(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転反転操作を伴う回転引上げ法により組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶を育成する方法において、
上記組成式における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０４０個以上３．０４５個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６４５個以上０．６５０個以下の範囲に設定されるように原料融液の組成を調製して育成することを特徴とするＳＧＧＧ単結晶の育成方法。
【請求項２】
組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＳＧＧＧ単結晶において、
上記組成式における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０７２個以上３．０７６個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６６０個以上０．６７０個以下であることを特徴とするＳＧＧＧ単結晶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶の育成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光アイソレータは、磁界を印加することにより入射光の偏光面を回転させるファラデー回転子を有しており、近年、光アイソレータは、光通信の分野だけでなくファイバーレーザー加工機にも使用されるようになっている。また、光アイソレータに用いられるファラデー回転子の材料として、希土類鉄ガーネット（ＲＩＧ：Rare-earth iron garnet）等の酸化物ガーネット単結晶膜が知られている。
【０００３】
上記酸化物ガーネット単結晶膜は、ＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（Substituted Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12：ＳＧＧＧ）単結晶を非磁性ガーネット単結晶基板（種結晶用基板）とし、液相エピタキシャル（Liquid Phase Epitaxy；ＬＰＥ）成長により得ることができる。尚、ＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶は、(Ｇｄ3-xＣａx)(Ｇａ5-x-2yＭｇyＺｒx+y)Ｏ12、(Ｇｄ，Ｃａ)3(Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)5Ｏ12、(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12等の組成式で表されている。
【０００４】
ＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶を育成する方法としてチョクラルスキー（ＣＺ）法等の回転引上げ法が知られている。ＣＺ法とは、結晶育成炉内に配置された坩堝内に、予め混合したＧｄ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、ＣａＣＯ3を所定量仕込み、育成炉で加熱溶融させて原料融液を得た後、坩堝内の原料融液に種結晶を接触させ、該種結晶を回転させながら徐々に引上げて単結晶を育成する方法で、肩部と直胴部を有するＳＧＧＧ単結晶インゴットをＣＺ法により育成している。
【０００５】
育成されたＳＧＧＧ単結晶インゴットを基板状に加工するため、内周刃切断機等の装置によりＳＧＧＧ単結晶インゴットの肩部を切断し、得られた直胴部を円筒状に研削した後、内周刃切断機またはワイヤーソー等で所望の厚さのウェハーに切断し、次いで、得られたウェハーを所望の条件で研磨加工して上記非磁性ガーネット単結晶基板（種結晶用基板）を製造している。
【０００６】
ＣＺ法等の回転引上げ法によるＳＧＧＧ単結晶インゴットの育成では、最初に、結晶径を種結晶から次第に大きくする円錐形の肩部の育成を行う。肩部の育成は、融液の温度差により発生する融液の「自然対流」を利用する。坩堝内の融液上面においては、外周から中心に向けて融液が流れ、該融液が種結晶下の融液内に潜り込むように流れる。結晶成長を行うため、上記種結晶を比較的ゆっくり回転させ、育成される肩部の固液界面形状は、融液の「自然対流」を反映して坩堝底部側へ向けた凸形状になっていく。
【０００７】
上記肩部の中央部には、結晶の異方性によって成長スピードが速い部分（コアと称する部分）ができる。コアはその周辺部分と格子定数がわずかに異なることから、コアとその周辺との間に歪が生じ、コアが存在するＳＧＧＧ単結晶基板（非磁性ガーネット単結晶基板）を用いてＲＩＧ単結晶膜を液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長すると、ＲＩＧ単結晶膜に割れが発生する。このため、コアが存在するＳＧＧＧ単結晶基板を種結晶用基板として使用することができない。
【０００８】
