Спосіб вирощування феритових плівок методом рідиннофазної епітаксії

Спосіб вирощування монокристалічних феритових плівок методом рідиннофазної епітаксії, який включає підготовку шихти, гомогенізацію розчинурозплаву, нарощування на підкладку плівки, звільнення її від залишків розплаву, який відрізняється тим, що застосовується сушіння компонентів шихти в сушильній НВЧ-установці протягом 30-60 хв , а епітаксійний процес проводиться при торканні робочою поверхнею підкладки розчину-роз плаву Винахід відноситься до технології вирощування монокристалічних феритових плівок і може бути використаний в магнггоогтгиці при створенні пристроїв обробки інформації Відомий спосіб вирощування феритових плівок методом рідиннофазної епггаксм (РФЕ) [Элементы и устройства на цилиндрических магнитных доменах Спр / A M Балбашов, Ф В Лисовский, В К Раев и др, Под ред Н Н Евтихиева, Б Н Наумова М Радио и связь, 1987 488 с ил], що включає відпал компонентів (при температурах -80% від температури плавлення, але не вище 1270К), підготовку шихти, гомогенізацію отриманого розчину-розплаву, занурення підкладки в розчин-розплав з обертанням (у тому числі реверсним) або без обертання, нарощування на підкладку плівки протягом певного часу, витягування плівки з розчину-розплаву, звільнення її від залишків розплаву і витягування з печі РФЕ ники М Энергия, 1979 216с ил] Вирощування плівок здійснюється відразу на закріплених разом у платиновому тримачі горизонтально розташованих підкладках з хорошою площинністю дотичних поверхонь Однак цей спосіб вимагає ретельного підбору підкладок за формою, розміром, площинністю, потрібно спеціальне оснащення (тримач), що забезпечує надійну фіксацію підкладок Виникають проблеми розділення підкладок, видалення застиглого розчину-розплаву з міжфасочного простору травлення в розчині кислот може пошкодити епггаксійну плівку, механічне видалення краю підкладки з фасками і застиглим розчином-розплавом складно, тому що стандартна підкладка, як правило, має форму диска, досягнення рівності значень параметрів плівок на обох підкладках важко внаслідок різних термодинамічних умов росту на нижній і верхній підкладках Однак через різні температури плавлення компоненти відпалюються партіями, і загальний час підпалу всіх компонентів складає 8 - 9 год Крім того, цей спосіб не дозволяє вирощувати плівки тільки на одній (робочій) стороні підкладки, тому потрібна додаткова операція (зняття епггаксійного шару з неробочої поверхні підкладки) Це веде до перевитрати феритоутворюючих компонентів, абразивів, травлячих розчинів, вимагає додаткових часових і трудових витрат Відомий обраний як прототип спосіб одержання ептаксійних гранатових магнггних плівок на одній стороні підкладки [Балбашов А М , Червоненкис А Я Магнитные материалы для микроэлектро В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу вирощування монокристалічних феритових плівок методом рідиннофазної епітаксії тільки на одній (робочій) поверхні підкладки, що забезпечує спрощення технологи, зниження витрати матеріалів, скорочення тривалості технологічного процесу, збільшення виходу придатних епітаксійних структур Поставлена задача вирішується тим, що в способі вирощування монокристалічних феритових плівок методом рідиннофазної епітаксії, який включає підготовку шихти, гомогенізацію розчину-розплаву, нарощування на підкладку плівки, звільнення и від залишків розплаву, ВІДПОВІДНО ДО винаходу 47929 застосовується сушіння компонентів шихти в сушильній СВЧ-установці протягом ЗО - 60хв. а епітаксійний процес проводиться при торканні робочої поверхні підкладки розчину-розплаву На фіг показано положення підкладки під час епггаксійного процесу, де 1 - підкладка, 2 - тримач підкладки, 3 - тигель, 4 - розчин-розплав Спосіб здійснюється так У кварцові склянки завантажуються ВИХІДНІ компоненти шихти, взяті з надлишком у 15% Склянки з компонентами шихти розміщуються в камері сушильної СВЧ-установки Установка включається на ЗО - бОхв Потім висушені компоненти шихти, узяті в необхідних кількостях, ретельно перемішуються в платиновому тиглі Шихта заплавляється в муфельній печі при температурі 900 - 1000°С Тигель із заплавленою шихтою переміщується в піч РФЕ Піч розігрівається до температури 950 - 1050°С і витримується при цій температурі протягом 4 год з метою проведення гомогенізації розчину-розплаву По закінченні гомогенізації температура в печі знижується до 650 - 750°С Потім відмита підкладка 1, закріплена в платиновому тримачі 2, опускається в тигель 3 і приводиться до стикання робочою поверхнею з поверхнею розчину-розплаву 4 Підкладка реверсно обертається з частотою 60 - 100об/хв Процес вирощування плівки продовжується 5 - Юхв, після чого підкладка з вирощеною на ній плівкою відривається від поверхні розчину-розплаву і піднімається на 5 - 10мм При цьому швидкість обертання доводиться до 800об/хв з метою видалення з поверхні плівки крапель розплаву Потім плівка витягається з печі, після остигання помішується в 20% розчин азотної кислоти, нагрітий до 70°С, і витримується при цій температурі в розчині протягом 5хв для видалення залишків розплаву, після чого промивається в деюнізованій воді і сушиться Параметри процесу епітаксійного вирощування монокристалічних феритових плівок ВІДОМІ, наприклад, [Элементы и устройства на цилиндрических маг Фіг. нитных доменах Спр/ Под ред НН Евтихиева, Б Н Наумова] Пропонований спосіб забезпечує успішне вирощування монокристалічних феритових плівок високого ступеня досконалості гранатів, шпінелей, гексаферитів, за наявності ВІДПОВІДНИХ підкладок Приклад Для отримання монокристал ічної феритової плівки сполуки (Bi,Y,Lu,Ca)3(Fe,Ga,V)sOi2, яка використовується для створення магнггооптичних пристроїв, бралися такі компоненти Fe2O3 - 48,00г, Y2O3 - 4,90г, Lu2O3 - 1,32г, Ga2O3 - 11,24г, СаСО3 - 1,55г, V2O5 6,88г, Na2CO3 - 45,36г, Ві2О3 - 882,52г Як підкладка використовувалася пластина гадоліній-галієвого граната Компоненти шихти, узяті з надлишком у 15%, просушувалися в мікрохвильовій сушильній камері "Артеміда" протягом 40хв, потім зважувалися і перемішувалися в платиновому тиглі Шихта заплавлялася у муфельній печі при температурі 900°С Епггаксійний процес проводився в печі РФЕ при температурі 720°С протягом 5хв Підкладка при цьому торкалася робочою поверхнею поверхні розчину-розплаву і реверсно оберталася з частотою бОоб/хв Після скидання крапель розплаву при прискореному обертанні, плівка витягалася з печі, залишки крапель розплаву видалялися травленням у 20% розчині азотної кислоти при температурі 70°С протягом 5хв, потім плівка промивалася в деюнізованій воді і сушилася Якість поверхні вирощеної плівки оцінювалося шляхом спостереження в проходячому поляризованому СВІТЛІ мікроскопа Установлено, що плівка не мала тріщин і була прозорою Плівка мала такі параметри товщина h = 4мкм, період доменної структури 2w = 25мкм, питоме фарадеєвське обертання ©f = 1,2/мкм на довжині хвилі свггла X = 0,63мкм 47929 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71