Anwendung und Entwicklung grossflaechiger Puffer- und HTSL-Schichten in der HF-Technik Teilvorhaben: Hochvakuum-Hohlkathodensputteranlage fuer grossflaechige HTSL/Isolatorschichtsysteme und deren Anwendung fuer Feldeffekt- und Strahlungsempfangsbauelementestrukturen

The aim of the research is the deposition of large-area YBa_2Cu_3O_7_-_x/insulator multilayer systems for microelectronic devices and microwave applications. The sputtering device with the linear hollow cathode and the substrate movement for the deposition of 3''-wafers are described. We've found out that our method is suitable for the deposition of such large area YBa_2Cu_3O_7_-_x films. Due to in- or out-diffusion of oxygen within the target by using a great ratio of length to width of the linear hollow cathode, the discharge may take place not over the whole slot length. This results in a decreased homogenity of the large area deposition. For a carefully directed annealing procedure in order to decrease the oxygen content of the films from 7 to 6.4, we've done in-situ measurements of the resistivity. Persistent photoconductivity at films with an oxygen content nearby 6.4 was clearly observable. The excess conductivity yields an increase of the critical temperature of about 4K. The relaxation times, which are at room temperature in the order of hours can be reduced through heating. The contactless characterization of the films could be extended to the determination of the critical current density after calculating the magnetic field above the film. (orig.)Das Ziel der Arbeit ist die Herstellung grossflaechiger YBa_2Cu_3O_7_-_x/Isolator-Duennschichtsysteme, die sich fuer Bauelemente-Strukturen u. HF-Anwendungen eignen. Es wird der Aufbau einer Sputteranlage mit linearer Hohlkathode und Substratbewegung beschrieben und die Eignung dieser Anordnung zur Beschichtung von 3''-wafern untersucht. Es zeigt sich, dass dieses Verfahren prinzipiell als Beschichtungsverfahren zur Herstellung grossflaechiger HTSL-Schichten geeignet ist, dass aber bei einem grossen Verhaeltnis von Laenge zu Breite der linearen Hohlkathode Sauerstoffabgabe oder -Aufnahme durch das Target haeufig zur Einschnuerung des Plasmas fuehren kann, die dann die Homogenitaet der Abscheidung verringert. Zur gezielten Verringerung des Sauerstoffgehaltes von YBCO-Schichten wurden thermische Nachbehandlungen unter in-situ-Messung des Schichtwiderstandes durchgefuehrt. An Schichten mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 6,4 konnte persistente Photoleitung beobachtet werden. Dadurch wurde die Sprungtemperatur um 4K erhoeht. Die Relaxationszeit liegt im Bereich von Stunden und laesst sich durch Temperaturerhoehung stark verkuerzen. Die kontaktlose Schichtcharakterisierung konnte durch Berechnung der magnetischen Feldstaerke ueber der supraleitenden Schicht auf die Bestimmung der kritischen Stromdichte ausgedehnt werden. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F93B1279+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman