DE4137238C1 - Process for coating superconductor on both sides of polished substrates - includes coating at high temp., cooling in oxygen@ atmos. to room temp. etc. - Google Patents
Process for coating superconductor on both sides of polished substrates - includes coating at high temp., cooling in oxygen@ atmos. to room temp. etc.Info
- Publication number
- DE4137238C1 DE4137238C1 DE4137238A DE4137238A DE4137238C1 DE 4137238 C1 DE4137238 C1 DE 4137238C1 DE 4137238 A DE4137238 A DE 4137238A DE 4137238 A DE4137238 A DE 4137238A DE 4137238 C1 DE4137238 C1 DE 4137238C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- coated
- polished
- coating
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 11
- 229910002244 LaAlO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/021—Cleaning or etching treatments
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum beidseitigen Beschichten eines auf seinen zu beschichtenden Flächen polierten Substrats mit einem Hochtemperatur-Supraleiter mittels eines zweistufigen Verfahrens, bei dem die Beschichtung bei erhöhter Temperatur erfolgt und anschließend das Substrat in situ in Sauerstoffatmosphäre auf Raumtemperatur abgekühlt wird.The invention relates to a method for double-sided coating of a on its surfaces to be coated polished substrate with a High-temperature superconductor by a two-stage process, at the coating is carried out at elevated temperature and then the substrate in situ in an oxygen atmosphere to room temperature is cooled.
Ein derartiges Verfahren ist aus Appl. Phys. Lett. 58, 1991, Seiten 1009 bis 1011, bekannt. Zweiseitig, mit einem Hochtemperatur-Supraleiter beschichtete Substrate werden für viele Anwendungsfälle in der Hochfrequenztechnik, beispielsweise als Bandpaßfilter, in Streifenleitertechnik benötigt. Bei dem bekannten Verfahren ist die gleichzeitige, beidseitige Beschichtung des Substrats nur durch Anwendung eines speziellen Abscheideverfahrens, nämlich der MOCVD-Technik, möglich. Die Abscheidung erfolgt bei hohem Druck und einer Temperatur von etwa 800°C durch Zersetzung einer metallorganischen Verbindung, wobei das Gas selbst den erforderlichen Wärmekontakt herstellt.Such a method is from Appl. Phys. Lett. 58, 1991, pages 1009 to 1011, known. Two-sided, with a high-temperature superconductor Coated substrates are used in many applications in the High frequency technology, for example as a bandpass filter, in Stripline technology needed. In the known method is the simultaneous, double-sided coating of the substrate only by Application of a special deposition method, namely the MOCVD technique, possible. The deposition takes place at high pressure and a Temperature of about 800 ° C by decomposition of an organometallic Compound, wherein the gas itself has the required thermal contact manufactures.
Bei der Verwendung anderer Abscheidetechniken, wie z. B. die Kathodenzerstäubung oder die thermische Verdampfung des Hochtemperatur- Supraleiters, wird das Substrat über die Oberfläche einer Edelstahlplatte als Heizfläche auf die erforderlich hohe Temperatur gebracht ("IEEE Transactions on Magnetics", Band 27, 1991, Seiten 2537 bis 2539). When using other deposition techniques, such. B. the Sputtering or the thermal evaporation of high-temperature Superconductor, the substrate is over the surface of a Stainless steel plate as heating surface to the required high temperature ("IEEE Transactions on Magnetics", Vol. 27, 1991, pages 2537 to 2539).
Um einen guten Wärmekontakt zu der Oberfläche der Heizplatte zu gewährleisten, wird das Substrat üblicherweise mittels Leitsilber auf der Heizplatte positioniert. Bei der hohen Arbeitstemperatur verbleibt jedoch eingebranntes Silber als Rückstand auf der Substratrückseite, der z. B. nur durch Schleifen entfernt werden kann, um anschließend die für die Beschichtung notwendige polierte Oberfläche herzustellen. Bei dieser Prozedur ist es jedoch praktisch unvermeidbar, daß die bereits abgeschiedene Hochtemperatur-Supraleiterschicht beschädigt und damit unbrauchbar wird. Somit läßt sich üblicherweise mittels des zweistufigen Verfahrens das Substrat nur einseitig beschichten.To get a good thermal contact with the surface of the heating plate ensure the substrate is usually on by means of conductive silver the heating plate positioned. At the high working temperature remains however, stoved silver as a residue on the substrate backside, the z. B. can only be removed by grinding, then the for make the coating necessary polished surface. At this Procedure, however, it is practically inevitable that already deposited high-temperature superconductor layer damaged and thus becomes unusable. Thus, usually by means of Two-stage process, the substrate only one-sided coating.
