DE2803040A1 - Verfahren zur herstellung von elektronischen mikrowellenvorrichtungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von elektronischen mikrowellenvorrichtungen

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DE2803040A1
DE2803040A1 DE19782803040 DE2803040A DE2803040A1 DE 2803040 A1 DE2803040 A1 DE 2803040A1 DE 19782803040 DE19782803040 DE 19782803040 DE 2803040 A DE2803040 A DE 2803040A DE 2803040 A1 DE2803040 A1 DE 2803040A1
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Michael Nemiroff
William Russell Schevey
Hong Jun Yue
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Allied Chemical Corp
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description

Verfahren zur Herstellung von elektronischen Mikrowellenvorrichtungen
Die Erfindung betrifft elektronische Mikrowellenvorrichtungen, die Yttriumeisengranat verwenden, und speziell ein Verfahren zur Gewinnung von lanthandotierten Yttriumeisengranatscheiben, die in solchen Vorrichtungen geeignet sind.
Yttriumeisengranat (Y-Fe^O1_, YIG) ist ein wichtiges Material für elektronische Mikrowellenvorrichtungen, da er bei Mikrowellenfrequenzen einen hohen Q-Wert hat. Bisher wurden weitgehend Kugeln von YIG als Schmalbandfilter, Mikrowellenresonatoren und dergleichen verwendet. Die Kugeln werden einzeln aus YIG-Einkristallen, die aus der Schmelze nach einem Kristallwachstumsverfahren, das gewöhnlich mehrere Wochen benötigt, gezüchtet werden, hergestellt. Die Herstellung von Kristallen unter Bildung kleiner Kugeln ist zeitraubend und erfordert komplizierte und aufwendige Poliermethoden.
Das Flüssigphasenepitaxiewachstum (LPE) von YIG-Filmen auf Gadoliniumgalliumgranat (Gd^Ga5O1„, GGG) als Substrat mit anschließender Verarbeitung zu photogeätzten Scheiben wurde in Band MAG-9, IEEE Transactions on Magnetics, Seiten 535 bis 537 (1973) beschrieben. Da YIG einen kleineren Raumgitterpara-
2+
meter als GGG hat, wurden Pb -Ionen in das YIG-Gitter eingearbeitet, um Raumgitterparameterkonstanten besser passend zu machen und so Spannungen zu vermindern, die sonst infolge des schlechten Zusammenpassens in dem Raumgitter auftreten würden. Der Bleigehalt führte jedoch offensichtlich zu einer Verbreite-
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rung der Linienbreite der ferromagnetischen Resonanz, was zu YIG-Scheiben führte, die weniger geeignet für Mikrowellenresonanzanwendungen waren. Außerdem wurde während der Verarbeitung des YIG-Filmes zu YIG-Photoätzscheiben zerstäubtes SiO2 verwendet, um den YIG-FiIm zu maskieren. Das zerstäubte SiO2 führte offensichtlich zu einer Oberflächenverschlechterung des YIG-Filmes und als Folge hiervon zu einer weiteren Verbreiterung der Linienbreite der ferromagnetischen Resonanz.
Eine Untersuchung der Abhängigkeit des Raumgitterparameters von der Zusammensetzung in ersetzten Yttriumeisengranatepitaxialschichten, die auf GGG-Substraten gewachsen waren, wurde veröffentlicht. Siehe beispielsweise Band 17 und 26, Journal of Crystal Growth, Seite 322 bis 328 (1972) und 122 bis 126 (1974). In dieser Untersuchung wird Yttrium durch Gadolinium, Samarium und Lanthan ersetzt, während Eisen durch Gallium ersetzt wird. Es werden jedoch keine brauchbaren Methoden zur Herstellung von Mikrowellenvorrichtungen angegeben.
Gemäß der Erfindung bekommt man ein Massenproduktionsverfahren zur Herstellung von Gruppen dicker, fehlerfreier Yttriumeisengranatscheiben (YIG). Dieses Verfahren besteht darin, daß man
a) einen dünnen Film von Yttriumeisengranat, der mit etwa 0,5
3+ bis 1,5 Atom-% dreiwertiger Lanthanionen (La ) dotiert ist, auf einem Gadoliniumgalliumgranatsubstrat bildet,
b) eine dünne Schicht von SiO- auf der lanthandotierten Yttriumeisengranatschicht bildet,
c) eine Photoätzgrundmaskenschicht bzw. Photoätzschutzschicht auf der SiO2-Schicht bildet,
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d) Teile der Photoätzgrundmaskenschicht entfernt und so Teile der darunterliegenden SiO„-Schicht freilegt,
e) die freigelegten Teile der SiO2-Schicht entfernt und so Teile der darunterliegenden YIG-Schicht freilegt und
f) die freigelegten Teile der YIG-Schicht entfernt und so eine Gruppe isolierter La : YIG-Scheiben auf dem GGG-Substrat bildet.
