶を引き上げることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のランガサイト単結晶の製造方法。
【請求項８】
前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向と、種結晶の結晶軸又は単結晶の育成軸との偏差が１．０°以下であることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載のランガサイト単結晶の製造方法。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８のいずれか１項に記載のランガサイト単結晶の製造方法にて単結晶を製造後、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面と平行に単結晶を切断することを特徴とするランガサイト単結晶ウエーハの製造方法。
【請求項１０】
前記結晶面群に属するいずれかの結晶面と切断面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下となるように単結晶を切断することを特徴とする請求項９に記載のランガサイト単結晶ウエーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランガサイト単結晶、ランガサイト単結晶ウエーハ、及びそれらの製造方法に関する。特に本発明は、クラック等の発生のないランガサイト単結晶、製造した各ウエーハ間に切断のばらつきがなく且つ良好な弾性表面波特性を有するランガサイト単結晶ウエーハ、及びこれらを安定且つ良好な歩留りで製造することができるランガサイト単結晶及びそのウエーハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
弾性表面波デバイスは、電気信号を弾性表面波に変換して信号処理を行う回路素子である。主に、携帯電話等の小型、軽量の無線通信システム等において、周波数フィルタ、共振子、遅延線等として広く使われている。
このような弾性表面波デバイスの製造においては、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ3 等の圧電単結晶からなる適切な結晶面方位を有するウエーハが、無線通信システム等の仕様に合わせて適宜に選択され、使用されている。
【０００３】
例えば、弾性表面波デバイスの製造においては、先ず圧電単結晶をＣＺ（チョクラルスキー）法等の適当な単結晶育成方法により育成する。得られた単結晶を円筒状に研削加工し、所望の結晶面方位にてスライスする。そして、弾性表面波が伝播する面に鏡面研磨加工を施し、単結晶ウエーハを作製する。次に、この鏡面にアルミニウム膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ等を利用した微細加工技術により、弾性表面波を送受信する所定形状を有する櫛形電極を形成することで、弾性表面波デバイスが製造される。
【０００４】
このように圧電単結晶は弾性表面波デバイスに使用されるが、近年新しい圧電単結晶として、ランガサイト（Ｌａ3 Ｇａ5 ＳｉＯ14）が注目されている。ランガサイトは当初、レーザ用結晶として見出された物質である［Ａ．Ａ．Ｋａｍｉｎｓｋｉｉ等、Ｐｈｙｓ．Ｓｔａｔ．Ｓｏｌ．（ａ）、８０巻、３８７〜３９８ページ、（１９８３）］。しかし、大きな圧電定数を有することから、大きな弾性バルク波や弾性表面波を有することが期待され、これらの弾性波特性の最適方位探索が精力的に行われてきた。
【０００５】
例えば最適方位として、弾性バルク波特性ではＹカット［Ｖ．Ｖ．Ｂｅｚｄｅｌｋｉｎ等、Ｊｏｕｎａｌ  ｄｅ  Ｐｈｙｓｉｑｕｅ、４巻、１３９〜１５６ページ、（１９９４）］で良好な特性を有することが報告されている。又、弾性表面波特性では、Ｘカット［佐藤等、弾性波素子技術第１５０委員会第５１回研究会資料、２１〜２７ページ、（１９９７）］、５０°回転Ｙカット［井上等、第１８回超音波エレクトロニクスシンポジウム講演予行集、ＯＥ５、９〜１０ページ、（１９９７）］、又は５７〜６９°回転Ｙカット［門田等、第２７回ＥＭシンポジウム、１１７〜１２４ページ、（１９９８）］で良好な特性を有することが報告されている。特に、５０°回転Ｙカット及び５７〜６９°回転Ｙカットは、パワーフロー角が０であり、且つ良好な温度特性、大きい電気機械結合係数を有する方位であることが報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記報告では、良好な弾性表面波特性を有する面方位については述べられているが、デバイスを安価に提供することについては述べられていない。デバイスを製造する場合には、単結晶及びウエーハを安定且つ良好な歩留りで製造できるか否かという重要な要素があり、この点を考慮した報告、発明は成されていなかった。
