Способ изготовления сверхпроводящего устройства планарного типа Советский патент 1992 года по МПК H01L39/24 

Изобретение относится к способу нанесения тонкослойных покрытий из сверхпроводящих материалов на подложку.

Известен способ нанесения тонких слоев сверхпроводника (Lai-x Srx)2 Си04, где х т 0,03, на подложку из титаната стронция посредством магнетронного напыления.

Известен способ формирования сверхпроводящих пленок Y Ва-Си-0 на подложках из AlzOa с помощью сеткографии.

Электросопротивление, микроструктура пленок и их адгезия к подложке сильно зависят от последующего обжига. При 950°С не обеспечивается приемлемая адгезия, а в результате обжига при температурах выше 1000°С происходит разделение на фазы (с образованием и ВаСиОа), кроме того, материал пленок реагирует с подложкой. Кроме того, данные материалы обладают свойствами недостаточной устойчивости по отношению к воздействию влаги, что затрудняет их использование в полупроводниковых и .сенсорных устройствах, где необходимо наносить сверхпроводящие материалы в виде строго определенной схемы, детали которой должны быть по возможности более мелкими.

Обычный способ нанесения тонкослойных сложных схем, согласно которому вначале тонкий слой покрытия наносят на всю поверхность изделия, после чего этот слой формируют в виде определенной схемы посредством использования маски или травления, в этом случае является не слишком подходящим.

Цель изобретения -упрощение способа изготовления сверхпроводящих устройств пленарного типа путем исключения дополнительной обработки.

VI

GO 00

О 4

СО

Сущность изобретения заключается в том, что перед нанесением на подложку сверхпроводящего слоя на нее по заданному рисунку наносят тонкий слой из материала, обеспечивающего при рабочих температурах изменение состояния сверхпроводимости в слое над ним, когда состояние сверхпроводимости слоя над подложкой неизменно, или сохранение этого состояния, когда состояние сверхпроводимости в слое над подложкой изменено. При этом возможны два варианта решения данной задачи.

В первом варианте в качестве подложки используют титанат стронция или серебро, или золото, а в качестве материала тонкого слоя - кремний или окись алюминия.

Во втором варианте в качестве материала подложки используют кремний или окись алюминия, а. в качестве материала тонкого слоя - титанат стронция или серебра, или золота.

Пример 1. На подложку из титаната стронция ЗгТЮз наносят слой кремния. В слое кремния проделаны вырезы таким образом, что материал подложки в некоторых местах оставлен без покрытия. Это может быть осуществлено любым известным способом, например посредством нанесения на слой кремния слоя фоторезистивного по- крытиягоблучения указанного фоторезистора светом через маску с последующим его проявлением, вслед за чем проводят местное удаление слоя кремния посредством травления.

Затем наносят слой окисного материала (композиция УВа2СизОб,7), например посредством напыления в вакууме, выдерживая подложку при 850°С. В области вырезов нанесенный слой является.сверхпроводящим при температуре примерно 90 К, а в области нахождения слоя кремния нанесенный слой не обладает свойством сверхпроводимости при указанной температуре. При необходимости окисный сверхпроводящий слой в дальнейшем может быть покрыт защитным слоем для сведения к минимуму воздействия окружающей среды.

Можно осуществить замену указанного сверхпроводящего материала. Так, например, иттрий можно заменить полностью или частично на ионы редкоземельных материалов, барий может быть заменен на стронций или кальций и кислород может оыть частично заменен фтором.

Вместо осаждения из паров окисный слой можно наносить, например, посредством напыления, используя печатную плату желаемой композиции. Подложку можно выдерживать при высокой температуре, например в пределах от 800 до 900°С, однако

в альтернативном варианте представляется возможным осуществлять осаждение при более низкой температуре. В этом случае требуется последующая обработка для получения сверхпроводящих свойств.

Пример 2. На подложку из кремния наносят слой серебра. Вместо серебра можно использовать слой золота или титаната стронция. В слое серебра сделаны вырезы, причем

0 таким образом, что остается схема в виде серебряных проводников. Обработка производится изложенным в примере 1 способом. После этого наносят слой окисного материала, например, используя способ, ука5 занный в примере 1, с применением указанной в нем композиции. На тех местах, где имеются серебряные проводники, окисный материал обладает свойством сверхпроводимости, в тех местах, где окисный

0 материал нанесен непосредственно на кремниевый субстрат, он не обладает свойством сверхпроводимости.

Предлагаемое изобретение предусматривает простой способ нанесения сверх5 проводящих окисных материалов в виде схемы, форма схемы определяется до того, как наносят сверхпроводящий материал. В данном случае используется явление, заключающееся в том, что небольшие наруше0 ния состава и/или структуры окисного материала могут быть вполне достаточными для того, чтобы указанный материал не обладал свойством сверхпроводимости при данной температуре.

5 Формула изобретения

1.Способ изготовления сверхпроводящего устройства планарного типа, включающий нанесение на подложку слоя окисного сверхпроводящего материала YBaaCuaOv-tf

0 и высокотемпературный отжиг, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения необходимости дополнительной обработки, перед нанесением слоя окисного сверхпроводящего ма5 териала на подложку наносят по заданному рисунку тонкий слой из материала, обеспечивающего при рабочих температурах изменение состояния сверхпроводимости в слое над ним, когда состояние сверхпроводимо0 сти слоя над подложкой неизменно, или сохранение этого состояния, когда состояние сверхпроводимости в слое над подложкой изменено.

2.Способно п. 1,отличающийся тем, 5 что в качестве материала подложки используют титанат стронция, серебро или золото.

3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что в качестве материала тонкого слоя используют кремний или окись алюминия.

517381046

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й-5. Способ по пп. 1 и 4. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве материала под-с я тем, что в качестве материала тонкого

ложки.используют кремний или окисьслоя используют титанэт стронция или сеалюминия.ребра, или золота.

Изобретение относится к способу нанесения тонкослойных покрытий из сверхпроводящих материалов на подложку. Цель изобретения - упрощение способа путем исключения необходимости дополнительной обработки. Изобретение предусматривает простой способ нанесения сверхпроводящих окисных материалов в виде схемы, форма схемы определяется до нанесения сверхпроводящего материала. В данном случае используется явление, заключающееся в том, что небольшие нарушения свойства и/или структуры окисного материала могут быть вполне достаточными для того, чтобы указанный материал не обладал бы свойством сверхпроводимости при данной температуре. 4 з.п. ф-лы. (Л С