[發明專利]釔鐵石榴石薄膜結構及制備方法

無效

• 申請號: 200810044302.3
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101311374A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 楊青慧;張懷武;劉穎力;文岐業;李元勛;賈利軍;唐曉莉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;C30B23/08;H01F10/24;H01F41/28
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所
• 代理人: 劉勛

技術領域

本發明屬于電子材料領域，它特別涉及釔鐵石榴石薄膜材料的射 頻磁控濺射制備方法。

背景技術

石榴石薄膜由于其優異的法拉第旋光效應和低傳輸損耗，在高性 能非互易波導器件、集成磁光器件和微波器件中被認為是一種很有前 景的材料。同時Si在集成電路中占有重要地位，以Si為襯底的薄膜其 研究制備變得非常熱門，因為其可能實現Si基微電子器件和光學波導 的集成。關于石榴石在Si襯底上的制備已經有很多文獻提及，石榴石 薄膜在Si襯底上并不像制備在其他襯底上，如石英、GGG、Al₂O₃襯 底等，那樣容易被晶化完全，因此其磁性能和磁光性能較之存在很大 差距。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種新的釔鐵石榴石薄膜結 構，較現有技術，磁化強度和剩余磁化強度都有很大程度的提高，薄 膜的矯頑力減小，同時薄膜的表面粗糙度有很大的改善。

本發明所要解決的另一個技術問題是，提供前述釔鐵石榴石薄 膜結構的制備方法。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是，釔鐵石榴石薄膜結 構，包括Si基片和其上的釔鐵石榴石薄膜層，其特征在于，在Si基 片和釔鐵石榴石薄膜層之間還有CeO₂過渡層。CeO₂過渡層為鍍制在 Si基片上。

本發明還提供釔鐵石榴石薄膜結構制備方法，包括以下步驟：

步驟一、清洗Si基片的表面；

步驟二、將清洗好的Si基片置于真空室，抽真空；

步驟三、在Si基片上濺射CeO₂過渡層；

步驟四、在帶有CeO₂過渡層的Si基片上濺射釔鐵石榴石薄膜；

步驟五、退火處理。

更具體的步驟為：

步驟一、首先對基片的表面進行預處理，清洗步驟為：

(1)用去離子水超聲清洗；(2)用丙酮超聲清洗；(3)用酒 精超聲清洗；(4)用純凈水沖洗并烘干；

步驟二、將清洗好的基片置于真空室中的濺射臺上，抽高真空。

步驟三、濺射CeO₂過渡層：當真空度達到5×10^-4Pa以下時，充 入氬氣，使壓強維持在7×10^-1Pa，濺射CeO₂；

步驟四、鍍制釔鐵石榴石薄膜；

步驟五、退火處理：將濺射沉積的薄膜放入處理爐中，在真 空度小于10-2時，升溫，保溫一段時間后冷卻。

本發明的有益效果是，與沒有CeO₂過渡層的石榴石薄膜材料相 比，本發明具有以下優點：

薄膜的表面得到很大程度的改善，表面粗糙度明顯減小。

薄膜的飽和磁化強度和剩余磁化強度提高，矯頑力下降。

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1射頻磁控濺射設備結構示意圖。

其中，基片1，靶材2，沉膜室3，真空泵4，射頻源5，循環冷 卻水6，擋板7，Ar氣入口8，O₂氣入口9，真空計10。

圖2石榴石薄膜在沒有過渡層的Si襯底和有CeO₂過渡層的Si 襯底上的晶化狀態對比曲線圖。

圖3石榴石薄膜在沒有過渡層的Si襯底和有CeO₂過渡層的Si 襯底上的表面粗糙度照片對比。

圖4石榴石薄膜在沒有過渡層的Si襯底和有CeO₂過渡層的Si 襯底上的磁滯回線對比曲線圖。

圖5石榴石薄膜在沒有過渡層的Si襯底和有CeO₂過渡層的Si 襯底上的飽和磁化強度、剩余磁化強度和矯頑力隨退火氣氛的變化對 比曲線圖。

圖6是本發明的釔鐵石榴石薄膜結構示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種釔鐵石榴石薄膜結構，包括Si基片和其上的釔 鐵石榴石薄膜層，在Si基片和釔鐵石榴石薄膜層之間還有CeO₂過渡 層。CeO₂過渡層為鍍制在Si基片上。

本發明采用圖1所示的設備。釔鐵石榴石薄膜結構制備方法為：