[發明專利]氮化鈮薄膜的制備方法、SQUID器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201511018443.4
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105449094B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 劉全勝;王會武;張棲瑜;應利良;王鎮
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L39/12
• 分類號: H01L39/12;H01L39/22;H01L39/24
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種氮化鈮薄膜的制備方法，其特征在于，所述氮化鈮薄膜的制備方法至少包括：提供一(200)晶向的氧化鎂襯底，在所述襯底上采用直流磁控濺射的方式外延生長氮化鈮薄膜，其中，所述氮化鈮薄膜的制備條件如下：壓強為0.25pa、電流為2.2A～5.5A、氬氣和氮氣成分比為30:4～30:8。

2.一種SQUID器件的制備方法，其特征在于，所述SQUID器件的制備方法至少包括：

步驟S1：提供一(200)晶向的氧化鎂襯底，于所述襯底上采用磁控濺射方式依次外延生長第一氮化鈮材料層、第一絕緣材料層、第二氮化鈮材料層的三層薄膜結構；其中，采用直流濺射方式在壓強為0.25pa、電流為2.2A～5.5A、氬氣和氮氣成分比為30:4～30:8的條件下制備所述第一氮化鈮材料層及所述第二氮化鈮材料層；

步驟S2：刻蝕所述第一氮化鈮材料層、所述第一絕緣材料層、所述第二氮化鈮材料層的三層薄膜結構，以形成底電極圖形；

步驟S3：刻蝕所述第二氮化鈮材料層以形成約瑟夫森結；

步驟S4：在露出的所述第一絕緣材料層及所述襯底上形成第二絕緣材料層；

步驟S5：在所述第二絕緣材料層上制備旁路電阻；

步驟S6：沉積第三氮化鈮材料層，并刻蝕所述第三氮化鈮材料層以露出所述旁路電阻，以形成頂電極。

3.根據權利要求2所述的SQUID器件的制備方法，其特征在于：采用直流濺射方式在壓強為0.5pa、電流為0.2A～0.5A、氬氣和氮氣成分比為0:30～5:30的條件下制備所述第一絕緣材料層。

4.根據權利要求2或3所述的SQUID器件的制備方法，其特征在于：所述第一絕緣材料層的材質為氮化鋁、氧化鋁或氧化鎂。

5.根據權利要求2所述的SQUID器件的制備方法，其特征在于：所述第二絕緣材料層的材質為氧化硅或二氧化硅。

6.一種SQUID器件，采用如權利要求2～5任意一項所述的方法制備，其特征在于，所述SQUID器件包括：

襯底，制備于所述襯底上的超導環，制備于所述襯底上并嵌于所述超導環的環路上的約瑟夫森結，所述約瑟夫森結包括底電極、絕緣材料層和對電極；其中，所述超導環、所述底電極和所述對電極的材質為氮化鈮。