Die Methode, die das bekannte isotherme LPE (Flüssigphasenepitaxie) -Eintauchverfahren benutzt, ergibt YIG-Filme mit schmaler Linienbreite. Das schlechte Zusammenpassen innerhalb des Raumgitters zwischen YIG und GGG wird auf ein Minimum herabgesetzt, indem etwa 0,5 bis 1,5 Atom-% La -Ionen auf den Dodecaederseiten des YIG-Gitters eingearbeitet werden.
La : YIG-Filme werden bei einer Temperatur von 950 bis 960 C gezüchtet, was etwa 100° C höher als bei Pb, Pt : YIG-Filmen ist. Schmelzen höherer Temperatur sind weniger viskos und hinterlassen somit kleinere und weniger Flußmittelflecken auf der Oberfläche des Filmes während des Abschleuderns von Flußmittel nach dem Filmwachstum.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 6 Querschnittdarstellungen der Aufeinanderfolge der verschiedenen Verfahrensstufen bei der Herstellung einer Mikrowellenvorrichtung nach der Erfindung.
Dicke YIG-Filme, die für die Verwendung in Mikrowellenvorrichtungen geeignet sind, können auf GGG-Substraten nur dann gezüchtet werden, wenn die schlechte Zusammenstellung oder Anpassung des Filmsubstratgitters klein ist. Undotierte YIG-Filme mit einer Dicke größer als 10,Um brechen gewöhnlich infolge
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der Spannung an der Filmsubstratgrenzfläche. Die Gitterkonstante von undotiertem YIG ist 0,008 Ä kleiner als die von deckungsgleich gewachsenem oder gezüchtetem GGG. Die hier beschriebene
3+ Methode verwendet nichtmagnetisches La , um das YIG-Gitter auszudehnen, so daß es mit dem von GGG im wesentlichen zusammenpaßt. Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik der Mikro-
2+
wellenvorrichtungen, die aus Pb zur Aufweitung des YIG-Git-
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ters in die Schmelze sowie Pt aus dem Wachsturnsschmelztiegel als ein ladungskompensierendes Ion einarbeiteten.
Das Verfahren nach der Erfindung bildet einen dünnen Epitaxialfilm von lanthandotiertem Yttriumeisengranatfilm auf einem Substrat aus Gadoliniumgalliumgranat. Nach der Ablagerung des La : YIG-Filmes werden die Filme dann zu einer Gruppe von Scheiben verarbeitet, indem man zuerst eine dünne Schicht von SiO„ aufbringt, eine Photoätzgrundmaske aufspinnt und den Photoätzgrund durch eine Lochmustermaske belichtet. Das resultierende Scheibenmuster wird durch eine SiO2~Ätzung unter Verwendung eines HF-Ätzmittels und sodann durch eine Granatätzung unter Verwendung eines heißen H-PO.-ÄtzmitteIs beibehalten. Die SiO2-Schicht ist undurchlässig für das hochtemperierte Phosphorsäureätzmittel und ist ein notwendiger Teil des Verfahrens, es sei denn daß ein Photoätzgrund verwendet wird, der auch für heiße Phosphorsäure undurchlässig ist. Die SiO„-Schicht kann, wenn erwünscht, entfernt oder intakt gelassen werden. Wenn sie intakt gelassen wird, kann sie als eine passivierende Schicht für die La : YIG-Scheiben dienen, da die SiO2-Schicht die ferromagnetische Resonanzlinienbreite nicht nachteilig beeinflußt.
