[发明专利]硅酸镓镧型氧化物材料、其制造方法及该制造方法中使用的原材料

说明书

技术领域

本发明涉及被认为有望作为高温领域中的压电元件材料利用的具有硅酸镓镧（langasite）型结构的氧化物材料、其制造方法、以及该制造方法中使用的制造该氧化物材料用的原材料。

背景技术

具有硅酸镓镧型结构的氧化物材料、特别是其单晶，具有以下特性：a）压电常数具有水晶的数倍的大小、b）由温度引起的表面弹性波（surface acoustic wave）的传播速度的变化率小、c）机电耦合常数大。着眼于该特性，该氧化物材料作为促动器（actuator）、SAW滤波器、振荡器、压电陀螺仪、压电变压器等压电装置中的压电振子的材料被使用。在此，在作为压电元件材料使用该氧化物材料的情况下优选具有更高的压电常数，因此适宜以晶体取向一致的单晶的形式使用。另外，该氧化物材料，由于在从室温至熔点的温度区域没有相变，所以认为也是在高温环境下使用时的最佳材料。

在这样的硅酸镓镧型氧化物材料的制作、特别是单晶的制作中，使用利用了电阻加热、高频感应加热、红外线聚光加热等的切克劳斯基单晶生长法（Czochralski法）、布里奇曼法（Bridgman法）、微拉法、EFG法（导模法）、浮游带区域熔融法等的所谓熔液生长法。特别是微拉法，由于晶体生长需要的时间短，且能够近净（near net，近终）地制作，作为与其他方法相比较可廉价地得到优异的单晶的方法被广为人知，要求对该方法的该氧化物材料的单晶制造技术的应用。但是，在进行该单晶的熔液生长时，在该单晶的原材料的融液和坩埚的模具部的界面上，所谓的润湿度过好（润湿角过小），因此该熔液呈现在模具部侧面上升的行为，因此难以进行稳定的单晶的培育。

鉴于这样的状况，在专利文献1中公开了一种方法，其对于坩埚给予控制该原材料的熔液的行为的结构，由此进行该氧化物材料的单晶的外形等的形状控制，并且能够进行稳定的晶体的培育。另外，在专利文献2中，公开了通过选择坩埚的材料，来抑制上述的熔液在模具部侧面上升的行为，进行单晶培育的方法。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-197269号公报

专利文献2：日本特开2007-112700号公报

发明内容

通过使用具有专利文献1中公开的结构的坩埚，能够稳定地得到具有所希望的表面状态的硅酸镓镧型氧化物材料的单晶。但是，由于在该专利文献中公开的坩埚其形状特殊，所以在坩埚制作上需要较多的成本。另外，不仅需要满足该专利文献中规定的条件，在对坩埚形状进行各种变形方面难点也多，存在例如垂直于熔液的下拉轴的截面形状被明确地确定，只能培育受限的形状的单晶的问题。另外，在专利文献2所公开的方法中，使用由与原材料的熔液的所谓润湿角变得合适的材料制成的坩埚。但是，在该方法中，由呈现合适的润湿角的材料制成的坩埚需要根据想要得到的单晶的组成进行调查、选定。因此，例如在要求多品种少量生产的情况下，存在需要经常准备与材料相应的坩埚的通用性方面的问题。

本发明是鉴于以上状况完成的，其目的在于提供一种具有硅酸镓镧型结构的氧化物材料、通用性高的该氧化物材料的制造方法、以及为制造该氧化物材料所必需的原材料的组合物，该氧化物材料可以无关于坩埚形状或坩埚材质而稳定地得到所希望的形状。

为解决上述课题，本发明涉及的氧化物材料，其特征在于，是下述具有硅酸镓镧型结构的氧化物材料，其具有由下述式组成的组中所包含的组成，并且作为添加元素含有Ir、Pt、Au和Rh之中的至少一种，式AE₃TaGa_3-XAl_XSi₂O₁₄（1）（式中AE表示选自碱土金属元素Mg、Ca、Sr和Ba中的元素，0≤X≤3）；式和AE₃NbGa_3-XAl_XSi₂O₁₄（2）（式中AE表示选自碱土金属元素Mg、Ca、Sr和Ba中的元素，0≤X≤3）。再者，在该氧化物材料中，优选熔点低于1470℃，进而更优选式（1）和式（2）中X为0＜X≤3的范围。