[发明专利]一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器及其制备方法在审
| 申请号： | 201911422395.3 | 申请日： | 2019-12-31 |
| 公开（公告）号： | CN111129280A | 公开（公告）日： | 2020-05-08 |
| 发明（设计）人： | 张蜡宝;王力波;陶旭;何广龙;李飞燕;贾小氢;康琳;陈健;吴培亨 | 申请（专利权）人： | 南京大学 |
| 主分类号： | H01L39/10 | 分类号： | H01L39/10;H01L31/09;H01L31/18;H01L31/0352;G01J1/42 |
| 代理公司： | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 梁耀文 |
| 地址： | 210023 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 集成 波导 结构 光子 分辨 超导 探测器 及其 制备 方法 | ||
1.一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器，其特征在于，包括氟化镁基衬底和SiOx波导结构，所述氟化镁衬底与SiOx波导之间设置有由若干个单元串联的超导纳米线单光子探测阵列，每个单元由电阻和纳米线并联而成。
2.根据权利要求1所述的一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器，其特征在于，所述SiOx波导覆盖所有纳米线。
3.根据权利要求1所述的一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器，其特征在于，所述超导纳米线单光子探测阵列由若干根总长30-500μm，宽40-120nm的纳米线串联构成，纳米线占空比为20-80％。
4.根据权利要求1所述的一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器，其特征在于，所述电阻为金属薄膜电阻；所述纳米线为超导纳米线。
5.根据权利要求1所述的一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器，其特征在于，所述每个电阻阻值均相同为10-500Ω。
6.根据权利要求1所述的一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器，其特征在于，所述衬底的材料折射率1.40；波导的材料折射率1.44。
7.一种如权利要求1至6之一所述的集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器的制备方法：
(1)在氟化镁衬底上磁控溅射厚度为4-8nm的氮化铌超导薄膜；
(2)光刻转移电极掩模图案，磁控溅射厚度为120nm的金，并剥离出金电极；
(3)旋涂HSQ电子束光刻胶，用电子束套刻将纳米线图形转移到氮化铌薄膜上，然后采用反应离子刻蚀将多余的氮化铌刻蚀干净，得到超导纳米线阵列；
(4)光刻转移电阻掩模图案，磁控溅射厚度为40nm的钛，并剥离出钛电阻；
(5)旋涂PMMA电子束光刻胶，用电子束套刻将波导图形转移到衬底上，然后采用等离子体增强化学气相沉积淀积厚度200nm的SiOx，并剥离出SiOx波导。
8.根据权利要求7所述的一种集成波导结构光子数分辨超导单光子探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中等离子体增强化学气相沉积采用50℃低温条件生长。
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