一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列及其制备工艺

摘要

本发明公开了一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，具有64像素，其512个焊接点分布于阵列上下两端，每个像素由槽天线阵列、两个带通滤波器和两个超导转变边缘传感器组成，每个超导转变边缘传感器由两种具有不同超导转变温度的超导薄膜串联组成。本发明还提供了一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列制备工艺，全部采用光刻技术制作，共十二次光刻工艺，采用SiO2/Si3N4支架，有效避免了深硅刻蚀过程中的有害气体污染以及Si3N4支架损伤，工艺稳定性更高，性能更加优越。

权利要求

1.一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，包括呈8×8形式分布的64个像素单元(1)，其特征在于，所有像素单元(1)的焊线点(2)分布于整个芯片的上下两端，焊线点(2)的数量为512个，整个阵列的上下两端分别分布256个，所述像素单元(1)包括槽天线阵列(3)，槽天线阵列(3)连接作用于竖直方向微波信号的带通滤波器一(4)和超导转变边缘传感器一(6)以及作用于水平方向微波信号的带通滤波器二(5)和超导转变边缘传感器二(7)，所述超导转变边缘传感器一(6)和超导转变边缘传感器二(7)均由两种具有不同超导转变温度的超导薄膜串联组成，用SiO2薄膜作为超导薄膜器件的保护层，并采用SiO2/Si3N4支架(17)形成隔离岛。

2.根据权利要求1所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，其特征在于，所述带通滤波器一(4)和带通滤波器二(5)是由三个共面波导和多个电容组成的三级LC谐振器，带通滤波器一(4)和带通滤波器二(5)的带宽为27％。

3.根据权利要求1所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，其特征在于，每个所述槽天线阵列(3)由144个槽天线阵列单元和微带线馈电网络(12)组成，每个所述槽天线阵列单元由四个槽天线(11)以及在每个槽天线(11)两端对称的馈电线组成，其中，四个槽天线(11)中两个为水平槽，两个为竖直槽，相互不连接且关于中心对称。

4.根据权利要求1所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，其特征在于，所述像素单元(1)包括硅衬底(100)，在硅衬底(100)上设置SiO2薄膜(101)，在SiO2薄膜(101)上设置Si3N4薄膜(102)，在Si3N4薄膜(102)上设置有Au热容(16)、超导薄膜A(13)和Nb地层(107)，在超导薄膜A(13)上设置SiO2保护层C(104)，在SiO2保护层C(104)上设置超导薄膜B(14)，在超导薄膜B(14)上设置SiO2保护层D(106)，在Nb地层(107)上设置SiO2介质层(108)，在SiO2介质层(108)上设置Nb线层(109)和Au微带线(15)。

5.权利要求1所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在双面抛光硅片正反两面使用热氧化法生长SiO2薄膜，然后在正面SiO2薄膜上使用低压化学气相沉积技术生长低应力氮化硅薄膜；

步骤二、在步骤一中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备超导金属膜A，然后进行第一次光刻，并刻蚀得到超导薄膜A图形；

步骤三、在步骤二中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长SiO2薄膜作为超导薄膜A的保护层C，然后进行第二次光刻，并刻蚀得到保护层C图形及超导薄膜A和超导薄膜B的连接窗口；

步骤四、在步骤三中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备超导金属膜B，然后进行第三次光刻，并刻蚀得到超导薄膜B图形；

步骤五、在步骤四中得到样品正面，采用磁控溅射法生长第二层SiO2薄膜作为超导薄膜B的保护层D，然后进行第四次光刻，并刻蚀得到保护层D图形；

步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，并刻蚀得到超导薄膜A和Nb引线连接窗口；

步骤七、在步骤六中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积Nb薄膜作为槽天线地层，进行第六次光刻，并刻蚀得到槽天线阵列图形及滤波器的共面波导结构；

步骤八、在步骤七中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长SiO2薄膜作为微带线的介质层，进行第七次光刻，并刻蚀得到SiO2介质层图形；

