【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及太赫茲(thz)探測領域，具體涉及一種工作在液氦溫區的高靈敏度超導氮化鈮熱電子測輻射熱計的制備方法。
技術介紹
1、太赫茲波是指頻率在0.1～10thz(即波長為30μm～3000μm)的電磁波，太赫茲波的高頻段與遠紅外重合，低頻段則與毫米波重合，高頻段我們可以用光子學的手段去研究它，而低頻段則可以用微波的手段去研究。而其中的太赫茲波段因為處于兩者交叉領域，所以相對于目前比較成熟的微波技術與紅外技術，太赫茲技術目前還不是很完善，主要是對太赫茲的產生、調控以及檢測都缺乏有效的技術手段，所以很長時間內太赫茲這塊區域被人們稱為“thz?gap”。
2、由于大多數分子的轉動或者振動能級所對應的頻率處于太赫茲波段，因此利用太赫茲技術特有的光譜特性可以有效的識別這些分子。尤其在藥物成分分析、醫學成像等方面有著廣泛的運用。對于緩解通信頻段擁擠方面，太赫茲波段的頻率要高于微波，對于數據通信來說是寶貴的頻帶資源。
3、由于太赫茲波在大氣中有著明顯的傳播衰減，因此發展高靈敏度的太赫茲探測器是太赫茲技術的重要發展方向之一。在眾多高靈敏度太赫茲探測器中，超導熱電子測輻射熱計(heb)由于響應機制原因探測不受頻率限制，具有寬譜響應、高靈敏度的優點，是應用在1thz以上的極具競爭力的探測器。并且heb的工作溫度相對較高，相較于過渡邊緣傳感器(tes)和微波動力學電感探測器(mkid)等雖然靈敏度往往很高但工作溫度常被限制在亞k級別。目前超導heb工作溫度范圍多在液氦溫度(4.2k)附近，進一步提高探測器的可工作溫度可以
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種工作在液氦溫度以上的高靈敏度超導熱電子測輻射熱計(heb)的制備方法。
2、實現本專利技術目的的技術解決方案為：一種超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，采用氧化硅以及硅構成的雙層襯底，制備包括如下步驟：
3、通過射頻磁控濺射在襯底氧化硅面上生長出六氮五鈮薄膜作為緩沖層，直流磁控濺射生長氮化鈮薄膜；
4、在氮化鈮薄膜上通過紫外曝光lor?10b和az1500雙層光刻膠的方式繪制外部電極的圖形，磁控濺射生長鈦薄膜和金薄膜，利用lift-off的方式剝離制備出電極；
5、通過電子束曝光pmma?a4電子束膠的方式繪制平面螺旋天線圖形，磁控濺射生長鈦薄膜和金薄膜，利用lift-off的方式剝離，制備出天線；
6、通過電子束曝光hsq電子束膠的方法定義微橋圖形，通過反應離子刻蝕的方式把微橋的圖形轉移到氮化鈮薄膜之上；
7、在襯底硅面通過紫外曝光az4620光刻膠的方式定義需要刻蝕的區域，通過fse深硅刻蝕機蝕刻掉硅，制備懸浮橋結構。
8、進一步的，通過射頻磁控濺射在襯底氧化硅面上生長出六氮五鈮薄膜作為緩沖層，具體條件為：
9、背景真空度：優于2×10-5pa；
10、氣體：ar，n2；
11、靶材：nb；
12、濺射氣壓：12mtorr；
13、n2：ar流量比：30sccm:10sccm；
14、濺射功率：400w恒功率射頻濺射；
15、沉積速率：20nm/min。
16、進一步的，直流磁控濺射生長氮化鈮薄膜，具體條件為：
17、背景真空度：優于2×10-5pa；
18、氣體：ar，n2；
19、靶材：nb；
20、濺射氣壓：2mtorr；
21、n2：ar流量比：10sccm:85sccm；
22、濺射電流：1.85a恒流直流濺射；
23、沉積速率：70nm/min。
24、進一步的，在氮化鈮薄膜上通過紫外曝光lor?10b和az1500雙層光刻膠的方式繪制外部電極的圖形，具體條件為：
25、(1)光刻膠1
26、光刻膠1：lor?10b；
27、預涂：600r/min,6s；
28、主涂：4000r/min,40s；
29、前烘：150℃，1.5min；
30、(2)光刻膠2
31、光刻膠2：az1500
32、預涂：600r/min,6s；
33、主涂：4000r/min,40s；
34、前烘：90℃，1.5min；
35、后烘：110℃，1.5min；
36、曝光時間：7s；
37、顯影時間：17s。
38、進一步的，磁控濺射生長鈦薄膜和金薄膜，具體條件為：
39、(1)生長ti薄膜條件
40、背景真空度：優于2×10-5pa；
41、氣體：ar；
42、靶材：ti；
43、濺射氣壓：4mtorr；
44、濺射電流：0.4a恒流直流濺射；
45、(2)生長au薄膜條件
46、背景真空度：優于2×10-5pa；
47、氣體：ar；
48、靶材：au；
49、濺射氣壓：4mtorr；
50、濺射電流：80w恒功率直流濺射。