Aus der vorstehend zitierten Literaturstelle ist es ferner bekannt, eine beidseitige Beschichtung eines Substrats mit einem Hochtemperatur- Supraleiter nach einem dreistufigen Verfahren durchzuführen. Hierbei erfolgt die Beschichtung, und zwar unabhängig von dem angewandten Abscheidungsverfahren, bei Raumtemperatur. Bei dieser Temperatur ist jedoch die Positionierung des Substrats, indem es z. B. auf eine Kante gestellt wird, unproblematisch. Anschließend ist eine Wärmebehandlung des Substrats bei einer Temperatur von 800 bis 900°C und einer Zeitdauer von 1 bis 2 Stunden an Luft erforderlich. Das beschichtete und getemperte Substrat muß dann sehr langsam, nämlich mit einer Abkühlgeschwindigkeit von z. B. 1°C/min, auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Mit diesem dreistufigen Verfahren ist zwar eine beidseitige Beschichtung des Substrats möglich, als nachteilig werden jedoch die bei hoher Temperatur durchzuführende Wärmebehandlung und die Prozeßdauer angesehen. Außerdem entspricht die Qualität der abgeschiedenen Schichten aus einem Hochtemperatur-Supraleiter nicht der Qualität von Schichten, die nach einem zweistufigen Verfahren hergestellt werden.From the above-cited reference, it is also known, a coating both sides of a substrate with a high-temperature To perform superconductors according to a three-stage process. in this connection the coating takes place, regardless of the applied Deposition method, at room temperature. At this temperature is However, the positioning of the substrate by z. B. on an edge is posed, unproblematic. Subsequently, a heat treatment of the substrate at a temperature of 800 to 900 ° C and a Duration of 1 to 2 hours in air required. The coated and annealed substrate must then very slowly, namely with a Cooling rate of z. B. 1 ° C / min, cooled to room temperature become. Although this two-stage process is a two-sided process Coating of the substrate possible, as disadvantageous but at high temperature to be performed heat treatment and the process duration considered. In addition, the quality of the deposited corresponds Layers of a high-temperature superconductor not the quality of Layers made by a two-step process.
Ausgehend von dem eingangs definierten zweistufigen Verfahren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren derart weiterzubilden, daß bei guter Qualität der abgeschiedenen Schichten eine beidseitige Beschichtung des Substrats möglich ist.Based on the initially defined two-stage process is the Invention the task of further developing this method, that with good quality of the deposited layers a two-sided Coating of the substrate is possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Verfahrensschritte gelöst:This object is achieved according to the invention by the following Process steps solved:
- a) Ein erstes, zweiseitig poliertes Substrat und ein zweites, einseitig poliertes Substrat werden mit ihren polierten Flächen in innigen Kontakt gebracht;a) A first, two-sided polished substrate and a second, one-sided polished substrate become intimate with their polished surfaces Brought in contact;
- b) die beiden in Konktat befindlichen Substrate werden mit der nicht polierten Fläche des zweiten Substrats mit der Oberfläche einer heizbaren Vorrichtung in einen Wärmkontakt gebracht;b) the two substrates in Konktat are not with the polished surface of the second substrate with the surface of a heatable device placed in a heat contact;
- c) die freie, polierte Oberfläche des ersten Substrats wird mittels des zweistufigen Verfahrens beschichtet;c) the free, polished surface of the first substrate is by means of the two-stage process coated;
- d) das erste Substrat wird von dem zweiten Substrat gelöst und entfernt, während das zweite Substrat auf der heizbaren Vorrichtung verbleibt;d) the first substrate is detached from the second substrate and removed, while the second substrate is on the heatable device remains;
- e) die freie, polierte Oberfläche des zweiten Substrats wird mittels des zweistufigen Verfahrens beschichtet;e) the free, polished surface of the second substrate is by means of the two-stage process coated;
- f) das erste Substrat wird mit seiner beschichteten Fläche in innigen Kontakt mit der beschichteten Fläche des zweiten Substrats gebracht;f) the first substrate becomes intimate with its coated surface Brought in contact with the coated surface of the second substrate;
- g) die freie, polierte Fläche des zweiten Substrats wird mittels des zweistufigen Verfahrens beschichtet undg) the free, polished surface of the second substrate is by means of two-stage process and coated
- h) das erste Substrat wird von dem zweiten Substrat gelöst, wobei ein beidseitig, mit einem Hochtemperatur-Supraleiter beschichtetes Substrat erhalten wird.h) the first substrate is detached from the second substrate, wherein a coated on both sides with a high temperature superconductor Substrate is obtained.
