[發明專利]一種鉍鍶鈣銅氧高溫超導薄膜微細圖形的制備方法

有效

• 申請號: 201810475899.0
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108648878B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 趙高揚;劉曉琴;雷黎;賈紀強
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H01B12/06
• 分類號: H01B12/06;H01B13/00
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 胡燕恒

本發明的公開了一種鉍鍶鈣銅氧高溫超導薄膜微細圖形的制備方法，包括以下步驟：步驟1：制備Bi?2212感光溶膠；步驟2：采用浸漬提拉法在鋁酸鑭單晶基板上制備Bi?2212凝膠薄膜；步驟3：將得到的Bi?2212凝膠薄膜在80℃～100℃下干燥1～3min，通過特定形狀的掩膜板在波長為240～460nm的紫外光下輻照10～40min，之后在甲醇和異丙醇的混合溶液中溶洗，即可獲得Bi?2212凝膠薄膜的微細圖形；步驟4：將制備好的Bi?2212薄膜的微細圖形在特定的熱處理溫度和熱處理氣氛條件下進行熱處理，即得。該方法能夠實現Bi?2212超導薄膜與其微細圖形的同時，又可以使其保持良好的超導性能。

技術領域

本發明屬于薄膜材料的微細加工方法技術領域，具體涉及一種鉍鍶鈣銅氧高溫超導薄膜微細圖形的制備方法。

背景技術

Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ(Bi-2212)超導材料除了其具有良好的超導性能還具有本征約瑟夫森效應，被廣泛應用于微電子領域，如超導濾波器、超導量子干涉儀、太赫茲器件等微電子器件。

Bi-2212高溫超導薄膜應用于超導微電子器件時往往需要對其進行微細加工以獲得所需要的微細圖形。高溫超導薄膜用于超導微電子器件時往往需要對其進行微細加工以獲得所需要的的微細結構。傳統的微細圖形的加工方法主要有化學刻蝕、離子束刻蝕、激光刻蝕，電子束光刻。利用這些工藝可以獲得微米、亞微米級的超導薄膜微細結構，但是無法避免化學劑或離子束對薄膜形貌和性能的損害。由于Bi-2212超導材料含有多種元素，成分比較復雜，采用干法刻蝕往往會導致其超導性能下降，采用濕法刻蝕又難以獲得規整的圖形。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉍鍶鈣銅氧(Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ)高溫超導薄膜微細圖形的制備方法，該方法能夠實現Bi-2212超導薄膜與其微細圖形的同時，又可以使其保持良好的超導性能。

本發明所采用的技術方案是，一種鉍鍶鈣銅氧高溫超導薄膜微細圖形的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：制備以醋酸鉍、醋酸鍶、醋酸鈣和醋酸銅為原料，丙烯酸為化學修飾劑，甲醇為溶劑的Bi-2212感光溶膠；

步驟2：采用浸漬提拉法在鋁酸鑭單晶基板上制備Bi-2212凝膠薄膜；

步驟3：將得到的Bi-2212凝膠薄膜在80℃～100℃下干燥1～3min，通過特定形狀的掩膜板在波長為240～460nm的紫外光下輻照10～40min，之后在甲醇和異丙醇的混合溶液中溶洗，即可獲得Bi-2212凝膠薄膜的微細圖形；

步驟4：將制備好的Bi-2212薄膜的微細圖形在特定的熱處理溫度和熱處理氣氛條件下進行熱處理，即得。

本發明的特點還在于，

步驟1的具體實施方法如下：

步驟1.1，鉍溶液的制備：以醋酸鉍：丙烯酸：甲醇＝1:(10～30)：(20～40)的摩爾比例混合攪拌得到鉍溶液，金屬鉍與丙烯酸在溶液中形成配位化合物；

步驟1.2，鍶溶液的制備：以醋酸鍶：丙烯酸：甲醇＝1:(10～40)：(20～40)的摩爾比例混合攪拌得到鍶溶液；

步驟1.3，鈣溶液的制備：以醋酸鈣：丙烯酸：甲醇＝1:(10～20)：(10～30)的摩爾比例混合攪拌得到鈣溶液；

步驟1.4，銅溶液的制備：以醋酸銅：丙烯酸：甲醇＝1:(3～10)：(40～80)的摩爾比例混合攪拌得到銅溶液，金屬銅與丙烯酸在溶液中形成配位化合物；