51、進一步的，通過電子束曝光pmma?a4電子束膠的方式繪制平面螺旋天線圖形，具體條件為：
52、光刻膠種類：pmma?a4；
53、預涂：600r/min,6s；
54、主涂：3000r/min,60s；
55、前烘：180℃，4min；
56、曝光劑量：800μa/cm2。
57、進一步的，通過電子束曝光hsq電子束膠的方法定義微橋圖形，具體條件為：
58、光刻膠種類：hsq?002；
59、預涂：500r/min,5s；
60、主涂：5000r/min,60s；
61、前烘：80℃，2min；
62、曝光劑量：2500μa/cm2。
63、進一步的，通過反應離子刻蝕的方式把微橋的圖形轉移到氮化鈮薄膜之上，具體條件為：
64、刻蝕材料：nbn；
65、反應氣體：cf4；
66、流量：30sccm；
67、壓強：1.2pa；
68、功率：50w；
69、時間：1min。
70、進一步的，在襯底硅面通過紫外曝光az4620光刻膠的方式定義需要刻蝕的區域，具體條件為：
71、光刻膠：az4620；
72、預涂：600r/min,6s；
73、主涂：3000r/min,40s；
74、前烘：100℃，30min；
75、曝光時間：23.5s；
76、顯影時間本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，采用氧化硅以及硅構成的雙層襯底，制備包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，通過射頻磁控濺射在襯底氧化硅面上生長出六氮五鈮薄膜作為緩沖層，具體條件為：
3.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，直流磁控濺射生長氮化鈮薄膜，具體條件為：
4.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，在氮化鈮薄膜上通過紫外曝光LOR?10B和AZ1500雙層光刻膠的方式繪制外部電極的圖形，具體條件為：
5.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，磁控濺射生長鈦薄膜和金薄膜，具體條件為：
6.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，通過電子束曝光PMMA?A4電子束膠的方式繪制平面螺旋天線圖形，具體條件為：
7.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，通過電子束曝光HSQ電子束膠的方法定義微
8.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，通過反應離子刻蝕的方式把微橋的圖形轉移到氮化鈮薄膜之上，具體條件為：
9.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，在襯底硅面通過紫外曝光AZ4620光刻膠的方式定義需要刻蝕的區域，具體條件為：
10.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，通過FSE深硅刻蝕機蝕刻掉硅，制備懸浮橋結構，具體條件為：
...【技術特征摘要】
1.一種超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，采用氧化硅以及硅構成的雙層襯底，制備包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，通過射頻磁控濺射在襯底氧化硅面上生長出六氮五鈮薄膜作為緩沖層，具體條件為：
3.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，直流磁控濺射生長氮化鈮薄膜，具體條件為：
4.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，在氮化鈮薄膜上通過紫外曝光lor?10b和az1500雙層光刻膠的方式繪制外部電極的圖形，具體條件為：
5.根據權利要求1所述的超導氮化鈮熱電子測輻射熱計制備方法，其特征在于，磁控濺射生長鈦薄膜和金薄膜，具體條件為：
6.根據權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈小氫，者翊君，石洪愷，徐韜，涂學湊，康琳，陳健，吳培亨，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：
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