[发明专利]一种铋锶钙铜氧高温超导薄膜微细图形的制备方法

说明书

本发明的公开了一种铋锶钙铜氧高温超导薄膜微细图形的制备方法，包括以下步骤：步骤1：制备Bi‑2212感光溶胶；步骤2：采用浸渍提拉法在铝酸镧单晶基板上制备Bi‑2212凝胶薄膜；步骤3：将得到的Bi‑2212凝胶薄膜在80℃～100℃下干燥1～3min，通过特定形状的掩膜板在波长为240～460nm的紫外光下辐照10～40min，之后在甲醇和异丙醇的混合溶液中溶洗，即可获得Bi‑2212凝胶薄膜的微细图形；步骤4：将制备好的Bi‑2212薄膜的微细图形在特定的热处理温度和热处理气氛条件下进行热处理，即得。该方法能够实现Bi‑2212超导薄膜与其微细图形的同时，又可以使其保持良好的超导性能。

技术领域

本发明属于薄膜材料的微细加工方法技术领域，具体涉及一种铋锶钙铜氧高温超导薄膜微细图形的制备方法。

背景技术

Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ(Bi-2212)超导材料除了其具有良好的超导性能还具有本征约瑟夫森效应，被广泛应用于微电子领域，如超导滤波器、超导量子干涉仪、太赫兹器件等微电子器件。

Bi-2212高温超导薄膜应用于超导微电子器件时往往需要对其进行微细加工以获得所需要的微细图形。高温超导薄膜用于超导微电子器件时往往需要对其进行微细加工以获得所需要的的微细结构。传统的微细图形的加工方法主要有化学刻蚀、离子束刻蚀、激光刻蚀，电子束光刻。利用这些工艺可以获得微米、亚微米级的超导薄膜微细结构，但是无法避免化学剂或离子束对薄膜形貌和性能的损害。由于Bi-2212超导材料含有多种元素，成分比较复杂，采用干法刻蚀往往会导致其超导性能下降，采用湿法刻蚀又难以获得规整的图形。

发明内容

本发明的目的是提供一种铋锶钙铜氧(Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ)高温超导薄膜微细图形的制备方法，该方法能够实现Bi-2212超导薄膜与其微细图形的同时，又可以使其保持良好的超导性能。

本发明所采用的技术方案是，一种铋锶钙铜氧高温超导薄膜微细图形的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：制备以醋酸铋、醋酸锶、醋酸钙和醋酸铜为原料，丙烯酸为化学修饰剂，甲醇为溶剂的Bi-2212感光溶胶；

步骤2：采用浸渍提拉法在铝酸镧单晶基板上制备Bi-2212凝胶薄膜；

步骤3：将得到的Bi-2212凝胶薄膜在80℃～100℃下干燥1～3min，通过特定形状的掩膜板在波长为240～460nm的紫外光下辐照10～40min，之后在甲醇和异丙醇的混合溶液中溶洗，即可获得Bi-2212凝胶薄膜的微细图形；

步骤4：将制备好的Bi-2212薄膜的微细图形在特定的热处理温度和热处理气氛条件下进行热处理，即得。

本发明的特点还在于，

步骤1的具体实施方法如下：

步骤1.1，铋溶液的制备：以醋酸铋：丙烯酸：甲醇＝1:(10～30)：(20～40)的摩尔比例混合搅拌得到铋溶液，金属铋与丙烯酸在溶液中形成配位化合物；

步骤1.2，锶溶液的制备：以醋酸锶：丙烯酸：甲醇＝1:(10～40)：(20～40)的摩尔比例混合搅拌得到锶溶液；

步骤1.3，钙溶液的制备：以醋酸钙：丙烯酸：甲醇＝1:(10～20)：(10～30)的摩尔比例混合搅拌得到钙溶液；

步骤1.4，铜溶液的制备：以醋酸铜：丙烯酸：甲醇＝1:(3～10)：(40～80)的摩尔比例混合搅拌得到铜溶液，金属铜与丙烯酸在溶液中形成配位化合物；