[發(fā)明專利]一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010765342.8
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111947794B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;楊明亮;茍君;李春雨;吳志明
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛

1.一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在襯底基片(10)上制備納米線臺階結(jié)構(gòu)(20)；

(2)在具有所述納米線臺階結(jié)構(gòu)(20)的基片上制備超導(dǎo)材料形成超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)(30)；

(3)采用掩膜板A(40)在所述超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)(30)的兩端制備金屬電極接觸層(41)；

(4)采用掩膜板B(50)在所述超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)(30)和金屬電極接觸層(41)上制備絕緣保護(hù)層(51)；

步驟(3)中制備金屬電極接觸層(41)時(shí)，將掩膜板A(40)與基片接觸，遮擋中心的蜿蜒納米線區(qū)域，露出兩端的電極接觸面，制備的金屬電極觸層(41)完全覆蓋兩端的電極接觸面；金屬電極接觸層(41)采用電子束蒸發(fā)或者熱蒸發(fā)方法制備，金屬電極接觸層材料為金、鈦、鋁、鎳、鉻中的任意一種或至少兩種的合金制成，厚度為50～400nm；

步驟(4)中制備絕緣保護(hù)層(51)時(shí)，將掩膜板B(50)與基片接觸，遮擋部分電極接觸面區(qū)域，露出中心的蜿蜒納米線和部分電極接觸面區(qū)域，制備的絕緣保護(hù)層(51)覆蓋中心的蜿蜒納米線和部分電極接觸面；絕緣保護(hù)層材料包括氧化硅、氮化硅、氧化鋁中的任意一種，采用電子束蒸發(fā)方法制備，絕緣保護(hù)層厚度為50～300nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，步驟(1)中的襯底基片(10)包括鈦酸鍶、硅、氧化硅、砷化鎵、藍(lán)寶石中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，步驟(1)中的納米線臺階結(jié)構(gòu)(20)采用光刻與離子刻蝕工藝制備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，所述納米線臺階結(jié)構(gòu)(20)由中心的蜿蜒納米線和兩端的電極接觸面構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，蜿蜒納米線區(qū)域的面積為50μm2～500μm2，納米線線寬為50～300nm，間距為80～300nm；納米線兩端與電極接觸面相連，每個(gè)電極接觸面的面積為60×60μm2～200×200μm2；納米線臺階結(jié)構(gòu)的高度為50～500nm，側(cè)壁與基片的夾角為70°～90°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中的超導(dǎo)材料包括氮化鈮、鈮鈦氮、硅化鎢、二硼化鎂、鐵基超導(dǎo)、銅基超導(dǎo)中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中的超導(dǎo)材料采用分子束外延或磁控濺射方法制備，超導(dǎo)材料厚度為5～20nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超導(dǎo)納米線單光子探測器的制備方法，其特征在于，步驟(2)中超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)(30)由超導(dǎo)材料覆蓋在納米線臺階結(jié)構(gòu)(20)上而得；超導(dǎo)納米線結(jié)構(gòu)(30)與納米線臺階結(jié)構(gòu)(20)形狀一致。