上記事情に鑑み本発明は、クラック等の発生のないランガサイト単結晶、及び製造した各ウエーハ間に切断のバラツキがなく且つ良好な弾性表面波特性を示すランガサイト単結晶ウエーハを、安定且つ良好な歩留りで提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者等はランガサイト単結晶の結晶面に着目し、詳細な検討を行った結果、本発明を成すに到った。
即ち、本発明は、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶の育成軸を有するランガサイト単結晶である。
【０００８】
本発明者等が鋭意、検討を行った結果、種々の結晶面の内、上記の結晶面は良好な弾性表面波特性を有することが判った。従って、このような結晶面の垂線方向に育成軸を有するランガサイト単結晶を用いれば、良好な弾性表面波を有する上記結晶面を面方位とするウエーハを、加工ロスなく良好な歩留りで製造することができる。又、上記のような育成軸を有するランガサイト単結晶は、クラック不良率が小さいことも判った。従って、このような単結晶は製造歩留りに優れるものである。
【０００９】
又、前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向と単結晶育成軸との偏差が１．０°以下である上記ランガサイト単結晶である。
特に、上記結晶面の垂線方向と単結晶育成軸との偏差が１．０°以下のランガサイト単結晶は、クラック不良率が小さく製造歩留りに優れ、且つウエーハを作製する場合の加工ロスを少なくすることができるので好ましい。
【００１０】
また、本発明は、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝である上記ランガサイト単結晶である。
具体的には、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が上記面指数である場合、これに属する結晶面が良好な弾性表面波を有する。そのため、このような結晶面の垂線方向に育成軸を有するランガサイト単結晶からは、特に良好な弾性表面波を有するウエーハを製造することができる。
【００１１】
又、本発明は、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面とウエーハ表面が平行であるランガサイト単結晶ウエーハである。
ランガサイト単結晶の結晶面のうち、上記結晶面に良好な弾性表面波が現れる。そのため、この結晶面とウエーハ表面とが平行である（即ち、この結晶面を面方位とする）ウエーハは、良好な弾性表面波特性を示すものである。また、上記結晶面とウエーハ表面が平行となるように単結晶を切断して複数のウエーハを製造した場合、得られる各ウエーハ間における切断のバラツキ（例えば切断角のバラツキ等）が小さいことも判った。従って、ウエーハ間の弾性表面波特性のバラツキも小さいという利点も有する。
【００１２】
また、前記結晶面群に属するいずれかの結晶面とウエーハ表面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下である上記ランガサイト単結晶ウエーハである。
特に、上記結晶面とウエーハ表面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下であるウエーハの場合、切断バラツキが小さく、従って弾性表面波特性のバラツキが小さいので好ましい。
【００１３】
また、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝である上記ランガサイト単結晶ウエーハである。
具体的には六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が上記面指数の場合、これに属する結晶面が良好な弾性表面波を有する。従って、この結晶面とウエーハ表面が平行であるウエーハ、即ちこの結晶面を面方位とするウエーハは、特に良好な弾性表面波を示す。
【００１４】
また、本発明は、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶を育成させるランガサイト単結晶の製造方法である。
