JPH0297495A - 磁性膜およびその製造方法 - Google Patents
磁性膜およびその製造方法Info
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- JPH0297495A JPH0297495A JP24683688A JP24683688A JPH0297495A JP H0297495 A JPH0297495 A JP H0297495A JP 24683688 A JP24683688 A JP 24683688A JP 24683688 A JP24683688 A JP 24683688A JP H0297495 A JPH0297495 A JP H0297495A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は磁性膜およびその製造方法、特にはファラデー
回転効果を利用した光アイソレーターやサーキュレータ
−などに用いられる磁性光学素子や周波数１００ ＭＨ
ｚから１０ＧＨｚのマイクロ波？１Ｆで使用されるマイ
クロ波素子として有用とされる均一な膜厚をもつ磁性膜
およびその製造方法に関するものである。
回転効果を利用した光アイソレーターやサーキュレータ
−などに用いられる磁性光学素子や周波数１００ ＭＨ
ｚから１０ＧＨｚのマイクロ波？１Ｆで使用されるマイ
クロ波素子として有用とされる均一な膜厚をもつ磁性膜
およびその製造方法に関するものである。
（従来の技術と解決すべき課題）
従来、磁性光学素子やマイクロ波素子用の磁材材料はガ
ドリニウム・ガリウム・ガーネット（以下ＧＧＧと略記
する）、サマリウム・ガリウム・ガーネット（以下ＳＧ
Ｇと略記する）、あるいはネオジム・ガリウム・ガーネ
ット（以下ＮＧＯと略記する−）などの基板単結晶上に
ＬＰＥ法でＹ３Ｆｅ ｓ ｏ １２（ｙ ｉ Ｇ ）単
結晶を育成したものが使用されている。
ドリニウム・ガリウム・ガーネット（以下ＧＧＧと略記
する）、サマリウム・ガリウム・ガーネット（以下ＳＧ
Ｇと略記する）、あるいはネオジム・ガリウム・ガーネ
ット（以下ＮＧＯと略記する−）などの基板単結晶上に
ＬＰＥ法でＹ３Ｆｅ ｓ ｏ １２（ｙ ｉ Ｇ ）単
結晶を育成したものが使用されている。
しかして、光ファイバーなどに使われているアイソレー
ター用の磁性光学素子やマイクロ波素子用として使用さ
れているＹＩＧ単結晶は上記したＧＧＧ、ＳＧＧ、ＮＧ
Ｏ基板単結晶にＹＩＧを厚膜状に育成したものが要求さ
れるのであるが、ＬＰＥ法でこの結晶の育成を一定の基
板回転数で行うと、エピタキシャル結晶の析出に伴い融
液成分の変化が生じ、育成の初期と終期段階でエピタキ
シャル結晶の組成が異なるという現象がおきる。
ター用の磁性光学素子やマイクロ波素子用として使用さ
れているＹＩＧ単結晶は上記したＧＧＧ、ＳＧＧ、ＮＧ
Ｏ基板単結晶にＹＩＧを厚膜状に育成したものが要求さ
れるのであるが、ＬＰＥ法でこの結晶の育成を一定の基
板回転数で行うと、エピタキシャル結晶の析出に伴い融
液成分の変化が生じ、育成の初期と終期段階でエピタキ
シャル結晶の組成が異なるという現象がおきる。
なお、この現象は特に１０ＩＪｍ以上の厚膜のエピタキ
シャル膜の成長において顕著にみられる。この現象のた
めこのエピタキシャル膜を光アイソレター索子やマイク
ロ波素子として使用するときには磁気共鳴半値ｒｌ〕（
ΔＨ）の増大や飽和磁化の増大といった不利なことが起
る。
シャル膜の成長において顕著にみられる。この現象のた
めこのエピタキシャル膜を光アイソレター索子やマイク
ロ波素子として使用するときには磁気共鳴半値ｒｌ〕（
ΔＨ）の増大や飽和磁化の増大といった不利なことが起
る。
（ａｌｌ！題を解決するための手段９
本発明はこのような不利を解決した厚膜状磁性膜の製造
方法に関するものであり、これはＬＰＥ法によって融液
中から基板上に酸化物ガーネット単結晶を育成する磁性
膜の製造方法において、膜厚が増大するにしたがって結