Eine Beschädigung der abgeschiedenen Schichten wird bei diesem Verfahren im wesentlichen dadurch vermieden, daß bei dem eigentlichen Abscheidungsprozeß und der dazu erforderlichen hohen Temperatur nur polierte Oberflächen oder bereits mit einer abgeschiedenen Schicht überzogenen Oberfläche in direktem Kontakt stehen. Auf diese Weise werden Diffusionsvorgänge vermieden, die zu einer die Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht beeinträchtigenden Dotierung führen könnten.Damage to the deposited layers is in this process essentially avoided that in the actual Deposition process and the required high temperature only polished surfaces or already with a deposited layer coated surface in direct contact. In this way Diffusion processes are avoided that lead to a the properties of the deposited layer could lead to impairing doping.
Die abgeschiedenen Hochtemperatur-Supraleiterschichten sind von sehr guter Qualität, wobei alle Vorteile des zweistufigen Verfahrens erhalten bleiben. So kann die eigentliche Abscheidung mit jedem der bekannten Abscheideverfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch Kathodenzerstäubung, durch Zersetzung metallorganischer Verbindungen oder durch Verdampfung des abzuscheidenden Materials mittels Elektronen oder Laserstrahlen.The deposited high-temperature superconductor layers are very good quality, taking full advantage of the two-stage process stay. So the actual deposition can be with any of the well-known Separation methods are carried out, for example by Sputtering, by decomposition of organometallic compounds or by evaporation of the material to be deposited by means of electrons or laser beams.
Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Further developments of the invention can be found in the dependent claims.
Das Wesen der Erfindung soll anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei Fig. 1 im wesentlichen zur Beschreibung der einzelnen Verfahrensschritte dient. Es zeigtThe essence of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawings, wherein FIG. 1 essentially serves to describe the individual process steps. It shows
Fig. 1a die miteinander verbundenen Substrate; Fig. 1a the interconnected substrates;
Fig. 1b den Substratverbund im Wärmekontakt mit der Oberfläche einer Heizplatte nach der Beschichtung einer Fläche des ersten Substrats; FIG. 1b shows the substrate composite in thermal contact with the surface of a heating plate after coating a surface of the first substrate; FIG.
Fig. 1c das zweite Substrat im Wärmekontakt mit der Oberfläche der Heizplatte nach der Beschichtung seiner freien Oberfläche; Fig. 1c, the second substrate in thermal contact with the surface of the heating plate after the coating of its free surface;
Fig. 1d die über die beschichteten Flächen miteinander verbundenen Substrate in Wärmekontakt mit der Oberfläche der Heizplatte nach der beidseitigen Beschichtung des ersten Substrats; FIG. 1 d shows the substrates connected to one another via the coated surfaces in thermal contact with the surface of the heating plate after the two-sided coating of the first substrate; FIG.
Fig. 2 die induktiv gemessene Übergangstemperatur Tc zur Supraleitung der abgeschiedenen Schicht in Abhängigkeit von der Temperatur für das Substrat 2; FIG. 2 shows the inductively measured transition temperature T c for superconducting the deposited layer as a function of the temperature for the substrate 2 ; FIG.
Fig. 3 den Schichtwiderstand der abgeschiedenen Schicht in Abhängigkeit von der Temperatur für das Substrat 1. Fig. 3 shows the sheet resistance of the deposited layer as a function of the temperature for the substrate 1.
