JP2002114599A - Method for manufacturing artificial quartz and artificial quartz by the manufacture method - Google Patents
Method for manufacturing artificial quartz and artificial quartz by the manufacture methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子や光学
用素子などとして使用される人工水晶の製造方法及びそ
の製造方法により得られる人工水晶に関し、特に特定方
位の成長面を選択的に成長させる製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an artificial quartz used as a quartz oscillator or an optical element and the like, and more particularly to an artificial quartz obtained by the method. The present invention relates to a manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】水熱合成法による人工水晶の育成は、人
工水晶育成炉(オートクレーブ)内に、対流制御板を挟
んで、下側に育成用原料(原料水晶)を、上側に種子水
晶をそれぞれ設置する。また、育成炉内に育成用溶液
(アルカリ溶液)を充填し、育成炉を密封し加熱する。
そして、育成炉の上側よりも下側が高温となるように温
度勾配をつけ、育成用溶液を育成炉内で熱対流させる。
これにより、育成炉内の下部で溶解した育成用原料が、
育成炉内の上部に達し、その際、冷却されて過飽和状態
となって種子水晶上に析出成長する。この動作を所定期
間連続して行うことにより、所定の大きさの人工水晶が
得られる。2. Description of the Related Art Artificial quartz is grown by a hydrothermal synthesis method. An artificial quartz growing furnace (autoclave) is sandwiched between a convection control plate and a raw material for growing (raw crystal) is placed below and a seed crystal is placed above. Install each. The growth furnace is filled with a growth solution (alkali solution), and the growth furnace is sealed and heated.
Then, a temperature gradient is set so that the temperature on the lower side of the growing furnace is higher than that on the upper side, and the growing solution is thermally convected in the growing furnace.
As a result, the growing material melted in the lower part of the growing furnace is
It reaches the upper part of the growth furnace, where it cools and becomes supersaturated and precipitates and grows on the seed crystal. By performing this operation continuously for a predetermined period, an artificial crystal having a predetermined size can be obtained.
【0003】近年においては人工水晶を水晶振動子用の
ほかに光学部品として用いたり、弾性表面波素子として
用いる用途が増加している。光学部品として用いる場合
は結晶内の不純物を極力減少させることが求められ、ま
た弾性表面波素子として用いる場合は、製造効率の観点
から、特定の成長領域を大きなウェハで提供することを
求められていた。このような要求に対応させるため、特
公昭57−49520号に開示されたように特定の方位
を主として成長させる製造方法が発明された。特公昭5
7−49520号は、水晶とは異質な材料からなる板に
よって種子水晶の上部基本成長面を遮断し、これにより
下部基本成長面に結晶を生成させる製造方法である。こ
こに開示されている板は、育成される単結晶とは異物質
の板としか開示されていないが、実務的にはコストの面
から鉄板を用いることが多かった。In recent years, the use of artificial quartz as an optical component other than a quartz oscillator and as a surface acoustic wave device has been increasing. When used as an optical component, it is required to reduce impurities in the crystal as much as possible. When used as a surface acoustic wave device, from the viewpoint of manufacturing efficiency, it is required to provide a specific growth region on a large wafer. Was. In order to meet such demands, a manufacturing method has been invented which mainly grows in a specific direction as disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-49520. Tokunosho 5
No. 7-49520 is a manufacturing method in which an upper basic growth surface of a seed crystal is cut off by a plate made of a material different from quartz to thereby form a crystal on the lower basic growth surface. Although the plate disclosed here is disclosed only as a plate made of a different substance from the single crystal to be grown, an iron plate is often used in practice in terms of cost.
