Etude de dépots de ferrite pour dispositifs intégrés micro-ondes non réciproques

Study of barium depositions for non-reciprocal integrated microwave devices

• Auteur / Autrice : Marc Vérité
• Direction : Annie Bessaudou, Jean-Claude Vareille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plan d'expérience

Rayons X -- Diffraction

Baryum

Ferrites (matériaux magnétiques)

Mots clés libres

Circulateur intégré

Evaporation au canon à électrons

Résumé

Cette thèse a permis d'optimiser les propriétés de couches épaisses d'hexaferrite de baryum, obtenues par évaporation au canon à électrons, en vue de la conception d'un circulateur intégré en technologie MMIC. Cette étude montre que lorsque la température des substrats est de 700°Cles dépôts sont cristallisés. Selon les conditions d'évaporation il est possible d'observer soit la phase pure : BaFe12O19, soit un mélange de phases : BaFe12O19 + BaFe2O4. De plus, nous constatons une orientation préférentielle dans le plan de la couche. Les propriétés magnétiques mesurées sont acceptables pour l'application visée. Nous avons aussi mis en évidence un phénomène d'évaporation préférentielle qui ne permet pas de réaliser un transfert stoechiométrique du lingot aux substrats. La solution envisagée est de s'équiper d'un bâti d'évaporation comportant plusieurs sources différentes. Enfin, nous nous sommes intéressés à la méthode des plans d'expériences.

During this thesis, barium hexaferrite thick films properties have been optimized. Films are realized by electron beam evaporation and the final goal is to make an integrated circulator functionning at 70 GHz. We have observed that the layers are crystallized when substrates temperature is equal to 700ʿC, with in-plane preferential orientation. Moreover, we have observed a pure BaFe12O19 phase or a mixture of phases : BaFe12O19 + BaFe2O4. All measured magnetic properties are acceptable for the application. We have also observed a preferential evaporation phenomenon. The solution consists to use a three beams evaporation system to evaporate separately barium oxide and iron oxide to control the iron on barium ratio. Finally, we have investigated the Thaguchi method.