Способ получения высокотемпературных сверхпроводящих пленок
Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводниковых пленочных материалов на основе металлоксидов и может быть использовано при разY-Ba-Cu-0 Super Films prepareted by 1988, работке новых устройств микроэлектроники и полупроводниковой электроники. Обеспечивает улучшение качества пленок, сокращение времени процесса и его упрощение. Способ включает подачу порошка исходного материала с размером частиц 1-5 мкм в зону нагрева и испарения плоским испарителем , нагреваемым с помощью электронной пушки до 1900-2100 К. скорость подачи 5-60 мкг/мин. Обеспечивается бесконтактное испарение, осаждение ве,дут на параллельной испарителю подложке. Получены пленки УВа2Сиз07-х на подложке ЗгТЮз, имеющие температуру сверхпроводящего перехода 80 К. Отжиг не требуется, время процесса сокращено в 200 раз, 2 ил. 1 табл.
COIO:3 СОВЕТСКИХ
COI ИА 11ИСТ И IF ГКИХ
РГСIIУВЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОГ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 (у) IC0 1 ! C) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4634333/26 (22) 07.12.88 (46) 30,11.92. Бюл, ¹ 44 (72) В.M. Пузиков, А.В. Семенов и Д.И. 3осим (56) Haton Т. et al. Y-Ba-Cu-О Super conducting Thin Solid Films prepareted by Flash Evaporation — "Jap.!. Appl. Phys", 1988, 27, р. 617. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНОК (57) Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводниковых пленочных материалов на основе металлоксидов и может быть использовано при разИзобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводящих пленочных материалов на основе металлооксидов и может быть использовано при разработках новых устройств микроэлектроники и полупроводниковой электроники. Целью изобретения является улучшение качества пленок, сокращение времени про-. цесса и его упрощение. На фиг. 1 приведена схема установки, при помощи которой реализуется предложенный способ: на фиг. 2 — график зависимости удельного сопротивления УВа2СоОт-х пленки от температуры, измеренная 4-зондовым методом. В таблице приведены сравнительные данные параметров получения и некоторых „... Ж ÄÄ 1589690А1 работке новых устройств микроэлектроники и полупроводниковой электроники. Обеспечивает улучшение качества пленок, сокращение времени процесса и его упрощение, Способ включает подачу порошка исходного материала с размером частиц 1-5 мкм в зону нагрева и испарения плоским испарителем, нагреваемым с помощью электронной пушки до 1900-2100 К, скорость подачи 5 — 60 мкг/мин, Обесг ечивается бесконтактное испарение, осаждение ведут на параллельной испарителю подложке. Получены пленки УВа."Сиз07-х на подложке ЯГПОз, имеющие температуру сверхпроводящего перехода 80 К, Отжиг не требуется, время процесса сокращено в 200 раз. 2 ил, 1 табл, свойств УВа2Сиз07-х пленок по пРеДлагаемому способу. способу-прототипу и аналогу. Предложенный способ реализуется в устройстве, включающем вакуумную камеру 1, электронную пушку 2, вольфрамовый испаритель 3, дозатор 4 подачи порошка, подложку 5. Пример. В вакуумной камере 1, откаченной до давления 10 мм рт.