JPH0280561A - 鉄ガーネット層の製造方法及びこの方法で得られる光導波路 - Google Patents
鉄ガーネット層の製造方法及びこの方法で得られる光導波路Info
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- JPH0280561A JPH0280561A JP1192807A JP19280789A JPH0280561A JP H0280561 A JPH0280561 A JP H0280561A JP 1192807 A JP1192807 A JP 1192807A JP 19280789 A JP19280789 A JP 19280789A JP H0280561 A JPH0280561 A JP H0280561A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
- C30B23/02—Epitaxial-layer growth
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- C30—CRYSTAL GROWTH
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- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
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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）
この発明は、鉄ガーネット相から主としてなり、残りの
相がほぼ同じスパッタ速度を有するターゲットを用いて
成長層を衝撃するイオンのイオンエネルギーが１０２
ｅＶより小さく、圧力が０．１〜２．０Ｐａの範囲内で
ある希ガスプラズマ中でｒ ｆ 陰極：）、バッタによ
って層を基板上に堆積させて、限定して調節した屈折率
ｎと、限定して調節した格子定数ａ０とを有する鉄ガー
ネット層を製造する方法に関する。
相がほぼ同じスパッタ速度を有するターゲットを用いて
成長層を衝撃するイオンのイオンエネルギーが１０２
ｅＶより小さく、圧力が０．１〜２．０Ｐａの範囲内で
ある希ガスプラズマ中でｒ ｆ 陰極：）、バッタによ
って層を基板上に堆積させて、限定して調節した屈折率
ｎと、限定して調節した格子定数ａ０とを有する鉄ガー
ネット層を製造する方法に関する。
（従来の技術）
このような方法は、西独国特許出願第Ｐ３７０４３７８
．１号明細書から知られている。既知方法に従って製造
された層は、非可逆（ｎｏｎ−ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）
光学成分用光導波路の形成に使用される。既知方法によ
って、特にプラズマのガス圧力を０．３〜０．８ Ｐａ
の範囲で変化させることにより堆積層の屈折率ｎを０．
７％までの範囲で変えることが可能であり、その際、屈
折率値と格子定数値は、ガス圧力増加とともに減少する
。プラズマ、例えばアルゴンプラズマの圧力に対する屈
折率ｎの依存性は、本質的に低エネルギーイオン、この
場合、アルゴンイオンによる成長層の衝撃の変化の結果
であると考えられる。
．１号明細書から知られている。既知方法に従って製造
された層は、非可逆（ｎｏｎ−ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）
光学成分用光導波路の形成に使用される。既知方法によ
って、特にプラズマのガス圧力を０．３〜０．８ Ｐａ
の範囲で変化させることにより堆積層の屈折率ｎを０．
７％までの範囲で変えることが可能であり、その際、屈
折率値と格子定数値は、ガス圧力増加とともに減少する
。プラズマ、例えばアルゴンプラズマの圧力に対する屈
折率ｎの依存性は、本質的に低エネルギーイオン、この
場合、アルゴンイオンによる成長層の衝撃の変化の結果
であると考えられる。
層の形成に関与する元素の逆スパツタ（ｂａｃｋｓｐｕ
ｔｔｅｒｉｎｇ）割合が異なる結果として製造される層
の組成が変化し、したがって屈折率ｎ及び格子定数ａ０
の値も変化する。
ｔｔｅｒｉｎｇ）割合が異なる結果として製造される層
の組成が変化し、したがって屈折率ｎ及び格子定数ａ０
の値も変化する。
実際に、堆積層の屈折率ｎ及び格子定数ａ。の値のいっ
そう大きい変化幅が、例えば導波路構造の部分層の光学
的適合を可能にするために望まれることが分かった。こ
れは、若干のターゲットを導波路構造の製造のために使
用しなければならない場合に特に重要である。
そう大きい変化幅が、例えば導波路構造の部分層の光学
的適合を可能にするために望まれることが分かった。こ
れは、若干のターゲットを導波路構造の製造のために使
用しなければならない場合に特に重要である。
（発明が解決しようとする課題）
したがって、この発明の目的は、ｒｆ陰極スパッタによ
って製造する鉄ガーネット層の屈折率ｎ及び格子定数ａ
０の値を再現性のある仕方でいっそう広い範囲で限定値
に調節しうるように冒頭で述べた方法を改良することで
ある。
って製造する鉄ガーネット層の屈折率ｎ及び格子定数ａ
０の値を再現性のある仕方でいっそう広い範囲で限定値
に調節しうるように冒頭で述べた方法を改良することで
ある。
（課題を解決するための手段）
この発明に従って、この目的は、希ガスに５容量％まで
の少なくとも１種の反応性ガスをドープすることにより
達成される。
の少なくとも１種の反応性ガスをドープすることにより
達成される。
この発明に従う方法の有利な例によれば、希ガスに２容
量％までの少なくとも１種の反応性ガスをドープする。
量％までの少なくとも１種の反応性ガスをドープする。
この発明の方法の有利な別の例によれば、希ガスとして