そこで、ＣＺ法等の回転引上げ法によりＳＧＧＧ単結晶インゴットを育成する場合、肩部の結晶径を大きくした段階で、結晶（種結晶）の回転速度を急激に上昇させ、融液中に「強制対流」を発生させて上記「自然対流」と競合状態を作り、上述した肩部の凸形状部を溶かし、固液界面形状をほぼ平坦な状態にしてから非磁性ガーネット単結晶基板（種結晶用基板）として使用可能な直胴部の育成を行っている。尚、上記結晶の回転速度を急激に上昇させて固液界面形状をほぼ平坦な状態にする一連の操作を「界面反転操作」と呼び、「界面反転操作」により肩部の固液界面形状が平坦になることを「界面反転」と呼んでいる。
【０００９】
上記ＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶は、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示される８個の金属元素と１２個の酸素原子で構成されており、一致溶融結晶でなく各元素はわずかながら偏析を示す。これにより、育成された直胴部の上部と下部では結晶組成がわずかに異なり、格子定数の差として現れる。更に、結晶育成後、坩堝内に残った原料の組成と初期原料の組成は異なるため、初期原料（上述の予め混合して構成されたＧｄ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2、ＣａＣＯ3から成る原料）でＳＧＧＧ単結晶を育成し、その後の育成で、坩堝内に残った原料（原料残渣）に初期組成と同一組成の原料を追加チャージして育成した場合、育成毎に格子定数がずれてしまい、ＳＧＧＧ単結晶の育成を重ねるに従い、ＳＧＧＧ単結晶基板の格子定数は所望の数値範囲に入らなくなることがあった。そして、育成毎に格子定数がずれてしまうと、育成終了後の結晶冷却中に育成された直胴部にクラックが入り易くなり、特に、直胴部の直径が８０ｍｍ以上、直胴部の長さが９５ｍｍ以上の場合に顕著となる問題が存在した。
【００１０】
そこで、特許文献１は、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示される８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０６個以上、３．０８個以下の範囲に設定されるように原料融液の組成を調製し、更に、上記「界面反転操作」直前の肩部中央に存在するコアの状態を適正に設定する（すなわち、コアが肩部の中央から肩部の半径方向３１％以内の領域に形成されるようにする）ことで防止する方法を開示している。特許文献１に開示された育成方法によれば、原料の追加チャージを伴う連続育成を行っても育成毎の格子定数のずれが抑制され、育成終了後の結晶冷却中に育成された直胴部にクラックが入り難くなるためＳＧＧＧ単結晶を歩留り良く育成することが可能となる。尚、この育成方法によるＳＧＧＧ単結晶の格子定数の範囲は「１２．４９５０Å〜１２．４９９０Å」であり、この範囲から外れたＳＧＧＧ単結晶基板（種結晶用基板）を用いてＲＩＧ単結晶膜をＬＰＥ成長すると大きな歩留り悪化を招くことが分かっている。このため、ＲＩＧ単結晶膜におけるＬＰＥ育成の収率安定化、品質のばらつきを低減させるには、ＳＧＧＧ単結晶基板（種結晶用基板）の格子定数を＋／−０．００１Åの範囲で制御することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１７−２００８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、ＲＩＧ単結晶膜等から成るファラデー回転子を有する光アイソレータは、上述したように光通信の分野だけでなくファイバーレーザー加工機にも広く使用されるようになっている。特に、ファイバーレーザー加工機に使用される光アイソレータは、近年、高出力に耐えられるものが要求されている。このため、ファイバーレーザー加工機の光アイソレータに適用されるＲＩＧ単結晶膜は格子定数の大きい方が優位である。
【００１３】
しかし、ＲＩＧ単結晶膜の格子定数は、液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長時におけるＳＧＧＧ単結晶基板の格子定数で決定され、特許文献１に開示された育成方法によるＳＧＧＧ単結晶の格子定数の範囲は上記「１２．４９５０Å〜１２．４９９０Å」であるため、下限値（１２．４９５０Å）付近の格子定数を有するＳＧＧＧ単結晶については、ファイバーレーザー加工機の光アイソレータ（高出力用光アイソレータ）に適用されるＲＩＧ単結晶膜のＳＧＧＧ単結晶基板として利用できなくなる問題が存在した。
【００１４】
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、格子定数の上記範囲における下限値が比較的大きく、育成終了後の結晶冷却中に育成された直胴部にクラックが入り難いＳＧＧＧ単結晶の育成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、上記課題を解決するため、本発明者等は、特許文献１に開示された育成方法を基本にして初回チャージの新たな方策について実験、検討を繰り返した結果、上記組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＳＧＧＧ単結晶における８個の金属元素中、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」を所定の数値範囲に管理するだけでなく、Ｚｒの組成を微調整することで解決できることを見出すに至った。尚、上述した「界面反転操作」直前の肩部中央に存在するコアの状態を適正に設定することで結晶冷却中における結晶割れを回避する手法は、特許文献１に開示された育成方法と同様である。
【００１６】
すなわち、本発明に係る第１の発明は、
回転反転操作を伴う回転引上げ法により組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶を育成する方法において、
上記組成式における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０４０個以上３．０４５個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６４５個以上０．６５０個以下の範囲に設定されるように原料融液の組成を調製して育成することを特徴とする。
【００１７】
第２の発明は、
組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＳＧＧＧ単結晶において、
上記組成式における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０７２個以上３．０７６個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６６０個以上０．６７０個以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る育成方法によれば、
ＳＧＧＧ単結晶の組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０４０個以上３．０４５個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６４５個以上０．６５０個以下の範囲に設定されるように原料融液の組成を調製して育成するため、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数のみを所定の数値範囲（３．０６個以上３．０８個以下）に管理する特許文献１の育成方法に較べて格子定数の比較的大きいＳＧＧＧ単結晶を安定して育成することが可能となる。
【００１９】
このため、高出力用光アイソレータに適用されるＲＩＧ単結晶膜のＬＰＥ成長に使用されるＳＧＧＧ単結晶基板（種結晶用基板）を提供できる効果を有する。
【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詳細に説明する。
【００２１】
坩堝内へ原料の追加チャージを伴うＣＺ法等の回転引上げ法によるＳＧＧＧ単結晶の育成方法においては、育成回数が増加するに従い、結晶育成炉内における断熱材の劣化や坩堝形状の変形等が進むため、結晶育成毎の原料融解状態（炉状態）を初期の原料融解状態と同一に再現させることは基本的に困難で、Ｇａの蒸発量を結晶育成毎に許容範囲内で一致させることはできない。このため、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示される各金属元素の偏析係数を一定にして追加チャージ組成を決定し、ＳＧＧＧ単結晶の育成を行ったとしても組成ずれは次第に大きくなる。特に、蒸発に伴うＧａ量の変動は制御が難しく、Ｇａ量の変動はＳＧＧＧ単結晶における格子定数の変動に影響する。
【００２２】
特許文献１に開示された育成方法では、上記組成式で示されるＳＧＧＧ単結晶の金属元素における８個を維持する方向で「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が変動し、Ｇａ量の変動分が補われているが、本発明に係る育成方法では、上記「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」に加え、Ｚｒ元素の個数によってもＧａ量の変動分が補われている。
【００２３】
Ｇａ量の変動分を補うように上記「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が変動した場合、この変動量が大きいと、結晶育成終了後の結晶冷却中において結晶割れが起こることは特許文献１に記載した通りである。
【００２４】
特許文献１に開示された育成方法では、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12における８個の金属元素中、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０６０個以上３．０８０以内とすることで、原料の追加チャージを伴うＳＧＧＧ単結晶の連続育成を行っても、格子定数は「１２．４９５０Å〜１２．４９９０Å」の範囲で安定して育成できる。
【００２５】
本発明では、特許文献１に開示された育成方法を基本にして初回チャージの新たな方策を見出している。すなわち、本発明に係る育成方法は、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12における８個の金属元素中、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０４０個以上３．０４５個以内とし、特許文献１の「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」より低めに設定する。更に「Ｚｒ元素の個数」が０．６４５個以上０．６５０個以下の範囲になるように組成を設定する。「Ｚｒ元素の個数」は格子定数と相関があり、「Ｚｒ元素の個数」の値を大きくすることで格子定数も大きくなる傾向にある。このため「Ｚｒ元素の個数」を管理することで格子定数を大きな方向に管理することが可能となる。「Ｚｒ元素の個数」は一般に０．６３個であり、「Ｚｒ元素の個数」を大きい方に管理することで格子定数を大きめに管理することが可能となる。特に、融液組成における「Ｚｒ元素の個数」が０．６４５個になるよう設定するとより好ましい。
