利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0029

利用課題名 / Title

磁性酸化物薄膜のイオンミリング加工

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

イットリウム鉄ガーネット（YIG）,スピン波共振デバイス,コヒーレンス時間

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

染谷浩子

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-033：アルゴンミリング装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　結晶性が良いイットリウム鉄ガーネット（YIG）製の、形状が整った薄膜パターンを形成することで、スピン波共振デバイスに用いた場合のコヒーレンス時間を長くできるか検討を行うことが実験の目的である。本課題では、スパッタ法を用いて作成したYIG薄膜を、成膜後に加熱処理し結晶化させたサンプルに対して、アルゴン（Ar）イオンミリング装置を用いてエッチング加工を試みた。様々な加工条件を検討し、良好なエッジラフネス形状を得る条件の探索を行う。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】
【NPF033】アルゴンミリング装置

【実験方法】
　YIG薄膜は、1インチΦの結晶性のガドリニウムガリウムガーネット（GGG）を基板として、マグネトロンスパッタ装置を用いて成膜した。このYIG薄膜に対し、コンタクト露光で作製したドット形状のレジストパターンを形成し、これをマスクにしてArイオンミリングを行う手順で、YIG薄膜のドットパターンを作製した。

結果と考察 / Results and Discussion

　本年度は、パターンエッジ形状を最適化するための条件探索を試みた。Figure1は、エッチング加工後にレジストを除去したサンプルの電子顕微鏡写真で、ミリング加工時の基板固定法を変えたものである。カプトンテープによる表面固定では、レジストパターンへの残渣の再付着が生じている一方、カーボンテープによる裏面固定では残渣の再付着が見られず、またエッジラフネスも良好である。以上の結果から、カーボンテープによる固定法が適切と分かった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Figure 1　Scanning electron micrograph of a circular thin film of Y₃Fe₅O₁₂(YIG) prepared on Gd₃Ga₅O₁₂(GGG). The substrates were fixed by (left) kapton tape and (right) carbon tape during the Ar milling process.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件