Способ получения пленок высокотемпературных сверхпроводников

)5 Н 011 39/ ГОСУДАРСТВ Е ННОЕ ПАТЕ НТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) юскаев ф 6 Ч.5 ИБЯИ( ц ., " ДНИ Е ИЗОБРЕТ(71) Институтроники АН СССР(56) М.КоацгоРЬуз, 1987, с,1907. 5ики и электБюл, Урадиот В,Б.Кравценко, болевЛар, Л, Арр 1, 11, р. 1902 Иа 1, Вез 3, р,429-436ПЛЕНОК ВЫСОКО- ОВОЛНИКОВ лянский А.Т.Со Т,С,Вгцуете а а 1 Вц 11, 1988, ч. 23, (54) СПОСОБ ПОЛУцЕНИЛ ТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПР нои 1 т Изобретение относится к сверхпро- . водимости и может быть использовано при реализации структур криоэлектроникиЦель изобретения - повышение велицины критического тока за сцет сов" дания текстурированных пленок с осью текстуры ортогонально плоскости под" ложки.Сущность способа заклюцается в том, цто текстурированную пленку с требуемым направлением оси текстуры получают за сцет подбора совокупности состава атмосферы и режима термообработки. Нагрев до температуры отжига и отжиг проводят в инертной атмосфере, при этом длительность отжига . составляет 0,5-30 мин, Минимальное время отжига 0,5 мин определяется необходимостью создания текстуры с осью, перпендикулярной плоскости Не- ориентирующей оксидной подложки, .и(57) Изобретение относится к сверхпроводимости. Цель изобретения - повышение величины критического тока за. сцет создания текстурированных пленок. (001) с осью текстуры ортогонально плоскости подложки, "Поставленная цель достигается тем, что после вакуумного напыления пленки состава (ТК) Ва СцэО ,где ТК = У, Ец, Ет, на подложку проводят нагре" вание пленки до температуры отжига. Отжиг проводят при 830-950 С в инерт" атмосфере в течение 0,5-3) мин,найдено экспериментально. Максимальное время выдержки определяется взаимодействием Фазы 1:2:3 с рядом подложек (например, А 1 О ) при высокойтемпературе, что прйводит к размытиюсверхпроводящего перехода. Нанесениепленок на подложку производят с помощью магнетронного распыления в атмосфера аргона с использованием мишени из керамики (ТК) ВаСцзО ,где ТР. = 7, Еи, Ег, Существенной разницы в условиях распыления, отжигаи свойствах полученных пленок не наблюдается,Предложенный метод может.быть с таким же успехом использовани для структур, где осаждение пленокпроводят электронным лучом, триоднымилИ другим вакуумным методом напыления, Величина. критического тока, какправило, несколько выше в пленка:отожженных в течение короткого времени (0,2-2 мин) при более высокойтемпературе (900-920 С) Это связанос калым размером образующихся при таких режимах зерен, Нагревание структуры пленка - подложка до температуры отжига проводят в атмосфере аргона или азота Скорость нагревания мо.жет быть любой от 100/ч до 2000/мин, Процесс выдержки - отжига в инертной атмосфере при высокой тем О пературе может быть разделен с про"цессом охлаждения в кислородсодержащей атсофере; после высокотемператур, ного отжига пленка может быть охлаждена до более низкой температуры (от 500 С до комнатной) в инертной атмосфере, затем вновь нагрета до 830- 950 С и охлаждена уже в кислородсодержащей атмосфере.20П р и м е р 1. На подложку НГО/ /7 Оз (фианит) с ориентацией (111) с помощью магнетрона напыляют пленку УВаСцОтолщиной 0,8 мм. Структуру пленка - подложка нагревают винертной атмосФере до 950 Г, выдерживают при этой температуре 5 мин, заменяют азот на кислород и охлаждают структуру со сГсоростью 200 О/ч, Плен" ка имеет четко выраженную текстуру ЭО с осью перпендикулярно подложке (сильные отражения типа ООЕ), температуру перехода в сверхпроводящее состояние83 К и величину Л при 77 К 5 "х 10 з А/см. 35П р и м е р 2, На подложку НГО/ . /УОз с ориентацией (100) с помощью магнетрона напыляют пленку ЕцВааСцзОт-х толщиной 1 мкм, Структуру пленка- подложка нагревают в атмосфере арго на до 880 Г, выдерживают при этой температуре 10 мин, охлаждают до комнатной температуры. атем в кислороде нагревают до 880 С и охлаждают со скоростью 150/ч. Пленка имеет 45 четко выраженную текстуру (001), температура перехода пленки в сверхпроводящее состояние 84 К, величинапри 77 К 3 10 А/см,.В таблице приведены данные для при"меров 3-11, условия проведения которых аналогичны условиям примера 1.Помимо чисто оксилных подложек,указанный способ может быть использован и для получения пленок на подложках из других материалов с использованием промежуточного оксидногоподслоя, например на подложках изкремния (примеры 9 и 1 О). Толщинаподслоя в этом случае составляет0,4 мкм, Таким образом, предлагаемый способ позволяет воспроизводимополучать ня неориентирующих оксидныхподложках пленки высокотемпературныхсверхпроводников типа (Тй)ВаСц 07 с осью текстуры перпендикулярйо плоскости подложки и добиваться за счет этого на 1-2 порядкаболее высоких значений критическоготока, что расширяет область применения таких пленок в устроиствах твердотельной электроники,Формула изобретенияСпособ получения пленок высокотемпературных сверхпроводников состава (ТК) ВаСцз 07 х где Тк = У, Ец, Ет, включающий вакуумное напыление пленки на оксидную подложку последующий отжиг структуры пленка подложка при 830-950 Г и охлаждение в кислородсодержащей атмосфере о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения величины критического тока за счет создания текстурированных пленок (001) с осью текстуры ортогонально плоскости подложки, структуру пленка - подложка после напыления нагревают в инертной атмосфере до температуры отжига и отжиг проводят в той же атмосфере в течение 0,5-30 мин165170 ч Примеры плл племкн ТВл Ги Пн ВгВа Си П .л 1112 параметры3 тВл,СиЛ. ТВа Ги пг г тВа Ои ПгТВа СиОг.г ТВа Ги ОГСостав пммки с с аз Гит Пт.А 1,пт 11 АО А 1 гоз А 1 Рз ВТПе 2 гО 7 Те О В 0 Вгп ВГО 7 ттп Вхп Подпоика тхл Теимратурл отпита,С 950 850 950 650 630 900900 900 950 990 1,0 Тоиииа оленки, мкм О 6 0,6 0,6 0,8 0,8 0,3 1,0 0,5 атмослерл отпита 11 Аг Аг Влитепьиостьаылерихн, мии 1-5 инн 30 1 О 30 0,5 Атиосхера приохлапдении 0,50 сс. Воздух О,Воздух О,Температура перехо,лл В 66 82 61 83 87 82 Величинаспри 77 В,А/смз 6 10 з 6 1 Оз 2 1 Оз 310 з 1 Оз 2 10 з 1 10 5 10 т 50 2 10 Составитель А.СеребряковРедактор Т,Шагова Техред И.Моргентал Корректор М.Максимишинец 4 м м ю ю Заказ 3090 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д, М 5юПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101