アルゴンを使用する。アルゴンプラズマに、例えば５容
量％まで酸素を反応性ガスとしてドープした場合、例え
ば、好ましくは０．６ Ｐａの一定の全ガス圧で堆積層
の屈折率ｎの値を０．７％までの範囲で±０．０２％よ
りよい再現性をもって変化させることができるという利
点が得られる。
アルゴンを使用する。アルゴンプラズマに、例えば５容
量％まで酸素を反応性ガスとしてドープした場合、例え
ば、好ましくは０．６ Ｐａの一定の全ガス圧で堆積層
の屈折率ｎの値を０．７％までの範囲で±０．０２％よ
りよい再現性をもって変化させることができるという利
点が得られる。
０．３〜１．０Ｐａの範囲の全ガス圧と、０〜２容世％
の範囲のプラズマ中の酸素率の同時変化は、単結晶鉄ガ
ーネット層において１．５％までの範囲、また非晶、例
えば、無定形又はＸ線無定形鉄ガーネット層において２
％までの範囲の屈折率の再現性のある変化をもたらす。
の範囲のプラズマ中の酸素率の同時変化は、単結晶鉄ガ
ーネット層において１．５％までの範囲、また非晶、例
えば、無定形又はＸ線無定形鉄ガーネット層において２
％までの範囲の屈折率の再現性のある変化をもたらす。
全ガス圧ｐ９１１ｓが０．６ Ｐａであるアルゴンプラ
ズマに２容量％までの水素を反応性ガスとしてドープし
た場合、単結晶鉄ガーネット層の屈折率ｎを１．５％ま
での範囲で変化させ、非晶、例えば、無定形又はＸ線無
定形鉄ガーネット層の屈折率ｎを１％までの範囲で変化
させるという利点が得られる。
ズマに２容量％までの水素を反応性ガスとしてドープし
た場合、単結晶鉄ガーネット層の屈折率ｎを１．５％ま
での範囲で変化させ、非晶、例えば、無定形又はＸ線無
定形鉄ガーネット層の屈折率ｎを１％までの範囲で変化
させるという利点が得られる。
同様に、単結晶堆積層の格子定数ａ０の値を全ガス圧と
プラズマへの反応性ガスのドーピングとにより制御する
ことができる。
プラズマへの反応性ガスのドーピングとにより制御する
ことができる。
この発明に従う方法の更に有利な例によれば、毎回異な
る質量数の希ガスの混合物を使用することができ、特に
アルゴンとクリプトンとの、又はアルゴンとクリプトン
とキセノンとの混合物を使用することができる。西独間
特許出願Ｐ ３７０４３７８．１号明細書から知られる
ように、単結晶堆積鉄ガーネット層の屈折率ｎ及び格子
定数ａｏＯ値の再現性のある変化をアルゴンプラズマの
圧力の０．１〜２、０Ｐａの範囲内での変化により達成
することができる。
る質量数の希ガスの混合物を使用することができ、特に
アルゴンとクリプトンとの、又はアルゴンとクリプトン
とキセノンとの混合物を使用することができる。西独間
特許出願Ｐ ３７０４３７８．１号明細書から知られる
ように、単結晶堆積鉄ガーネット層の屈折率ｎ及び格子
定数ａｏＯ値の再現性のある変化をアルゴンプラズマの
圧力の０．１〜２、０Ｐａの範囲内での変化により達成
することができる。
例えば、多層先導波路の層の適合のためには、鉄ガーネ
ット層の屈折率ｎ及び格子定数ａ０の値の調節範囲を純
粋なアルゴンプラズマ中で達成しうる値に比べて広げる
ことが望ましい。これは、堆積する層の屈折率ｎの所望
値、必要なら格子定数ａ０との所望値に応じてアルゴン
を全部又は−部クリプトンにより又はキセノンにより又
はクリプトン及びキセノンにより置換する場合、鉄ガー
ネット層の堆積に使用するターゲットを変えることなく
有利に達成することができる。この効果は、鉄ガーネッ
トの平均原子質量よりアルゴンの質量数が小さく、クリ
プトンの質量数及びキセノンの質量数が大きいので、鉄
ガーネツトターゲットに衝突するアルゴンイオンの反射
確率がクリプトンイオンのそれより、またキセノンイオ
ンのそれより大きいという事実に基づくと考えられる。
ット層の屈折率ｎ及び格子定数ａ０の値の調節範囲を純
粋なアルゴンプラズマ中で達成しうる値に比べて広げる
ことが望ましい。これは、堆積する層の屈折率ｎの所望
値、必要なら格子定数ａ０との所望値に応じてアルゴン
を全部又は−部クリプトンにより又はキセノンにより又
はクリプトン及びキセノンにより置換する場合、鉄ガー
ネット層の堆積に使用するターゲットを変えることなく
有利に達成することができる。この効果は、鉄ガーネッ
トの平均原子質量よりアルゴンの質量数が小さく、クリ
プトンの質量数及びキセノンの質量数が大きいので、鉄
ガーネツトターゲットに衝突するアルゴンイオンの反射
確率がクリプトンイオンのそれより、またキセノンイオ
ンのそれより大きいという事実に基づくと考えられる。
ターゲットで反射された高エネルギーの希ガス原子は、
基板上に成長する層の衝撃を行い、したがって低いスパ
ッタ速度で層成分の逆スパツタを起こし、これにより堆
積層の組成の変化、したがってその結果屈折率ｎ及び格
子定数ａ０の変化を、成長層の結晶成長を乱すことなく
起こす。
基板上に成長する層の衝撃を行い、したがって低いスパ
ッタ速度で層成分の逆スパツタを起こし、これにより堆
積層の組成の変化、したがってその結果屈折率ｎ及び格
子定数ａ０の変化を、成長層の結晶成長を乱すことなく
起こす。
この方法の範囲内の研究によりビスマス含有鉄ガーネッ
ト層の堆積のためにｆｒマグネトロン陰極スパッタ法で
用いた０、５ Ｐａの全圧のクリプトンプラズマは、０
．５ Ｐａの全圧のアルゴンプラズマより約１２重量％
だけビスマスに冨む鉄ガーネットを与えることが分かっ
た。これは、単結晶及び無定形層の屈折率ｎの値の１．
５％までの範囲の増加と、単結晶層の格子定数ａ０の値
の１．５％までの範囲の増加をもたらす。
ト層の堆積のためにｆｒマグネトロン陰極スパッタ法で
用いた０、５ Ｐａの全圧のクリプトンプラズマは、０
．５ Ｐａの全圧のアルゴンプラズマより約１２重量％
だけビスマスに冨む鉄ガーネットを与えることが分かっ
た。これは、単結晶及び無定形層の屈折率ｎの値の１．
５％までの範囲の増加と、単結晶層の格子定数ａ０の値