步骤九、在步骤八中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积Nb引线层，进行第八次光刻，并刻蚀得到槽天线的微带线馈电网络结构、滤波器电容结构；

步骤十、在步骤九中得到的样品正面，进行第九次光刻，采用磁控溅射法制备Au薄膜作为电阻损耗微带线，并剥离得到Au微带线图形；

步骤十一、在步骤十中得到的样品正面，进行第十次光刻，采用磁控溅射法制备Au薄膜作为隔离岛热容，并剥离得到Au热容图形；

步骤十二、在步骤十一中得到的样品正面，进行第十一次光刻，并刻蚀得到TES岛和SiO2/Si3N4支架图形；

步骤十三、在步骤十二中得到的样品背面，进行第十二次光刻，进行SiO2刻蚀和深硅刻蚀，使SiO2/Si3N4支架完全悬空释放，最终得到槽天线耦合式超导TES偏振探测器阵列。

6.根据权利要求5所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中采用4英寸100晶向高阻双面抛光硅片。

7.根据权利要求5所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺，其特征在于，所述步骤一中SiO2薄膜厚度为100～800nm，氮化硅薄膜厚度为0.5～3.0μm，所述步骤二中超导金属膜A厚度为50～200nm，所述步骤三中SiO2保护层C的厚度为100～250nm，所述步骤四中超导金属膜B厚度为150～300nm，所述步骤五中SiO2保护层D的厚度为200～

400nm，所述步骤七中Nb地层的厚度为50～300nm，所述步骤八中SiO2介质层的厚度为200～

400nm，所述步骤九中Nb引线层的厚度为300～600nm，所述步骤十中Au微带线的厚度为0.5～1.5μm，所述步骤十一中Au热容的厚度为1.5～5.0μm。

8.根据权利要求5所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中超导金属膜A为Al、Ti、AlMn合金或Mo；所述步骤四中超导金属膜B为Al、Ti、AlMn合金或Mo，且超导金属膜A与超导金属膜B的材料不同。

说明书

一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列及其制备

工艺

技术领域

[0001] 本发明属于超导探测器领域，特别涉及一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列及其制备工艺。

背景技术

[0002] 近年来，超导转变边缘传感器(TES)由于具有噪声水平低、灵敏度高、响应线性度好、探测效率高、能量分辨力高、易于阵列化、可复用读出、适用范围广等优点，受到广泛关注。目前，用于宇宙微波背景偏振测定的望远镜焦平面都采用微波天线耦合的超导TES探测器阵列。在宇宙微波背景偏振测定实验中，微波天线的选择影响超导TES探测器的角度、偏振性质、带宽和效率。目前，已发展了多种微波天线耦合技术，包括喇叭天线、微透镜天线、槽天线阵列天线和直接吸收耦合天线。平面槽天线阵列耦合探测器技术避免了大体积光学耦合设备，比如喇叭或接触透镜，而通过均匀天线馈电网络耦合微波辐射信号，且其工艺可全部采用光刻工艺。然而，目前用于宇宙微波背景测定的望远镜均未观测到由原初引力波引起的B模式偏振，因此望远镜的焦平面探测器即超导TES阵列的灵敏度等性能需要进一步提高，制备工艺需要进一步优化。BICEP系列望远镜成功发展了槽天线耦合式超导TES探测器阵列，但是其制备工艺的深硅刻蚀是从硅片正面采用XeF2气体刻蚀，而XeF2是有毒气体，污染较为严重，而从背部刻蚀则会对Si3N4支架造成损伤。

发明内容

[0003] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列及其制备工艺，避免了大体积光学耦合设备，制备工艺有效避免了深硅刻蚀过程中的有毒气体污染以及Si3N4支架损伤，工艺稳定性更高，性能更加优越。

[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

[0005] 一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，包括若干呈矩形阵列形式的像素单元1，所有像素单元1的焊线点2分布于整个芯片的上下两端，其特征在于，所述像素单元1包括槽天线阵列3，槽天线阵列3连接作用于竖直方向微波信号的带通滤波器一4和超导转变边缘传感器一6以及作用于水平方向微波信号的带通滤波器二5和超导转变边缘传感器二7。