前述のように、このような方向に単結晶を育成することにより、ランガサイト単結晶のクラック不良率を小さくすることができ、安定且つ良好な歩留りでランガサイト単結晶を製造することができる。また、ウエーハを作製する場合に加工ロスを最も少なくすることができ、安定且つ良好な歩留りでウエーハを製造することができる。
【００１５】
また、前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向が結晶軸となる種結晶を用いて単結晶を育成させるランガサイト単結晶の製造方法である。
上記結晶面の垂線方向に単結晶を育成させるには、具体的にはこの垂線方向が結晶軸となる種結晶を用いればよい。
【００１６】
また、前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶を引き上げる上記ランガサイト単結晶の製造方法である。
上記結晶面の垂線方向に単結晶を育成させる方法としては、特に単結晶を上記結晶面の垂線方向に引き上げるチョクラルスキー法によるのがよい。
【００１７】
また、前記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向と、種結晶の結晶軸又は単結晶の育成軸との偏差が１．０°以下である上記ランガサイト単結晶の製造方法である。
このように、種結晶の結晶軸又は単結晶の育成軸との偏差が１．０°以下であれば、特にランガサイト単結晶のクラック不良率を小さくすることができ、安定且つ良好な歩留りでランガサイト単結晶を製造することができる。また、ウエーハを作製する場合に加工ロスを最も少なくすることができ、安定且つ良好な歩留りでウエーハを製造することができる。
【００１８】
また、成長させる単結晶の六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝である上記ランガサイト単結晶の製造方法である。
具体的にはランガサイト単結晶においては六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が上記面指数である場合、これに属する結晶面が良好な弾性表面波を有する。そのため、このような結晶面の垂線方向に単結晶を育成させて得られるランガサイト単結晶からは、生産性及び高歩留りで良好な弾性表面波を有するウエーハを製造することができる。
【００１９】
また、本発明は、上記いずれかのランガサイト単結晶の製造方法にて単結晶を製造後、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面と平行に単結晶を切断するランガサイト単結晶ウエーハの製造方法である。
【００２０】
このように、先ず上記のランガサイト単結晶の製造方法にてランガサイト単結晶を製造することにより、単結晶中のクラックの発生を抑えることができ、従って良好な表面を有するウエーハを製造することができる。
更に、上記結晶面は良好な弾性表面波特性を有するので、この結晶面と平行に単結晶を切断することで、良好な弾性表面波特性を示す面方位のウエーハを製造することができる。又、複数のウエーハを製造する場合、各ウエーハの切断のバラツキを抑えることができるので、弾性表面波特性のバラツキを抑えたウエーハを製造することができる。更に、上記結晶面と平行に単結晶を切断することは、単結晶の育成軸に垂直に切断することが可能である。従って、最も加工ロスを少なくすることができるので、良好な生産性および歩留りでウエーハを製造することができる。
【００２１】
また、前記結晶面群に属するいずれかの結晶面と切断面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下となるように単結晶を切断する上記ランガサイト単結晶ウエーハの製造方法である。
このように、上記結晶面と切断面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下となるようにランガサイト単結晶を切断することにより、特に良好且つバラツキのない弾性表面波特性を示すウエーハを、加工ロスなく良好な歩留りで製造することができる。
【００２２】
更に、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝である上記ランガサイト単結晶ウエーハの製造方法である。