の１．５％までの範囲の増加をもたらす。
この発明に従う方法の有利な例によって、一般式
％式％）
（式中のＡは希土類金属、Ｂｉ、 Ｐｂ及びＣａよりな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、ＢはＧ
ａ＋ Ａ１＋ Ｆｅ＋ Ｃｏ、 Ｎｉ＋ Ｍｎ、 Ｒｕ
＋ Ｉｒ、 Ｉｎ及びＳｃよりなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素である。） に対応する組成を有する鉄ガーネット層が製造される。
る群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、ＢはＧ
ａ＋ Ａ１＋ Ｆｅ＋ Ｃｏ、 Ｎｉ＋ Ｍｎ、 Ｒｕ
＋ Ｉｒ、 Ｉｎ及びＳｃよりなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素である。） に対応する組成を有する鉄ガーネット層が製造される。
陰極スパッタによるエピタキシアル法は、例えば液相エ
ピタキシアル法に比べて熱化学平衡から離れて起こるの
で、例えば、非平衡組成の、異相を含まないガーネット
層の製造も可能である。
ピタキシアル法に比べて熱化学平衡から離れて起こるの
で、例えば、非平衡組成の、異相を含まないガーネット
層の製造も可能である。
例えば、単結晶で次の組成を有する単相鉄ガーネット層
が１個の同一ターゲットから製造された：Ｇｄｚ、 ０
４Ｂ’ｌｌ、 ＊ｗＦｅ４． ＋５Ｇａｏ−ａｓＯＩｔ
；Ｇｄ２． ｏＪｉｏ−ａＪｅａ、 ｚ＋Ｇａｏ、
ｅ：＋０ｔｚｉＧｄｚ、 ｌＯａ’０１１＋？Ｆｅ
４． ｚＧａｏ、 １１９０１２；Ｇｄｚ、 ０４Ｂ’
０１ ｑｔＦｅａ、 ｏｉＧａｏ、 ｑ＠ｏｔｚｉＧｄ
ｔ、 ｏＪｊｏ、 ｑｑＦｅｓ、 ｑｂＧａｌ、 ａｓ
ＯＩｔ又はＧｄｚ、 ＋Ｊｉｏ、 ｑｘＦｅａ、 ｔｎ
Ｇａｏ、 ｌｉｏ！。
が１個の同一ターゲットから製造された：Ｇｄｚ、 ０
４Ｂ’ｌｌ、 ＊ｗＦｅ４． ＋５Ｇａｏ−ａｓＯＩｔ
；Ｇｄ２． ｏＪｉｏ−ａＪｅａ、 ｚ＋Ｇａｏ、
ｅ：＋０ｔｚｉＧｄｚ、 ｌＯａ’０１１＋？Ｆｅ
４． ｚＧａｏ、 １１９０１２；Ｇｄｚ、 ０４Ｂ’
０１ ｑｔＦｅａ、 ｏｉＧａｏ、 ｑ＠ｏｔｚｉＧｄ
ｔ、 ｏＪｊｏ、 ｑｑＦｅｓ、 ｑｂＧａｌ、 ａｓ
ＯＩｔ又はＧｄｚ、 ＋Ｊｉｏ、 ｑｘＦｅａ、 ｔｎ
Ｇａｏ、 ｌｉｏ！。
更に、次の組成の単結晶鉄ガーネット層が製造された：
Ｇｄｚ、 ｏａＢｉ＋、 、ｔＦｅ＜、 ＋ｏＡｌｏ、
ｚｑＧａｏ、 ｎ＋Ｏｔｇ及びＧｄｚ、 ＋Ｊｉ＋、
ｏｚＦｅ４． ｏＪｌｏ、 ３ａＧａｏ、 ａｓＯＩ
ｔ。
ｚｑＧａｏ、 ｎ＋Ｏｔｇ及びＧｄｚ、 ＋Ｊｉ＋、
ｏｚＦｅ４． ｏＪｌｏ、 ３ａＧａｏ、 ａｓＯＩ
ｔ。
次の組成を有する非晶（無定形又はＸ線無定形）鉄ガー
ネット層が製造された： Ｇｄｚ、 ＋Ｊｉｏ、 ｈＩＦｅａ、 ５ｓＧａｏ、
ａ７（Ｌｘ；Ｇｄ２．ｚＪｉｏ、ａｏＦｅａ、ａｈＧａ
ｏ、ｑｔｃＪｒｔ：Ｇｄｚ−ｚＪｉｏ、３ＳＦｅ４．ａ
ｔＧａｏ、ｑｑＯｌｚ：Ｇｄｔ、 ＋Ｊｉａ、 ｚｂＦ
ｅ４．３１Ｇａ１． ＋０ｔｚｉＧｄｚ＊ ＋５Ｂｉ
ｏ、 ａｏＦｅａ＊ １ｏＧａ１． ｚ３０＋ｚ
ｉＧｄｚ＊ ｚ＋Ｂｉｏ、 ４１ｐｅ４．４．Ｇａｏ、
ｓｈｉ、を又はｃａｔ、 ５ｓＢｉ＋、 ｘｏＦｅ４
．５ｏＡ１ｏ、 ｚｂＧａｏ、 ｔｑＯ＋ｚ。
ネット層が製造された： Ｇｄｚ、 ＋Ｊｉｏ、 ｈＩＦｅａ、 ５ｓＧａｏ、
ａ７（Ｌｘ；Ｇｄ２．ｚＪｉｏ、ａｏＦｅａ、ａｈＧａ
ｏ、ｑｔｃＪｒｔ：Ｇｄｚ−ｚＪｉｏ、３ＳＦｅ４．ａ
ｔＧａｏ、ｑｑＯｌｚ：Ｇｄｔ、 ＋Ｊｉａ、 ｚｂＦ
ｅ４．３１Ｇａ１． ＋０ｔｚｉＧｄｚ＊ ＋５Ｂｉ
ｏ、 ａｏＦｅａ＊ １ｏＧａ１． ｚ３０＋ｚ
ｉＧｄｚ＊ ｚ＋Ｂｉｏ、 ４１ｐｅ４．４．Ｇａｏ、
ｓｈｉ、を又はｃａｔ、 ５ｓＢｉ＋、 ｘｏＦｅ４
．５ｏＡ１ｏ、 ｚｂＧａｏ、 ｔｑＯ＋ｚ。
この発明に従う方法の更に有利な例によれば、（１１１
）配向非磁性ガーネット単結晶ディスク又は（１１０）
配向非磁性単結晶ディスク、特に一般式％式％ ネシウムージルコニウムー置換ガドリニウム−ガリウム
−ガーネットのディスクが基板として用いられた。
）配向非磁性ガーネット単結晶ディスク又は（１１０）
配向非磁性単結晶ディスク、特に一般式％式％ ネシウムージルコニウムー置換ガドリニウム−ガリウム
−ガーネットのディスクが基板として用いられた。
しかし、他の非磁性ガリウムガーネット基板も同様に良
く使用することができる。
く使用することができる。
特に、（１１０）−配向ガーネット単結晶ディスクを用
いる場合、層平面内に応力誘起光複屈折を有する光アイ
ソレータを製造する可能性が与えられる。
いる場合、層平面内に応力誘起光複屈折を有する光アイ
ソレータを製造する可能性が与えられる。
Ｘ線双晶ロッキングカーブによれば、基板と堆積単結晶
層の間に１％より大きい高い結晶格子不整合（ミスフィ
ント（ｍｉｓｆｉｔ））が起こる場合にも、前記基板上
に堆積した単結晶層が（１１１）配向基板上に堆積した
層と同様に小さいＸ線線幅を示すことが確かめられ、こ
れは反漏洩（ｓｅｍｉ−１ｅａｋｙ）特性を有する光ア
イソレータに対し重要である。
層の間に１％より大きい高い結晶格子不整合（ミスフィ
ント（ｍｉｓｆｉｔ））が起こる場合にも、前記基板上
に堆積した単結晶層が（１１１）配向基板上に堆積した
層と同様に小さいＸ線線幅を示すことが確かめられ、こ
れは反漏洩（ｓｅｍｉ−１ｅａｋｙ）特性を有する光ア
イソレータに対し重要である。
前記のように、非晶（無定形）及び／又は単結晶鉄ガー
ネット層は、例えば１個の同じターゲットから堆積する
ことができる。堆積層の配列は、基板の配列のみでなく
基板温度にも依存する。
ネット層は、例えば１個の同じターゲットから堆積する
ことができる。堆積層の配列は、基板の配列のみでなく
基板温度にも依存する。