In Fig. 1a sind im linken Teil das Substrat 1 und das Substrat 2 in ihrem Ausgangszustand dargestellt. Das beidseitig zu beschichtende Substrat 1 weist zwei polierte Oberflächen 3a und 3b auf. Das als Hilfssubstrat dienende Substrat 2 weist eine polierte Fläche 4 und eine unpolierte Fläche 5 auf. Im rechten Teil der Fig. 1a ist der Substratverbund auf den beiden Substraten 1 und 2 dargestellt, wobei zwei polierte Oberflächen miteinander in Kontakt stehen. Dieser Substratverbund läßt sich beispielsweise dadurch feststellen, daß die beiden Substrate mit den genannten Flächen aneinandergedrückt werden und anschließend die Kanten mit schwerflüssigem Leitsilber bestrichen werden. Nach dem Trocknen des Leitsilbers wird ein Substratverbund erhalten, bei dem kein Leitsilber in die Naht zwischen den beiden Substraten eingedrungen ist.In Fig. 1a, the substrate 1 and the substrate 2 are shown in their initial state in the left part. The substrate 1 to be coated on both sides has two polished surfaces 3 a and 3 b. The substrate 2 serving as the auxiliary substrate has a polished surface 4 and an unpolished surface 5 . In the right part of Fig. 1a, the composite substrate on the two substrates 1 and 2 is shown, wherein two polished surfaces are in contact with each other. This substrate composite can be determined, for example, by pressing the two substrates together with the surfaces mentioned and then brushing the edges with heavy-duty conductive silver. After drying the conductive silver, a composite substrate is obtained in which no conductive silver has penetrated into the seam between the two substrates.
Um die freie Oberfläche 3a des Substrats 1 zu beschichten, wird der Substratverbund 1, 2, und zwar mit der unpolierten Oberfläche 5 des Substrats 2, mittels einer Leitsilberschicht 6 auf der Oberfläche 7 einer Heizplatte 8 aus Edelstahl positioniert. In order to coat the free surface 3 a of the substrate 1 , the substrate composite 1 , 2 , with the unpolished surface 5 of the substrate 2 , is positioned by means of a conductive silver layer 6 on the surface 7 of a heating plate 8 made of stainless steel.
Zur Verbesserung des Wärmekontakts ist noch eine Wärmebrücke 9 an den Kanten des Substratsverbunds vorgesehen, die beispielsweise durch einen Leitsilber-Meniskus gebildet werden kann. Bei erhöhter Temperatur wird nun auf der Oberfläche 3a des Substrats 1 eine Schicht 10 abgeschieden. Anschließend wird das Substrat 1 von dem Substrat 2 entfernt, wobei das Substrat 2 auf der Oberfläche 7 der Heizplatte 8 verbleibt, wie es in Fig. 1c dargestellt ist. Bei erhöhter Temperatur wird mittels des zweistufigen Verfahrens nunmehr die polierte Oberfläche 4 des Substrats 2 beschichtet. Wie eingangs bereits erwähnt, wird das zweistufige Verfahren in der Art durchgeführt, daß bei erhöhter Temperatur die Beschichtung durchgeführt und anschließend das Substrat auf Raumtemperatur abgekühlt wird.To improve the thermal contact, a thermal bridge 9 is still provided at the edges of the substrate composite, which can be formed for example by a Leitsilber meniscus. At elevated temperature, a layer 10 is now deposited on the surface 3 a of the substrate 1 . Subsequently, the substrate 1 is removed from the substrate 2 , the substrate 2 remaining on the surface 7 of the heating plate 8 , as shown in Fig. 1c. At elevated temperature, the polished surface 4 of the substrate 2 is now coated by means of the two-stage process. As already mentioned, the two-stage process is carried out in such a way that the coating is carried out at elevated temperature and then the substrate is cooled to room temperature.