晶回転数を増大させることを特徴とするものであり、こ
れはまたこの方法で製造された磁性膜に関するものであ
る。
方法に関するものであり、これはＬＰＥ法によって融液
中から基板上に酸化物ガーネット単結晶を育成する磁性
膜の製造方法において、膜厚が増大するにしたがって結
晶回転数を増大させることを特徴とするものであり、こ
れはまたこの方法で製造された磁性膜に関するものであ
る。
すなわち１本発明者らは上述したような不利を伴うこと
のない厚膜状磁性膜の製造方法について種々検討した結
果、得られる磁性膜の膜厚が厚くなるとその特性値の一
つである異方性磁界の大きさが第１図に示したように膜
厚に逆比例して小さくなること、またこの磁性膜の製造
をＬＰＥ法で行なうときにその結晶回転数を増大させる
と異方性磁界の大きさが第２図に示したように回転数の
増加に伴って増大することを見出し、したがってＬＥＰ
法で磁性膜を製造するに当って結晶回転数を増加させれ
ばその膜厚の増大に伴って減少した異方性磁界が結晶回
転数の増大で増大するので。
のない厚膜状磁性膜の製造方法について種々検討した結
果、得られる磁性膜の膜厚が厚くなるとその特性値の一
つである異方性磁界の大きさが第１図に示したように膜
厚に逆比例して小さくなること、またこの磁性膜の製造
をＬＰＥ法で行なうときにその結晶回転数を増大させる
と異方性磁界の大きさが第２図に示したように回転数の
増加に伴って増大することを見出し、したがってＬＥＰ
法で磁性膜を製造するに当って結晶回転数を増加させれ
ばその膜厚の増大に伴って減少した異方性磁界が結晶回
転数の増大で増大するので。
結果において膜厚が増大しても異方性磁界という特性値
が略々一定とされた磁性膜が得られることを確認して本
発明を完成させた。
が略々一定とされた磁性膜が得られることを確認して本
発明を完成させた。
以下に本発明を詳述する。
本発明の磁性膜は前記したようにＧＧＧ、ＳＧＧ、ＮＧ
Ｇなどの基板単結晶上ＹＩＧなどをＬ Ｉ） Ｅ法で育
成したものであるが、この基板単結晶としてはこのＧＧ
Ｇ、ＳＧＧ、ＮＧＯのほか。
Ｇなどの基板単結晶上ＹＩＧなどをＬ Ｉ） Ｅ法で育
成したものであるが、この基板単結晶としてはこのＧＧ
Ｇ、ＳＧＧ、ＮＧＯのほか。
ＧＧＧにＣａ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｙの少なくとも１つを置換
したＧＧＧ系（７）ＳＯＧ、ＮＯＧ、ＹＯＧ〔いずれも
信越化学工業沖製商品名〕としてもよい。なお、これら
の基板単結晶はいずれも公知のものであるが、これらは
Ｇｄ２Ｏ，、Ｓｍ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３または必要に応じ
ＣａＯ、 ＭｇＯ，ＺｒＯ，Ｙ、０３などの置換材をそれぞれＧａ
２Ｏ，の所定量と共にルツボに仕込み、高周波誘導でそ
れぞれの融解温度に加熱して溶融したのち、この溶液か
らチョクラルスキー法で単結晶を引き上げることによっ
て得ることができる。
したＧＧＧ系（７）ＳＯＧ、ＮＯＧ、ＹＯＧ〔いずれも
信越化学工業沖製商品名〕としてもよい。なお、これら
の基板単結晶はいずれも公知のものであるが、これらは
Ｇｄ２Ｏ，、Ｓｍ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３または必要に応じ
ＣａＯ、 ＭｇＯ，ＺｒＯ，Ｙ、０３などの置換材をそれぞれＧａ
２Ｏ，の所定量と共にルツボに仕込み、高周波誘導でそ
れぞれの融解温度に加熱して溶融したのち、この溶液か
らチョクラルスキー法で単結晶を引き上げることによっ
て得ることができる。
また、この基板単結晶上にＬ ＩＵ Ｅ法でエビタクシ
ャル成長させる磁性膜は上記したように組成式がＹＩＧ
または式（Ｙ Ｍ）ａＦａｓ−ａｏｔｚ あるいは式（
Ｙ Ｍ）ｃｌ（Ｆ ｅ Ｎ）、−ａｏｌ、で示され、こ
のＭがＬａ、Ｂｉ、Ｇｄ、Ｌｕの、またＮがＡ１、Ｇａ