ｒｆ陰極スパッタによる鉄ガーネット層をベースとする
光導波路の製造において、基板を４７０″Ｃを越える温
度に加熱する場合、単結晶ガーネット基板上で鉄ガーネ
ツト材料が単結晶で成長することを確かめた。
光導波路の製造において、基板を４７０″Ｃを越える温
度に加熱する場合、単結晶ガーネット基板上で鉄ガーネ
ツト材料が単結晶で成長することを確かめた。
約４６０℃より低い基板温度では、基板が単結晶であっ
ても他の配列であっても無定形ないしＸ線無定形（非晶
）ｌｉのみが形成される。無定形層のみを堆積させる場
合、例えば、ガラス基板を有利に使用することもできる
。
ても他の配列であっても無定形ないしＸ線無定形（非晶
）ｌｉのみが形成される。無定形層のみを堆積させる場
合、例えば、ガラス基板を有利に使用することもできる
。
この方法によって、限定された屈折率ｎ及び限定された
格子定数ａ０の、単結晶又は非晶（−無定形又はＸ線無
定形）鉄ガーネット単一層を堆積させうるだけでなく１
個の同じターゲットから一つの同じ方法段階でそのたび
に異なる屈折率ｎとそのたびに異なる格子定数ａ０とを
有する単結晶又は非晶層の連続を堆積させることもでき
、このようにして、例えば、段階分布として又はこう配
分布として存在しうる屈折率分布を層の連続の中につく
ることができる。この発明に従う方法の有利な別の例に
従って、スパッタ方法に必要なｒｆ電力が供給されるマ
グネトロンをターゲット電極として使用する。マグネト
ロンによってターゲット付近にプラズマが集中され、し
たがって成長層のイオン衝撃が著しく低減され、その結
果、例えば、なかんずく層の単結晶成長を損なう逆スパ
ツタ効果が最小になる。マグネトロン電極を用いる場合
、ターゲット付近にいっそうプラズマの集中を生じるよ
うにできるだけ小さい飽和磁化を有する相組成をスパッ
タのターゲットに対して選ぶことが有利である。更に、
マグネトロンの使用は、二極管配置のｒｆ陰極スパッタ
装置で行う方法に比べて、基板付近でできるだけ小さい
プラズマ密度と運動エネルギーを有しながらできるだけ
高い堆積速度を与える意味でターゲットと基板の間の間
隔を最適にすることができるという利点を与える。
格子定数ａ０の、単結晶又は非晶（−無定形又はＸ線無
定形）鉄ガーネット単一層を堆積させうるだけでなく１
個の同じターゲットから一つの同じ方法段階でそのたび
に異なる屈折率ｎとそのたびに異なる格子定数ａ０とを
有する単結晶又は非晶層の連続を堆積させることもでき
、このようにして、例えば、段階分布として又はこう配
分布として存在しうる屈折率分布を層の連続の中につく
ることができる。この発明に従う方法の有利な別の例に
従って、スパッタ方法に必要なｒｆ電力が供給されるマ
グネトロンをターゲット電極として使用する。マグネト
ロンによってターゲット付近にプラズマが集中され、し
たがって成長層のイオン衝撃が著しく低減され、その結
果、例えば、なかんずく層の単結晶成長を損なう逆スパ
ツタ効果が最小になる。マグネトロン電極を用いる場合
、ターゲット付近にいっそうプラズマの集中を生じるよ
うにできるだけ小さい飽和磁化を有する相組成をスパッ
タのターゲットに対して選ぶことが有利である。更に、
マグネトロンの使用は、二極管配置のｒｆ陰極スパッタ
装置で行う方法に比べて、基板付近でできるだけ小さい
プラズマ密度と運動エネルギーを有しながらできるだけ
高い堆積速度を与える意味でターゲットと基板の間の間
隔を最適にすることができるという利点を与える。
この発明に従う方法は、次の利点、すなわち近赤外に限
定され、２．１〜２．５の範囲内に４１１節しうる屈折
率ｎと、限定して１．２３〜１．２８ ｎｍの範囲内に
調節しうる格子定数ａ０とを有する単結晶鉄ガーネット
層を、限定して２．１〜２．５の範囲内に調節しうる屈
折率ｎの非晶（無定形）鉄ガーネット層とともに１個の
同一基板上に一つの同一装置を用いて一方法段階で製造
することができ、その際被覆工程の開始前に基板の準備
をも同一装置で行うことができるという利点を与える。
定され、２．１〜２．５の範囲内に４１１節しうる屈折
率ｎと、限定して１．２３〜１．２８ ｎｍの範囲内に
調節しうる格子定数ａ０とを有する単結晶鉄ガーネット
層を、限定して２．１〜２．５の範囲内に調節しうる屈
折率ｎの非晶（無定形）鉄ガーネット層とともに１個の
同一基板上に一つの同一装置を用いて一方法段階で製造
することができ、その際被覆工程の開始前に基板の準備
をも同一装置で行うことができるという利点を与える。
この方法によって、限定された波長範囲、例えばλ＝１
．２〜５．０μｍに対して鉄ガーネット層の屈折率ｎは
、±０．０５％よりよい精度で１１．０％よりよい変化
幅で±０．０２％よりよい再現性で調節することができ
る。これは、経済的に有利な大量生産に極めて有利であ
る。所望の屈折率ｎと、所望の格子定数ａ０とは、ター
ゲットの組成によって約±１．５％の精度に調節するこ
とができる。
．２〜５．０μｍに対して鉄ガーネット層の屈折率ｎは
、±０．０５％よりよい精度で１１．０％よりよい変化
幅で±０．０２％よりよい再現性で調節することができ
る。これは、経済的に有利な大量生産に極めて有利であ
る。所望の屈折率ｎと、所望の格子定数ａ０とは、ター
ゲットの組成によって約±１．５％の精度に調節するこ
とができる。
この方法において、例えば、非磁性単結晶基板上の単結
晶鉄ガーネット層の製造に対しても、基板及び層の格子
定数の整合が、例えば液相エピタキシアル法でよりはる
かに問題が少ない；１％より大きいミスフィツトが許容
されることが利点である。ミスフィツトは、例えば、半
漏洩特性を有する光アイソレータを製造する場合でさえ
、この程度の大きさが要求される。
晶鉄ガーネット層の製造に対しても、基板及び層の格子
定数の整合が、例えば液相エピタキシアル法でよりはる
かに問題が少ない；１％より大きいミスフィツトが許容
