[发明专利]钽酸锂晶体的制造装置和钽酸锂晶体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于表面弹性波元件等的钽酸锂晶体的制造装置和制造方法。

背景技术

钽酸锂(LiTaO₃：LT)的单晶作为非线性光学材料被用作激光介质，或者作为压电陶瓷被用于压电元件、表面弹性波元件等。

在LT单晶的生长中最常见的是柴氏拉晶(CZ，Czochralski)法，利用铱制的坩埚在惰性气氛中或还原性气氛中进行制作。另外，也有同样使用柴氏拉晶法利用铂铑合金制的坩埚在氧气气氛中进行制作的例子(专利文献1～3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-23391号公报

专利文献2：日本特开平4-74790号公报

专利文献3：日本特开2000-247782号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在坩埚使用铱制坩埚的情况下，铱会发生氧化，因而无法在氧气气氛中生长，需要向炉内导入惰性气体等气体，装置大型化，并且制造工序繁琐。另外，在坩埚使用铂铑合金制坩埚的情况下，铑会熔化到晶体中，存在使晶体品质劣化的问题。

若坩埚能够使用铂制的坩埚，则可以消除上述氧化的问题、铑熔化的问题。

另外，专利文献2中记载了坩埚可以使用铂、铑、铱等贵金属制的坩埚。但是，在实施例中虽然示出了在LT单晶的生长中使用铱制坩埚的例子、在铌酸锂(LN)单晶的生长中使用铂坩埚的例子，但未示出在LT单晶的生长中使用铂的例子。

另外，在专利文献3中可见下述记载：钽酸锂、铌酸锂等氧化物单晶的熔点高，因而作为基于柴氏拉晶法的坩埚，使用铂、铂-铑或铱之类的贵金属制坩埚，但在实施例中仅示出了使用铱制坩埚的例子。

如上所述，在专利文献2和3中，只是单纯地记载了在柴氏拉晶法中可以使用铂制的坩埚，并未公开在钽酸锂的单晶的制造中实际使用铂制坩埚的例子。

可以推测，这是因为，铂的熔点(1768℃)与LT的熔点(1650℃)的温度差只有118℃，在使生长炉内的温度上升时，会对铂坩埚产生不良影响，因此使用了铱而不是铂。

本发明的目的在于提供一种能够使用铂制坩埚解决上述课题的钽酸锂晶体的制造装置和制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的钽酸锂晶体的制造装置为由垂直布里奇曼炉或垂直梯度凝固炉构成的钽酸锂晶体的制造装置，该垂直布里奇曼炉或垂直梯度凝固炉具备：基体；配设于该基体上的具有耐热性的筒状的炉主体；将该炉主体封闭的盖体；配设于所述炉主体内的发热体；贯通所述基体并以上下自由移动的方式设置的坩埚支承轴；和配设于该坩埚支承轴上并由所述发热体进行加热的坩埚，该钽酸锂晶体的制造装置的特征在于，所述坩埚为铂制的坩埚。

通过使用垂直布里奇曼(VB)炉或垂直梯度凝固(VGF)炉，能够减小生长炉的温度梯度，因此，即便是与钽酸锂的熔点差小的铂制的坩埚，也能够在不受到变形等不良影响的情况下使用。

另外，通过使用铂制的坩埚，能够在大气气氛下使用，能够防止装置的大型化，并且也不存在铑熔化的不良情况，因此能够进行高品质的钽酸锂单晶的制造。

另外，还能够减小生长中的温度梯度，因而能够进行高品质的钽酸锂单晶的制造。

上述坩埚可以使用纯度95％以上的铂制坩埚。

优选设置控制部，该控制部按照上述发热体对上述坩埚的加热在低于上述坩埚发生软化、变形的温度的温度下进行加热的方式控制上述发热体对上述坩埚的加热。

可以使用下述的制造装置：使上述炉主体的内壁形成为将两个以上具有所需高度的环状的耐热部件层叠而成的耐热壁，并且，上述环状的耐热部件通过将两个以上的分割片接合而形成为环状。通过制成具有这种耐热壁的炉主体，容易进行温度梯度小的生长炉的管理。

上述发热体可以使用电阻加热发热体。

上述电阻加热发热体可以使用以MoSi₂为主材的电阻加热发热体。

或者，上述发热体可以使用利用高频感应进行加热的发热体。

上述利用高频感应进行加热的发热体可以使用Pt-Rh系合金制的发热体。

在上述炉主体中，可以在上述耐热壁的外侧配设有由耐热性材料构成的支撑筒体，在上述耐热壁与上述支撑筒体之间配设有绝热材料，利用上述支撑筒体对上述盖体进行支撑。

优选由绝热材料形成上述盖体，在该绝热材料中配设增强部件。