A Fabrication Route for Arrays of Ultra-low-Noise MoAu Transition Edge Sensors on Thin Silicon Nitride for Space Applications
A Fabrication Route for Arrays of Ultra-low-Noise MoAu Transition Edge Sensors on Thin Silicon Nitride for Space Applications
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用于空间应用的薄氮化硅上超低噪声 MoAu 过渡边缘传感器阵列的制造路线
DOI：
10.1007/s10909-012-0580-0
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发表时间：
2012
影响因子：
2
通讯作者：
Glowacka D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Glowacka D
描述了一种制备超低噪声MoAu跃迁边缘传感器阵列的工艺路线。空间应用所需的低热导是通过200 nm厚的氮化硅(SiNx)图案化形成宽度为2.1MK的细长腿来实现的。利用超高真空直流溅射沉积的40 nm厚的Mo和Au厚度在30到280 nm范围内的薄膜，在SiNx岛上形成的双层膜可以获得700到70μm的可调转变温度。传感器使用由高阻薄膜β相钽制成的大面积吸收体来提供对入射辐射的阻抗匹配。吸收体被图案化以降低与氮化物支撑结构相关联的热容量，并且包括有助于热流进入TES的热化特征。目前正在制造400个探测器的阵列，其像素间距达到远红外仪器探险所需的长波长波段。器件成品率接近99%。
We describe a process route to fabricate arrays of Ultra-low-Noise MoAu Transition Edge Sensors (TESs). The low thermal conductance required for space applications is achieved using 200 nm-thick Silicon Nitride (SiNx) patterned to form long-thin legs with widths of 2.1 μm. Using bilayers formed on SiNxislands from films with 40 nm-thick Mo and Au thicknesses in the range 30 to 280 nm deposited by dc-sputtering in ultra-high vacuum we can obtain tunable transition temperatures in the range 700 to 70 mK. The sensors use large-area absorbers fabricated from high resistivity, thin-filmβ-phase Ta to provide impedance-matching to incident radiation. The absorbers are patterned to reduce the heat capacity associated with the nitride support structure and include Au thermalizing features to assist the heat flow into the TES. Arrays of 400 detectors at the pixel spacing required for the long-wavelength band of the far-infrared instrument SAFARI are now being fabricated. Device yields approaching 99% are achieved.
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