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Das Verfahren wird bequemer unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. In Fig. 1 trägt ein Substrat 10 aus Gadoliniumgalliumgranat (Gd-Ga1-O12, GGG) einen dünnen Film 11 aus Yttriumeisengranat (Y-jFeoO.. „r YIG). Gemäß der Erfindung wird jedoch der dünne Film nach einem Verfahren gebildet, das etwa 0,5 bis 1,5 Atom-% dreiwertige Lanthanionen (La ) auf den Dodecaederseiten des YIG-Kristallgitters einarbeitet. Die Zusammensetzung des Filmes kann somit als (Y., La ) Fe1-O10 repräsentiert werden, worin χ im Bereich von etwa O,O15 bis O,O45 liegt.
Der Wert von χ wird durch Betrachtungen bezüglich des schlechten Zusammenpassens des Raumgitterparameters erzwungen. Der Raumgxtterparameter von undotiertem YIG ist etwa 0,008 A kleiner als der von GGG. Als Folge dieses schlechten Raumgitter zusammenpassens entstehen Spannungen in dem Film, die, wenn sie genügend stark sind, zu einem Brechen des YIG-Filmes führen. Ein Wert von χ von etwa 0,015 bis 0,045 vermindert die schlechte Anpassung des Raumgitters um wenigstens einen Faktor von 2 und gestattet das Züchten oder Wachstum von Filmen mit einem Dickenbereich von bis zu etwa 20 bis 30 ,um. Für das Wachstum dickerer Filme bis in die Nähe von 100 ,um muß der Wert von χ im Bereich von etwa 0,02 bis 0,03 liegen, d.h. etwa 0,67 bis 1,0 Atom-% der Yttriumionen auf den Dodecaederseiten müssen durch La ersetzt werden.
Das Wachstum der La : YIG-Filme erfolgt unter Verwendung eines isothermischen Flüssigphasenepitaxieverfahrens (LPE) unter Anwendung eines Wachstums des Filmes auf dem Substrat aus einer geschmolzenen Lösung der Oxidbestandteile plus Flußmittel bei
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einer konstanten Temperatur, die auf einem überkühlten Zustand gehalten wird. Das Substrat wird bequemerweise nach der Czochralski-Methode angefertigt. Da jene Verfahren bekannt sind und nicht Teil der Erfindung bilden, werden Einzelheiten hiervon weggelassen. Die Verwendung des Verfahrens gestattet ein Wachstum oder Züchten von La : YIG-Filmen bei etwa 950 bis 960° C unter Bedingungen von etwa 10° C Überkühlung. Eine solch hohe Temperatur vermeidet viskose Schmelzen. Weniger viskose Schmelzen fördern eine größere Wachstumsgeschwindigkeit der Filme, was eine bessere Steuerung der Dickengleichmäßigkeit ermöglicht. Weniger viskose Schmelzen machen auch die anschließende Verarbeitung wirksamer, da die Flußmittelentfernung nach der Ausbildung der Filme leichter ist. Außerdem ist bei solche hohen Temperaturen die Pb-Einarbeitung aus dem Flußmittel sehr gering.
Das Wachstum des La : YIG-Filmes erfolgt unter solchen Bedingungen, daß eine Wachstumsgeschwindigkeit von wenigstens etwa 1 ,um/Min, aufrechterhalten wird. Eine solche Wachsturnsgeschwindigkeit ist erforderlich, um die Bildung einer Trübung und von Kristallflächen zu vermeiden.
Nach der Ausbildung des La : YIG-Filmes wird eine dünne Schicht 12 von SiO2 über dem Film ausgebildet, wie in Fig. 2 gezeig* iit. Obwohl viele Verfahren zur Ausbildung von SiO2" Schichten verfügbar sind, ist ein Verfahren, das eine mögliche Oberflächenzerstörung auf dem La : YIG-FiIm vermeidet, bevorzugt, da angegriffene Filme gewöhnlich weniger geeignet für Mikrowellenanwendungen sind. SiQ„-Schichten, die im wesentlichen keine Zerstörung äe.s La : YIG-Filmes hervorrufen, werden
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bequemerweise durch chemische Dampfablagerung (CVD) von SiO~ durch Zersetzung von Silan in Sauerstoff bei etwa 450° C erzeugt. Solche CVD-Verfahren sind in der Technik bekannt. Alternativ werden SiO2-Schichten bequemerweise durch Verwendung dotiermittelfreier Aufspinnlösungen einer SiO2-Quelle gebildet/ die typischerweise siliciumorganische Zusammensetzungen enthalten. Ein Beispiel einer solchen Lösung wird unter der Handels-
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bezeichnung Accuspin ^^-Lösungen von der Allied Chemical Corporation, Morristown, N.J. vertrieben.