具体的には六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が上記面指数の場合、これに属する結晶面が良好な弾性表面波を有する。従って、この結晶面と平行に単結晶を切断することにより、特に良好な弾性表面波を示すウエーハを製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明のランガサイト単結晶においては、適当な結晶面の垂線方向に単結晶の育成軸を有することを特徴とする。
【００２４】
適当な結晶面としては、良好な弾性表面波を示すものである。これは、後述するように、単結晶製造歩留りを向上し、切断のバラツキを小さくするためには、結晶面に平行にスライスするのが望ましいからである。即ち、良好な弾性表面波特性を有する結晶面の垂線方向に単結晶を育成し、これを平行にスライスすれば得られるウエーハはこの結晶面を面方位とするものであるので、良好な弾性表面波を有するものとなる。
【００２５】
更に結晶面としては、単結晶切断後にＸ線回折によりカット面を検査するために、Ｘ線回折ピークを検出できる結晶面である必要がある。尚、Ｘ線回折ピークは任意の面方位で検出されるものではない。それは、例えば一般的な粉末Ｘ線回折プロファイル（横軸が２θ、縦軸がＸ線回折強度）において、検出可能な面方位が限定されていることからも容易に判る。また、結晶面及びその高次面からのＸ線回折ビームが検出できるか否かは、結晶構造及び原子種、原子配列等によっても決定されるものである。
【００２６】
そこで、本発明者等は最適な結晶面を見出すべく、Ａ．Ｎ．Ｇｏｔａｌｓｋａｙａ等が報告［Ａ．Ｎ．Ｇｏｔａｌｓｋａｙａ等、ＩＥＥＥ  Ｆｒｅｑ．Ｃｔｒｌ．Ｓｙｍｐ．、３３９〜３４７ページ、（１９９３）］しているＸ線回折ピークが検出された結晶面から選択した種々の結晶面について、単結晶の育成歩留り及びウエーハの製造歩留り、ウエーハ製造の際の単結晶切断のバラツキ、生産性、更に弾性表面波特性等の点を検討した。
【００２７】
その結果、結晶面としては、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、
ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面が適当であることを見出した。特に結晶面としては、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝で表わされる結晶面群に属する結晶面が、最良の弾性表面波を有するので、最適であることが判った。
【００２８】
ここで、六方晶系表示の結晶面について説明する。ランガサイトは三方晶であるが、一般に六方晶表示の格子定数が用いられる。ＪＣＰＤＳカード４１０１５５においても六方晶表示が採用されており、ａ軸の格子定数は０．８１７ｎｍ、ｃ軸の格子定数は０．５０９９ｎｍと記載されている。結晶方位の詳細に関しては例えば、カリティ著、松村訳、「Ｘ線回折要論（アグネ）」に記載されている。ランガサイトの場合、ＸＹＺ直交座標が使用され、ａ軸の一つをＸ軸、ｃ軸をＺ軸、Ｘ軸及びＺ軸に直交する軸をＹ軸としている。
【００２９】
上述のｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数から選択された結晶面はＹ軸及びＺ軸に交点を持ち、Ｘ軸に平行な面である。そして、これらの結晶面の垂線はＹＺ面内に存在する。図１に、一例として｛０３４｝結晶面及びその垂線方向を示す。ウエーハ面が｛０３４｝結晶面と平行な場合には、ＣｕターゲットをＸ線源としたときに、２θ＝８６．８°、ω＝４３．４°で回折線を検出することができる。
【００３０】
本発明のランガサイト単結晶においては、上記結晶面の垂線方向に単結晶の育成軸を有することを特徴とする。この場合、結晶面の垂線方向と単結晶育成軸との偏差は１．０°以下とするのが好ましい。このように、結晶面の垂線方向に育成軸を有することにより、単結晶中のクラックの発生を抑えることができる。
【００３１】
即ち、本発明者等は、以前に他の結晶ではあるが、結晶面に対する育成軸の方位により、クラック（欠陥）の発生率が大きく異なることを経験していた。具体的には、育成軸とＸ面との成す角度をそれぞれ９０°及び８８．５°とした各ランガサイト単結晶を育成したところ、クラック不良率はそれぞれ１０％及び４０％であった。このことから、クラックの発生を抑えるには単結晶の育成軸は低指数面の結晶面の垂線方向と平行であることが望ましいと考えられる。
【００３２】