Wie in Fig. 1d dargestellt, wird nunmehr das Substrat 1 mit seiner bereits abgeschiedenen Schicht 10 in Kontakt gebracht mit der auf dem Substrat 2 abgeschiedenen Schicht 11. Dieser Substratverbund wird ebenso wie bei der Erläuterung zu Fig. 1a mittels Bestreichen der Kanten mit schwerflüssigem Leitsilber durchgeführt. Anschließend wird mittels des zweistufigen Verfahrens auf der Oberfläche 3b des Substrats 1 die Schicht 12 aus dem gleichen Hochtemperatur-Supraleiter abgeschieden. Nach der Trennung des Substratverbunds wird dann das Substrat 1 als beidseitig beschichtetes Substrat erhalten, das für den vorgesehenen Anwendungszweck einsetzbar ist. Wie bereits erwähnt, stehen bei dem eigentlichen Abscheidungsprozeß nur polierte Oberflächen oder bereits beschichtete Oberflächen miteinander in Kontakt, so daß keine schädlichen Interdiffusionen stattfinden können.As shown in FIG. 1 d, the substrate 1 is now brought into contact with its already deposited layer 10 with the layer 11 deposited on the substrate 2 . This substrate composite is carried out as in the explanation of FIG. 1a by brushing the edges with heavy-duty conductive silver. Subsequently, the layer 12 is deposited from the same high-temperature superconductor by means of the two-step process on the surface 3 b of the substrate 1 . After separation of the substrate composite, the substrate 1 is then obtained as a substrate coated on both sides, which can be used for the intended purpose. As already mentioned, in the actual deposition process only polished surfaces or already coated surfaces are in contact with each other, so that no harmful interdiffusion can take place.
Ausführungsbeispiel: Auf einem (100) orientierten Substrat aus MgO wurde eine Schicht aus Y₁Ba₂Cu₃O₇ abgeschieden. Bei einer Fläche von jeweils 1 cm² wurde für das Substrat 1 eine Dicke von 0,17 mm und für das Substrat 2 eine Dicke von 0,5 mm gewählt. Die auf den beiden Substraten abgeschiedenen Schichten hatten jeweils eine Dicke von 150 nm.Embodiment: On a ( 100 ) oriented substrate of MgO, a layer of Y₁Ba₂Cu₃O₇ was deposited. With an area of 1 cm 2 each, a thickness of 0.17 mm was selected for the substrate 1 and a thickness of 0.5 mm for the substrate 2 . The deposited on the two substrates layers each had a thickness of 150 nm.
Die Abscheidung der Schichten erfolgte durch Zylinder-Magnetron- Kathodenzerstäubung mit folgenden Prozeßdaten:The deposition of the layers was carried out by cylinder magnetron Sputtering with the following process data:
Die Abkühlung erfolgte während eines Zeitraumes von 5 min in einer Sauerstoffatmosphäre von 0,5 bar.The cooling took place during a period of 5 min in one Oxygen atmosphere of 0.5 bar.
In Fig. 2 ist der induktiv gemessene Übergang zur Supraleitung der abgeschiedenen Schicht 11 auf dem Substrat 2 dargestellt, und zwar nach der Abscheidung der Schicht (Kurve a) und ferner nach dem Kontakt dieser Schicht und der Fläche 3a der auf dem Substrat 1 abgeschiedenen Schicht 10 (Kurve b). In beiden Fällen ergeben sich die gleichen Sprungtemperaturen. Zur Verdeutlichung des Kurvenverlaufs wurden die beiden Kurven in vertikaler Richtung gegeneinander verschoben. FIG. 2 shows the inductively measured transition to the superconductivity of the deposited layer 11 on the substrate 2 , namely after the deposition of the layer (curve a) and furthermore after the contact of this layer and the surface 3 a of the deposited on the substrate 1 Layer 10 (curve b). In both cases, the same transition temperatures result. To illustrate the curve, the two curves were shifted in the vertical direction against each other.
Fig. 3 zeigt den Verlauf des an den auf dem Substrat 1 abgeschiedenen Schichten 10 und 12 getrennt durchgeführten Widerstandsmessungen. Auch in diesem Fall ergeben sich die gleichen Sprungtemperaturen unabhängig davon, ob die Schichten 10 und 11 mit der Schicht 12 in Kontakt waren. FIG. 3 shows the course of the resistance measurements taken separately on the layers 10 and 12 deposited on the substrate 1 . Also in this case, the same transition temperatures are independent of whether the layers 10 and 11 were in contact with the layer 12 .