[0006] 所述超导转变边缘传感器一6和超导转变边缘传感器二7均由两种具有不同超导转变温度的超导薄膜串联组成，用SiO2薄膜作为超导薄膜器件的保护层，并采用SiO2/Si3N4支架17形成隔离岛，SiO2/Si3N4支架17的作用在于降低热噪声。

[0007] 所述两种具有不同超导转变温度的超导薄膜材料分别为Al、Ti、AlMn合金或Mo中的一种。

[0008] 每个所述槽天线阵列3由若干槽天线阵列单元和微带线馈电网络12组成，每个所述槽天线阵列单元由四个槽天线11以及在每个槽天线11两端对称的馈电线组成，其中，四个槽天线11中两个为水平槽，两个为竖直槽，相互不连接且关于中心对称。

[0009] 所述像素单元1的数量为64个，呈8×8的形式分布，所述焊线点2的数量为512个，整个阵列的上下两端分别分布256个；每个所述槽天线阵列3由144个槽天线阵列单元和微带线馈电网络12组成。

[0010] 所述像素单元1包括硅衬底100，在硅衬底100上设置SiO2薄膜101，在SiO2薄膜101上设置Si3N4薄膜102，在Si3N4薄膜102上设置有Au热容16、超导薄膜A13和Nb地层107，在超导薄膜A13上设置SiO2保护层C104，在SiO2保护层C104上设置超导薄膜B14，在超导薄膜B14上设置SiO2保护层D106，在Nb地层107上设置SiO2介质层108，在SiO2介质层108上设置Nb线层109和Au微带线15。

[0011] 本发明还提供了所述槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺，包括以下步骤：

[0012] 步骤一、在双面抛光硅片正反两面使用热氧化法生长SiO2薄膜，然后在正面SiO2薄膜上使用低压化学气相沉积技术生长低应力氮化硅薄膜；

[0013] 步骤二、在步骤一中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备超导金属膜A，然后进行第一次光刻，并刻蚀得到超导薄膜A图形；

[0014] 步骤三、在步骤二中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长SiO2薄膜作为超导薄膜A的保护层C，然后进行第二次光刻，并刻蚀得到保护层C图形及超导薄膜A和超导薄膜B的连接窗口；

[0015] 步骤四、在步骤三中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备超导金属膜B，然后进行第三次光刻，并刻蚀得到超导薄膜B图形；

[0016] 步骤五、在步骤四中得到样品正面，采用磁控溅射法生长第二层SiO2薄膜作为超导薄膜B的保护层D，然后进行第四次光刻，并刻蚀得到保护层D图形；

[0017] 步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，并刻蚀得到超导薄膜A和Nb引线连接窗口；

[0018] 步骤七、在步骤六中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积Nb薄膜作为槽天线地层，进行第六次光刻，并刻蚀得到槽天线阵列图形及滤波器的共面波导结构；

[0019] 步骤八、在步骤七中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长SiO2薄膜作为微带线的介质层，进行第七次光刻，并刻蚀得到SiO2介质层图形；

[0020] 步骤九、在步骤八中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积Nb引线层，进行第八次光刻，并刻蚀得到槽天线的微带线馈电网络结构、滤波器电容结构；

[0021] 步骤十、在步骤九中得到的样品正面，进行第九次光刻，采用磁控溅射法制备Au薄膜作为电阻损耗微带线，并剥离得到Au微带线图形；

[0022] 步骤十一、在步骤十中得到的样品正面，进行第十次光刻，采用磁控溅射法制备Au薄膜作为隔离岛热容，并剥离得到Au热容图形；

[0023] 步骤十二、在步骤十一中得到的样品正面，进行第十一次光刻，并刻蚀得到TES岛和SiO2/Si3N4支架图形；

[0024] 步骤十三、在步骤十二中得到的样品背面，进行第十二次光刻，进行SiO2刻蚀和深硅刻蚀，使SiO2/Si3N4支架完全悬空释放，最终得到槽天线耦合式超导TES偏振探测器阵列。

