[發(fā)明專利]一種增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110434601.X
• 申請(qǐng)日: 2011-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN102529211A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;蔣亞東;茍君;吳志明;黎威志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B32B9/04
• 分類號(hào): B32B9/04;B32B15/00;G01J5/02
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

1.一種增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)，包括介質(zhì)薄膜和太赫茲吸收層，其特征在于：所述介質(zhì)薄膜表面粗糙，表面粗糙度在微納米量級(jí)；所述太赫茲吸收層位于表面粗糙的介質(zhì)薄膜之上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述介質(zhì)薄膜由單層薄膜構(gòu)成或者由多層薄膜構(gòu)成，材料為二氧化硅或者氮化硅；粗糙表面由反應(yīng)離子刻蝕方法制備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述太赫茲吸收層材料為黑金、鉍、鋁、鈦、NiCr或者上述金屬中的任何具有合適性質(zhì)的合金，也可以為有機(jī)黑體材料；且太赫茲吸收層為高表體比薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)，其特征在于，位于太赫茲探測器敏感單元的頂層。

5.一種增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在太赫茲探測敏感單元的頂層制備介質(zhì)薄膜；

反應(yīng)離子刻蝕介質(zhì)薄膜，使其具有粗糙表面；

在步驟所得表面粗糙的介質(zhì)薄膜上用磁控濺射法制備太赫茲吸收層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述增強(qiáng)太赫茲輻射吸收率的膜系結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，詳細(xì)步驟如下：

在制備介質(zhì)薄膜前，先清洗敏感單元頂層表面，去除表面沾污，并對(duì)襯底進(jìn)行200℃下烘烤，除去表面的水汽；

采用PECVD設(shè)備制備氮化硅或氧化硅薄膜，采用混頻生長技術(shù)控制薄膜的應(yīng)力；即采用兩套頻率不同的功率源，高頻源頻率約幾十MHz，低頻源幾百kHz；兩個(gè)功率源交替工作，使低頻等離子產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力和高頻等離子產(chǎn)生的舒張應(yīng)力相互抵消，從而形成低或無應(yīng)力的介質(zhì)薄膜；PECVD沉積溫度為150~300℃，制備氮化硅薄膜時(shí)SiH₄與NH₃的流量比為10/170~40/140，制備氧化硅薄膜時(shí)SiH₄與N₂O的流量比為10/20~10/60；制備的介質(zhì)薄膜厚度范圍在50nm~2μm內(nèi)；

采用氟基氣體對(duì)介質(zhì)薄膜進(jìn)行反應(yīng)離子刻蝕；刻蝕時(shí)，在CHF₃氣體中加入少量O₂；O₂可消耗掉部分碳氟原子，使氟活性原子比例上升，提高刻蝕效率和刻蝕均勻性；設(shè)置CHF₃與O₂的流量比為20:3~20:8，射頻功率為300~500W，反應(yīng)室壓力為3~6Pa，氮化硅的刻蝕速率約80~180nm/min，氧化硅的刻蝕速率約30~100nm/min；根據(jù)介質(zhì)薄膜厚度和刻蝕工藝參數(shù)控制刻蝕時(shí)間，刻蝕后剩下的介質(zhì)薄膜厚度在30nm~1μm內(nèi)；刻蝕后薄臘呈現(xiàn)微納米級(jí)的粗糙表面；

采用磁控濺射法制備NiCr合金薄膜;控制其膜厚低于100nm，減小對(duì)探測器的熱容影響；調(diào)節(jié)薄膜電阻至適當(dāng)值，適當(dāng)值的范圍為10~40Ω，提高太赫茲探測靈敏度；NiCr薄膜附著在粗糙的介質(zhì)薄膜表面上，形成具有高表體比的太赫茲吸收層。