Способ формирования микромостиков из высокотемпературных сверхпроводников

(5)5 Н 01 3 39 ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Минский радиотехнический институт . (72) А,П,достанко. А.В,Погребнякое, Ю,Г,Укадер и В,В.Баранов(73) Минский радиотехнический институт (56) 1 рп 3. Арр РЬузчо. 28, ЬВ 12, 1989, с, 2213-2215.Арф. РЬуз, ейчо 1.54(14), 1989, рр, 1368- 1370.СРХТ, том.3, й 11, 1990, стр. 2650-2660. (54) СЯОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ МИКРОМОСТИКОВ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ (57) Использование: сверхпроводниковая электроника, Цель: повышение воспроизвоИзобретение относится к области электроники, в частности к сверхпроводниковой электронике,Цель изобретения - повышение воспроизводимости характеристик микромостиков и получение структур с заданными свойствами.Поставленная цель достигается следующим образом, В способе формирования пленочного микромостика, включающем нанесение пленки ВТСП-материала и формирование путем фотолитографии дорожки со слабой связью, дорожку покрывают слоем фаторезиста, который затем удаляют в области слабой связи путем экспонирования поперек дорожки сфокусированным электронным лучом с последующим его проявлением, причем оставшаяся часть фотореэиста используется в качестве маски при имплан) Ж 181935 димости характеристик микромостиков, получение структур с заданными свойствами. Сущность изобретения: в способе формирования пленочного микромостика, включающем нанесение пленки ВТСП-материала и формирование путем фотолитографии дорожки со слабой связью, сверхпроводимость в области слабой связи подавляют с помощью имплантации ионов Н . При этом на пленку ВТСП-материала предварительно наносят слой фоторезиста, который затем удаляют в области слабой связи путем экспонирования поперек дорожки сфокусировэнным электронным лучом с последующим его проявлением, причем оставшаяся часть фоторезиста используется в качестве маски при имплантации ионов. 2 ил,тэции ионов Н, которую проводят для подавления сверхпроводимости в области слабой связи,В результате облучения ионами Н+ сверхпроводимость в области слабойсвязи подавляется за счет внесения ионами радиационных дефектов и изменения химического состава пленок. Энергия ионов и доза облучения определяются в зависимости от толщины сверхпроводящей пленки. Использование ионов Н обусловлено тем, что в качестве маски используется фоторезист, имеющий малую тормозную способность.Сравнивая предложенный способ с и рототипом, можно отметить, что предложенный способ отличается тем, что формирование слабой связи осуществляется путем имплантации ионов Н+, причем в качестве маски при этом используется слой фоторезиста, 1819358в котором с помощью экспонирования сфокусированным электронным лучом и последующего проявления поперек дорожки формируется щель толщиной около 1 мкм,На фиг.1 схематически изображена пленочная структура микромостика, где 1 - токовые контактные площадки,2 - потенциальные контактные площадки, 3 - область слабой связи.На фиг,2 представлена схема подавления сверхпроводимости в области слабой связи, где 1 - подложка (МЯО, ЯгТОз, УЯЕ, сапфир), 2 - ВТСП-пленка, 3 - фоторезист, 4 - ионы Н, 5 - область слабой связи.Предлагаемый способ формирования пленочного микромостика иэ высокотемпературного сверхпроводника реализован следующим образом.Пленки УВаСиО наносились ионно-лучевым распылением композитной керамической мишени стехиометрического состава на установке вакуумного напыления УВН на подложки из М 90, ЯгТ 10 з, УБЕ и имели характеристики с Тс = 90-92 К, Тс = 1-2 К, После формирования с помощью фотолитографии дорожки шириной 10 - 50 мкм с контактами для проведения измерений четырехэондовым методом на поверхность структуры наносился слой фоторезиста и вскрывались окна под контактные площадки, Ширинка дорожки определялась, исходя из условия стабильности пленки и ее свойств при химическом травлении, Затем в колонне электронного микроскопа "3 ео 1-35" сфокусированным электронным лучом диаметром 0,5 мкм (минимально возможный диаметр фокусировки) производилось экспонирование фоторезиста поперек дорожки из сверхпроводника в месте формирования слабой связи. После удаления проявленного фотореэиста ширина вскрытой линии была равна примерно 1 мкм и полученную структуру облучали ионами Н с энергией 40 - 80 кэВ и дозой 10 - 10 см , При этом оставшийся фотореэист служил в качестве маски, Энергия ионов Н определялась тормозной способностью фоторезистивной маски толщиной 0,5 - 1 мкм. Доза определялась требованием получения необходимых характеристик микромостиков. Для предотвращения облучения вскрытых контактных площадок они закрывались металлической фольгой.50 изводят сфокусированным электронным лучом поперек дорожки, а слабую связь формируют путем имплантации ионов Н в сверхпроводящую пленку,Измерения вольт-амперных характеристик полученного микромостика под воздействием СВЧ-излучения проводились доимплантации ионов Н и после импланта 5 ции. Появление ступеней тока - биений снулевой частотой СВЧ-излучения и собственного джозефсоновского излучения микромостика наблюдались только послеимплантации ионов,10 В работе использовалась программаТгцМб для моделирования профилей имплантации, распределения дефектов, среднегопроецированного пробега йр и страгглингаЙр ионов Н с различной энергией в системе15 фоторезист - пленка УВаСцО.Таким образом, использование предлагаемого способа формирования пленочногомикромостика из высокотемпературногосверхпроводника обеспечивает по сравне 20 нию с существующими способами следующие преимущества: повышается воспроизводимость характеристик микромостиков засчет того, что слабая связь формируется нена границе раздела двух зерен, формирова 25 ние которых представляет собой случайныйпроцесс, а в результате подавления сверхпроводимости в области слабой связи путем+имплантации ионов Н и появляется воз можность получения структур с заданными30 свойствами с помощью изменения дозы облучения и энергии ионов.Формула изобретенияСпособ формирования пленочных микромостиков из высокотемпературных сверх 35 проводников, включающий нанесениепленки высокотемпературного сверхпроводника, формирование путем фотолитографии дорожки, нанесение фоторезиста,экспонирование фоторезиста в местах40 слабой связи, проявление и удалениеэкспонированных участков фоторезиста,формирование слабой связи, удаление оставшегося фоторезиста, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения воспроиз 45 водимости результатов и получения структур с заданными свойствами, фоторезистнаносят на дорожку, сформированную впленке высокотемпературного сверхпроводника экспонирование фоторезиста про1819358 Составитель А. Дост Техред М,Моргентал рект атрущ тор Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 10 аказ 1953 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раущская нэб., 4/5