[0025] 所述步骤一中采用4英寸100晶向高阻双面抛光硅片。

[0026] 所述步骤一中SiO2薄膜厚度为100～800nm，氮化硅薄膜厚度为0.5～3.0μm，所述步骤二中超导金属膜A厚度为50～200nm，所述步骤三中SiO2保护层C的厚度为100～250nm，所述步骤四中超导金属膜B厚度为150～300nm，所述步骤五中SiO2保护层D的厚度为200～400nm，所述步骤七中Nb地层的厚度为50～300nm，所述步骤八中SiO2介质层的厚度为200～
400nm，所述步骤九中Nb引线层的厚度为300～600nm，所述步骤十中Au微带线的厚度为0.5～1.5μm，所述步骤十一中Au热容的厚度为1.5～5.0μm。

[0027] 所述步骤二中超导金属膜A为Al、Ti、AlMn合金或Mo；所述步骤四中超导金属膜B为Al、Ti、AlMn合金或Mo，且超导金属膜A与超导金属膜B的材料不同。

[0028] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0029] 本发明将512个焊线点分布于整个阵列的上下两端，使得整个阵列可扩展化，与现有技术相比布线更加合理。

[0030] 本发明全部采用光刻技术制作，共十二次光刻工艺，并采用超导金属薄膜电极窗口单独光刻的方法，有效避免了制备超导薄膜串联结构中超导金属薄膜电极过刻的问题。

[0031] 本发明采用SiO2/Si3N4支架代替传统的Si3N4，不仅降低了TES探测器热导，从而降低系统噪声，有助于提高灵敏度，而且有效避免了深硅刻蚀过程中的有毒气体污染以及Si3N4支架损伤，工艺稳定性更高，性能更加优越。这是由于SiO2的导热系数比Si3N4的导热系数小很多，因此相同尺寸、相同厚度的SiO2/Si3N4支架将比单Si3N4支架的热导小；深硅刻蚀技术对于Si:SiO2的刻蚀选择比较Si:Si3N4的刻蚀选择比高很多，因此采用SiO2/Si3N4支架可以兼容背部刻蚀技术，有效避免现有技术工艺中XeF2有毒气体污染以及Si3N4支架损伤。

附图说明

[0032] 附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

[0033] 图1是槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的示意图。

[0034] 图2是槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列中单个像素的版图[0035] 图3是槽天线阵列单元的版图。

[0036] 图4是槽天线阵列的辐射方向图仿真结果。

[0037] 图5是带通滤波器的设计版图。

[0038] 图6是带通滤波器的仿真结果。

[0039] 图7是槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列中单个像素的截面示意图。

[0040] 图8是槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的局部光学图片。

具体实施方式

[0041] 以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做详细的说明。

[0042] 实施例1

[0043] 如图1所示，一种槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列，具有64个(8×8排列)像素单元1，其512个焊线点2分布于整个阵列的上下两端。每个像素单元1包括槽天线阵列3，槽天线阵列3连接作用于竖直方向微波信号的带通滤波器一4和超导转变边缘传感器一6以及作用于水平方向微波信号的带通滤波器二5和超导转变边缘传感器二7。

[0044] 如图2和图3所示，每个槽天线阵列3由144个(12×12排列)槽天线阵列单元和微带线馈电网络12组成，每个所述槽天线阵列单元由四个槽天线11以及在每个槽天线11两端对称的馈电线组成，其中，四个槽天线11中两个为水平槽，两个为竖直槽，相互不连接且关于中心对称。

[0045] 如图4所示，每个槽天线阵列3的辐射方向图，副瓣在主瓣的-15dB以下，主瓣半功率波束宽度为15°。

[0046] 如图5和图6所示，带通滤波器一4和带通滤波器二5是由三个高阻抗共面波导和多个电容组成的三级LC谐振器，带通滤波器一4和带通滤波器二5的带宽为27％。