、Ｉｎ、Ｓｃの少なくとも１種の元素から選択されるも
のでａが３．１≧ａ≧３．０であるものとされる。この
ＹＩＧ、式（Ｙ Ｍ）ａ Ｆ’ ｅ ｅ−ａ○１２あ
るいは式（Ｙ Ｍ）ａ（Ｆ ｅ Ｎ）ｅ−ａｏｔｚで示
される単結晶は白金ルツボ中にＹ、Ｏ，、Ｆｅ２Ｏ，、
Ｍ２Ｏ３またはＮ２０．を必要に応じ添加されるフラッ
クスとしてのＰｂＯ，Ｂ２０．と共に仕込み、１゜００
０〜Ｌ、２００℃に加熱してこれを融解させたのち、こ
の融液から液相エピタクシャル法で単結晶を引き上げる
ことによって得ることができるが、本発明の方法ではこ
の単結晶引上げ時における１■結晶の回転数を１〜数回
転とし、膜厚が増加するにしたがってこの回転数を徐々
に増大させていき、最終点での回転数は得ようとする磁
性膜の厚さによって異なるけれども、この膜厚が例えば
１００μｍのときにはこの回転数は７０〜１３０ｒｐｍ
となるようにすればよいが、この回転数の増大は連続的
としても階段的としてもよい。
ャル成長させる磁性膜は上記したように組成式がＹＩＧ
または式（Ｙ Ｍ）ａＦａｓ−ａｏｔｚ あるいは式（
Ｙ Ｍ）ｃｌ（Ｆ ｅ Ｎ）、−ａｏｌ、で示され、こ
のＭがＬａ、Ｂｉ、Ｇｄ、Ｌｕの、またＮがＡ１、Ｇａ
、Ｉｎ、Ｓｃの少なくとも１種の元素から選択されるも
のでａが３．１≧ａ≧３．０であるものとされる。この
ＹＩＧ、式（Ｙ Ｍ）ａ Ｆ’ ｅ ｅ−ａ○１２あ
るいは式（Ｙ Ｍ）ａ（Ｆ ｅ Ｎ）ｅ−ａｏｔｚで示
される単結晶は白金ルツボ中にＹ、Ｏ，、Ｆｅ２Ｏ，、
Ｍ２Ｏ３またはＮ２０．を必要に応じ添加されるフラッ
クスとしてのＰｂＯ，Ｂ２０．と共に仕込み、１゜００
０〜Ｌ、２００℃に加熱してこれを融解させたのち、こ
の融液から液相エピタクシャル法で単結晶を引き上げる
ことによって得ることができるが、本発明の方法ではこ
の単結晶引上げ時における１■結晶の回転数を１〜数回
転とし、膜厚が増加するにしたがってこの回転数を徐々
に増大させていき、最終点での回転数は得ようとする磁
性膜の厚さによって異なるけれども、この膜厚が例えば
１００μｍのときにはこの回転数は７０〜１３０ｒｐｍ
となるようにすればよいが、この回転数の増大は連続的
としても階段的としてもよい。
上記したような方法で得られる本発明の磁性膜は容易に
膜厚が１０μｍ以上の均一の組成のものとすることがで
きるが、このものは基板単結晶とエビタクシャル成長層
との間に格子定数のミスマツチもないので割れたり、エ
ビタクシャル膜にピットが生じることもないし、このも
のはまたその異方性磁界も一定なものとなり、磁気共鳴
半値［１１ΔＩ（も２．ＯＯｅ以下の小さいものとなる
ので、光学磁性素子、マイクロ波素子用材料としてすぐ
れた物性をもつものとなり、したがってこれは周波数１
００Ｍ１ｂ、から数１．０ Ｇ ｌｌｚのマイクロ波帯
で使用されるマイクロ波素子や光アイソレータ−、光サ
キュレーター用の磁気光学素子用磁性膜としても有用と
される。
膜厚が１０μｍ以上の均一の組成のものとすることがで
きるが、このものは基板単結晶とエビタクシャル成長層
との間に格子定数のミスマツチもないので割れたり、エ
ビタクシャル膜にピットが生じることもないし、このも
のはまたその異方性磁界も一定なものとなり、磁気共鳴
半値［１１ΔＩ（も２．ＯＯｅ以下の小さいものとなる
ので、光学磁性素子、マイクロ波素子用材料としてすぐ
れた物性をもつものとなり、したがってこれは周波数１
００Ｍ１ｂ、から数１．０ Ｇ ｌｌｚのマイクロ波帯
で使用されるマイクロ波素子や光アイソレータ−、光サ
キュレーター用の磁気光学素子用磁性膜としても有用と
される。
（実施例）
つぎに本発明の実施例をあげる。
実施例１
基板としてＧＧＧ単結晶ウェーハを用い、エピタクシャ
ル膜を形成させる成分として所定量のＹ２Ｏ２、Ｆｅ、
ＩＯ□をフランクス成分としてのｐｂＯ，Ｂ、○□と共
に白金ルツボに仕込み、１，１００℃に加熱してこれを
溶融させ、この融液からＬ）） ＩＸ、法でＧＧＧ単結
