[发明专利]一种超导薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种超导薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成刻蚀保护层，并在所述刻蚀保护层上形成掩膜图形；

将所述刻蚀保护层作为掩膜，在所述衬底靠近所述刻蚀保护层的一侧沉积包括多个间隙间断的超导薄膜层，所述超导薄膜层包括图形化结构，所述图形化结构与所述掩膜图形一致；

在所述衬底上形成刻蚀保护层，并在所述刻蚀保护层上形成掩膜图形，包括：

在所述衬底上形成气相刻蚀牺牲层；

在所述气相刻蚀牺牲层远离所述衬底的一侧形成刻蚀保护层；

通过聚焦离子束工艺在所述刻蚀保护层上形成掩膜图形；

通过气相干刻工艺经由所述掩膜图形刻蚀所述气相刻蚀牺牲层至露出所述衬底，形成镂空结构；

所述气相刻蚀牺牲层的所述镂空结构在所述衬底上的垂直投影覆盖并大于所述刻蚀保护层的掩膜图形；

所述通过聚焦离子束工艺在所述刻蚀保护层上形成掩膜图形，包括：

将形成有刻蚀保护层的衬底置于聚焦离子束系统的真空腔体内，利用扫描电镜在所述刻蚀保护层的表面确定掩膜图形设置区域，并在所述掩膜图形设置区域内通过高能聚焦离子束流轰击所述刻蚀保护层形成所述掩膜图形。

2.根据权利要求1所述的超导薄膜的制备方法，其特征在于，

所述超导薄膜层的材料为氮化钛；所述衬底的材料为高阻硅。

3.根据权利要求1所述的超导薄膜的制备方法，其特征在于，

所述气相刻蚀牺牲层通过等离子增强气相沉积的工艺形成；所述气相刻蚀牺牲层的材料为氧化硅；所述刻蚀保护层的材料为非晶硅。

4.根据权利要求1所述的超导薄膜的制备方法，其特征在于，通过气相干刻工艺经由所述掩膜图形刻蚀所述气相刻蚀牺牲层至露出所述衬底，形成镂空结构之后，还包括：

将形成所述刻蚀保护层的衬底放入真空准备腔，以第一预设温度加热第一设定时间，并通过活性分子进行吹扫。

5.根据权利要求4所述的超导薄膜的制备方法，其特征在于，

所述第一预设温度为100～200℃；所述第一设定时间为20～60分钟；

所述活性分子为氢气等离子体。

6.根据权利要求1所述的超导薄膜的制备方法，其特征在于，将所述刻蚀保护层作为掩膜，在所述衬底靠近所述刻蚀保护层的一侧沉积包括多个间隙间断的超导薄膜层，包括：

将所述刻蚀保护层作为掩膜，通过磁控溅射工艺或脉冲激光分子束外延工艺沉积所述超导薄膜层。

7.根据权利要求6所述的超导薄膜的制备方法，其特征在于，将所述刻蚀保护层作为掩膜，在所述衬底靠近所述刻蚀保护层的一侧沉积包括多个间隙间断的超导薄膜层之后，包括：

将所述气相刻蚀牺牲层通过气相干刻工艺刻蚀掉；

并将刻蚀掉所述气相刻蚀牺牲层的衬底浸入丙酮溶液中进行超声处理，剥离所述刻蚀保护层；

将剥离所述刻蚀保护层的衬底放入真空准备腔中，以第一预设温度加热第一设定时间，获取超导薄膜。

8.一种超导薄膜，其特征在于，由上述权利要求1-7任一项所述的超导薄膜的制备方法形成。