【００２６】
次に、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０４０個以上３．０４５個以下、かつ、「Ｚｒ元素の個数」が０．６４５個以上０．６５０個以下の範囲に設定された原料融液の組成で育成された単結晶を分析した結果、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12における８個の金属元素中、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０７２個以上３．０７６個以下、かつ、「Ｚｒ元素の個数」が０．６６０個以上０．６７０個以下の範囲になる。単結晶の育成時、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」は０．０３０個から０．０３６個程度増加し、「Ｚｒ元素の個数」も０．０１５個から０．０２０個増加している。これは、Ｇａの変動を「Ｇｄ元素とＣａ元素」およびＺｒ元素が補完したものと推測している。特に、「Ｚｒ元素の個数」が増加することで、単結晶中では０．６６０個以上０．６７０個以下の範囲になり、格子定数を大きくすることが可能となった。このときの格子定数は「１２．４９７０Å〜１２．４９９０Å」の範囲であり、変動幅を０．００２Åまで狭くすることが可能となった。
【００２７】
次に、ＳＧＧＧ単結晶の育成方法について説明する。
【００２８】
ＳＧＧＧ単結晶の育成では、育成終了後の結晶冷却中に育成された直胴部にクラックが入り結晶割れを生ずることがある。結晶冷却中における結晶割れは、上述した「界面反転操作」直前の肩部中央に存在するコアが、肩部の中央から肩部の半径方向３１％を越える領域に形成される場合、すなわち「界面反転操作」直前の肩部中央に存在するコアの大きさが、肩部の半径方向３１％を越える大きさの場合に顕著に発生し、更に、ＳＧＧＧ単結晶における直胴部の直径が８０ｍｍ以上で、直胴部の長さが９５ｍｍ以上の場合に顕著に発生する。尚、肩部に存在するコアは、結晶のファセットが成長するために発生する領域で、肩部の中央付近に現れる。
【００２９】
そして、上述したようにコアはその周辺部に較べて格子定数が大きいため周辺部とコアの境界で歪が発生する。結晶中央部におけるコア領域が大きい場合、上記歪を原因として結晶冷却中における結晶割れの原因となる。
【００３０】
このため、ＳＧＧＧ単結晶の育成では、上述したようにコア領域を「界面反転」という手法（界面反転操作）を用いて融液の流を変え、固液界面を平坦にした後、直胴部の育成を行っている。界面反転操作により直胴部にコアが存在しなくなるため、ＳＧＧＧ単結晶の直胴部をウェハー状に薄く切断した際、ウェハー面内における格子定数の分布を小さくすることが可能となる。尚、コアサイズを小さくするには肩部の長さを短くすることが有効である。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
【００３２】
［実施例１］
組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＳＧＧＧ単結晶の「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０４０個、「Ｚｒ元素の個数」が０．６４５個となるように原料融液中の各元素の量を決定した。
【００３３】
そして、チョクラルスキー（ＣＺ）法にて、肩部の長さが７５ｍｍ、直胴部の直径が８０．５ｍｍ、直胴部の長さが９５ｍｍとなるようにＳＧＧＧ単結晶を育成した。
【００３４】
得られたＳＧＧＧ単結晶の直胴部における冷却中の結晶割れは発生しなかった。
【００３５】
更にＳＧＧＧ単結晶の育成終了間際の直胴部を切断して厚さ０．６ｍｍ程度の３インチウェハー（試料１．１、試料１．２および試料１．３）を求め、ＩＣＰおよび蛍光Ｘ線で組成分析を実施したところ、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」と「Ｚｒ元素の個数」、および、格子定数は表１に示す結果になった。
【００３６】
【表１】
0006933424.tif 000002
【００３７】
いずれのウェハー（試料１．１、試料１．２および試料１．３）も、８個の金属元素中「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０７２個以上３．０７６個以下の範囲に入り、「Ｚｒ元素の個数」も０．６６０個から０．６７０個の範囲に入った。
【００３８】
また、各ウェハーの格子定数は「１２．４９７０Å〜１２．４９９０Å」の範囲に入り、高出力用光アイソレータに適用されるＲＩＧ単結晶膜のＬＰＥ成長に使用されるＳＧＧＧ単結晶基板（種結晶用基板）として利用でき、かつ、ウェハーの割れは発生しなかった。
【００３９】
［比較例１］
実施例１と同様の条件で、ＳＧＧＧ単結晶の「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０４０個、「Ｚｒ元素の個数」が０．６４０個（０．６４５個以上の要件を満たさない）になるように原料融液中の各元素の量を決定した。