Die Aufspinnlösungen einer SiO„-Quelle werden bequemerweise auf den La : YIG-FiIm durch Spinnen der Lösung auf den Film unter Verwendung einer herkömmlichen Photoätzgrundspinneinrichtung aufgebracht. Die Lösung der SiO3-QUeIIe wird durch Zersetzung bei etwa 200 C in SiO1, umgewandelt.
Die SiO2-Schicht, die gebildet wird, ist geeignet, den La : YIG-FiIm während des anschließenden Ätzens von Teilen des Filmes zu schützen. Für verbesserte Anhaftung und Verdichtung der SiO2-Schicht auf dem La : YIG-FiIm jedoch ist es bevorzugt, daß die SiO2~Schicht bei etwa 400 bis 900° C geglüht wird. Die verbesserte. Anhaftung führt zu weniger Hinterschneidungen der SiO2-Schicht während des Ätzens und damit zu einer besseren Begrenzung der La : YIG-Scheiben. Die verbesserte Verdichtung führt zu geringerer Möglichkeit eines Durchdringens des Ätzmittels durch die SiO^-Schicht.
Obwohl nicht kritisch, wird eine Temperatur von etwa 400° C als die Mindesttemperatur angesehen, bei der die verbesserte Anhpftung und Verdichtung erhalten wird. Bei jener Temperatur ist eine Zeit von etwa 30 Minuten ausreichend, um die vorteil-
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haften Wirkungen zu realisieren, und dies ist. die bevorzugte Mindestzeit, während eine Zeit von etwa 60 Minuten keine weiteren Verbesserungen ergibt, so daß dies aus wirtschaftlichen Erwägungen auch die bevorzugte Maximalzeit ist.
Obwohl nicht kritisch, wird eine Temperatur von etwa 900 C als die Maximaltemperatur angesehen, bei der die verbesserte Anhaftung und Verdichtung erhalten werden. Bei 900° C ist eine Zeit von etwa 10 Minuten ausreichend, um die vorteilhaften Wirkungen zu realisieren, und ist die bevorzugte Mindestzeit, während eine Zeit von etwa 20 Minuten keine weiteren Verbesserungen ergibt, so daß nach wirtschaftlichen Überlegungen dies auch die bevorzugte Maximalzeit ist.
Die Atmosphäre, in welcher das Erhitzen oder Glühen durchgeführt wird, ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie chemisch nicht mit dem La : YIG-FiIm reagiert. Vorzugsweise wird eine inerte Atmosphäre, wie Stickstoff, verwendet.
Die Dicke der SiO»-Schicht ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß sie dick genug ist, um eine zusammenhängende Schicht zu bilden und dünn genug ist, um in annehmbarer Zeit durch Ätzen entfernt zu werden. Eine Dicke von etwa 0,5 ,um ist allgemein ausreichend.
Nunmehr wird eine Photoätzgrundmaskenschicht 13 über der SiO„-Schicht gebildet, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das Photoätzgrundmaterial ist nicht kritisch und wird nach bekannten Methoden aufgebracht.
Anteile der Photoätzgrundschicht werden dann durch eine Lochmustermaske unter Verwendung bekannter Methoden belichtet. Irgend-
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eine Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung, die gewöhnlich benutzt wird, wie sichtbares Licht, UV-Licht, weiche Röntgenstrahlung oder Elektronenstrahlen, können zur Belichtung der Anteile der Photoätzgrundschicht verwendet werden. Obwohl irgendein Muster verwendet werden kann, ist doch eine geometrische Lochgruppe, die die Zahl von La : YIG-Vorrichtungen auf der GGG-Scheibe maximiert, bevorzugt. Die Abmessungen der Löcher werden so ausgewählt, daß man letztlich La : YIG-Scheiben von etwa 1 bis 2 mm Durchmesser bildet. Die unerwünschten Teile der Photoätzgrundschicht werden dann nach bekannten Methoden entfernt, um Teile der darunterliegenden SiO^-Schicht freizulegen, wie inFig. 4 gezeigt ist.
