[发明专利]氮化铌薄膜的制备方法、SQUID器件及其制备方法有效
| 申请号： | 201511018443.4 | 申请日： | 2015-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN105449094B | 公开（公告）日： | 2019-04-05 |
| 发明（设计）人： | 刘全胜;王会武;张栖瑜;应利良;王镇 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 |
| 主分类号： | H01L39/12 | 分类号： | H01L39/12;H01L39/22;H01L39/24 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 余明伟 |
| 地址： | 200050 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | 本发明提供一种氮化铌薄膜的制备方法、SQUID器件及其制备方法，包括：在衬底上采用磁控溅射方式依次外延生长第一氮化铌材料层、第一绝缘材料层、第二氮化铌材料层的三层薄膜结构；通过刻蚀形成底电极图形；形成约瑟夫森结；沉积第二绝缘材料层；制备旁路电阻；沉积第三氮化铌材料层，并形成顶电极。该SQUID器件包括：衬底，制备于所述衬底上的超导环，制备于所述衬底上并嵌于所述超导环的环路上的约瑟夫森结，所述约瑟夫森结包括底电极、绝缘材料层和对电极。本发明提供一种制备高质量氮化铌薄膜的方法，并在此基础上制备出基于氮化铌/氮化铝/氮化铌约瑟夫森结的SQUID器件，使得SQUID器件可以在高于4.2K的温度下工作，降低了超导SQUID器件的制冷成本。 | ||
| 搜索关键词： | 氮化 薄膜 制备 方法 squid 器件 及其 | ||
【主权项】：
1.一种氮化铌薄膜的制备方法，其特征在于，所述氮化铌薄膜的制备方法至少包括：提供一(200)晶向的氧化镁衬底，在所述衬底上采用直流磁控溅射的方式外延生长氮化铌薄膜，其中，所述氮化铌薄膜的制备条件如下：压强为0.25pa、电流为2.2A～5.5A、氩气和氮气成分比为30:4～30:8。
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- 本发明公开了一种NbTi/Cu超导复合管，该复合管外层为无氧铜，内层为铌钛超导材料。本发明还涉及复合管的制备方法：将NbTi合金锭压入无氧铜管，装配成复合锭，用无氧铜盖板封焊复合锭的两端；将装配好的复合锭进行热挤压处理，成为NbTi/Cu复合棒；将复合棒进行冷拉拔处理，使其直径为10～20mm；将冷拉拔后的复合棒进行时效热处理；将热处理后的复合棒继续冷拉拔处理，直至需要的外径尺寸为止；将冷拉拔后的复合棒定尺裁断，进行矫直处理，制成NbTi/Cu复合杆；将复合杆定尺切断，从复合杆中心沿其轴向方向钻取所需直径的孔，得到NbTi/Cu超导复合管。本发明制得的NbTi/Cu超导复合管适用于NbTi超导接头使用，可有效降低接头电阻，提高接头稳定性和可靠性，利于批量化生产。
- 一种硅基氮化铌薄膜超导材料及其制作方法-201310058854.0
- 苏晓东;张婧娇;郑磊 - 苏州大学
- 2013-02-25 - 2013-06-19 - H01L39/12
- 本发明制备一种硅基氮化铌薄膜超导材料，包括Si基底、TiN过渡层，以及NbN层。由于直接在Si基片上生长NbN薄膜有较大的晶格失配度，会导致NbN薄膜中存在一定厚度非超导的界面畸变层，严重降低NbN的超导性能。而TiN和NbN同属面心立方结构，而且晶格失配度较小，因此使用TiN过渡层大幅减小了NbN薄膜中的界面畸变层厚度，同时NbN结晶性得到改善，从而提高了其超导性能；并且NbTiN本身是一种Tc较高的超导材料，TiN中的Ti和N两种元素即使进入到NbN薄膜不会降低，反而会提升其超导性能。同时，本发明还提出了该硅基氮化铌薄膜超导材料的制作方法。
- 一种具有多层复合结构的YBCO超导膜-201220566100.7
- 蔡渊;贺昱旻;周莉;艾青;程鹏;古宏伟;丁发柱 - 苏州新材料研究所有限公司
- 2012-10-31 - 2013-04-10 - H01L39/12
- 本实用新型提供了一种具有多层复合结构的YBCO超导膜，其包括在基体上交替沉积YBCO膜和BaTiO3膜，即在基体上沉积的第一层为YBCO膜，第二层为BaTiO3膜，第三层为YBCO膜，第四层为BaTiO3膜，第五层为YBCO膜，第六层为BaTiO3膜，第七层为YBCO膜。该YBCO厚膜临界电流密度没有迅速衰减，在零场下临界电流密度达到4.0MA/cm2，大大提高了YBCO厚膜的载流能力，降低了涂层导体的生产成本，拓宽了YBCO涂层导体的应用范围。
- 一种具有多层复合结构的YBCO超导膜及其制备方法-201210426381.0
- 蔡渊;贺昱旻;周莉;艾青;程鹏;古宏伟;丁发柱 - 苏州新材料研究所有限公司
- 2012-10-31 - 2013-02-13 - H01L39/12
- 本发明提供了一种具有多层复合结构的YBCO超导膜及其制备方法，该方法包括首先把乙酸钇、乙酸钡和乙酸铜按照比例混合溶于三氟乙酸的水溶液中；搅拌均匀后真空蒸干溶剂得到凝胶；再加入甲醇搅拌均匀后蒸干溶剂得到凝胶；随后加入甲醇，制成前驱液；然后将前驱液涂覆在基片上；涂覆好的薄膜先经过低温热处理过程，分解三氟乙酸盐；然后进行高温热处理获得具有四方相的YBCO薄膜；将乙酰丙酮钛的前驱液涂覆在YBCO薄膜上，进行高温热处理；再依次重复涂覆Y、Ba和Cu的前驱液和乙酰丙酮钛的前驱液并进行相应的热处理，制备出结构为YBCO/BaTiO3/YBCO/BaTiO3/YBCO/BaTiO3/YBCO七层厚度的YBCO超导膜。该YBCO厚膜在零场下临界电流密度达到4.0MA/cm2，大大提高了YBCO厚膜的载流能力。
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