本発明のランガサイト単結晶ウエーハは、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面とウエーハ表面とが平行であることを特徴とする。好ましくは、この結晶面とウエーハ表面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下である。このようにウエーハ表面が適当な結晶面と平行なウエーハにおいては、製造された各ウエーハ間の切断のバラツキ（例えば切断角のバラツキ等）が小さい。その結果、弾性表面波特性のバラツキを小さくすることができ、更にはフィルタ等の弾性表面波デバイスの製造バラツキを小さくすることができる。
【００３３】
このように切断のバラツキが小さいことは、ウエーハのカット面検査の工程で明らかになった。即ち、ウエーハを作製する場合には、Ｘ線回折を利用したカット面検査装置によりカット面が検査される。その際、選択した結晶面と切断面とが適当な相対角度となるように種々の切断角で切断され、これらの切断面が検査される。これらの結果、仕様値が相対角度０°、言い換えれば選択した結晶面と切断面とが平行であるように複数枚のウエーハを製造した場合、最もウエーハ間の切断のバラツキが小さくなることが判った。
【００３４】
上述の通り、本発明のウエーハは上記結晶面を面方位とするものである。従って、ウエーハに良好な弾性表面波を発現させるためには、結晶面方位に良好な弾性表面波を有する必要がある。そのような適当な結晶面としては、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面である。特に、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝で表わされる結晶面群に属する結晶面が、最良の弾性表面波を有するので最適である。
【００３５】
このように本発明のランガサイト単結晶ウエーハは、良好な弾性表面波を有するのみならず、製造された各ウエーハ間の弾性表面波のバラツキも小さいものである。従って、本発明のランガサイト単結晶ウエーハは、弾性表面波デバイス（例えば携帯電話等の小型、軽量の無線通信システム等における周波数フィルタ、共振子、遅延線等）の製造に好適に使用することができる。
【００３６】
本発明のランガサイト単結晶の製造方法においては、適当な結晶面の垂線方向に単結晶を育成させることを特徴とする。適当な結晶面としては、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属する結晶面である。好ましくは結晶面は、成長させる単結晶の六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝で表わされる結晶面群に属する結晶面である。これらの結晶面は特に良好な弾性表面波特性を有するため好ましい。
【００３７】
本発明のランガサイト単結晶の製造方法においては、上記結晶面の垂線方向に単結晶を育成させることを特徴とする。前述のように、このように単結晶を育成させることにより、単結晶中のクラックの発生を抑えることができる。従って、クラック不良率を低減することができ、単結晶を安定且つ良好な歩留りで製造することができる。
【００３８】
このような単結晶の育成法としては、ＦＺ法、ボート法等、種々の方法が挙げられるが、特には結晶引上げ法（ＣＺ法）を好適に利用することができる。即ち、原料を融解し、融液に種結晶を接触させ、単結晶を育成しつつこれを引き上げれば良い。
その際、上記結晶面の垂線方向に単結晶を育成させるには、具体的には上記結晶面群に属するいずれかの結晶面の垂線方向が結晶軸となる種結晶を用いればよい。
即ち、所望結晶面が水平になるように種結晶を加工し、これを結晶面が水平になるようにチャック等に取り付け単結晶を育成させ、これを垂直方向へ引き上げればよい。
【００３９】
この際に、上記結晶面の垂線方向と、種結晶の結晶軸又は単結晶の育成軸との偏差が１．０°以下であるのが好ましい。これにより、単結晶中のクラックの発生を特に抑えることができ、製造歩留りを更に高めることができるとともに、弾性表面波特性も良好となる。
本発明のランガサイト単結晶の製造条件において、例えば原料組成はＬａ2 Ｏ3 ：Ｇａ2 Ｏ3 ：ＳｉＯ2 ＝１〜２：２〜３：１（モル比）、及び引上げ速度は１〜５ｍｍ／時である。
【００４０】
本発明のランガサイト単結晶ウエーハの製造方法においては、先ず上記本発明のランガサイト単結晶の製造方法にて単結晶を製造する。即ち、適当な結晶面の垂線方向に単結晶を育成する。これにより、単結晶を結晶面に平行にスライスしてウエーハを製造する場合は、育成軸と垂直にスライスすることになり、加工ロスを最も少なくすることができる。従って、ウエーハを良好な歩留りで製造することができる。
【００４１】