[0047] 如图7和图8所示，像素单元1包括硅衬底100，在硅衬底100上设置SiO2薄膜101，在SiO2薄膜101上设置Si3N4薄膜102，在Si3N4薄膜102上设置有Au热容16、超导薄膜A13和Nb地层107，在超导薄膜A13上设置SiO2保护层C104，在SiO2保护层C104上设置超导薄膜B14，在超导薄膜B14上设置SiO2保护层D106，在Nb地层107上设置SiO2介质层108，在SiO2介质层108上设置Nb线层109和Au微带线15。

[0048] 超导转变边缘传感器一6和超导转变边缘传感器二7均由两种具有不同超导转变温度的超导薄膜串联组成，用SiO2薄膜作为超导薄膜器件的保护层，并采用SiO2/Si3N4支架17形成隔离岛。

[0049] 其中，超导金属膜A材料为Al，超导金属膜B材料为AlMn合金，该槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺包括以下步骤：

[0050] 步骤一、使用4英寸<100>晶向高阻双面抛光硅片，在硅片正反两面使用热氧化法生长100nm厚的SiO2薄膜，然后在正面的SiO2薄膜上使用低压化学气相沉积技术生长0.5μm厚的低应力Si3N4薄膜。

[0051] 步骤二、在步骤一中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备50nm厚的Al薄膜，然后进行第一次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Al的图形。

[0052] 步骤三、在步骤二中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长100nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜Al的保护层C，然后进行第二次光刻，并刻蚀得到保护层C图形及超导薄膜Al和超导薄膜AlMn的连接窗口。

[0053] 步骤四、在步骤三中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备150nm厚的AlMn合金膜，然后进行第三次光刻，并刻蚀得到超导薄膜AlMn图形。

[0054] 步骤五、在步骤四中得到样品正面，采用磁控溅射法生长第二层200nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜AlMn的保护层D，然后进行第四次光刻，并刻蚀得到保护层D图形。

[0055] 步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Al和Nb引线连接窗口。

[0056] 步骤七、在步骤六中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积50nm厚的Nb薄膜作为槽天线地层，进行第六次光刻，并刻蚀得到槽天线阵列图形及滤波器的共面波导结构；

[0057] 步骤八、在步骤七中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长200nm厚的SiO2薄膜作为微带线的介质层，进行第七次光刻，并刻蚀得到SiO2介质层图形；

[0058] 步骤九、在步骤八中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积300nm厚的Nb引线层，进行第八次光刻，并刻蚀得到槽天线的微带线馈电网络结构、滤波器电容结构；

[0059] 步骤十、在步骤九中得到的样品正面，进行第九次光刻，采用磁控溅射法制备0.5μm厚的Au薄膜作为电阻损耗微带线，并剥离得到Au微带线图形；

[0060] 步骤十一、在步骤十中得到的样品正面，进行第十次光刻，采用磁控溅射法制备1.5μm厚的Au薄膜作为隔离岛热容，并剥离得到Au热容图形；

[0061] 步骤十二、在步骤十一中得到的样品正面，进行第十一次光刻，并刻蚀得到TES岛和SiO2/Si3N4支架图形。

[0062] 步骤十三、在步骤十二中得到的样品背面，进行第十二次光刻，进行SiO2刻蚀和深硅刻蚀，使SiO2/Si3N4支架完全悬空释放，最终得到槽天线耦合式超导TES偏振探测器阵列。

[0063] 实施例2

[0064] 其结构与实施例1一致，超导金属膜A13材料为Mo；超导金属膜B为Ti，该槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺包括以下步骤：

[0065] 步骤一、使用4英寸<100>晶向高阻双面抛光硅片，在硅片正反两面使用热氧化法生长800nm厚的SiO2薄膜，然后在正面SiO2薄膜上使用低压化学气相沉积技术生长3.0μm厚的低应力氮化硅薄膜。

[0066] 步骤二、在步骤一中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备200nm厚的Mo薄膜，然后进行第一次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Mo图形。

