【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电探测器，具体涉及一种基于超透镜的超导动态电感探测器及其制备方法。
技术介绍
1、高灵敏红外探测器广泛应用于遥感、军事和安全、医疗诊断、环境监测、工业和制造过程、天文学和太空探索等领域，多个领域都具有极其重要的意义。红外探测器能够探测和测量红外辐射，从而实现从物体探测、温度测量到数据收集和分析等各种关键功能。
2、传统的短波红外的inp探测器，短/中波碲镉汞(mct)探测器，短/中/长波sb化物超晶格探测器等均采用ⅲ-v材料或ⅱ-vi材料，成本较高，读出电路需要采用倒装焊接技术复杂且成本高昂，不能满足大规模集成的要求，制约了传感计算集成芯片的发展。
3、超导动态电感探测器因为其极高的灵敏度在天文探测、核物理探测等方面都有广泛的应用，低温超导动态电感探测器由单层超导金属薄膜组成，具有加工工艺简单，稳定性高，本征可实现频分复用，其数据读出系统简单。
4、公开号为cn114323272a的中国专利公开了一种用于光子探测的动态电感探测器，包括介质基板及印制在介质基板的上表面的共面波导传输线、集总元件谐振器、屏蔽接地线；所述共面波导传输线两侧的接地线中部开槽，屏蔽接地线为存在缺口的矩形结构，所述缺口与共面波导传输线的接地线中部开槽长度相等，所述屏蔽接地线的缺口处与共面波导传输线一侧的接地线连接，共同包围集总元件谐振器；本专利技术在使用铝材料时，可同时拥有高动态电感率和较低的品质因数。但该动态电感探测器无法对入射光进行操纵和控制器传播。
5、超透镜是一种先进的光学设备，可在纳米
6、在现有技术中主要通过晶圆键合的方式将超透镜和超导动态电感探测器进行结合，而在晶圆键合过程中，有多个因素影响着超透镜和超导动态电感探测器的对准，比如在x、y、z方向对准以及角度对准等多个影响因素，因此对准精度较低，并且由于晶圆键合过程中超透镜和超导动态电感探测器间能够形成多个界面从而影响了入射光的传输，基于上述两点现有技术中无法将入射光准确的聚焦到超导动态电感探测器上，影响了入射光的探测准确性。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于超透镜的超导动态电感探测器，该超导动态电感探测器能够将入射光准确的聚焦到超导动态电感像素单元阵列上从而能够准确的探测入射光。
2、本专利技术具体实施例提供了一种基于超透镜的超导动态电感探测器，包括：
3、硅衬底；
4、超导动态电感像素单元阵列，所述超导动态电感像素单元阵列沉积在所述硅衬底表面；
5、和超透镜阵列，所述超透镜阵列通过以超导动态电感像素单元阵列为基准采用背面光刻对准工艺刻蚀所述硅衬底的背面得到，所述超透镜阵列用于将垂直入射光聚焦到所述超导动态电感像素单元阵列上，通过所述超导动态电感像素单元阵列将聚焦的入射光转化为电信号从而完成对入射光的探测。
6、进一步的，通过以下方式得到所述超透镜阵列，包括：
7、基于超导动态电感像素单元阵列图案利用光刻机和深硅反应离子刻蚀技术在所示硅衬底的背面进行背面光刻对准刻蚀得到所述超透镜阵列，从而使得所述超透镜阵列的每个超透镜能够将垂直入射光聚焦到所述超导动态电感像素单元阵列的对应超导动态电感像素单元上。
8、进一步的，所述超透镜阵列的每个超透镜由阵列分布的多个超透镜像素构成，通过计算机模拟得到每个超透镜的不同超透镜像素表面直径的大小使得每个超透镜能够聚焦入射光。
9、进一步的，所述硅衬底的厚度为150-5000um，所述超透镜阵列的厚度为10-50um，所述超导动态电感像素单元阵列的厚度为10–500nm。
10、进一步的，所述超导动态电感像素单元阵列的材料为超导金属，所述超导金属包括nbn、nbtin、al、tin、ta、hf或ptsi。
11、进一步的，所述超导动态电感像素单元阵列的每个超导动态电感像素单元，包括：
12、振荡电路，所述振荡电路用于通过接收聚焦的入射光使得共振频率发生变化；
13、和超导馈线，所述超导馈线与振荡电路耦合，用于将变化的共振频率频分复用至外界频率检测装置，通过外界频率检测装置检测变化的共振频率频以探测入射光的变化。
14、进一步的，所述振荡电路，包括：
15、电感线圈，所述电感线圈用于通过聚焦的入射光激发库珀电子对形成准粒子从而产生电感变化；
16、和叉指电容，所述叉指电容与所述电感线圈连接，还与所述超导馈线耦合，所述叉指电容用于基于电感变化使得共振频率发生改变，并将变化的共振频率耦合至超导馈线。
17、本专利技术具体实施例还提供了一种所述的基于超透镜的超导动态电感探测器的制备方法，包括：
18、(1)通过磁控溅射方法在硅衬底的表面生长超导金属层，对所述超导金属层进行光刻机曝光、等离子体刻蚀和光刻胶清洗得到超导动态电感像素单元阵列；
