Способ изготовления джозефсоновского контакта на основе ниобия

 

Изобретение относится к криоэлектронике и может быть использовано для создания сквидов и измерительных приборов на их основе. В способе, включающем напыление пленки ниобия на кремниевую подложку, формирование первого электрода, формирование слоя барьера, напыление пленки ниобия, формирование второго электрода, с целью улучшения электрофизических характеристик контакта слой барьера формируют нанесением карбида кремния. 3 ил.

Изобретение относится к криоэлектронике и может быть использовано для создания высокочувствительных вольтметров, амперметров, магнитометров, приемников слабых НЧ- и СВЧ-сигналов. Целью изобретения является улучшение электрофизических характеристик контакта. На фиг.1 схематически представлен контакт Nb-SiC-Nb, вид сверху; на фиг. 2 то же, поперечное сечение; на фиг.3 вольт-амперные характеристики полученного джозефсоновского контакта. Контакт сформирован из нижней 1 и верхней 2 пленки ниобия и слоя барьера SiC 3. Джозефсоновский контакт Nb-SiC-Nb формируют следующим образом. На кремниевую подложку диаметром 76 мм, толщиной 0,4 мм (КДБ-10) магнетронным ВЧ-распылением в атмосфере аргона наносят пленку Nb толщиной 2000 . Затем с помощью контактной фотолитографии, используя позитивный резист ФП-383 толщиной 0,8 мкм, изготавливают резистивную маску, представляющую собой системы параллельных полос. Травление проводят в растворе следующего состава: конц. плавиковая кислота 5 мл, конц.азотная кислота 10 мл, 40%-ная молочная кислота 30 мл в течение 5 мин. Пленку фоторезиста после травления разрушают в смеси H₂SO₄:H₂O₂ 4:1 при нагревании до интенсивного газовыделения. Затем подложку помещают в вакуумную камеру и без разрыва вакуума проводят чистку поверхности полученной структуры в ВЧ-разряде в атмосфере Ar, напыление 60 SiC и напыление 2000 Верхнюю пленку формируют так же фотолитографией и травлением. Отсутствие закороток указывает на однородность и малое количество микропор в барьере SiC. Полученные значения R_N ≈ 50 Ом и U_o I_cR_N ≈ 500 мВ удовлетворяют требованиям, предъявляемым к джозефсоновским контактам. Таким образом, предлагаемый способ позволяет изготовить джозефсоновские контакты с более высокими электрофизическими параметрами. Так, контакты, изготавливаемые предлагаемым способом, имеют параметр Стюарта-Маккамбера β< 1, что доказывает безгисторезисность BAX и щелевое напряжение 2 Δ 2,75 мВ, что означает, что сверхпроводимость на границе Nb и SiC не подавляется. Достоинством предлагаемого способа является также увеличение временной стабильности контакта, что связано с предотвращением взаимной диффузии слоя барьера и сверхпроводящей пленки.

Формула изобретения

Способ изготовления джозефсоновского контакта на основе ниобия, включающий напыление пленки ниобия на кремниевую подложку, формирование фоторезистивной маски, травление слоя ниобия, формирование слоя барьера, напыление второй пленки ниобия, формирование второй фоторезистивной маски, травление второго слоя ниобия, отличающийся тем, что, с целью улучшения электрофизических характеристик контакта, слой барьера формируют нанесением пленки карбита кремния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002

Извещение опубликовано: 10.04.2002        

---