CN111063788A - 一种超导转变边探测器的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种超导转变边探测器的制备方法，包括以下步骤：通过磁控溅射方法在衬底上制备铝(Al)薄膜；对Al薄膜进行光刻和湿法刻蚀处理；获取探测器薄膜和电极图形；对Al薄膜再次进行光刻处理，采用光刻胶覆盖电极图形区域；采用多能量离子注入方法对探测器薄膜区域进行锰(Mn)离子注入；通过调整Mn离子的注入量能够调整探测器薄膜的超导转变温度，超导转变温度范围为1.2K‑50mK；去除所述光刻胶；获取待处理器件。本申请实施例采用多能量离子注入方法对探测器薄膜区域进行Mn离子注入，电极区域不进行Mn离子注入，如此，能够实现基于同一层Al薄膜通过选区注入实现探测器和超导电极两种不同超导转变温度的薄膜。

Description

一种超导转变边探测器的制备方法
技术领域
本申请涉及超导电子器件制备，特别涉及一种超导转变边探测器的制备方法。
背景技术
超导转变边探测器是一种利用超导薄膜在正常态到超导态转变区域内电阻随温度急剧变化的特性来探测入射粒子能量的大小。
通常超导转变边探测器的工作在超导转变区域内，在100mK附近，而电极材料通常采用高Tc的如铌(Nb，9.5K)、铝(Al，1.2K)等薄膜作为电极，这样在超导转变边探测器工作温度附近电极材料处于超导态。现有技术中在同一层薄膜不能存在探测器和超导电极两种不同超导转变温度的薄膜。
发明内容
本申请要解决是现有技术中在同一层薄膜不能存在探测器和超导电极两种不同超导转变温度的薄膜的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种超导转变边探测器的制备方法，包括以下步骤：
通过磁控溅射方法在衬底上制备铝(Al)薄膜；
对所述Al薄膜进行光刻和湿法刻蚀处理；获取探测器薄膜和电极图形；
对所述Al薄膜再次进行光刻处理，采用光刻胶覆盖所述电极区域和所述衬底上没有被所述探测器薄膜覆盖的区域；
采用多能量离子注入方法对所述探测器薄膜区域进行锰(Mn)离子注入；通过调整Mn离子的注入量能够调整所述探测器薄膜的超导转变温度，所述超导转变温度范围为1.2K-50mK；
去除所述光刻胶；获取待处理器件。
进一步地，所述衬底为氮化硅(SiN)衬底。
可选的，所述衬底为硅(Si)衬底。
进一步地，还包括以下步骤：
对所述待处理器件的第一面采用电阻蒸发及剥离工艺制备金(Au)吸收体；所述第一面对应所述衬底上制备Al薄膜的一面；
对所述待处理器件的第二面进行刻蚀处理；所述第二面对应所述衬底与所述探测器薄膜间隔的一面；获取所述超导转变边探测器。
采用上述技术方案，本申请具有如下有益效果：
本申请实施例提供的超导转变边探测器的制备方法，采用多能量离子注入方法对所述探测器薄膜区域进行锰Mn离子注入；通过调整Mn离子的注入量能够调整所述探测器薄膜的超导转变温度，所述超导转变温度范围为1.2K-50mK；可以实现探测器薄膜的超导转变温度的连续可调，而电极区域不进行Mn离子注入，如此，本申请实施例能够实现基于同一层Al薄膜通过选区注入实现探测器和超导电极两种不同超导转变温度的薄膜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一种超导转变边探测器的制备方法的流程示意图；
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
请参见图1，图1为本申请实施例本申请实施例公开了一种超导转变边探测器的制备方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S1:通过磁控溅射方法在衬底上制备铝(Al)薄膜；
S2:对所述Al薄膜进行光刻和湿法刻蚀处理；获取探测器薄膜和电极图形；
S3:对所述Al薄膜再次进行光刻处理，采用光刻胶覆盖所述电极区域和所述衬底上没有被所述探测器薄膜覆盖的区域；
S4:采用多能量离子注入方法对所述探测器薄膜区域进行锰(Mn)离子注入；通过调整Mn离子的注入量能够调整所述探测器薄膜的超导转变温度，所述超导转变温度范围为1.2K-50mK；
S5:去除所述光刻胶；获取待处理器件。
S6:对所述待处理器件的第一面采用电阻蒸发及剥离工艺制备金(Au)吸收体；所述第一面对应所述衬底上制备Al薄膜的一面；
对所述待处理器件的第二面进行刻蚀处理；所述第二面对应所述衬底与所述探测器薄膜间隔的一面；获取所述超导转变边探测器。
本申请实施例中，所述衬底可以为氮化硅(SiN)衬底。
本申请实施例中，所述衬底也可以为硅(Si)衬底。
本申请实施例提供的超导转变边探测器的制备方法，采用多能量离子注入方法对所述探测器薄膜区域进行Mn离子注入；通过调整Mn离子的注入量能够调整所述探测器薄膜的超导转变温度，所述超导转变温度范围为1.2K-50mK；可以实现探测器薄膜的超导转变温度的连续可调，而电极区域不进行Mn离子注入，如此，本申请实施例能够实现基于同一层Al薄膜通过选区注入实现探测器和超导电极两种不同超导转变温度的薄膜。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超导转变边探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过磁控溅射方法在衬底上制备铝(Al)薄膜；
对所述Al薄膜进行光刻和湿法刻蚀处理；获取探测器薄膜和电极图形；
对所述Al薄膜再次进行光刻处理，采用光刻胶覆盖所述电极区域和所述衬底上没有被所述探测器薄膜覆盖的区域；
采用多能量离子注入方法对所述探测器薄膜区域进行锰(Mn)离子注入；通过调整所述Mn离子的注入量能够调整所述探测器薄膜的超导转变温度，所述超导转变温度范围为1.2K-50mK；
去除所述光刻胶；获取待处理器件。
2.根据权利要求1所述的超导转变边探测器的制备方法，其特征在于，所述衬底为氮化硅(SiN)衬底。
3.根据权利要求1所述的超导转变边探测器的制备方法，其特征在于，所述衬底为硅(Si)衬底。
4.根据权利要求1所述的超导转变边探测器的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对所述待处理器件的第一面采用电阻蒸发及剥离工艺制备金(Au)吸收体；所述第一面对应所述衬底上制备Al薄膜的一面；
对所述待处理器件的第二面进行刻蚀处理；所述第二面对应所述衬底与所述探测器薄膜间隔的一面；获取所述超导转变边探测器。
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