されることが利点である。ミスフィツトは、例えば、半
漏洩特性を有する光アイソレータを製造する場合でさえ
、この程度の大きさが要求される。
ｒｆ陰極スパッタに対して、ｒｆ電圧で動作し、磁気系
（マグネトロン）を有するターゲット陰極をそなえ、タ
ーゲット電極と基板電極の両方に有効ｒｆ電圧の測定装
置をそなえる、市販陰極スパッタ装置を使用することが
できる。マグネトロン陰極は、通常の真空容器中に水平
に設ける。スパッタ法に必要なｒｆ電力は、ｒｆ発電機
によりインピーダンス整合部材を経てターゲット電極に
供給され、か（してプラズマに適用される。ターゲット
電極においてｒｆ電圧を±１％よりよい値で一定に保つ
ことは、計算機制御により達成される。基板電極の電圧
は、浮動する。気相の圧力及び組成も、計算機制御によ
り±１％よりよく一定に保たれる。
（マグネトロン）を有するターゲット陰極をそなえ、タ
ーゲット電極と基板電極の両方に有効ｒｆ電圧の測定装
置をそなえる、市販陰極スパッタ装置を使用することが
できる。マグネトロン陰極は、通常の真空容器中に水平
に設ける。スパッタ法に必要なｒｆ電力は、ｒｆ発電機
によりインピーダンス整合部材を経てターゲット電極に
供給され、か（してプラズマに適用される。ターゲット
電極においてｒｆ電圧を±１％よりよい値で一定に保つ
ことは、計算機制御により達成される。基板電極の電圧
は、浮動する。気相の圧力及び組成も、計算機制御によ
り±１％よりよく一定に保たれる。
２００Ｗの出力電力で動作される通常のｒｆ発電機がス
パッタ装置のエネルギー源として役立つ。動作周波数は
、１３．５６ ＭＨｚである。
パッタ装置のエネルギー源として役立つ。動作周波数は
、１３．５６ ＭＨｚである。
（実施例）
次に、この発明を例によって添付図面を用いて説明する
。
。
第１図は、従来技術から知られるプレーナー形導波路の
略図で導波路（礼）及び基材（Ｓ）を示す。
略図で導波路（礼）及び基材（Ｓ）を示す。
導波路（札）は、屈折率ｎｌ、ｎｍ及びｎ、を有する材
料からなり、ここでｎ、：） ｎｍ２ ｎ、の条件が保
たれる。屈折率ｎ＋及びｎ、を有する層は単結晶であり
、屈折率ｎ、を有する層は無定形である。
料からなり、ここでｎ、：） ｎｍ２ ｎ、の条件が保
たれる。屈折率ｎ＋及びｎ、を有する層は単結晶であり
、屈折率ｎ、を有する層は無定形である。
第２図は、組成（重量％）
ＧｄｚＯｓ ３６．９５ 、 ＢｉｚＯｉ ２５．６５
、 Ｐｅｔ’ｓ ３２．１７ 。
、 Ｐｅｔ’ｓ ３２．１７ 。
Ｇａｔｅｓ ３．７９ 、 ＡｌｚＯｉ １．４４を有
するターゲットから（１１１）配向単結晶非磁性ガーネ
ット基板上にその場で堆積した単結晶鉄ガーネットの屈
折率ｎ（ＴＥ−偏波モード、λ＝１．２８５ ａｍに対
する）と、純アルゴンプラズマの圧力との関係を示すグ
ラフである。
するターゲットから（１１１）配向単結晶非磁性ガーネ
ット基板上にその場で堆積した単結晶鉄ガーネットの屈
折率ｎ（ＴＥ−偏波モード、λ＝１．２８５ ａｍに対
する）と、純アルゴンプラズマの圧力との関係を示すグ
ラフである。
第３ａ図は、組成（重量％）
Ｇｄ＊Ｏｉ ３４．４４ 、 ＢｉｚＯｉ ２８．５２
、 Ｆｅａｒｓ ３０．９１ 。
、 Ｆｅａｒｓ ３０．９１ 。
Ｇａｚｅｓ ６．１３を有するターゲットから（１１１
）−配向ガリウムガーネット基板上にその場で堆積した
単結晶鉄ガーネットの屈折率ｎ （ＴＥ−偏波モード、
波長λ＝１．２８５μ閣に対する）と、全ガス圧ｐｇｍ
＊＝Ｐ Ａｒ＋ Ｐ ｏｚ＝ｏ、６ Ｐａにおけるアル
ゴンプラズマへの酸素のドーピングとの関係（曲線ａ）
及び前記屈折率ｎと、全ガス圧Ｐ ＊＊＊ ＝ Ｐ Ａ
ｒ ＋ Ｐ Ｈｔ ＝０．６Ｐａにおけるアルゴンプラ
ズマへの水素のドーピングとの関係（曲線ｂ）をそれぞ
れ示すグラフである。
）−配向ガリウムガーネット基板上にその場で堆積した
単結晶鉄ガーネットの屈折率ｎ （ＴＥ−偏波モード、
波長λ＝１．２８５μ閣に対する）と、全ガス圧ｐｇｍ
＊＝Ｐ Ａｒ＋ Ｐ ｏｚ＝ｏ、６ Ｐａにおけるアル
ゴンプラズマへの酸素のドーピングとの関係（曲線ａ）
及び前記屈折率ｎと、全ガス圧Ｐ ＊＊＊ ＝ Ｐ Ａ
ｒ ＋ Ｐ Ｈｔ ＝０．６Ｐａにおけるアルゴンプラ
ズマへの水素のドーピングとの関係（曲線ｂ）をそれぞ
れ示すグラフである。
第３ｂ図は、組成（重量％）
ＧｄｚＯｓ ３４．４４ 、 ａｔ、Ｏｓ ２８．５２
、 Ｆｅｔｕｓ ３０．９１及びＧａｚｅｓ ６．１
３のターゲットからその場で堆積した無定形鉄ガーネッ
トの屈折率ｎ（波長λ＝１．２８５μｍ） と全ガス
圧Ｐ ｙｅｓ ＝ Ｐ Ａｒ ＋ Ｐ ｏｚ＝ｏ、６
Ｐａでのアルゴンプラズマに対する酸素のドーピングと
の関係（曲線ａ）及び同屈折率ｎと全ガス圧ｐ□１””
Ｐ Ａｒ ＋ Ｐ ｖｒｚ＝ｏ、６ Ｐａでのアルゴ
ンプラズマに対する水素のドーピングとの関係（曲線ｂ
）とをそれぞれ示すグラフである。耐及びＴＥ偏波モー
ドに対して屈折率ｎに対し測定精度の範囲内でほとんど
一致する値が得られる。
、 Ｆｅｔｕｓ ３０．９１及びＧａｚｅｓ ６．１
３のターゲットからその場で堆積した無定形鉄ガーネッ
トの屈折率ｎ（波長λ＝１．２８５μｍ） と全ガス
圧Ｐ ｙｅｓ ＝ Ｐ Ａｒ ＋ Ｐ ｏｚ＝ｏ、６
Ｐａでのアルゴンプラズマに対する酸素のドーピングと
の関係（曲線ａ）及び同屈折率ｎと全ガス圧ｐ□１””
Ｐ Ａｒ ＋ Ｐ ｖｒｚ＝ｏ、６ Ｐａでのアルゴ
ンプラズマに対する水素のドーピングとの関係（曲線ｂ
）とをそれぞれ示すグラフである。耐及びＴＥ偏波モー
ドに対して屈折率ｎに対し測定精度の範囲内でほとんど
一致する値が得られる。
第４図は、組成（重量％）
ＧｄｚＯｓ ３２．３４ 、 Ｂｉｔ’ｓ ２９．０６
、 Ｐｅｔ’ｓ ３５．６６ 。
、 Ｐｅｔ’ｓ ３５．６６ 。
ＧａｚＯｚ １．８０及びＡｌｔｏｓ １．１４のター