19、(2)获得载具晶圆，将载具晶圆表面旋涂的保护蜡与超导动态电感像素单元阵列表面和硅衬底的部分表面旋涂的保护蜡进行键合；
20、(3)在硅衬底的背面进行光刻机曝光、深硅反应离子刻蚀和光刻胶清洗得到超透镜阵列；
21、(4)通过溶解保护蜡剥离载具晶圆得到超导电感探测器。
22、进一步的，步骤(3)，包括：
23、通过光刻机向所述超导金属层涂抹光刻胶层，并基于超导动态电感像素单元阵列图案对所述光刻胶层进行曝光得到与超导动态电感像素单元阵列水平径向对准的超透镜阵列图案；
24、基于所述超透镜阵列图案采用深硅反应离子刻蚀技术对硅衬底背面对准刻蚀，然后清洗剩余光刻胶得到超透镜阵列。
25、进一步的，通过有机溶剂或等离子体去胶机清洗剩余光刻胶，所述有机溶剂为甲苯、丙酮、异丙醇或乙醇。
26、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
27、本专利技术通过在沉积有超导动态电感像素单元阵列的硅衬底的背面刻蚀出超透镜阵列从而避免了多界面的产生来影响入射光的光路；又利用背面光刻对准工艺的较高对准精度将超透镜阵列与超导动态电感像素单元阵列进行精准对准，基于上述两点使得超透镜阵列能够将垂直入射光准确的聚焦到超导动态电感像素单元阵列上，进而使得超导动态电感像素单元阵列能够准确的探测到入射光。
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1.一种基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，通过以下方式得到所述超透镜阵列，包括：
3.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述超透镜阵列的每个超透镜由阵列分布的多个超透镜像素构成，通过计算机模拟得到每个超透镜的不同超透镜像素表面直径的大小使得每个超透镜能够聚焦入射光。
4.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述硅衬底的厚度为150-5000um，所述超透镜阵列的厚度为10-50um，所述超导动态电感像素单元阵列的厚度为10–500nm。
5.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述超导动态电感像素单元阵列的材料为超导金属，所述超导金属包括NbN、NbTiN、Al、TiN、Ta、Hf或PtSi。
6.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述超导动态电感像素单元阵列的每个超导动态电感像素单元，包括：
7.根据权利要求
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的基于超透镜的超导动态电感探测器的制备方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的基于超透镜的超导动态电感探测器的制备方法，其特征在于，步骤(3)，包括：
10.根据权利要求9所述的基于超透镜的超导动态电感探测器的制备方法，其特征在于，通过有机溶剂或等离子体去胶机清洗剩余光刻胶，所述有机溶剂为甲苯、丙酮、异丙醇或乙醇。
...【技术特征摘要】
1.一种基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，通过以下方式得到所述超透镜阵列，包括：
3.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述超透镜阵列的每个超透镜由阵列分布的多个超透镜像素构成，通过计算机模拟得到每个超透镜的不同超透镜像素表面直径的大小使得每个超透镜能够聚焦入射光。
4.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述硅衬底的厚度为150-5000um，所述超透镜阵列的厚度为10-50um，所述超导动态电感像素单元阵列的厚度为10–500nm。
5.根据权利要求1所述的基于超透镜的超导动态电感探测器，其特征在于，所述超导动态电感像素单元阵列的材...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓航，张明珠，杨丽慧，余诗玲，宋艳汝，朱洪力，洪悦，王海涛，穆堂杰，邹黎明，翟仁爽，王轶文，赵志峰，冯毅，段然，李菂，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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