磁控共濺射法製備鎢矽薄膜

超導納米線單光子探測器（SNSPD）的是一種利用超導超薄膜納米線條中的非平衡態的熱電子效應，來實現對單個光子信號的檢測的高靈敏光探測器，具有暗計數低、探測速度快、回應頻譜寬和效率高等特點，是當前單光子探測技術研究領域中的研究熱點。

SNSPD的核心是利用超薄超導材料製備的納米線，超導薄膜的品質直接決定了SNSPD的性能。鎢矽(WSi)薄膜具有非晶特性，並具有較低的超導能隙和較高的光吸收率，因此可以使其在用於製備高靈敏的SNSPD器件時可以克服NbN薄膜的一些局限，在更寬的波段內適用，並有希望在較長波長取得較高的探測效率。

目前制鎢矽薄膜的方法主要有：化學氣相沉積法、電子束蒸發法、濺射法等。這其中，採用利用磁控共濺射法所製備的效果較好，這種工藝需要採用鎢靶材。其製備過程如下：

（1）靶材選取

選取純度均為99.999%的塊狀W和Si作為磁控共濺射的靶材，將靶材放入磁控共濺射室；

（2）襯底處理

選取Si作為襯底，將襯底依次泡入丙酮、酒精和去離子水中，使用功率100W超聲各清洗10分鐘，吹幹後送入磁控共濺射儀器的離子銑室，利用氬離子對其表面進行進一步清洗，通入氬氣，離子源加速電壓為500V，離子束流20mA，清洗時間3分鐘。離子銑結束後，再將其送入磁控濺射室;

（3）製備WSi薄膜

共濺射製備WSi薄膜，採用如表1所示的條件，濺射時間是15min，制得WSi薄膜厚度是73nm。

磁控共濺射法可以靈活的調整WSi薄膜中W、Si的組份，從而操控制備薄膜的超導性能。啟動樣品臺上的高速電機，調節樣品台轉速以及其與靶之間間距也保證了薄膜的均勻性和良好的超導性能，為製備高靈敏的SNSPD器件奠定了基礎，並有希望在較長波長取得較高的探測效率，WSi薄膜還可以被應用于製備超導微波動態電感探測器（MKID）等多種高靈敏探測器。

• < 前一頁
• 下一個 >