晶ウェーハの（ｌ ｌ １）方向に弐Ｙ、Ｆｅ、０１２
で示されるエビタクシャル膜を厚さ１１０μｍに成長さ
せて酸化物ガーネット単結晶を作った。
ル膜を形成させる成分として所定量のＹ２Ｏ２、Ｆｅ、
ＩＯ□をフランクス成分としてのｐｂＯ，Ｂ、○□と共
に白金ルツボに仕込み、１，１００℃に加熱してこれを
溶融させ、この融液からＬ）） ＩＸ、法でＧＧＧ単結
晶ウェーハの（ｌ ｌ １）方向に弐Ｙ、Ｆｅ、０１２
で示されるエビタクシャル膜を厚さ１１０μｍに成長さ
せて酸化物ガーネット単結晶を作った。
しかし、この際、膜厚が増大するにしたがって結晶回転
数を第３図に示したように連続的に変化させ、得られた
ウェーハの表面を顕微鏡で観察したところ、これにはク
ラック、ヒビという欠陥はみられず、さらにこのものの
各膜厚での異方性磁界値を測定したところ、これについ
ては第４図に示したように略々一定の値が得られた。
数を第３図に示したように連続的に変化させ、得られた
ウェーハの表面を顕微鏡で観察したところ、これにはク
ラック、ヒビという欠陥はみられず、さらにこのものの
各膜厚での異方性磁界値を測定したところ、これについ
ては第４図に示したように略々一定の値が得られた。
また、このウェーハについてはその共鳴磁界値を測定し
、マイクロ波吸収スペクトルの半値＋ｌＪ（ΔＨ）を求
めたところ、これはΔＨ＝１．１０ｅと良好な値を示し
た。
、マイクロ波吸収スペクトルの半値＋ｌＪ（ΔＨ）を求
めたところ、これはΔＨ＝１．１０ｅと良好な値を示し
た。
実施例２
実施例１においてＢｉ２Ｏ３を所定量加えた以外は同一
の条件でＧＧＧ単結晶ウェーハの（１１１）方向に式Ｙ
、、Ｂｉａ、Ｉ”ｅｓ。０１２を有する１１５４の厚さ
磁性膜を育成させたところ、この異方性磁界は各厚さに
おいて１５００ｅと一定であり、Ａ１１はｌ、ＬＯｅと
良好な値を示した。
の条件でＧＧＧ単結晶ウェーハの（１１１）方向に式Ｙ
、、Ｂｉａ、Ｉ”ｅｓ。０１２を有する１１５４の厚さ
磁性膜を育成させたところ、この異方性磁界は各厚さに
おいて１５００ｅと一定であり、Ａ１１はｌ、ＬＯｅと
良好な値を示した。
実施例３
実施例２においてＧａ２Ｏ３を所定量加えた以外は同一
の条件でＧＧＧ単結晶ウェーハの（１１１）方向に式Ｙ
３゜Ｂｉ、、Ｆｅ、。Ｇ ａ ａ９０１２を有する１０
０μｍの厚さ磁性膜を育成させたところ、この異方性磁
界は各厚さにおいて１５００ｅと一定であり、ΔＩ］は
１．ｌＯｅと良好な値を示した。
の条件でＧＧＧ単結晶ウェーハの（１１１）方向に式Ｙ
３゜Ｂｉ、、Ｆｅ、。Ｇ ａ ａ９０１２を有する１０
０μｍの厚さ磁性膜を育成させたところ、この異方性磁
界は各厚さにおいて１５００ｅと一定であり、ΔＩ］は
１．ｌＯｅと良好な値を示した。
第１図は磁性膜の膜厚と異方性磁界との関係図、第２図
は磁性膜の製造をＬＰＥ法で行なうときの結晶の回転数
と異方性磁界との関係図を示したものであり、第３図は
実施例における磁性膜の膜厚と結晶回転数との関係図、
第４図は実施例で得られた磁性層の膜厚と異方性磁界と
の関係図を示したものである。
は磁性膜の製造をＬＰＥ法で行なうときの結晶の回転数
と異方性磁界との関係図を示したものであり、第３図は
実施例における磁性膜の膜厚と結晶回転数との関係図、
第４図は実施例で得られた磁性層の膜厚と異方性磁界と
の関係図を示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＬＰＥ法によって融液中から基板上に酸化物ガーネ
ット単結晶を育成する磁性膜の製造方法において、膜厚
が増大するにしたがって結晶回転数を増大させることを
特徴とする磁性膜の製造方法。 ２、基板がガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧ
Ｇ）、サマリウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧ）、
ネオジム・ガリウム・ガーネート（ＮＧＧ）またはＣａ
