Способ изготовления сверхпроводящего устройства планарного типа

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э Н 01 1 39/24 ;,1О Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4356188/25 (22) 18.07.88 (31) 8701718 (32) 21.07.87 (33) й1 (46) 30.05.92. Бюл. М 20 (71) Н.В.Филипс Глозлампенфабрикен (й() (72) Марица Герарда, Жозефа Хейман и.

Петер Корнелис Залм (NL) (53) 621.313(088.8) (56) Japanese Jouãïal of Apph Phys. 26(4), с.

524-525, 1987, R.Ñ.Tzeng Sing-Mo Н., Apph Phys. Lee, 1987, 51, N 16, 1277-1279. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО УСТРОЙСТВА ПЛАНАРНОГО

ТИПА

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

Известен способ нанесения тонких слоев сверхпроводника (La<-х Sr>)z Си04, где х Ф 0,03, на подложку иэ титаната стронция посредством магнетронного напыления.

Известен способ формирования сверхпроводящих пленок У = Ва-Си-О на подложкэх из Alz03 с помощью сеткографии.

Электросапротивление, 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 У2Си20э и ВаСиО ). кроме того, материал пленок реагирует с подложкой. Кроме тото, данные материалы обладают свойствами недостаточной устой„„ Ы„„1738104 А3 (57) 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. чивости по отношению к воздействию влаги, что затрудняет их использование в полупроводниковых и сенсорных устройствах, где необходимо наносить сверхправодящие 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 планарного типа путем исключения дополнительной обработки.

1738104

50

Сущность изобретения заключается в том, что перед нанесением на подложку сверхпроводящего слоя на нее по заданному рисунку наносят тонкий слой иэ 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 SrTIOz наносят слой кремния. В слое кремния проделаны вырезы таким образом, что материал подложки в некоторых местах оставлен беэ покрытия. Это может .быть осуществлено любым известным способом, например посредством нанесения на слой кремния слоя фоторезистивного покрытия,облучения укаэанного фоторезистора светом через маску с последующим его . проявлением, вслед за чем проводят местное удаление слоя кремния посредством травления, Затем наносят слой окисного материала (композиция УВагСиэ06,7), 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 о кружа ю щей 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 врыть 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 900ОС, однако

ЗО

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

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

Формула изобретения

1. Способ изготовления сверхпроводящего устройства планарного типа, включающий нанесение на подложку слоя окисного сверхпроводящего материала УВа2Соз07-5 и высокотемпературный отжиг, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения необходимости дополнительной обработки, перед нанесением слоя окисного сверхпроводящего ма-. териала на подложку наносят по заданному рисунку 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.

2.Способпоп.1,отличающийся тем, что в качестве материала подложки испольэуют титанат стронция; серебро или золото, 3. Способпопп.1и2,отличающи йс я тем, что в качестве материала тонкого слоя используют кремний или окись алюминия, 1738104

Составитель В.Кручинкина

Редактор Э.Слиган Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 1910 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

4. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что в качестве материала подложки, используют кремний или окись алюминия.

5. Способ по пп. 1 и 4, о т л и ч à ю щ и йс я тем, что в качестве материала тонкого слоя используют титанэт стронция,или серебра, или золота.