例えば、５０°回転Ｙカットウエーハを製造する場合は、先ず単結晶育成軸を５０°回転Ｙ方向にする。そして、得られた単結晶を５０°回転Ｙカット面に平行にスライスすれば、加工によるロスを最も少なくすることができる。同様に、５７〜６９°回転Ｙカットウエーハを製造する場合は、単結晶育成軸を５７〜６９°回転Ｙ方向にする。そして、得られた単結晶を５７〜６９°回転Ｙカット面に平行にスライスすれば、加工によるロスを最も少なくすることができる。尚、従来これらを育成軸としたランガサイト単結晶育成の報告例はなかったし、これに平行にウエーハを切り出した例もなかった。
【００４２】
次いで、得られた単結晶を上記結晶面と平行に切断して、本発明のウエーハが製造される。この場合、結晶面と切断面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下となるように単結晶を切断するのが好ましい。前述のように、結晶面と平行に切断して複数枚のウエーハを製造する場合に、得られる各ウエーハ間の切断のバラツキが小さい。その結果、弾性表面波特性のバラツキを小さくすることができ、更にはフィルタ等の弾性表面波デバイスの製造バラツキを小さくすることができる。
尚、単結晶の切断は、ワイヤソーや内周刃スライサ、外周刃スライサ等により行えばよい。
【００４３】
上記結晶面は、ウエーハの面方位となるものである。従って、ウエーハに良好な弾性表面波を発現させるためには、この結晶面が良好な弾性表面波を有する必要がある。そのような結晶面としては、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群に属するいずれかの結晶面である。特に、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝で表わされる結晶面群に属する結晶面が、特に良好な弾性表面波を有するので好ましい。
その後、ウエーハ製造で行われる通常の処理、例えば面取り、ラッピング、鏡面研磨等を行って本発明のランガサイト単結晶ウエーハが製造される。
【００４４】
更に弾性表面波デバイスを製造するには、上記ランガサイト単結晶ウエーハの鏡面にアルミニウム膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ等を利用した微細加工技術により、弾性表面波を送受信する所定形状を有する櫛形電極を形成し、弾性表面波デバイスが製造される。
【００４５】
【実施例】
以下、実施例にて本発明を具体的に説明する。
・ランガサイト単結晶の製造、及びクラック不良率（％）の評価
（実施例１〜２１）
ＣＺ法により各ランガサイト単結晶を育成した。即ち、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｇａ2 Ｏ3 、及びＳｉＯ2 をモル比でそれぞれ３：５：２となるように秤量、混合し、原料を調製した。この原料を白金ルツボに充填し、高周波加熱にて原料を融解後、種結晶を融液に接触させた。尚、使用した種結晶としては、表１に示す選択した結晶面の垂線方向と結晶軸とが種々の偏差をなすものを用いた。その後、種結晶を回転数１３ｒｐｍにて一定に回転させつつ、２ｍｍ／時の速度で上方に引上げ、直径８０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、及び表１の育成方向を有する各ランガサイト単結晶を育成した。
得られた各ランガサイト単結晶について、そのクラック不良率を測定した。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
0004221111.tif 000002
【００４７】
表１から明らかなように、結晶面の垂線と育成軸とが平行、特にその偏差が１．０°以下の場合に、クラック不良率が最も低く優れていることが判る。
【００４８】
・ウエーハ角度偏差の評価
（実施例２２〜２６）
｛０３４｝結晶面の垂線方向を育成軸としてランガサイト単結晶を育成し、直径７６．０ｍｍに円筒研削加工を施した。次いで、この円柱の上下端面を｛０３４｝面と０．０５°以下の偏差となるように切断した。そして、スライス面と｛０３４｝面とが相対角度が０°、±０．５°、±１．０°となるように治具（スライサー）を予め調製後、単結晶をスライスし、上記各相対角度を有する０．５ｍｍ厚のウエーハを各１００枚を作製した。そして、各１００枚の切断面のバラツキを評価するため、最大ウエーハ角度偏差を測定した。表２に結果を示す。
【００４９】