ゲットからその場で堆積した無定形鉄ガーネットの屈折
率ｎ （ＴＥ−偏波モードに対し、波長λ＝１．２８５
μｍ（曲線ａ）及びλ−１，５３８μｍ（曲線ｂ））と
、アルゴン（４０）、クリプトン（８４）及びキセノン
（１３１）の質量数との関係を示すグラフである。
ゲットからその場で堆積した無定形鉄ガーネットの屈折
率ｎ （ＴＥ−偏波モードに対し、波長λ＝１．２８５
μｍ（曲線ａ）及びλ−１，５３８μｍ（曲線ｂ））と
、アルゴン（４０）、クリプトン（８４）及びキセノン
（１３１）の質量数との関係を示すグラフである。
ビスマス置換ガドリニウム鉄ガーネット（この中では鉄
の一部がアルミニウム及びガリウムで置換されている。
の一部がアルミニウム及びガリウムで置換されている。
）の単結晶層と、これを覆う異なる配列（非晶）の材料
をそなえる非可逆光学成分用プレーナー形導波路の製造
を例として次に述べる。
をそなえる非可逆光学成分用プレーナー形導波路の製造
を例として次に述べる。
３０ａＩＩ＋の直径を有する（１１１）配向カルシウム
−マグネシウム−ジルコニウム置換ガドリニウム−ガリ
ウムガーネット単結晶ディスクをその上で単結晶成長が
起こりうるように堆積工程の前に既知の仕方で前処理し
て基板として用いた。屈折率ｎ。
−マグネシウム−ジルコニウム置換ガドリニウム−ガリ
ウムガーネット単結晶ディスクをその上で単結晶成長が
起こりうるように堆積工程の前に既知の仕方で前処理し
て基板として用いた。屈折率ｎ。
を有する鉄ガーネットの第１単結晶層を最初に前記基板
上に堆積させる。前記鉄ガーネット層は、屈折率ｎ！を
有する次の単結晶鉄ガーネット層の引き続く製造に使用
するのと同じターゲットによって堆積される。前記第１
銖ガーネツト層には、後にその上に堆積される第２単結
晶層の屈折率ｎ２より大きい屈折率ｎ１が与えられるが
、これは、第２単結晶層の堆積条件に比べて、低いプラ
ズマ圧か及び／又はプラズマへの酸素又は水素ドーピン
グの減少か及び／又はアルゴンより高い質量数を有する
希ガスのより高い割合をプラズマ中に調節することによ
り行われる。
上に堆積させる。前記鉄ガーネット層は、屈折率ｎ！を
有する次の単結晶鉄ガーネット層の引き続く製造に使用
するのと同じターゲットによって堆積される。前記第１
銖ガーネツト層には、後にその上に堆積される第２単結
晶層の屈折率ｎ２より大きい屈折率ｎ１が与えられるが
、これは、第２単結晶層の堆積条件に比べて、低いプラ
ズマ圧か及び／又はプラズマへの酸素又は水素ドーピン
グの減少か及び／又はアルゴンより高い質量数を有する
希ガスのより高い割合をプラズマ中に調節することによ
り行われる。
屈折率ｎ１を有する第１単結晶鉄ガーネット層の堆積の
ためには、１０−’ Ｐａより小さい圧力まで真空排気
したスパッタ装置に希ガスとして０．３ Ｐａの圧力の
アルゴンを導入するのが好ましい。続いて設けられ屈折
率ｎ２を有する第２単結晶層の屈折率より大きい屈折率
ｎ、を有する前記第１層は、製造される導波路中で単一
モード導波を達成する必要がある。例えば、プラズマ中
の酸素含量を０．４５容量％から１．０容量％に変化さ
せると、下記のターゲット組成で堆積層における屈折率
の約５ＸＩＯ−’の差が起こる。単一モード導波に対し
ては、高次モードを吸収する層を設けることにより多層
導波路における高次モードを減衰除去することが更に必
要である。屈折率ｎを有する無定形に堆積させた鉄ガー
ネット層−この屈折率はこの無定形鉄ガーネット層の下
にある単結晶鉄ガーネット層の屈折率ｎに適合させであ
るーは、この吸収層に適する。
ためには、１０−’ Ｐａより小さい圧力まで真空排気
したスパッタ装置に希ガスとして０．３ Ｐａの圧力の
アルゴンを導入するのが好ましい。続いて設けられ屈折
率ｎ２を有する第２単結晶層の屈折率より大きい屈折率
ｎ、を有する前記第１層は、製造される導波路中で単一
モード導波を達成する必要がある。例えば、プラズマ中
の酸素含量を０．４５容量％から１．０容量％に変化さ
せると、下記のターゲット組成で堆積層における屈折率
の約５ＸＩＯ−’の差が起こる。単一モード導波に対し
ては、高次モードを吸収する層を設けることにより多層
導波路における高次モードを減衰除去することが更に必
要である。屈折率ｎを有する無定形に堆積させた鉄ガー
ネット層−この屈折率はこの無定形鉄ガーネット層の下
にある単結晶鉄ガーネット層の屈折率ｎに適合させであ
るーは、この吸収層に適する。
ターゲット （陰極スパッタ給源）としては、熱間圧縮
又は焼結により鉄ガーネツト混合酸化物から製造され、
７５１ＩＩ１１の直径、４１の厚さ、１０％より小さい
多孔度及び好ましくは３ｍＴより小さい磁気飽和分極■
、を有する物体が役立つ。
又は焼結により鉄ガーネツト混合酸化物から製造され、
７５１ＩＩ１１の直径、４１の厚さ、１０％より小さい
多孔度及び好ましくは３ｍＴより小さい磁気飽和分極■
、を有する物体が役立つ。
次の例に対して、１０’ Ｐａの圧力の酸素雰囲気中に
ある、ＢｉＦｅＯ３１ＢｉＧｄｇＦｅｓＯ＋ｚ＋八１２
０３及びＧａ２Ｏへの粉末混合物を９２０℃未満の温度
で６時間焼結し、セラミック構造中に遊離のＢｉｇ（ｈ
がほとんど残らないようにこの操作を行った。
ある、ＢｉＦｅＯ３１ＢｉＧｄｇＦｅｓＯ＋ｚ＋八１２
０３及びＧａ２Ｏへの粉末混合物を９２０℃未満の温度
で６時間焼結し、セラミック構造中に遊離のＢｉｇ（ｈ
がほとんど残らないようにこの操作を行った。
遊離のＢｉｔ’ｓは、そのスパッタ速度が他のターゲッ
ト成分に比べて増加される結果としてターゲットの表面
の機械的砕解を起こすので、ターゲット中に存在しては
ならない；混合酸化物の使用により、ターゲットの全相
成分のスパッタ速度の均質化が達成される。
ト成分に比べて増加される結果としてターゲットの表面
の機械的砕解を起こすので、ターゲット中に存在しては
ならない；混合酸化物の使用により、ターゲットの全相