Die Verwendung von MgO als Substrat ist insbesondere für Hochfrequenzanwendungen von Bedeutung, da es eine geringe Dielektrizitätskonstante und geringe Verluste aufweist. Ähnliche Bedingungen werden auch von LaAlO₃ erfüllt.The use of MgO as a substrate is in particular for Radio frequency applications of importance as it is a low Dielectric constant and low losses. Similar Conditions are also met by LaAlO₃.
1 Substrat 1
2 Substrat 2
3a polierte Oberfläche Substrat 1
3b polierte Oberfläche Substrat 1
4 polierte Oberfläche Substrat 2
5 unpolierte Oberfläche Substrat 2
6 Leitsilberschicht
7 Oberfläche
8 Heizplatte
9 Wärmebrücke
10 abgeschiedene Schicht auf 3a
11 abgeschiedene Schicht auf 4
12 abgeschiedene Schicht auf 3b 1 substrate 1
2 substrate 2
3 a polished surface substrate 1
3 b polished surface substrate 1
4 polished surface substrate 2
5 unpolished surface substrate 2
6 conductive silver layer
7 surface
8 heating plate
9 thermal bridge
10 deposited layer on 3 a
11 deposited layer on 4
12 deposited layer on 3 b
Claims (12)
- a) ein erstes, zweiseitig poliertes Substrat (1) und ein zweites, einseitig poliertes Substrat (2) werden mit ihren polierten Oberflächen (3a, 3b, 4) in innigen Kontakt gebracht,
- b) die beiden in Konktat befindlichen Substrate (1, 2) werden mit der nicht polierten Oberfläche (5) des zweiten Substrats (2) mit der Oberfläche (7) einer heizbaren Vorrichtung (8) in Wärmkontakt gebracht;
- c) die freie, polierte Oberfläche (3a) des ersten Substrats (1) wird mittels des zweistufigen Verfahrens beschichtet;
- d) das erste Substrat (1) wird von dem zweiten Substrat (2) gelöst und entfernt, während das zweite Substrat (2) auf der heizbaren Vorrichtung (8) verbleibt;
- e) die freie, polierte Oberfläche des zweiten Substrats (2) wird mittels des zweistufigen Verfahrens beschichtet;
- f) das erste Substrat (1) wird mit seiner beschichteten Oberfläche (3a) in innigen Kontakt mit der beschichteten Fläche (4) des zweiten Substrats (2) gebracht,
- g) die freie, polierte Oberfläche (3b) des ersten Substrats (1) wird mittels des zweistufigen Verfahrens beschichtet und
- h) das erste Substrat (1) wird von dem zweiten Substrat (2) gelöst, wobei ein beidseitig, mit einem Hochtemperatur-Supraleiter beschichtetes Substrat mit den Schichten (10, 11), erhalten wird.
