Способ получения высокотемпературных сверхпроводящих пленок
Иллюстрации
Показать всеРеферат
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