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Einzelladungs-Schaltungen

Arbeitsgruppe 2.42

Herstellung von metallischen sub-µm-Strukturen

Schrägbedampfung für hoch-schmelzende Materialien

Die Verwendung von Masken auf PMMA-Basis führt beim Aufdampfen hochschmelzender Metalle, wie z. B. Niob, durch Erwärmung der Maske zum Ausgasen und damit zu einer Kontamination der aufgedampften Schicht. Insbesondere bei Niob verschlechtern sich die supraleitenden Eigenschaften dramatisch.

Diese Kontamination kann weitgehend verhindert werden, wenn als untere Schicht des Lacksystems das Polymer Polyethersulfon (PES) verwendet wird. PES zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit und ein geringes Ausgasen bei Erwärmung aus.

Die Herstellung der Schattenmaske verläuft analog zur Standard-Schrägbedampfung. Die obere PMMA Schicht wird bei der Erzeugung des Unterschnittes in der PES Schicht im Sauerstoffplasma entfernt, so dass die Schattenmaske nur aus PES und Ge besteht. Durch Aufdampfen unter verschiedenen Winkeln können dann z. B. SET-Bauelemente aus Niob erzeugt werden.


REM-Aufnahme einer PES/Ge-Maske



REM-Aufnahme eines Nb/AlOx/Nb-Transistors, hergestellt in Schrägbedampfungstechnik mit PES/Ge-Maske




Literatur:

R. Dolata, H. Scherer, A. B. Zorin and J. Niemeyer: "Single electron transistors with Nb/AlOx/Nb junctions", J. Vac. Sci. Technol. B, 21 (2), 775 (2003).