成分のスパッタ速度の均質化が達成される。
屈折率ｎｉ ＝ ２．３２４４ （ＴＥ−偏波モード、
波長λ＝１．２８５μ層に対し）及び格子定数ａｏ ＝
１．２５１８ｎ＋ｍ、組成Ｇｄｚ、 ｏＪｉ＋、 ＋ｚ
Ｆｅｉ、 ＋６＾１ｏ、 ｚＪａｏ、 ４１０１２の第
１単結晶単相鉄ガーネット層の製造に、次の組成（重量
％）のターゲットが使用される：ＧｄｚＯ３３６，９５ ＢｉｚＯｉ ２５．６５ Ｆｅ２ｒｓ ３２．１７ Ａｌ２Ｏ２１，４４ Ｇａｚｅｓ ３．７９ ターゲツト体は、ターゲット電極に熱伝導容易な接着剤
（例えば、銀粉末を充てんしたエポキシ樹脂）によって
固定される。
波長λ＝１．２８５μ層に対し）及び格子定数ａｏ ＝
１．２５１８ｎ＋ｍ、組成Ｇｄｚ、 ｏＪｉ＋、 ＋ｚ
Ｆｅｉ、 ＋６＾１ｏ、 ｚＪａｏ、 ４１０１２の第
１単結晶単相鉄ガーネット層の製造に、次の組成（重量
％）のターゲットが使用される：ＧｄｚＯ３３６，９５ ＢｉｚＯｉ ２５．６５ Ｆｅ２ｒｓ ３２．１７ Ａｌ２Ｏ２１，４４ Ｇａｚｅｓ ３．７９ ターゲツト体は、ターゲット電極に熱伝導容易な接着剤
（例えば、銀粉末を充てんしたエポキシ樹脂）によって
固定される。
放散熱を除くために、例えば水冷ターゲット電極を用い
るのが有利である。
るのが有利である。
堆積工程は、スパッタ装置を最初に真空ポンプによって
１Ｏ−３Ｐａより小さい圧力まで排気し、次いで０．３
Ｐａの圧力でアルゴンを導入するように行う。ターゲ
ットと基板の間隔は、８０ ｍ＋ｓである。
１Ｏ−３Ｐａより小さい圧力まで排気し、次いで０．３
Ｐａの圧力でアルゴンを導入するように行う。ターゲ
ットと基板の間隔は、８０ ｍ＋ｓである。
堆積速度は、約１．０μｍ／ｈである。ターゲット電極
の後側のｒｆ大入力測定したｒｆ電圧は、約２００■で
あり、基板電極の電位は、浮動する。基板温度は、５２
０℃である。
の後側のｒｆ大入力測定したｒｆ電圧は、約２００■で
あり、基板電極の電位は、浮動する。基板温度は、５２
０℃である。
次いで、屈折率ｎ ｔ ＝２．３１９４ （ＴＥ偏波モ
ード、波長λ＝１．２８５μｍに対し）及び格子定数３
．ｚｌ、２５１４ ｎｍの第２単結晶単相鉄ガーネット
層を第１単結晶鉄ガーネット層の堆積で上に述べたのと
同じターゲットと、アルゴンプラズマの圧力を除いて同
じ方法パラメータとによって堆積させる。
ード、波長λ＝１．２８５μｍに対し）及び格子定数３
．ｚｌ、２５１４ ｎｍの第２単結晶単相鉄ガーネット
層を第１単結晶鉄ガーネット層の堆積で上に述べたのと
同じターゲットと、アルゴンプラズマの圧力を除いて同
じ方法パラメータとによって堆積させる。
第２単結晶鉄ガーネット層の堆積に対するアルゴンプラ
ズマ圧力は、０．４７ Ｐａである。これによってｎ＋
からｎ２への屈折率の低下５Ｘ１０−’が調節される。
ズマ圧力は、０．４７ Ｐａである。これによってｎ＋
からｎ２への屈折率の低下５Ｘ１０−’が調節される。
この第２単結晶層は、次式の組成Ｇｄｚ、 ｔ Ｊｉｍ
、 ｏｔＦｅ４．＋１ｏＡｔｈ、 ３１ｃａＯ，ａｓｏ
＋ ｔを有する。
、 ｏｔＦｅ４．＋１ｏＡｔｈ、 ３１ｃａＯ，ａｓｏ
＋ ｔを有する。
次の組成（重量％表示）：
ＧｄｚＯｓ ３２．３４
Ｂｉｇ（ｈ ２９．０６
Ｆｅ、Ｑ＝ ３５．６６
Ａｌ２Ｏ２１，１４
Ｇａｔｅ３１．８０
のターゲットを次の組成
Ｇｄ１． ｚｓＢｉ １．１０Ｆｅ４． ＨＡｌｏ、
！６ｃａ１１． ｚｑＯ＋ ｚを有し屈折率ｎ ｓ ＝
２．３１４８ （ＴＥ偏波モード、波長λ＝１．２８５
μ蒙に対する）の非晶（無定形）鉄ガーネット層の製造
に使用する。
！６ｃａ１１． ｚｑＯ＋ ｚを有し屈折率ｎ ｓ ＝
２．３１４８ （ＴＥ偏波モード、波長λ＝１．２８５
μ蒙に対する）の非晶（無定形）鉄ガーネット層の製造
に使用する。
ターゲツト体を上記の仕方でターゲット電極に固定する
。被覆工程も上記のように行なったが、基板温度は４５
５℃であり、全圧Ｐ、、、 ＝０．６ Ｐａのガス雰囲
気と、２０容量％のアルゴン＋７９．８容量％のクリプ
トン＋０．２容量％の酸素の組成を使用した。
。被覆工程も上記のように行なったが、基板温度は４５
５℃であり、全圧Ｐ、、、 ＝０．６ Ｐａのガス雰囲
気と、２０容量％のアルゴン＋７９．８容量％のクリプ
トン＋０．２容量％の酸素の組成を使用した。
次の諸表から屈折率ｎ及び格子定数ａｏの値がプラズマ
の圧力及び組成によりいかに制御しうるかが分かる。
の圧力及び組成によりいかに制御しうるかが分かる。
表１は、表２及び表３に示す鉄ガーネット層を堆積する
のに用いたターゲットの組成を示す。表１〜３のターゲ
ット番号は、共通である。表２は単結晶、表３は非晶（
無定形）鉄ガーネット層に関する。
のに用いたターゲットの組成を示す。表１〜３のターゲ
ット番号は、共通である。表２は単結晶、表３は非晶（
無定形）鉄ガーネット層に関する。
表１
第１図は、従来技術のプレーナー形導波路の断面略図、
第２図は、屈折率ｎを純アルゴンプラズマ（従来技術）
の圧力の関数として示すグラフ、第３ａ図及び第３ｂ図
は、屈折率ｎをこの発明である、アルゴンプラズマへの
酸素添加又は水素添加の関数として示すグラフ、 第４図は、屈折率ｎをこの発明の種々の希ガスの質量数
の関数として示すグラフである。 ｌ・・・第１単結晶鉄ガーネット層 ２・・・第２単結晶鉄ガーネット層 ３・・・非晶鉄ガーネット層 すし・・・導波路 ５・・・基板 ｎｌ＋ ｎ８．ｎ３・・・屈折率 □０２、Ｈ２［ＶＯｌ、’／、１ ＦＩＧ、３ｂ
の圧力の関数として示すグラフ、第３ａ図及び第３ｂ図
は、屈折率ｎをこの発明である、アルゴンプラズマへの
酸素添加又は水素添加の関数として示すグラフ、 第４図は、屈折率ｎをこの発明の種々の希ガスの質量数