、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｙのうちの少なくとも１種の陽イオンで
置換されたＧＧＧ系のいずれかであり、酸化物ガーネッ
ト単結晶がＹ＿３Ｆｅ＿５Ｏ＿１＿２単結晶である請求
項１に記載の磁性膜の製造方法。 ３、基板がガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧ
Ｇ）、サマリウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧ）、
ネオジム・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）またはＣａ
、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｙのうちの少なくとも１種の陽イオンで
置換されたＧＧＧ系のいずれかであり、酸化物ガーネッ
ト単結晶が（ＹＭ）＿ａＦｅ＿８＿−＿ａＯ＿１＿２ま
たは（ＹＭ）＿ａ（ＦｅＮ）＿８＿−＿ａＯ＿１＿２（
ＭはＬａ、Ｂｉ、Ｇｄ、Ｌｕから、ＮはＡｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｓｃから選択される少なくとも１種の元素、ａは３
．１≧ａ≧３．０）である請求項１に記載の磁性膜の製
造方法。 ４、基板上にＬＰＥ法で育成された酸化物ガーネット単
結晶からなり、磁気共鳴半値巾ΔＨが２．０Ｏｅ以下、
厚さが１０μｍ以上で均一な異方性磁気値を有する光ア
イソレーター素子またはマイクロ波素子用磁性膜。 ５、酸化物ガーネット単結晶がＹ＿３Ｆｅ＿５Ｏ＿１＿
２である請求項４に記載の光アイソレーター素子または
マイクロ素子用磁性膜。 ６、酸化物ガーネット単結晶が（ＹＭ）＿ａＦｅ＿８＿
−＿ａＯ＿１＿２（Ｍ、ａは前記に同じ）で示されるも
のである請求項４に記載の光アイソレーター素子または
マイクロ波素子用磁性膜。 ７、酸化物ガーネット単結晶が（ＹＭ）＿ａ（ＦｅＮ）
＿■＿−ａＯ＿１＿２（Ｍ、Ｎ、ａは前記に同じ）で示
されるものである請求項４に記載の光アイソレーター素
子またはマイクロ波素子用磁性膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24683688A JPH0297495A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 磁性膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24683688A JPH0297495A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 磁性膜およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0297495A true JPH0297495A (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=17154419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24683688A Pending JPH0297495A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 磁性膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0297495A (ja) |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24683688A patent/JPH0297495A/ja active Pending
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