- a) a first, two-sided polished substrate ( 1 ) and a second, one-sided polished substrate ( 2 ) are brought into intimate contact with their polished surfaces ( 3 a, 3 b, 4 ),
- b) bringing the two substrates ( 1, 2 ) in Konktat with the non-polished surface ( 5 ) of the second substrate ( 2 ) with the surface ( 7 ) of a heatable device ( 8 ) in thermal contact;
- c) the free, polished surface ( 3 a) of the first substrate ( 1 ) is coated by the two-stage process;
- d) the first substrate ( 1 ) is released from the second substrate ( 2 ) and removed, while the second substrate ( 2 ) remains on the heatable device ( 8 );
- e) the free, polished surface of the second substrate ( 2 ) is coated by the two-step process;
- f) the first substrate (1) is placed (with its coated surface 3 a) into intimate contact with the coated surface (4) of the second substrate (2),
- g) the free, polished surface ( 3 b) of the first substrate ( 1 ) is coated by the two-stage process and
- h) the first substrate ( 1 ) is detached from the second substrate ( 2 ), whereby a substrate coated on both sides with a high temperature superconductor is obtained with the layers ( 10, 11 ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137238A DE4137238C1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Process for coating superconductor on both sides of polished substrates - includes coating at high temp., cooling in oxygen@ atmos. to room temp. etc. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4137238A DE4137238C1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Process for coating superconductor on both sides of polished substrates - includes coating at high temp., cooling in oxygen@ atmos. to room temp. etc. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4137238C1 true DE4137238C1 (en) | 1992-06-04 |
Family
ID=6444653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4137238A Expired - Lifetime DE4137238C1 (en) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Process for coating superconductor on both sides of polished substrates - includes coating at high temp., cooling in oxygen@ atmos. to room temp. etc. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4137238C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4234590C1 (en) * | 1992-10-14 | 1993-10-07 | Kernforschungsz Karlsruhe | Two-sided continuous coating of a substrate - with the substrate preheated to a temp. above the optimum pptn. temp. before placed into the coating position |
EP0584410A1 (en) * | 1991-07-05 | 1994-03-02 | Conductus, Inc. | Superconducting electronic structures and methods of preparing same |
-
1991
- 1991-11-13 DE DE4137238A patent/DE4137238C1/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
US-Z.: Appl. Physics Letters 58(1991), S. 1009-1011 * |
US-Z.: IEEE Trans. on Magnetics 27(1991), S. 2537-2539 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0584410A1 (en) * | 1991-07-05 | 1994-03-02 | Conductus, Inc. | Superconducting electronic structures and methods of preparing same |
DE4234590C1 (en) * | 1992-10-14 | 1993-10-07 | Kernforschungsz Karlsruhe | Two-sided continuous coating of a substrate - with the substrate preheated to a temp. above the optimum pptn. temp. before placed into the coating position |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4443800C2 (en) | Superconducting field effect device with grain boundary channel and method for its production | |
DE69204080T2 (en) | Micro connection device made of high temperature superconductor with stepped edge to edge SNS connection. | |
DE3850580T2 (en) | Superconductor arrangement. | |
DE69115209T2 (en) | Method for producing a superconducting component with a reduced thickness of the superconducting oxide layer and superconducting component produced thereby. | |
DE69125425T2 (en) | Method of manufacturing a superconducting device from superconducting material and superconducting device manufactured thereby | |
DE2719731A1 (en) | MULTI-LAYER CIRCUIT | |
DE69119190T2 (en) | Superconducting device with extremely thin superconducting channel made of oxidic superconducting material and method for its production | |
DE69219941T2 (en) | Process for the production of multilayer thin films | |
DE69300940T2 (en) | Josephson junction device made of oxide superconductor and process for its production. | |
DE69015721T2 (en) | Method of manufacturing a superconducting circuit. | |
DE69309306T2 (en) | Electrical connection structures | |
DE4137238C1 (en) | Process for coating superconductor on both sides of polished substrates - includes coating at high temp., cooling in oxygen@ atmos. to room temp. etc. | |
DE69114435T2 (en) | Superconducting device and its manufacturing process. | |
DE69218735T2 (en) | Method of making an artificial Josephson grain boundary transition element | |
DE69118106T2 (en) | Superconducting device formed from extremely thin superconducting oxide film with an extremely short channel and method for its production | |
DE4136126C2 (en) | Method for producing a SrTiO¶3¶-YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶ layer system and layer system from SrTiO¶3¶ and YBa¶2¶Cu¶3¶O¶7¶ | |
DE69125456T2 (en) | Method for producing a superconducting device with a reduced thickness of the superconducting layer and superconducting device produced thereby | |
DE69011582T2 (en) | Method of making superconducting articles. | |
DE69030049T2 (en) | Method of manufacturing a device with a superconducting film | |
DE69219192T2 (en) | Process for producing a layer structure with at least one thin layer of superconductor oxide | |
DE3815460C2 (en) | ||
DE4120258A1 (en) | Epitaxial prodn. of high temp. superconducting layer on substrate - by sputtering intermediate metal oxide layer on substrate, and then depositing superconducting layer | |
EP1029371A1 (en) | CONSTRUCTION WITH HIGH T c? SUPERCONDUCTOR MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING SAID CONSTRUCTION | |
DE69010445T2 (en) | Superconducting device. | |
DE3018510C2 (en) | Josephson transition element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70567 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |