[發(fā)明專利]基于超材料的太赫茲單譜信號探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410455234.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104241434A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅俊;別業(yè)華;李維軍;張新宇;佟慶;雷宇;桑紅石;張?zhí)煨?/a>;謝長生
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01L31/108
• 分類號: H01L31/108;H01L31/18
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種基于超材料的太赫茲單譜信號探測器，包括襯底層、N型砷化鎵層、二氧化硅層、超材料層、歐姆電極和一對肖特基電極，其特征在于，N型砷化鎵層設(shè)置于襯底層上面，二氧化硅層設(shè)置于N型砷化鎵層上面，超材料層設(shè)置于N型砷化鎵層上面，歐姆電極設(shè)置于N型砷化鎵層上面，肖特基電極設(shè)置于二氧化硅層上面，歐姆電極和一對肖特基電極分別設(shè)置于超材料層的左右兩端，超材料層為具有周期性微納米結(jié)構(gòu)的金屬層,超材料層包括一個金屬開環(huán)共振單元陣列，每個金屬開環(huán)共振單元的開孔間距t＝2～8μm，線寬d＝4～14μm，周期L＝36～100μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲單譜信號探測器，其特征在于，襯底層為半絕緣砷化鎵、硅、或三氧化二鋁。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲單譜信號探測器，其特征在于，歐姆電極的材料為鎳、鍺、和金，其厚度分別為20-30nm、200-300nm和20-30nm。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲單譜信號探測器，其特征在于，肖特基電極的材料為鈦和金，其厚度分別為20-30nm和200-250nm。?

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲單譜信號探測器，其特征在于，超材料層由周期性微納金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)成，并與N型砷化鎵層形成肖特基接觸。?

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲單譜信號探測器，其特征在于，當(dāng)超材料層用于電磁信號探測時，其采用的周期性微納米結(jié)構(gòu)的周期遠(yuǎn)小于對應(yīng)信號的波長。?

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太赫茲單譜信號探測器，其特征在于，金屬開環(huán)共振單元的材料為鈦和金，其厚度分別為20～30nm和200～250nm。?

8.一種根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的基于超材料的太赫茲單譜信號探測器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：?

(1)在襯底層上通過金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積法注入Si離子，摻?雜濃度為1×10¹⁶cm^-3～9×10¹⁸cm^-3，由此形成N型砷化鎵層；?

(2)在N型砷化鎵層上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積法制備二氧化硅層；?

(3)在二氧化硅層上通過正膠工藝光刻歐姆電極接觸孔，并使用濕法腐蝕對歐姆電極接觸孔進(jìn)行腐蝕處理，通過負(fù)膠工藝光刻歐姆電極，采用電子束蒸發(fā)的方式依次蒸發(fā)堆疊在一起的Ni/Ge/Au層，將Ni/Ge/Au層進(jìn)行剝離，從而形成具有Ni/Ge/Au層的歐姆電極，對具有該Ni/Ge/Au層的歐姆電極退火，以形成歐姆電極；?

(4)在二氧化硅層上先通過正膠工藝光刻肖特基接觸孔，并使用濕法腐蝕對肖特基接觸孔進(jìn)行腐蝕處理，以腐蝕二氧化硅層，通過負(fù)膠工藝光刻肖特基電極，采用電子束蒸發(fā)的方式依次蒸發(fā)堆疊在一起的Ni/Au層，將Ni/Au層進(jìn)行剝離，從而分別形成具有Ni/Au層的超材料層和肖特基電極，其中超材料層直接與N型砷化鎵層接觸，肖特基電極位于二氧化硅層上，且肖特基電極和超材料層之間的距離為1mm～1.5mm。?