【0004】しかしながら鉄板はその表面に酸化物を生
成しやすく、所定の育成期間後においては育成された水
晶と鉄板が強固に固着し、両者を分離する作業が必要で
あり、また分離作業により水晶に割れや欠けの発生する
ことがあった。さらに水晶との熱膨張係数の違いによ
り、育成された水晶が割れる問題もあった。[0004] However, the iron plate easily generates oxides on its surface, and after a predetermined growth period, the grown crystal and the iron plate are firmly fixed, and it is necessary to separate the two from each other. Cracking and chipping sometimes occurred. Further, there is a problem that the grown crystal is broken due to a difference in thermal expansion coefficient from that of the crystal.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような水晶と制御
板の固着の問題を回避するために、制御板にフッ素樹脂
系の樹脂材料を用いたり、またステンレス材を用いるこ
とが考えられ一部実用に供されている。しかしながら樹
脂材料やステンレス材は高温高圧の水熱合成環境下に置
くと不純物が生じやすいという欠点があり、またステン
レス材の場合は、電解腐食が生じることがあり、このよ
うな場合育成炉内壁を冒してしまうことがあった。In order to avoid such a problem of the adhesion between the crystal and the control plate, it has been considered that a fluororesin resin material or a stainless steel material is used for the control plate. It has been put to practical use. However, resin materials and stainless materials have the disadvantage that impurities are likely to occur when placed in a high-temperature, high-pressure hydrothermal synthesis environment.In the case of stainless materials, electrolytic corrosion may occur. I sometimes did.
【0006】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、特定方位に主として成長させる人工
水晶を得るにあたり、水熱合成時に不純物の取り込みが
少なく、また制御板からの剥離が容易でかつ剥離面の後
工程における取扱いが容易となる人工水晶を得ることを
目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In obtaining an artificial quartz crystal mainly grown in a specific orientation, the incorporation of impurities during hydrothermal synthesis is small, and peeling from the control plate is prevented. It is an object of the present invention to obtain an artificial quartz that is easy and easy to handle in a post-process of a peeling surface.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明者は、人工水晶の成長を規制する制御板に
ついて、育成対象の水晶と強固に固着することなく、ま
た不純物の発生の少ない材料の検討を行った結果、種子
水晶とは切断方位の異なった水晶板を用いることにより
上記問題を解決することを見いだしたものであり、次の
各構成を特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, the present inventor has proposed a control plate for regulating the growth of artificial quartz without firmly adhering to the crystal to be grown and generating impurities. As a result of studying a material having a small number of grains, the inventors have found that the above problem can be solved by using a quartz plate having a different cutting orientation from the seed quartz, and has the following features.
【0008】すなわち請求項1に示すように、熱対流を
用いた水熱合成法による人工水晶の製造方法であって、
所定切断方位の種子水晶を、当該切断方位と異なる切断
方位の水晶板からなる制御板に密接させた状態で育成を
進めることを特徴としている。That is, according to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing artificial quartz by a hydrothermal synthesis method using thermal convection,
It is characterized in that the seed crystal having a predetermined cutting orientation is grown in a state in which the seed crystal is brought into close contact with a control plate made of a quartz plate having a cutting orientation different from the cutting orientation.
【0009】請求項1によれば、種子水晶は制御板の配
置された方向とは逆の方向に主として成長する。例えば
Z板水晶(X−Y平面)は主たる成長面が厚み方向(Z
軸方向)であるが、一方のZ成長面側のみを成長させる
場合、他方のZ成長面に制御板を密接させ、この状態で
育成を進めることにより、主として一方のZ成長面側に
結晶が成長する。According to the first aspect, the seed crystal grows mainly in the direction opposite to the direction in which the control plate is arranged. For example, in a Z-plate quartz (XY plane), the main growth surface is in the thickness direction (Z
In the case where only one of the Z growth surfaces is grown, the control plate is brought into close contact with the other Z growth surface, and the crystal is mainly grown on one of the Z growth surfaces. grow up.
【0010】制御板との密接面は結晶成長が進行しない
ため、両者が強固に固着することがなく、育成完了後の
他方のZ成長面はほぼ種子水晶の平面状態を維持してい
る。従って制御板からの剥離がきわめて容易で、剥離作
業時において育成された人工水晶に破損を生じさせるこ
とがない。また種子水晶の平面状態を維持しているた
め、切断方位が確定しているきわめて平滑な面を得るこ
とができるので、後工程の各種切断加工工程において基
準面として用いることができる。Since the crystal growth does not progress on the surface in close contact with the control plate, the two do not firmly adhere to each other, and the other Z growth surface after the completion of the growth maintains the substantially flat state of the seed crystal. Therefore, peeling from the control plate is extremely easy, and the artificial quartz grown during the peeling operation is not damaged. In addition, since the seed crystal is maintained in a planar state, a very smooth surface in which the cutting orientation is determined can be obtained, and thus can be used as a reference surface in various subsequent cutting processes.
【0011】また制御板が水晶からなるので不純物の排
出がきわめて少なく、育成対象の水晶が不純物を取り込
む機会を減少させる。Further, since the control plate is made of quartz, the discharge of impurities is extremely small, and the chance of taking in impurities by the crystal to be grown is reduced.
【0012】また請求項2に示すように、熱対流を用い
た水熱合成法による人工水晶の製造方法であって、所定
切断方位の種子水晶の一部の面を、表面に水晶被膜を生
成させた金属板に密接させた状態で育成を進めることを
特徴としている。金属板は鉄等の表面に酸化物を形成し
やすい材料が好ましい。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for producing an artificial quartz by a hydrothermal synthesis method using thermal convection, wherein a quartz film is formed on a part of a surface of a seed quartz having a predetermined cutting orientation. It is characterized in that growing is carried out in a state of being brought into close contact with the metal plate. The metal plate is preferably made of a material such as iron that easily forms an oxide on the surface.
【0013】請求項2によれば、請求項1と同様に種子
水晶は制御板の配置された方向とは逆の方向に主として
成長する。制御板との密接面は表面に水晶被膜を生成さ
せた構成であるので、育成された人工水晶は強固に固着
することがなく、育成完了後の制御板が配置されたZ成
長面はほぼ種子水晶の平面状態を維持している。従って
制御板からの剥離がきわめて容易で、剥離作業時におい
て育成された人工水晶に破損を生じさせることがない。
また種子水晶の平面状態を維持しているため、切断方位
が確定しているきわめて平滑な面を得ることができるの
で、後工程の各種切断加工工程において基準面として用
いることができる。According to the second aspect, similarly to the first aspect, the seed crystal grows mainly in the direction opposite to the direction in which the control plate is arranged. Since the surface in close contact with the control plate has a structure in which a quartz film is formed on the surface, the grown artificial quartz does not firmly adhere, and the Z-growth surface on which the control plate has been placed after growth is almost completely seed-free. The plane state of the crystal is maintained. Therefore, peeling from the control plate is extremely easy, and the artificial quartz grown during the peeling operation is not damaged.
In addition, since the seed crystal is maintained in a planar state, a very smooth surface in which the cutting orientation is determined can be obtained, and thus can be used as a reference surface in various subsequent cutting processes.
【0014】また制御板の表面が水晶からなるので不純
物の排出がきわめて少なく、育成対象の水晶が不純物を
取り込む機会を減少させる。さらに制御板の母材が鉄等
の金属板からなるので、材料コストを引き下げることが
でき、また機械的強度も高いので取り扱いが簡便にな
る。Further, since the surface of the control plate is made of quartz, the discharge of impurities is extremely small, and the chance of taking in impurities by the crystal to be grown is reduced. Further, since the base material of the control plate is made of a metal plate such as iron, material cost can be reduced, and handling is simplified because of high mechanical strength.
【0015】さらに請求項3に示すように、請求項2記
載の人工水晶の製造方法において、金属板に側壁を形成
し、当該側壁にて水晶の成長を規制した構成としてもよ
い。Further, as set forth in claim 3, in the method for manufacturing artificial quartz according to claim 2, a side wall may be formed on the metal plate, and the growth of the crystal may be regulated on the side wall.
【0016】請求項3によれば、側壁により水晶の成長
が規制されるので、制御板と側壁の配置構成に対応した
水晶を得ることができ、また側壁により成長が規制され
た面は側壁に強固に固着することがない。According to the third aspect, since the growth of the crystal is restricted by the side wall, a crystal corresponding to the arrangement of the control plate and the side wall can be obtained, and the surface whose growth is restricted by the side wall is formed on the side wall. It does not stick firmly.
【0017】また請求項4は種子水晶の具体構成を開示
しており、請求項1または請求項2または請求項3記載
の人工水晶の製造方法において、種子水晶がX−Y平面
水晶板であり、主として一方のZ軸方向へ水晶を成長さ
せることを特徴としている。A fourth aspect of the present invention discloses a specific configuration of the seed crystal. In the method of manufacturing an artificial crystal according to the first, second, or third aspect, the seed crystal is an XY plane quartz plate. Is characterized in that crystal is grown mainly in one Z-axis direction.
