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申请/专利权人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所

摘要：本发明提供一种拐弯区加厚型SNSPD器件的制备方法，基于电子束灰度曝光，形成具有高度差的电子束抗蚀掩膜，以作为超导薄膜的图形掩模，然后通过具有明显刻蚀选择比的刻蚀工艺进行图形转移，形成包括直线区和拐弯区的超导纳米线，且拐弯区对应的超导纳米线的厚度大于直线区对应的超导纳米线的厚度，从而制备拐弯区加厚型SNSPD器件，较大程度地抑制电流拥挤效应，且具有较高的临界电流和低暗计数率等优势，显著提高SNSPD器件的性能。本发明仅通过一步电子束曝光和一步图形转移，即可实现拐角区加厚的超导纳米线的制备，简化了制备工艺流程，且可提升拐弯区加厚型SNSPD器件的性能及制备良率。

主权项：1.一种拐弯区加厚型SNSPD器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供衬底；于所述衬底上形成超导薄膜；于所述超导薄膜上形成电子束抗蚀层；进行光刻，采用电子束灰度曝光及显影，图形化所述电子束抗蚀层，形成具有高度差的电子束抗蚀掩膜；基于所述电子束抗蚀掩膜对所述超导薄膜进行刻蚀，形成超导纳米线，所述超导纳米线包括直线区和拐弯区，且所述拐弯区对应的所述超导纳米线的厚度大于所述直线区对应的所述超导纳米线的厚度；进行所述刻蚀步骤时包括以下阶段：第一阶段刻蚀，去除未被所述电子束抗蚀掩膜覆盖的所述超导薄膜，且所述直线区上对应的所述电子束抗蚀掩膜被去除完毕，以显露所述直线区；第二阶段刻蚀，对显露的所述直线区进行减薄；其中，采用电子束灰度曝光及显影，图形化所述电子束抗蚀层，形成具有高度差的所述电子束抗蚀掩膜的步骤包括：定义所述电子束抗蚀层的厚度为t1，所述拐弯区对应的所述超导纳米线的厚度为t2，进行所述光刻步骤后，所述直线区上对应的所述电子束抗蚀掩膜的厚度为t3，进行刻蚀步骤后，所述拐弯区上对应的所述电子束抗蚀掩膜的厚度为t5，所述直线区上对应的所述超导纳米线的厚度为t6，Vr代表所述电子束抗蚀层的刻蚀速率、Vm代表所述超导薄膜的刻蚀速率，S代表所述电子束抗蚀层与所述超导薄膜的刻蚀选择比，即S＝VrVm；其中，t3＝t2·S，t5＝t1-t2-t6·S-t2·S，且t5≥0，则t1≥2t2–t6·S，以确定t1及t3的取值；结合所述电子束抗蚀层的对比度曲线，确定所述电子束抗蚀层中对应形成整个所述超导纳米线的电子束剂量Dose1和在所述电子束剂量Dose1的基础上曝光所述直线区所对应的电子束剂量Dose2，经过所述电子束灰度曝光及显影后，获得三维胶型结构的具有高度差的所述电子束抗蚀掩膜；在所述第一阶段刻蚀，刻蚀时间T1＝t2Vm，在所述第二阶段刻蚀，刻蚀时间T2＝t2–t6Vm，则总刻蚀时间T＝2t2–t6Vm。

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