尚、図２は相対角度の説明図である。相対角度はＹＺ面内のみで変化させた。またウエーハ角度偏差とは、設定した相対角度と実測した相対角度との差であり、この内、絶対値が最大のものが最大ウエーハ角度偏差である。例えば、｛０３４｝面と各ウエーハ面（スライス面）との設定した相対角度が１．０°であり、相対角度の実測値がそれぞれ１．２°、１．１°、０．７°、及び０．９°であるとすると、ウエーハ角度偏差はそれぞれ０．２°、０．１°、−０．３°、及び−０．１である。そして、最大ウエーハ角度偏差は、０．３°である。
【００５０】
【表２】
0004221111.tif 000003
【００５１】
表２から明らかなように、結晶面｛０３４｝とウエーハ表面とがなす相対角度の大きさが０．５°以下、特に０°（即ち結晶面とウエーハ面が完全に平行）である場合、最大ウエーハ角度偏差が非常に小さく、各ウエーハ間における切断角のバラツキが非常に小さいことが判る。
【００５２】
・弾性表面波特性の評価
（実施例２７〜３７）
弾性表面波特性として、デバイス設計の際に特に重要な温度特性を評価した。即ち、育成したランガサイト単結晶を円筒研削加工後、表３に示す選択した結晶面の面方位に切断し、ウエーハ表面を鏡面研磨加工、裏面を粗面研磨加工し、直径７６ｍｍ、厚さ０．４５ｍｍの各ランガサイト単結晶ウエーハを作製した。
【００５３】
次いで、ウエーハ表面にアルミニウムにて成膜し、フォトリソグラフィにより櫛形電極を形成し、１ポート共振器を作製した。ウエーハ表面における弾性表面波の伝搬方向は、Ｘ軸とのなす角が２４°の方向であった。
次いで、弾性表面波の中心周波数の温度変化をネットワークアナライザを用いて測定し、最小自乗法により二次曲線フィッティングした時の二次の比例定数を算出した。この絶対値を温度係数とした。結果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
0004221111.tif 000004
【００５５】
表３から明らかなように、種々の結晶面の内、結晶面の垂線方向とＹ軸とのなす角度か４２．８〜７６．５°の範囲にある結晶面が、温度変化が小さく安定であり、良好な弾性表面波特性を示すことが判る。具体的には、そのような結晶面としては、面指数｛ｈｋｌ｝が、｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝である結晶面である。
【００５６】
以上の結果から、クラック等の発生がなく従ってランガサイト単結晶を良好な歩留りで製造し、更に切断のバラツキ（例えばウエーハ角度偏差）が小さく且つ良好な弾性表面波特性を有するウエーハを歩留り良く製造するためには、六方晶系表示の面指数｛ｈｋｌ｝が、ｈ＝０、且つｋ及びｌは１〜５の整数
で表わされる結晶面群、特に｛０３２｝、｛０４３｝、｛０２２｝、｛０３４｝、｛０２３｝、｛０３５｝、｛０１２｝、｛０２５｝、又は｛０１３｝に属するいずれかの結晶面の垂線方向に単結晶を育成させ、得られた単結晶を上記結晶面と平行にスライスしてウエーハを製造すればよいことが判る。
【００５７】
以上、本発明について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５８】
【発明の効果】
本発明に従って、特定の結晶面の垂線方向に単結晶を育成させれば、クラック等の発生の少ない単結晶を得ることができ、単結晶の製造歩留り及び生産性を向上させることができる。また、得られた単結晶を、特定の結晶面と平行にスライスすれば、得られるウエーハ間の切断バラツキが小さくなり、ウエーハ間の弾性表面波特性のバラツキを小さくできる。その結果、フィルタ等の弾性表面波デバイスの製造においても製造バラツキを小さくすることができる。また、特定の結晶面と平行にスライスすることは、単結晶の育成軸と垂直にスライスすることである。従って、ウエーハ製造の際の加工ロスを最も少なくすることができ、ウエーハの製造歩留りを向上させることができる。その結果、廉価な弾性表面波デバイスを提供することができる。更に、結晶面は良好な弾性表面波を有する結晶面であるので、これを面方位とする本発明のウエーハは良好な弾性表面波特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】｛０３４｝結晶面（即ち、６１．６°回転Ｙカット面）、及びこの面に垂直な方向（即ち、６１．６°回転Ｙ方向）を示す。
【図２】スライス面と｛０３４｝面とが成す角、即ち相対角度を説明する図である。
【符号の説明】
１…｛０３４｝結晶面、  ２…６１．６°回転Ｙ方向、  ３…スライス面、
４…相対角度。
【図１】
0004221111.tif 000005
【図２】
0004221111.tif 000006