基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器及制备方法与流程

文档序号:16789308发布日期:2019-02-01 19:33阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器,其特征在于,包括:

SOI基片,所述SOI基片由下至上依次包括背衬底、埋氧层及顶层硅;

第一抗反射层,位于所述顶层硅的表面;

第二抗反射层,位于所述背衬底的表面;

深槽,贯穿所述第二抗反射层、所述背衬底及所述埋氧层;

光学腔体结构,位于所述第一抗反射层的表面;

超导纳米线,位于所述第一抗反射层与所述光学腔体结构之间;

反射镜,位于所述光学腔体结构的表面。

2.根据权利要求1所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器,其特征在于:所述第一抗反射层及所述第二抗反射层的材料为SiO2或SiO;所述光学腔体结构的材料为SiO2或SiO;所述超导纳米线的材料为NbN、Nb、TaN、MoSi、MoGe、NbTiN或WSi;所述反射镜的材料为Ag、Au或Al。

3.一种基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于,包括:

提供SOI基片,所述SOI基片由下至上依次包括背衬底、埋氧层及顶层硅;

在所述顶层硅表面形成第一抗反射层,在所述背衬底表面形成第二抗反射层;

在所述第一抗反射层表面形成超导纳米线及光学腔体结构,且所述光学腔体结构包覆所述超导纳米线;

在所述光学腔体结构表面形成反射镜;

采用深硅刻蚀工艺形成贯穿所述第二抗反射层、所述背衬底及所述埋氧层的深槽。

4.根据权利要求3所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:采用深硅刻蚀工艺形成所述深槽包括:

在所述第二抗反射层表面涂覆第一光刻胶层,并在所述第一光刻胶层内形成与所述深槽相对应的开口;

去除与所述开口相对应的所述第二抗反射层;

采用感应耦合等离子体刻蚀工艺去除与所述开口相对应的所述背衬底;

去除所述开口相对应的所述埋氧层。

5.根据权利要求4所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:在所述第二抗反射层表面涂覆第一光刻胶层之前,还包括在所述反射镜表面形成第二光刻胶层的步骤。

6.根据权利要求5所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:采用双面套刻与显影工艺在所述第一光刻胶层内形成所述开口。

7.根据权利要求4所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:采用反应离子刻蚀工艺去除所述第二抗反射层。

8.根据权利要求7所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:反应离子刻蚀工艺中的刻蚀气体为CF4、O2及Ar,刻蚀功率为80W~120W,刻蚀时间为200秒~300秒。

9.根据权利要求4所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:采用湿法刻蚀工艺去除所述埋氧层。

10.根据权利要求4所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:感应耦合等离子体刻蚀工艺中的刻蚀气体为SF6,刻蚀气体流量为450sccm~500sccm;钝化气体为C4F8,钝化气体流量为150sccm~200sccm;射频功率为20W~100W,感应耦合等离子体功率为2000W~2500W;刻蚀速率为5μm/min~10μm/min。

11.根据权利要求3所述的基于深硅刻蚀工艺的超导纳米线单光子探测器的制备方法,其特征在于:所述第一抗反射层及所述第二抗反射层的材料为SiO2或SiO;所述光学腔体结构的材料为SiO2或SiO;所述超导纳米线的材料为NbN、Nb、TaN、MoSi、MoGe、NbTiN或WSi;所述反射镜的材料为Ag、Au或Al。

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