【００４０】
そして、肩部の長さが７５ｍｍ、直胴部の直径が８０．５ｍｍ、直胴部の長さが９５ｍｍとなるようにＳＧＧＧ単結晶を育成した。
【００４１】
ＳＧＧＧ単結晶の育成終了間際の直胴部を切断して厚さ０．６ｍｍ程度の３インチウェハー（試料２．１および試料２．２）を求め、ＩＣＰおよび蛍光Ｘ線で組成分析を実施したところ、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」と「Ｚｒ元素の個数」、および、格子定数は表２に示す結果になった。
【００４２】
【表２】
0006933424.tif 000003
【００４３】
ウェハー（試料２．１）に関し、８個の金属元素中「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０７１個で３．０７２個以上３．０７６個以下の範囲に入らなかったが、ウェハー（試料２．２）は、８個の金属元素中「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０７３個で３．０７２個以上３．０７６個以下の範囲に入り、いずれのウェハー（試料２．１および試料２．２）も割れは発生しなかった。
【００４４】
しかし、「Ｚｒ元素の個数」は０．６６０個から０．６７０個の範囲に入らず、かつ、格子定数も「１２．４９７０Å〜１２．４９９０Å」の範囲に入らなかった。このため、高出力用光アイソレータに適用されるＲＩＧ単結晶膜のＬＰＥ成長に使用されるＳＧＧＧ単結晶基板（種結晶用基板）として利用することはできなかった。
【００４５】
［実施例２］
実施例１と同様の組成、すなわち、組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＳＧＧＧ単結晶の「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」が３．０４０個、「Ｚｒ元素の個数」が０．６４５個となるように原料融液中の各元素の量を決定し、坩堝中の原料を融解させ、次いで、この条件を２４時間以上保持してＧａの蒸発を促した後、肩部の長さが７５ｍｍ、直胴部の直径が８０．５ｍｍ、直胴部の長さが９５ｍｍとなるようにＳＧＧＧ単結晶を育成した。
【００４６】
そして、ＳＧＧＧ単結晶の育成終了間際の直胴部を切断して厚さ０．６ｍｍ程度の３インチウェハー（試料３．１）を求め、ＩＣＰおよび蛍光Ｘ線で組成分析を実施したところ、「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」と「Ｚｒ元素の個数」、および、格子定数は表３に示す結果になった。
【００４７】
【表３】
0006933424.tif 000004
【００４８】
Ｇａの蒸発量が増えたことで、ウェハー（試料３．１）の「Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数」は３．０７６個まで増加したが、「Ｚｒ元素の個数」は０．６６０個と実施例１より若干減少した。
【００４９】
また、ウェハーの格子定数は「１２．４９７０Å〜１２．４９９０Å」の範囲に入り、高出力用光アイソレータに適用されるＲＩＧ単結晶膜のＬＰＥ成長に使用されるＳＧＧＧ単結晶基板（種結晶用基板）として利用でき、かつ、ウェハーの割れは発生しなかった。
【００５０】
実施例１と同様の組成であれば、Ｇａの蒸発量が多少増えても格子定数は目的の範囲内に入ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明方法によれば、ＳＧＧＧ単結晶の組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０４０個以上３．０４５個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６４５個以上０．６５０個以下の範囲に設定されるように原料融液の組成を調製して育成するため、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数を所定の数値範囲に管理する特許文献１の方法に較べ格子定数が比較的大きいＳＧＧＧ単結晶を安定して育成することが可能となる。このため、育成されたＳＧＧＧ単結晶について高出力用光アイソレータに使用されるＲＩＧ単結晶膜のＬＰＥ成長用ＳＧＧＧ単結晶基板として適用される産業上の利用可能性を有している。
【要約】
【課題】高出力用光アイソレータのファラデー回転子に適用される酸化物ガーネット単結晶膜を液相エピタキシャル成長させる際に使用されるＣａＭｇＺｒ置換型ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）単結晶基板に用いられるＳＧＧＧ単結晶の育成方法を提供すること。
【解決手段】回転反転操作を伴う回転引上げ法により組成式(Ｇｄ，Ｃａ，Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ)8Ｏ12で示されるＳＧＧＧ単結晶を育成する方法であって、上記組成式における８個の金属元素中、Ｇｄ元素とＣａ元素の合計個数が３．０３５個以上３．０４５個以下、Ｚｒ元素の個数が０．６４０個を超え０．６５０個以下の範囲に設定されるように原料融液の組成を調製して育成することを特徴とする。
【選択図】なし