一种半导体器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件及其制备方法，半导体器件中，第一衬底包括贯穿第一表面和第二表面的第一通孔，第二衬底包括贯穿第三表面和第四表面的第二通孔；微波传输线在第三表面，带有NV色心的钻石底面的微波天线架设在第二通孔上，微波天线与微波传输线耦合；激光源元件在第四表面下方，光电探测器在第一表面上。本发明专利技术设计激光源与钻石芯片集成的半导体器件，用MEMS技术实现集成磁场传感器，可批量低成本生产；同时对准激光源与微波天线的通孔，提高磁场传感器的使用灵活性和可靠性；另外第一通孔侧壁倾斜的设计，提高光电探测器的荧光收集效率，提高磁场传感器的灵敏度；最后长通滤光片和反射金属层进一步提高同体积下量子磁场传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路制造，特别是涉及一种半导体器件及其制备方法。

技术介绍

1、磁性作为物体的一种基本物理性质，与人们的生活息息相关。磁场可以被应用于物理学、地质学以及磁共振成像、电力传输等方面，为医学诊断、能源开发与交通运输等提供了重要支持，因此对磁场的精密测量就变得十分重要。相比较于传统的光纤式、磁阻式以及霍尔式磁强计，基于量子效应的磁强计由于较高的灵敏度可以满足更精确的磁场测量需求而被广泛研究。

2、基于约瑟夫森与磁通量子化效应的超导量子干涉仪是目前已知灵敏度最高的矢量磁强计之一，可以达到0.3ft·hz-1/2；利用碱金属原子蒸汽的光泵磁强计可以达到10ft·hz-1/2，且无零点漂移，响应速度较快；无自旋交换弛豫磁强计灵敏度不受自旋交换弛豫的影响，可以达到0.16ft·hz-1/2。但是上述技术在具有较高灵敏度的同时又受到很多因素的制约：超导量子干涉仪需要工作在低温环境下，低温系统体积庞大且成本较高；光泵磁强计是标量磁强计，且原子蒸汽气室需要在100℃的环境下工作，需要额外的加热装置；无自旋交换弛豫磁强计存在动态范围与灵敏度之本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：激光源元件和钻石芯片；

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述激光源元件所产生的激光波长为450纳米-570纳米。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述钻石芯片还包括长通滤光片，所述长通滤光片位于所述光电探测器盒子所述第一衬底的第一表面之间，所述长通滤光片用于滤除对所述光电探测器接收所述带有NV色心的钻石受微波激发产生的目标荧光信号产生干扰的干扰光。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一衬底的侧壁设置有反射金属层，所述反射金属层对所述目标荧光信号的...

【技术特征摘要】

1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：激光源元件和钻石芯片；

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述激光源元件所产生的激光波长为450纳米-570纳米。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件，其特征在于，所述钻石芯片还包括长通滤光片，所述长通滤光片位于所述光电探测器盒子所述第一衬底的第一表面之间，所述长通滤光片用于滤除对所述光电探测器接收所述带有nv色心的钻石受微波激发产生的目标荧光信号产生干扰的干扰光。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一衬底的侧壁设置有反射金属层，所述反射金属层对所述目标荧光信号的反射率大于等于90％。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一通孔的侧壁与所述第一表面呈预设倾斜角，所述第一通孔在所述第一表面的孔径大于所述第一通孔在所述第二表面的孔径。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述激光源元件产生的激光与所述第二通孔的中心点、所述带有nv色心的钻石底面的所述微波天线的中心点在所述第二表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：武震宇，陈浩，彭霄，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：