[發(fā)明專(zhuān)利]超導(dǎo)真空橋及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910070966.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109607474B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 榮皓;鄧輝;龔明;吳玉林;梁福田;廖勝凱;彭承志;朱曉波;潘建偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B81C1/00
• 分類(lèi)號(hào): B81C1/00;G03F7/20
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發(fā)明公開(kāi)了一種超導(dǎo)真空橋及其制備方法，該制備方法包括：在襯底上旋涂LOR材料作為L(zhǎng)OR犧牲層；在LOR犧牲層上旋涂第一光刻膠，進(jìn)行掩膜曝光，該掩膜曝光定義出橋墩的位置；進(jìn)行第一顯影，得到橋墩和橋拱的三維結(jié)構(gòu)；利用第一光刻膠和LOR材料在丙酮中的溶解性差異，去除橋拱上未曝光的光刻膠；對(duì)橋拱處的LOR材料進(jìn)行設(shè)定溫度加熱回流，獲得邊緣圓拱化橋拱；在邊緣圓拱化拱橋上依次旋涂LOR層和第二光刻膠；曝光第二光刻膠，并進(jìn)行第二顯影；蒸鍍超導(dǎo)金屬層；以及釋放超導(dǎo)金屬層橋拱下方的LOR犧牲層及非超導(dǎo)橋位置處的結(jié)構(gòu)，得到超導(dǎo)真空橋。該方法不需要進(jìn)行泛曝光和采用顯影液去除光刻膠的工藝，工藝簡(jiǎn)單且能制備10微米以上的超導(dǎo)真空橋。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)屬于微米超導(dǎo)電路制備及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超導(dǎo)真空橋及其制備方法。

背景技術(shù)

空氣橋是一種電路結(jié)構(gòu)，它是以三維橋形方式實(shí)現(xiàn)平面電路的跨接的一種方式。由于使用空氣作為兩個(gè)導(dǎo)體之間的電介質(zhì)，可以擴(kuò)展線路的操作頻率范圍。與目前無(wú)空氣橋的線路相比，它可以實(shí)現(xiàn)平面波導(dǎo)地線的連接，以及使平面波導(dǎo)交叉通過(guò)，能夠增強(qiáng)電路穩(wěn)定性，并構(gòu)建復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，在微米超導(dǎo)微波電路中具有重要意義。

對(duì)于超導(dǎo)線路，一般工作在真空中和低溫下，因此需要制備超導(dǎo)真空橋。對(duì)于基于鋁膜的超導(dǎo)線路，通常采用鋁作為超導(dǎo)真空橋。但是鋁真空橋存在接觸強(qiáng)度弱的缺點(diǎn)，通常不能勝任多次的芯片涂膠及去膠流程，使得真空橋的長(zhǎng)度受到很大限制。

在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)中，本領(lǐng)域普遍使用聚甲基戊二酰亞胺(PMGI，polymethylglutarimide)作為犧牲釋放層來(lái)制作空氣橋和懸臂。使用PMGI作為犧牲層的制備方法中，存在如下問(wèn)題：第一，需要對(duì)光刻膠進(jìn)行掩模曝光并顯影，在實(shí)際的工藝中，只顯影光刻膠而不涉及PMGI層難以控制；第二，還需要對(duì)PMGI進(jìn)行深紫外泛曝光和利用顯影液進(jìn)行顯影，在PMGI的顯影過(guò)程中利用該顯影液將光刻膠去除；上述工藝需要分別對(duì)光刻膠和PMGI進(jìn)行兩次曝光和顯影，同時(shí)還涉及深紫外泛曝光和掩膜曝光，去膠工藝繁瑣且難以控制顯影程度，容易產(chǎn)生由于顯影時(shí)間控制不當(dāng)導(dǎo)致PMGI也被顯影液溶解，產(chǎn)生橋拱高度不一致的問(wèn)題；第三，同時(shí)滿足顯影PMGI和去除光刻膠的參數(shù)不能制備出長(zhǎng)度超過(guò)10微米的真空橋，因此，對(duì)于超導(dǎo)真空橋的制備來(lái)說(shuō)，使用PMGI作為犧牲層的制備方法不再適用。

綜上，有必要提出一種適合制備更長(zhǎng)(10微米以上)超導(dǎo)真空橋、工藝簡(jiǎn)單的方法。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本公開(kāi)提供了一種超導(dǎo)真空橋及其制備方法，以至少部分解決以上所提出的技術(shù)問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種超導(dǎo)真空橋的制備方法，包括：在襯底上旋涂LOR材料作為L(zhǎng)OR犧牲層；在LOR犧牲層上旋涂第一光刻膠，進(jìn)行掩膜曝光，該掩膜曝光定義出橋墩的位置；進(jìn)行第一顯影，得到橋墩和橋拱的三維結(jié)構(gòu)；利用第一光刻膠和LOR材料在丙酮中的溶解性差異，去除橋拱上未曝光的光刻膠；對(duì)橋拱處的LOR材料進(jìn)行設(shè)定溫度加熱回流，獲得邊緣圓拱化橋拱；在邊緣圓拱化拱橋上依次旋涂LOR層和第二光刻膠；曝光第二光刻膠，并進(jìn)行第二顯影；蒸鍍超導(dǎo)金屬層；以及釋放超導(dǎo)金屬層橋拱下方的LOR犧牲層及非超導(dǎo)橋位置處的結(jié)構(gòu)，得到超導(dǎo)真空橋。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，進(jìn)行第一顯影，得到橋墩和橋拱的三維結(jié)構(gòu)的步驟中，進(jìn)行第一顯影，對(duì)應(yīng)掩膜曝光的橋墩位置處的第一光刻膠和LOR犧牲層均在第一顯影過(guò)程中被顯影液去除，從而得到橋墩和橋拱的三維結(jié)構(gòu)。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，曝光第二光刻膠，并進(jìn)行第二顯影的步驟中，曝光第二光刻膠，對(duì)應(yīng)曝光的橋墩和橋拱位置處的第二光刻膠和LOR層均在第二顯影過(guò)程中被顯影液去除。

在本公開(kāi)的一些實(shí)施例中，曝光第二光刻膠采用無(wú)掩模激光直寫(xiě)技術(shù)進(jìn)行曝光。