Пристрій з тунельним переходом

Изобретение относится к структурам на основе металл - диэлектрик - металл и может быть использовано в квантовых приборах и интегральных схемах. Целью изобретения является повышение стабильности характеристик во времени и надежности работы в условиях воздействия климатических и радиационных нагрузок. В устройстве, содержащем два металлических электрода, слой диэлектрика между ними и защитный слой, слой диэлектрика и защитный слой представляет собой поликристзллическую алмазною пленку 1 ил. Благодаря чрезвычайно низкому коэффициенту диффузии углерода в металлах, а также отсутствию легкодиффундирующих примесей а этой системе граничная область между металлическими электродами и алмазным слоем является устойчивой при тепловых воздействиях в широком диапазоне температур, а также полевых воздействиях вплоть до пробойных. Это обуславливает стабильность вольт-вмперных характеристик туннельных переходов, чувствительную к состоянию граничных областей, а наличие защитного слоя из поликристаллической пленки повышает надежность работы устройств, обеспечивая стабильность электрофизических характеристик, так как покрытие структуры алмазной пеликристаллической пленкой способствует улучшению тегмооі вода рассеиваемой мошности на переходе. Устройство изготавливается с использованием известного способа получения ал РПФ-К ел 00 о 1598780 маэных слоев, На диэлектрическую подложку, например SIO2, AI2O3, методом вакуумного испарения наносится нижний базовый электрод из любого металла в виде полоски толщиной 1000 - 5000 А, шириной 100 мкм 5 мм (в конкретном примере 1500 А и 1 мм из алюминия). В камере осаждения в условиях высокого вакуума (Р • 10 Па при Т = =300 К) базовый электрод подвергается ионному распылению (разброс ионов по энер- 10 гиям не превышает ± 10) пучков ионов углерода с энергией 500 зВ, интенсивностью 0 , 1 - 1 А/см (в конкретном примере 0,5 А/см ). Для увеличения коэффициента распыления и уменьшения глубины нару- 15 шенного слоя распыление проводится под углом к нормали 50 - 60°. После удаления с поверхности базового электрода адсорбированного слоя и слоя окисла плавным уменьшением энергии ионов углерода до 20 необходимой (60 - 150 эВ) процесс проводится в режиме осаждения, в котором коэффициент конденсации ионов превышает коэффициент распыления. В начальный период формирования алмазной пленки про- 25 исходит формирование переходного слоя между металлическим электродом и алмазной пленкой, который определяет по существу механическую прочность устройства. Затем происходит формирование собствен30 но алмазной пленки. По достижении толщины диэлектрического слоя 10 -50 А (в конкретном примере 25 А) плавно уменьшается до нуля интенсивность пучка ионов, осаждаемых на подложку, и одновременно с началом уменьшения интенсивности ионов наносят из молекулярного пучка материал второго электрода. Одновременное осаждение в некоторый момент времени 10 - 30 с ионов углерода и пара металлов обеспечивает формирование второго переходного слоя с заданными толщиной и состоянием. В случае использования одного и того же металла для нижнего и верхнего электродов возможно формирование практически идентичных переходов слоев между алмазной планкой и электродами. После нанесения верхнего приводящего электрода толщиной 1500 - 3000 А сразу без прекращения процесса изготавливаемые структуры покрываются с целью пассивации и защиты алмазной пленкой толщиной 1000-2000 А. Формула изобретения Устройство с туннельным переходом, содержащее два металлических электрода, слой диэлектрика между ними и защитный слой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности характеристик во времени и надежности работы в условиях воздействия климатических и радиационных нагрузок, слой диэлектрика и защитный слой выполнены из поликристаллической алмазноґ' пленки. у/777777//777///7/777///Л Редактор Т.Юрчикова Составитель Н.Гусельников Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий Заказ 3312/ДСП Тираж 330 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101