Die freigelegten Teile der SiO2-Schicht werden dann mit einem HP-Ätzmittel entfernt, um Teile des darunterliegenden La : YIG-Pilmes freizulegen, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Obwohl viele gepufferte Oxidätzmittel geeignet sind, umfassen zwei Ätzmittel, die sich als besonders brauchbar erwiesen, entweder eine Lösung von 40 %-igem NH4F und 49 %-igem HF in einem Verhältnis von etwa 4:1, was als ein schnelles Ätzmittel angesehen wird, oder eine Lösung von 40 %-igem NH4F und 49 %-igem HF in einem Verhältnis von etwa 10:1, was als ein langsames Ätzmittel angesehen wird. Andere Ätzmittelzusammensetzungen liegen in der Mitte zwischen beiden Ätzmitteln und sind ebenfalls geeignet. Ähnliche gepufferte Oxidätzmittel sind unter den Handelsbezeichnungen BOE 1235 (mit etwa 1200 S/Min, schnell ätzend) und BOE 500 (mit etwa 500 δ/Min. langsam ätzend) bei der Allied Chemical Corporation, Morristown, N.J. erhältlich. Diese Ätzmittel wurden bequemerweise bei Raumtemperatur verwendet.
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Die freigelegten Anteile des La : YIG-Filmes werden dann mit einem heißen EUPO.-Ätzmittel entfernt, wobei sich isolierte Scheiben von La : YIG bilden, die sich auf dem GGG-Substrat abstützen. Die Photoätzgrundschicht wird auch entfernt, gewöhnlich vor der Entfernung der Teile des La : YIG-Filmes. Es wird ein herkömmliches Lösungsmittel zur Entfernung der Photoätzgrundschicht bzw. Schutzschicht verwendet. Die resultierende Struktur ist in Fig. 6 gezeigt. Die SiO„-Schicht kann entweder entfernt oder an ihrer Stelle gelassen werden. Es ist jedoch bevorzugt, die SiO2-Schicht intakt zu lassen, da die Schicht den La : YIG-FiIm während der anschließenden Verarbeitung zu Vorrichtungen schützen kann.
Die Η-,ΡΟ. wird bequemerweise als eine wäßrige Lösung von 85 %-iger H^PO4 verwendet. Erhöhte Temperatur wird benutzt. Eine Temperatur von etwa 160° C führt zu einer schnellen Ätzung und kann in Verbindung mit dem schnellen HF-Ätzmittel benutzt werden. Eine Temperatur von etwa 140 C führt zu einer langsamen Ätzung und wird vorzugsweise in Verbindung mit dem langsamen HF-Ätzmittel aus den nachfolgend beschriebenen Gründen benutzt.
Für La : YIG-Scheiben mit 5,Um Dicke? die mit 9,45 GHz angeregt werden, bekommt man eina Linienbreite von etwa 0,85 Oe für die Kombination von schnellem SiQp1-litzen mit schnellem Granatätzen, während eine Linienbreite von etwa 0,45 Oe für die Kombination von langesamem SiO^-S-tzen mit. langsamem Granatätzen erhalten wird. Folglich ist die langsame Jltzkombinatiozi bevorzugt, da schmalere Linienbreiten erhalten werden. Außerdem führt die langsame Ätzkombination zu einer besseren Begrenzung der La : YIG-Scheiben.
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Nach den oben beschriebenen Verarbeitungsstufen wird das GGG-Plättchen, das die Scheiben von La : YIG enthält, nach bekannten Methoden zerschnitten und zersägt, um Einzelabschnitte von GGG-Substrat zu erzeugen, die jeweils wenigstens eine Scheibe von La : YIG darauf tragen. Die Scheiben werden dann, wenn erforderlich, weiter bearbeitet, um Mikrowellenvorrichtungen daraus zu fabrizieren, wie Mikrowellenfilter, Oszillatoren, Multipliziereinheiten usw.
Das Verfahren nach der Erfindung gestattet somit die Massenproduktion von La : YIG-Scheiben für die Anwendung in Mikrowellenvorrichtungen. Angenommen, daß die mittleren 80 % des La : YIG-Filmes brauchbar sind und daß zwischen den Scheiben Abstände von 0,25 mm erzeugt werden, dann können aus einem Plättchen von 5 cm Durchmesser etwa 800 Scheiben mit einem Durchmesser von 1 mm oder 30 Scheiben mit einem Durchmesser von 5 mm hergestellt werden.
Beispiele
PbO, P2°3 und Fe2°3 von Jonnson Matthey-Qualität I wurden zusammen mit 99,999 %-igem Y2°3 von Molycorp und 99,999 %-igem La2O-J von Johnson Matthey für das Filmwachstum von La : YIG verwendet. Polierte ζΐΐΐ) GGG-Substrate von 2,5 cm wurden verwendet, worauf La : YIG-Epitaxialfilme mit Geschwindigkeiten von wenigstens etwa 1 ,um/Min, bei einer Temperatur von etwa 950° C unter Bedingungen von etwa 10° C Überkühlung gezüchtet wurden. Röntgenstrahlendiffraktometerabtastungen zeigten, daß die schlechte Anpassung des Filmsubstrates geringer als OrOO2 A war. Die Zusammensetzung einer Schmelze, die sum Züchten der
31/0751 oBtG^ »NsP0=TED
La : YIG-Filme mit einer schlechten Gitteranpassung von nahezu Null auf GGG verwendet wurde, war folgende:
Oxid Mol
PbO 2,24
B3O3 0,152
Fe2O3 0,199
Y2O3 0,0211
La3O3 0,0015
Ungebrochene La : YIG-Filme wurden bis zu einer Dicke von 18,um gezüchtet. Wesentlich dickere Filme, deren schlechte Anpassung nahezu Null ist, können ebenfalls gezüchtet werden.
Die La : YIG-Filme wurden dann zu Scheibengruppen verarbeitet, indem zunächst eine 0,5 ,um dicke Schicht von SiO2 aufgebracht wurde, indem eine dotiermittelfreie Aufspinnlösung einer SiO2-Quelle bei Raumtemperatur verwendet wurde. Die Schicht wurde dann 15 Minuten in N2 unter Bildung und Verdichtung des SiO2 auf 900 C erhitzt. Eine Schicht des negativen Photoätzgrundes wurde dann über der SiO^-Schicht ausgebildet und durch eine Lochmustermaske von 1 mm belichtet. Das resultierende Scheibenmuster wurde während des SiO„-Ätzens und dann während des Granatätzens beibehalten. Die SiO2~Schicht war undurchlässig für die Phosphor säureätzung bei hoher Temperatur. Zwei Ätzmittel wurden verwendet, ein schnelles Ätzmittel und ein langsames Ätzmittel. Das schnelle Ätzmittel umfaßte eine Lösung von 40 %-igem NH.F und 49 %-igem HF in einem Verhältnis von 4 : 1 bei 25° C für die SiO2~Schicht und eine 85 %-ige H3PO4 bei 160° C für die La : YIG-Schicht. Das langsame Ätzmittel umfaßte eine Lösung von 40 %-igem NH4F und 49 %-igem HF in einem Verhältnis von
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10 : 1 für die SiC^-Schicht und 85 %-iger H3PO4 bei 140° C
für La : YIG-Schicht. Die schnelle SiO„-Ätzgeschwindigkeit
lag bei etwa 0,1 ,um/Min., die langsame SiO^-Ätzgeschwindigkeit lag bei etwa 0,05 ,um/Min. Die schnelle Granatätzgeschwindigkeit lag bei etwa 0,5 ,um/Min., die langsame Granatätzgeschwindigkeit lag bei etwa 0,3 ,um/Min.
Nach dem Ätzen der La : YIG-Schicht wurde ein Satz von La : YIG-Scheiben auf dem GGG-Substrat verteilt erhalten. Das GGG-Substrat wurde dann mit einer Drahtsäge unter Bildung einzelner Quadrate von GGG, die einzelne La : YIG-Scheiben trugen, zerteilt. Die Linienbreiten der La : YIG-Scheiben wurden auf
einem Varian E-12-X-Bandspektrometer unter Verwendung von Abtastungen von 200 Oe und 20 Oe gemessen, und zwar
a) für eine rauh geschnittene schnell geätzte La : YIG-Platte (200 Oe) mit 5,um Dicke, 1 mm χ 2 mm,
b) für eine schnell geätzte La : YIG-Scheibe (200 Oe) von
5 ,um Dicke und 1 mm Durchmesser und
c) für eine langsam geätzte La : YIG-Scheibe (20 Oe) von
5 ,um Dicke und 5 mm Durchmesser.
Die La : YIG-Scheibe (c) ergab die schmälste Linienbreite von 0,45 Oe.