【0018】X−Y平面水晶(Z板水晶)は主たる成長
面が厚み方向(Z軸方向)であるが、一方のZ成長面側
のみを成長させる場合、他方のZ成長面に制御板を密接
させ、この状態で育成を進めることにより、主として一
方のZ成長面側に結晶が成長する。このようにして成長
した水晶は種子水晶が端面に位置する構成であるので、
水晶の光学的特性を阻害せず、光学部品に適している。In the XY plane crystal (Z-plate crystal), the main growth surface is in the thickness direction (Z-axis direction). When only one Z growth surface is grown, a control plate is mounted on the other Z growth surface. By bringing them into close contact and promoting growth in this state, crystals grow mainly on one Z growth surface side. Since the crystal grown in this way has a configuration in which the seed crystal is located on the end face,
Suitable for optical components without impairing the optical characteristics of quartz.
【0019】さらに請求項5に示すように、請求項1か
ら請求項4に記載された人工水晶の製造方法において、
育成する種子水晶に密接される前記制御板を前記熱対流
の上流側に配置した構成としてもよい。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an artificial quartz according to the first to fourth aspects,
The control plate closely contacting the seed crystal to be grown may be arranged on the upstream side of the thermal convection.
【0020】育成炉内では育成用溶液を熱対流させる
が、育成溶液とともに不純物も熱対流する。上記構成に
よれば、熱対流の上流側すなわち多くの場合育成する種
子水晶の上方に制御板を配置する構成であるので、種子
水晶および結晶成長が進んだ人工水晶への不純物の沈着
を防止する。従って不純物の少ない人工水晶を得ること
ができる。In the growth furnace, the growing solution is subjected to thermal convection, and impurities are also thermally convected together with the growing solution. According to the above configuration, since the control plate is arranged on the upstream side of the heat convection, that is, above the seed crystal to be grown in many cases, the deposition of impurities on the seed crystal and the artificial crystal having advanced crystal growth is prevented. . Therefore, an artificial quartz with few impurities can be obtained.
【0021】また請求項6は、請求項1から請求項5に
記載された製造方法により製造される人工水晶であり、
制御板からの剥離がきわめて容易で、剥離作業による育
成された人工水晶に破損を生じさせることがなく、切断
方位が確定しているきわめて平滑な面を得ることができ
る。また不純物の含有量もきわめて少なくすることがで
きる。A sixth aspect of the present invention is an artificial quartz crystal manufactured by the manufacturing method according to the first to fifth aspects,
It is extremely easy to peel off from the control plate, and it is possible to obtain an extremely smooth surface in which the cutting orientation is determined without causing damage to the artificial quartz grown by the peeling operation. Further, the content of impurities can be extremely reduced.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0023】−人工水晶育成炉の構成説明− 先ず、本発明に係る人工水晶育成用溶液(以下、単に育
成用溶液と呼ぶ)を使用して人工水晶の育成を行うため
の人工水晶育成炉(以下、単に育成炉と呼ぶ)の構成に
ついて説明する。First, an artificial crystal growing furnace for growing an artificial crystal using the artificial crystal growing solution (hereinafter, simply referred to as a growing solution) according to the present invention. Hereinafter, the configuration of the growing furnace will be described.
【0024】図1は、本形態に係る育成炉1の内部構成
を示す断面図である。この図1に示すように、育成炉1
は、炉本体2の外周囲に図示しない電気炉が配設されて
おり、この電気炉3によって炉本体2が加熱されるよう
になっている。上記炉本体2は、上部が開放された有底
円筒状であり、上端開口21には、炉本体2の内部空間
4を密閉するための蓋体22が装着されている。この蓋
体22には、炉本体2の内部圧力を計測するための圧力
計が取り付けられている。更に、炉本体2の内部空間4
の上下方向中間位置には対流制御板23が配設されてい
る。この対流制御板23によって、炉本体2の内部空間
4は、下側の原料室41と上側の育成室42とに仕切ら
れている。FIG. 1 is a sectional view showing the internal configuration of the growth furnace 1 according to the present embodiment. As shown in FIG.
An electric furnace (not shown) is provided around the outer periphery of the furnace main body 2, and the furnace main body 2 is heated by the electric furnace 3. The furnace main body 2 has a bottomed cylindrical shape with an open top, and a lid 22 for sealing the internal space 4 of the furnace main body 2 is attached to an upper end opening 21. A pressure gauge for measuring the internal pressure of the furnace body 2 is attached to the lid 22. Further, the inner space 4 of the furnace body 2
A convection control plate 23 is disposed at an intermediate position in the vertical direction. The convection control plate 23 partitions the internal space 4 of the furnace main body 2 into a lower raw material chamber 41 and an upper growth chamber 42.
【0025】上記原料室41には、育成用原料である天
然水晶(ラスカ)5が収容されている。一方、育成室4
2には、水晶育成棚Fに支持された複数枚の種子水晶
6,6,…が収容されている。The raw material chamber 41 contains a natural crystal (laska) 5 as a raw material for growing. On the other hand, training room 4
2 accommodates a plurality of seed crystals 6, 6,... Supported on the crystal growing shelf F.
【0026】また、この炉本体2の内部空間4には、本
形態の特徴とする育成用溶液(アルカリ溶液)が充填さ
れている。The interior space 4 of the furnace body 2 is filled with a growing solution (alkaline solution) which is a feature of the present embodiment.
【0027】−人工水晶育成動作の説明− 上述の如く天然水晶5及び種子水晶6が収容され、且つ
育成用溶液が充填された育成炉1による人工水晶育成動
作について以下に説明する。-Explanation of the artificial crystal growing operation- The artificial crystal growing operation by the growing furnace 1 in which the natural crystal 5 and the seed crystal 6 are housed and filled with the growing solution as described above will be described below.
【0028】この育成動作では、上記電気炉3によって
炉本体2を加熱する。この加熱状態としては、育成室4
2よりも原料室41が高温となるように設定し、この温
度差によって、育成用溶液を高温高圧の元で原料室41
と育成室42との間を熱対流させる。本形態では、例え
ば、育成室42の温度を320℃に設定し、原料室41
の温度を360℃に設定している。つまり、両室41,
42の温度差を40℃に設定することで熱対流を行わせ
ている。尚、この両室41,42の温度及び温度差はこ
れに限るものではない。In this growing operation, the furnace main body 2 is heated by the electric furnace 3. The heating state includes the growth room 4
The temperature of the raw material chamber 41 is set to be higher than that of the raw material chamber 41, and the temperature difference causes the growing solution to be supplied to the raw material chamber 41 under high temperature and pressure.
And the growth room 42 is subjected to thermal convection. In the present embodiment, for example, the temperature of the growth chamber 42 is set to 320 ° C.
Is set to 360 ° C. That is, both rooms 41,
Heat convection is performed by setting the temperature difference of 42 to 40 ° C. The temperature and the temperature difference between the two chambers 41 and 42 are not limited to the above.
【0029】これにより、原料室41で溶解した天然水
晶5が、育成室42に達し、その際、冷却されて過飽和
状態となって種子水晶6上に析出成長する。この動作を
所定期間連続して行うことにより、所定の大きさの人工
水晶が得られる。As a result, the natural crystal 5 melted in the raw material chamber 41 reaches the growth chamber 42, where it is cooled and becomes supersaturated and grows on the seed crystal 6. By performing this operation continuously for a predetermined period, an artificial crystal having a predetermined size can be obtained.
【0030】図2は種子水晶を取り付ける構成を示す分
解斜視図である。図中に水晶の結晶軸方位(X、Y、
Z)を示しており、以降の図面についても同様に示して
いる。また図3は図2において組み立てた状態の長手方
向断面図、図4は同短手方向断面図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a structure for attaching a seed crystal. In the figure, the crystal axis directions (X, Y,
Z), and the same applies to the following drawings. 3 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the assembled state in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view in the short direction.