の関数として示すグラフである。 ｌ・・・第１単結晶鉄ガーネット層 ２・・・第２単結晶鉄ガーネット層 ３・・・非晶鉄ガーネット層 すし・・・導波路 ５・・・基板 ｎｌ＋ ｎ８．ｎ３・・・屈折率 □０２、Ｈ２［ＶＯｌ、’／、１ ＦＩＧ、３ｂ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、鉄ガーネット相から主としてなり、残りの相がほぼ
同じスパッタ速度を有するターゲットを用いて成長層を
衝撃するイオンのイオンエネルギーが１０＾２ｅＶより
小さく、圧力が０．１〜２．０Ｐａの範囲内である希ガ
スプラズマ中でｒｆ陰極スパッタによって層を基板上に
堆積させて、限定して調節した屈折率ｎと、限定して調
節した格子定数ａ＿０とを有する鉄ガーネット層を製造
するに当り、希ガスに５容量％までの少なくとも１種の
反応性ガスをドープすることを特徴とする鉄ガーネット
層の製造方法。 ２、希ガスに２容量％までの少なくとも１種の反応性ガ
スをドープする請求項１記載の製造方法。 ３、アルゴン、クリプトン及びキセノンよりなる群から
選ばれた少なくとも１種のガスを希ガスとして使用する
請求項１又は請求項２記載の製造方法。 ４、酸素を反応性ガスとして使用する請求項１ないし請
求項３のいずれか一つの項に記載の製造方法。 ５、水素を反応性ガスとして使用する請求項１ないし請
求項３のいずれか一つの項に記載の製造方法。 ６、全圧を０．３〜１．０Ｐａの範囲内の値に調節する
請求項１ないし請求項５のいずれか一つの項に記載の製
造方法。 ７、鉄ガーネット層が一般式（Ａ，Ｂ）＿３（Ａ，Ｂ）
＿５Ｏ＿１＿２に従う組成を有し、Ａが希土類金属、Ｂ
ｉ、Ｐｂ及びＣａよりなる群から選ばれた少なくとも１
種の元素であり、ＢがＧａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｍｎ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｉｎ及びＳｃよりなる群から選ばれ
た少なくとも１種の元素である請求項１ないし請求項６
のいずれか一つの項に記載の製造方法。 ８、（１１１）配向非磁性ガーネット単結晶ディスクを
基板として用いる請求項１ないし請求項７のいずれか一
つの項に記載の製造方法。 ９、（１１０）配向非磁性ガーネット単結晶ディスクを
基板として使用する請求項１ないし請求項７のいずれか
一つの項に記載の製造方法。 １０、カルシウム−マグネシウム−ジルコニウム置換ガ
ドリニウム−ガリウムガーネット（Ｇｄ，Ｃａ）＿３（
Ｇａ，Ｍｇ，Ｚｒ）＿５Ｏ＿１＿２を基板として使用す
る請求項８又は請求項９記載の製造方法。 １１、単数又は複数の鉄ガーネット層を単結晶として堆
積させる請求項１ないし請求項１０のいずれか一つの項
に記載の製造方法。 １２、異なる屈折率ｎと異なる格子定数ａ＿０の個々の
単結晶層の層の連続として単結晶鉄ガーネット層を堆積
させる請求項１１記載の製造方法。 １３、単数又は複数の鉄ガーネット層を非晶として堆積
させる請求項１ないし請求項１０のいずれか一つの項に
記載の製造方法。 １４、異なる屈折率ｎの個々の非晶層の層の連続として
非晶鉄ガーネット層を堆積させる請求項１３記載の製造
方法。 １５、層堆積工程の間基板を４７０℃を越える温度で加
熱する請求項１１又は請求項１２記載の製造方法。 １６、基板を４６０℃未満の温度で加熱する請求項１３
又は請求項１４記載の製造方法。１７、スパッタ方法に
必要なｒｆ電力が供給されるマグネトロンをターゲット
電極として使用する請求項１ないし請求項１６のいずれ
か一つの項に記載の製造方法。 １８、請求項１ないし請求項１７のいずれか一つの項に
記載の製造方法に従って製造された鉄ガーネット層をそ
なえる光導波路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3825788A DE3825788A1 (de) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Verfahren zur herstellung von eisengranatschichten |
| DE3825788.2 | 1988-07-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280561A true JPH0280561A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=6359831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192807A Pending JPH0280561A (ja) | 1988-07-29 | 1989-07-27 | 鉄ガーネット層の製造方法及びこの方法で得られる光導波路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5122250A (ja) |
| EP (1) | EP0352857B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0280561A (ja) |
| DE (2) | DE3825788A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69233233T2 (de) * | 1991-12-27 | 2004-08-26 | Honeywell International Inc. | Anordnung mehrschichtiger Filmmaterialien |
| US6107564A (en) * | 1997-11-18 | 2000-08-22 | Deposition Sciences, Inc. | Solar cell cover and coating |
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