王立萍，张学锋，杨 晨

(1.东北大学理学院，辽宁 沈阳 110819；2.中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司，辽宁 沈阳 110179)

1 引言

Nb具有耐腐蚀、良好的延展性、稳定的低温超导性能[1]，被广泛应用于多种超导电子器件中[2]，如超导量子干涉装置、快速单通量量子逻辑电路等。在多层薄膜纳米尺寸量子器件的制备中，制备出表面均匀，结晶性能优越的Nb膜是成功做出量子器件的第一步。Nb膜表面形貌的均匀平整，会对之后的绝缘层的完整性和连续性有不可忽视的影响，所以选择高效稳定的镀膜方式是制备出Nb膜和超导量子器件的关键。现在制备薄膜的方式有很多种，热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射等[3]。

由于磁控溅射具有轰击粒子能量高，能够制备出致密性和均匀性好的薄膜，本实验采用直流磁控溅射技术制备Nb膜[4]。磁控溅射技术中，溅射功率、工作气压、基底的温度等工艺参数都会对薄膜的微观结构造成很大的影响，本文在保持真空度、工作气压不变的情况下，采用90W、150W两种溅射功率，通过SEM，EDS对Nb薄膜表面形貌进行了分析，研究结果表明，溅射功率过低会引起薄膜表面出现空洞，颗粒较大，随着功率的增加，薄膜的均匀性得到了提高，所以选择适当的溅射功率是十分重要的。另外基片温度对薄膜的晶体生长也有很重要的影响，通过XRD技术对薄膜的择优取向进行了分析，温度越高，Nb膜的择优取向越明显。

2 实验

2.1 直流磁控溅射Nb膜

本实验采用JGP560型超高真空多功能磁控溅射镀膜设备制备Nb膜[5]。……