【0031】種子水晶6は矩形のZ板水晶であり、育成
炉の鉛直方向に対して直角に位置するよう多数個支持さ
れている。より詳しくは前記水晶育成棚Fには一対の支
持具F1,F1が多数個所定の間隔を持って配置されて
おり、当該支持具F1,F1間に種子水晶6が架設状態
で支持されている。各支持具には位置決め用の段部F
2,F2が形成されており、種子水晶の上面側には制御
板7が種子水晶と密接して設置されている。当該制御板
7はR面切断された水晶板からなり、このR面切断は前
記種子水晶とは異なった切断方位である。また制御板7
の上方には鉄等からなる保持板71が設置され、当該保
持板71は、図示しない係止具等により前記支持具F
1,F1に固定される。なお、本実施の形態においては
保持板71には逆凹部71aが形成されており、当該凹
部に前記制御板7が収納される構成となっている。The seed crystal 6 is a rectangular Z-plate crystal and is supported in large numbers so as to be positioned at right angles to the vertical direction of the growing furnace. More specifically, on the crystal growing shelf F, a large number of a pair of supports F1 and F1 are arranged at predetermined intervals, and a seed crystal 6 is supported between the supports F1 and F1 in a erected state. . Each support has a positioning step F
2 and F2 are formed, and a control plate 7 is provided on the upper surface side of the seed crystal in close contact with the seed crystal. The control plate 7 is formed of an R-plane cut quartz plate, and the R-plane cut has a cutting direction different from that of the seed crystal. Control board 7
A holding plate 71 made of iron or the like is installed above the supporting member F.
1, fixed to F1. In the present embodiment, the holding plate 71 is formed with an inverted concave portion 71a, and the control plate 7 is housed in the concave portion.
【0032】水晶育成を進めると図3,図4中点線で示
すように種子水晶は主として制御板のないZ軸方向に結
晶成長するが、種子水晶の制御板と密接している面は結
晶成長がなく、育成完了後は支持具から容易に取り外す
ことができ、研磨等の処理を行うことなく平滑な面を得
ることができる。As the crystal growth proceeds, the seed crystal mainly grows in the Z-axis direction without the control plate as shown by the dotted line in FIGS. 3 and 4, but the surface of the seed crystal that is in close contact with the control plate is crystal grown. After the growth is completed, it can be easily removed from the support, and a smooth surface can be obtained without performing a treatment such as polishing.
【0033】支持具の他の構成について図面とともに説
明する。図5は分解斜視図、図6は図5を組み立てた場
合の長手方向断面図、図7は同短手方向断面図である。
この構成においては、上記実施の形態に対して制御板の
材料並びに構成が異なっている。すなわち制御板8は水
晶被膜8bが表面に形成された鉄板(金属板)を用いて
いるとともに、X軸方向の成長を規制する側壁81,8
2を有している。鉄板に水晶被膜を生成させる方法は、
例えば図1に示すような育成炉により短期間の水熱合成
により形成する。すなわち育成炉の原料室にはラスカを
収納し、育成室には制御板の母材8aを構成する鉄板を
所定の間隔に吊り下げ、数日間水晶育成と同様の環境下
におく。これにより鉄板の表面には薄い結晶化した水晶
が析出し、表面に水晶被膜(結晶化した被膜)8bが形
成された制御板8を得ることができる。このような手法
はもちろん図5に示すような屈曲部分(側壁81,8
2)を有する金属板にも適用できる。Another configuration of the support will be described with reference to the drawings. 5 is an exploded perspective view, FIG. 6 is a longitudinal sectional view when FIG. 5 is assembled, and FIG. 7 is a transverse sectional view thereof.
In this configuration, the material and configuration of the control plate are different from those of the above embodiment. That is, the control plate 8 uses an iron plate (metal plate) on the surface of which a quartz film 8b is formed, and the side walls 81, 8 for regulating the growth in the X-axis direction.
Two. The method of forming a quartz film on an iron plate is as follows:
For example, it is formed by short-term hydrothermal synthesis in a growth furnace as shown in FIG. That is, a lasker is stored in the raw material chamber of the growth furnace, and an iron plate constituting the base material 8a of the control plate is suspended at a predetermined interval in the growth chamber, and is kept under the same environment as crystal growth for several days. As a result, a thin crystallized crystal is deposited on the surface of the iron plate, and the control plate 8 having the crystal film (crystallized film) 8b formed on the surface can be obtained. Such a method is, of course, applied to the bent portions (side walls 81, 8) as shown in FIG.
The present invention can also be applied to a metal plate having the condition 2).
【0034】図5に示すように、前記水晶育成棚Fには
一対の支持具F1,F1が多数個所定の間隔を持って配
置されており、当該支持具F1,F1間に種子水晶6が
架設状態で支持されている。支持具には位置決め用の段
部が形成されており、種子水晶の上面側には制御板8が
種子水晶と密接して設置されている。当該制御板8は上
述のとおり表面に水晶化合物生成された鉄板からなり、
図示しない係止具等により前記支持具F1,F1に固定
される。As shown in FIG. 5, a plurality of a pair of supports F1, F1 are arranged on the crystal growing shelf F at a predetermined interval, and a seed crystal 6 is placed between the supports F1, F1. It is supported in a erected state. A positioning step is formed on the support, and a control plate 8 is provided on the upper surface of the seed crystal in close contact with the seed crystal. The control plate 8 is made of an iron plate on the surface of which a quartz compound is formed as described above,
It is fixed to the supporting members F1 and F1 by a not-shown locking member or the like.
【0035】このような構成によれば、Z面の一方の成
長面並びに−X面、+X面の成長が規制された人工水晶
を得ることができ、各規制された成長面は平坦な状態と
することができる。なお、X面の成長の規制すなわち制
御板における側壁の形成は、例えば+X面のみのように
片面のみに対して行ってもよい。According to such a configuration, it is possible to obtain an artificial crystal in which the growth of one of the Z planes and the growth of the -X and + X planes is regulated, and each regulated growth plane is in a flat state. can do. The regulation of the growth of the X plane, that is, the formation of the side wall in the control plate may be performed on only one side, for example, only on the + X plane.
【0036】[0036]
【発明の効果】請求項1によれば、制御板に種子水晶と
異なった切断方位の水晶を用いているので、不純物の排
出が少なく高品質の人工水晶を得ることができる。また
種子水晶と制御板で強固な固着が起こることがないので
制御板からの剥離が容易で、かつ剥離面の後工程におけ
る取扱いが容易となる。According to the first aspect, since a crystal having a cutting orientation different from that of the seed crystal is used for the control plate, it is possible to obtain a high-quality artificial crystal with less discharge of impurities. In addition, since strong bonding does not occur between the seed crystal and the control plate, peeling from the control plate is easy, and handling of the peeled surface in a subsequent step is easy.
【0037】請求項2によれば、制御板に金属板を母材
とし表面に水晶化合物を生成させた構成であるので、不
純物の排出が少なく高品質の人工水晶を得ることができ
る。また母材が金属板からなるので材料コストを引き下
げることができ、また機械的強度も高いので取り扱いが
簡便になる。さらに種子水晶と制御板で強固な固着が起
こることがないので制御板からの剥離が容易で、かつ剥
離面の後工程における取扱いが容易となる。According to the second aspect, since the control plate has a structure in which a metal plate is used as a base material and a crystal compound is generated on the surface, it is possible to obtain a high-quality artificial quartz with less discharge of impurities. Further, since the base material is made of a metal plate, material costs can be reduced, and handling is simplified because of high mechanical strength. In addition, since there is no strong fixation between the seed crystal and the control plate, the separation from the control plate is easy, and the handling of the peeled surface in a subsequent step is easy.
【0038】請求項3によれば、側壁により水晶の成長
が規制されるので、請求項2における効果に加えて、制
御板と側壁の配置構成に対応した水晶を得ることができ
る。また側壁により成長が規制された面は側壁に強固に
固着することがなく、後の切断加工も容易となる。According to the third aspect, since the growth of the crystal is regulated by the side wall, in addition to the effect of the second aspect, a crystal corresponding to the arrangement of the control plate and the side wall can be obtained. In addition, the surface whose growth is regulated by the side wall does not firmly adhere to the side wall, and the subsequent cutting process is easy.
【0039】請求項4によれば主として一方のZ成長面
側に結晶が成長する。このようにして成長した水晶は種
子水晶が端面に位置する構成であるので、水晶の光学的
特性を阻害せず、高品質の光学部品用の人工水晶を得る
ことができる。According to the fourth aspect, the crystal grows mainly on one Z growth surface side. Since the crystal grown in this manner has a configuration in which the seed crystal is located at the end face, it is possible to obtain a high-quality artificial crystal for optical components without impairing the optical characteristics of the crystal.
【0040】請求項5によれば、熱対流の上流側に制御
板を配置する構成であるので、種子水晶および結晶成長
が進んだ人工水晶への不純物の沈着を防止する。従って
より不純物の少ない高品質な人工水晶を得ることができ
る。According to the fifth aspect, since the control plate is arranged on the upstream side of the heat convection, the deposition of impurities on the seed quartz and the artificial quartz with advanced crystal growth is prevented. Therefore, a high-quality artificial quartz with less impurities can be obtained.
【0041】請求項6よれば、制御板からの剥離がきわ
めて容易で、剥離作業による育成された人工水晶に破損
を生じさせることがなく、切断方位が確定しているきわ
めて平滑な面を有する人工水晶を得ることができる。ま
た不純物の含有量がきわめて少ない、高品質な人工水晶
を得ることができる。According to the sixth aspect of the present invention, the artificial quartz having an extremely smooth surface whose cutting orientation is determined is extremely easy to be peeled from the control plate without causing damage to the artificial quartz grown by the peeling operation. You can get crystal. In addition, a high-quality artificial quartz having an extremely small impurity content can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】育成炉の内部構成を示す断面図FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal configuration of a growth furnace.
【図2】支持具を示す分解斜視図FIG. 2 is an exploded perspective view showing a support.
【図3】図2の長手方向断面図FIG. 3 is a longitudinal sectional view of FIG. 2;
【図4】図2の短手方向断面図FIG. 4 is a cross-sectional view in the lateral direction of FIG. 2;
【図5】支持具の他の構成例を示す分解斜視図FIG. 5 is an exploded perspective view showing another configuration example of the support tool.
【図6】図5の長手方向断面図6 is a longitudinal sectional view of FIG. 5;
【図7】図5の短手方向断面図FIG. 7 is a cross-sectional view in the lateral direction of FIG. 5;
1 人工水晶育成炉 2 炉本体 4 内部空間 5 天然水晶 6 種子水晶 7、8 制御板 F1 支持具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Artificial crystal growing furnace 2 Furnace main body 4 Internal space 5 Natural crystal 6 Seed crystal 7, 8 Control plate F1 Support
Claims (6)
晶の製造方法であって、 所定切断方位の種子水晶の一部の面を、当該切断方位と
異なる切断方位の水晶板からなる制御板に密接させた状
態で育成を進めることを特徴とする人工水晶の製造方
法。1. A method for producing an artificial quartz by a hydrothermal synthesis method using thermal convection, wherein a part of a surface of a seed crystal having a predetermined cutting orientation is controlled by a quartz plate having a cutting orientation different from the cutting orientation. A method for producing artificial quartz, characterized in that growing is carried out in a state of being brought into close contact with a plate.
晶の製造方法であって、 所定切断方位の種子水晶の一部の面を、表面に水晶被膜
を生成させた金属板に密接させた状態で育成を進めるこ
とを特徴とする人工水晶の製造方法。2. A method for producing an artificial quartz by a hydrothermal synthesis method using thermal convection, wherein a part of a surface of a seed quartz having a predetermined cutting orientation is brought into close contact with a metal plate having a quartz film formed on the surface. A method for producing an artificial quartz, characterized in that growing is carried out in a state where the artificial quartz is grown.
水晶の成長を規制したことを特徴とする請求項2記載の
人工水晶の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the metal plate has a side wall, and the growth of the crystal is restricted on the side wall.
として一方のZ軸方向へ水晶を成長させることを特徴と
する請求項1または請求項2または請求項3記載の人工
水晶の製造方法。4. The production of an artificial quartz according to claim 1, wherein the seed quartz is an XY plane quartz plate, and the quartz is grown mainly in one Z-axis direction. Method.
板を前記熱対流の上流側に配置したことを特徴とする請
求項1乃至請求項4のいずれかに記載の人工水晶の製造
方法。5. The method of manufacturing an artificial quartz according to claim 1, wherein the control plate closely contacting the seed crystal to be grown is arranged upstream of the thermal convection.
の人工水晶の製造方法により製造される人工水晶。6. An artificial quartz crystal manufactured by the method of manufacturing an artificial quartz crystal according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000305541A JP2002114599A (en) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Method for manufacturing artificial quartz and artificial quartz by the manufacture method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005289693A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Nikon Corp | Artificial quartz member, optical element, optical system, projection aligner, and method for selecting artificial quartz member |
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2000
- 2000-10-04 JP JP2000305541A patent/JP2002114599A/en active Pending
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