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ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

  1. 280304Q
    Dr. Hans-Heinrich Willrath t
    Dr. Dieter Weber DipL-Phys. Klaus Seiffert
    PATENTANWÄLTE
    D — 62 WIESBADEN 23. Jan. 1978 Postfach 6145
    Gustav-Freytag-Strafii 25 Dr . W
    «■ (04121) 37 87 20 Tclearamma.ir.-sse: WILLPATENT Telex: 4-186247
    Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960, USA
    Verfahren zur Herstellung von elektronischen Mikrowellenvorrichtungen
    Priorität: Serial No. 763 964 vom
    28. Januar 1977 in USA
    Patentansprüche
    5400-1430
    ^1.) Verfahren zur Herstellung von elektronischen Mikrowellenvorrichtungen mit Yttriumeisengranatscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß man
    a) einen dünnen Film von Yttriumeisengranat, der mit etwa 0,5 bis 1,5 Atom-% dreiwertigen Lanthanionen dotiert ist, auf einem Gadoliniumgalliumgranatsubstrat bildet,
    809831/075t
    INSPECTED
    -O-
    b) eine dünne Schicht von SiO2 auf der lanthandotierten Yttriumeisengranatschicht bildet,
    c) eine Photoätzgrundmaskierungsschicht auf der SiO„-Schicht bildet,
    d) Teile der Photoätzgrundmaskierungsschicht unter Freilegung von Teilen der darunterliegenden SiC^-Schicht entfernt,
    e) die freiliegenden Teile der SiO„-Schicht unter Freilegung von Teilen des darunterliegenden lanthandotierten Yttriumeisengranatfilmes entfernt und
    f) die freiliegenden Teile des Yttriumeisengranatfilmes unter Bildung eines Satzes von lanthandotierten Yttriumeisengranatscheiben, die von dem Gadoliniumgalliumgranatsubstrat getragen werden, entfernt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Satz von Scheiben unter Bildung einzelner Abschnitte von Gadoliniumgalliumgranat, die jeweils wenigstens eine lanthandotierte Yttriumeisengranatscheibe tragen, aufspaltet.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die dünne Schicht von SiO2 durch Aufbringung einer dotiermittelfreien Aufspinnlösung einer SiO2-Quelle ablagert, die dann unter Bildung von SiO2 zersetzt wird, wobei die Verdichtung und Anhaftung der SiO2~Schicht auf dem lanthandotierten Yttriumeisengranatfilm verbessert wird, indem man die SiO2-Schicht nach der Aufbringung der Lösung der SiO2~Quelle auf dem Film auf etwa 400 bis 900° C erhitzt.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die freigelegten Teile der SiO^-Schicht mit einer gepufferten HF-Lösung entfernt.
    809831/07Sf
    ORIGINAL INSPECTED
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die freigelegten Teile der SiO„-Schicht mit einem Ätzmittel im wesentlichen entfernt, das eine Lösung einer 40 %-igen NH-F und einer 49 %-igen HF in einem Verhältnis von etwa 4 : 1 umfaßt, wobei das Ätzmittel auf etwa 25° C gehalten wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die freigelegten Teile der SiO2-Schicht mit einem Ätzmittel im wesentlichen entfernt, das eine Lösung von 40 %-iger NH.F und 49 %-iger HF in einem Verhältnis von etwa 10 : 1 umfaßt, wobei das Ätzmittel auf etwa 25 C gehalten wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß man die freigelegten Teile der lanthandotierten Yttriumeisengranatschicht mit einem Ätzmittel, das 85 %-ige H3PO4 umfaßt, bei etwa 160 C im wesentlichen entfernt.
    8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die freigelegten Teile der SiO2-Schicht mit einem Ätzmittel im wesentlichen entfernt, das eine Lösung von 40 %-iger NH4F und 49 %-iger HF in einem Verhältnis von etwa 10 : 1 umfaßt, wobei das Ätzmittel auf etwa 25° C gehalten wird, und daß man die freigelegten Teile der lanthandotierten Yttriumeisengranatschicht mit einem Ätzmittel, das 85 %-ige H15PO4 umfaßt, bei etwa 140° C im wesentlichen entfernt.
    8098 3 1/075t
DE19782803040 1977-01-28 1978-01-25 Verfahren zur herstellung von elektronischen mikrowellenvorrichtungen Ceased DE2803040A1 (de)

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US05/763,964 US4060448A (en) 1977-01-28 1977-01-28 Yttrium iron garnet disks on gadolinium gallium substrates for microwave applications

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