ст., находится электронная пушка 2 с параметрами; ускоряющее напряжение 3 кВ, ток электронов 20 А, Вольфрамовый испаритель 3 в виде диска диаметром 5 мм и толщиной 2 мм нагревают до температуры 2000 К. Включают подачу порошка с помощью дозатора 4. Тонкодисперсный порошок 6 высокотемпературной сверхпроводящей керамики УВа2Соз07-g размером частиц 1-5 мкм под1589690 ают со скоростью 50 мкг/мин на испаритель 3 вдоль поверхности на расстоянии 1-2 мм перпендикулярно потоку 7 испаряемого вещества. Поток бесконтактно испаренного порошка в течение 4 мин осаждают на подложку 5, выполненную в виде диска диаметром 15 мм из мо окристалла ЯгТ10з, расположенную на расстоянии 3 см от испарителя и нагретую до 300 С. Охлаждение до комнатной температуры подложки с плен- "0 кой проводят естественным путем. В результате без дополнительного отжига получают высокотемпературную сверхпроводящую пленку УВа2Сцз07-х диаметром 15 мм и толщиной 0,8 мкм. Поверхность пленки является зеркально гладкой и не содержит включений других фаз, Удельная электропроводность пленок составляла 10 m Ом х см. Температура сверхпроводящего пере- 20 хода 80 К, а удельное сопротивление пленки соответствует кривой, приведенной на.фиг. 2.. Если сложность процесса получения сверхпроводящих пленокхарактеризовать 25 количеством этапов и длительностью вреФормула изобретения Способ получения высокотемпературных сверхпроводящих пленок, включающий подачу порошка исходного материала в зону нагрева и испарения плоским испарителем и осаждение паров на подложке, расположенной напротив испарителя в вакуумированной камере, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества пленок, мени, то предлагаемый способ обеспечивает получение пленок зэ один этап и примерно в 200 раз быстрее, чем известные способы. При этом качество пленок, оцениваемое по фазовому составу и состоянию поверхности, значительно превосходит параметры пленок, получаемых известными способами. Другие примеры реализации способа и значения параметров пленок приведены в таблице. Как следует из таблицы, выход за границы значения заявляемых параметров не обеспечивает достижения поставленной цели (примеры 4-7) и по сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает упрощение процесса за счет отсутствия высокотемпературного отжига и сокращения времени процесса в 200 раз, при этом качество пленки улучшается. Следует отметить, что предложенный способ может быть использован для получения пленок широкого класса материалов как элементарных, так и сложных соединений, в том числе агрессивных, сокращения. времени процесса и его упрощения, в качестве исходного используют порошок с размером частиц 1-5 мкм, подают его со скоростью 5 — 60 мкг/мин параллельно плоскости испарителя, нагреваемого с помощью электронной пушки до 1900-2100 К, обеспечивая бесконтактное испарение, а осаждение ведут на параллельной испарителю подложке. 6 а S Z Ф С К и о Ю Ю Ю о N СМ ЮЮО ЮЮО CV ACV Ю СО о ф ц> о Я Ш Я >. 0х Г х л о CL CQ с о 11 О )- Ф о о Z о о а о о Ю с CD СО Ф а т Я CQ с о l- cc: m O S ш z2 l о ш х CL Ф СУ) Ю Ф >со о IФ Ф щ о аа Q) с х а Ф Ф о Ю 1Г) CO СО CQ CL CQ 1» 1» о so so С1 У СО (ж n а ice о о ооо ово С Э РЭ С ) о о о Ю z X Э . о х O. Щ х Ю о ооо lA CD lA а с (D 1о о о о <с ооо оос о в CV C4 Ю Ю СО Ю Ю СЧ Ю Ю Щ U S х ! „О Я,Я C 0cQ LO х Щ О тощ О3т Щ CLCLй < С о Ф м о : cXElЬ сщх х Щ аLD о 1Ъ ООЕФ с Э 03 аа1-, о з о . 3 а х ощ* 5 а а Ф с е 1о о CL о х () Z 1D с с Щ lu о и 1 л с Ф 1Б Х о с о Ф о Ф Щ Е S о х 1о о CL о х <.Э Щ О. CD 2 Ф 1о С( о х о С CO Б Ф с с х а CD 1 (D с Б Ф а CQ Z о с S а CQ СТ о C х Э о О. о C о CQ о х Ф CL Ф с S Ф Z и с Ф Щ Y Е i(I о*о C х Э СЧ ПЭ Щ 1 Ф о 1О z с Щ х Х а+ CQ го с >Я z Ф М Б ос ml 1 5 с. х л х Р о СЧ Щ f2 о CO Я с о о и ш о S х щ аer, CSO< )(Щ ,що ас 01C > Ь с щ х Щ с- О. х о .х С о С" Мц о Яоо Ш CL7. о Л о Ф oco < Лей сне щхт Y à CCl m 1 Ф а Я Щ с Ф х о о о Щ Щ еЕХ Q CQ еа о Ф z х о С С Ъ Що а> CQ Ф д ) м )1589690 откачка Фиг.1 ОО 100 140 rd0 220 N Фиг.2 Составитель В. Безбородова Техред М.Моргентал Корректор 0,Густи Редактор Заказ 559 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