[0067] 步骤三、在步骤二中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长250nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜Mo的保护层C，然后进行第二次光刻，并刻蚀得到保护层C图形及超导薄膜Mo和超导薄膜Ti的连接窗口。

[0068] 步骤四、在步骤三中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备300nm厚的Ti合金膜，然后进行第三次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Ti图形。

[0069] 步骤五、在步骤四中得到样品正面，采用磁控溅射法生长第二层400nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜Ti的保护层D，然后进行第四次光刻，并刻蚀得到保护层D图形。

[0070] 步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Mo和Nb引线连接窗口。

[0071] 步骤七、在步骤六中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积300nm厚的Nb薄膜作为槽天线地层，进行第六次光刻，并刻蚀得到槽天线阵列图形及滤波器的共面波导结构；

[0072] 步骤八、在步骤七中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长400nm厚的SiO2薄膜作为微带线的介质层，进行第七次光刻，并刻蚀得到SiO2介质层图形；

[0073] 步骤九、在步骤八中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积600nm厚的Nb引线层，进行第八次光刻，并刻蚀得到槽天线的微带线馈电网络结构、滤波器电容结构；

[0074] 步骤十、在步骤九中得到的样品正面，进行第九次光刻，采用磁控溅射法制备1.5μm厚的Au薄膜作为电阻损耗微带线，并剥离得到Au微带线图形；

[0075] 步骤十一、在步骤十中得到的样品正面，进行第十次光刻，采用磁控溅射法制备5.0μm厚的Au薄膜作为隔离岛热容，并剥离得到Au热容图形；

[0076] 步骤十二、在步骤十一中得到的样品正面，进行第十一次光刻，并刻蚀得到TES岛和SiO2/Si3N4支架图形。

[0077] 步骤十三、在步骤十二中得到的样品背面，进行第十二次光刻，进行SiO2刻蚀和深硅刻蚀，使SiO2/Si3N4支架完全悬空释放，最终得到槽天线耦合式超导TES偏振探测器阵列。

[0078] 实施例3

[0079] 其结构与实施例1一致，超导金属膜A13材料为AlMn合金；超导金属膜B为Ti，该槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺包括以下步骤：

[0080] 步骤一、使用4英寸<100>晶向高阻双面抛光硅片，在硅片正反两面使用热氧化法生长300nm厚的SiO2薄膜，然后在正面SiO2薄膜上使用低压化学气相沉积技术生长1.5μm厚的低应力氮化硅薄膜。

[0081] 步骤二、在步骤一中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备150nm厚的AlMn薄膜，然后进行第一次光刻，并刻蚀得到超导薄膜AlMn图形。

[0082] 步骤三、在步骤二中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长200nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜AlMn的保护层C，然后进行第二次光刻，并刻蚀得到保护层C图形及超导薄膜AlMn和超导薄膜Ti的连接窗口。

[0083] 步骤四、在步骤三中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备250nm厚的Ti合金膜，然后进行第三次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Ti图形。

[0084] 步骤五、在步骤四中得到样品正面，采用磁控溅射法生长第二层300nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜Ti的保护层D，然后进行第四次光刻，并刻蚀得到保护层D图形。

[0085] 步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，并刻蚀得到超导薄膜AlMn和Nb引线连接窗口。

[0086] 步骤七、在步骤六中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积150nm厚的Nb薄膜作为槽天线地层，进行第六次光刻，并刻蚀得到槽天线阵列图形及滤波器的共面波导结构；

[0087] 步骤八、在步骤七中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长350nm厚的SiO2薄膜作为微带线的介质层，进行第七次光刻，并刻蚀得到SiO2介质层图形；

[0088] 步骤九、在步骤八中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积500nm厚的Nb引线层，进行第八次光刻，并刻蚀得到槽天线的微带线馈电网络结构、滤波器电容结构；

[0089] 步骤十、在步骤九中得到的样品正面，进行第九次光刻，采用磁控溅射法制备1.0μm厚的Au薄膜作为电阻损耗微带线，并剥离得到Au微带线图形；

[0090] 步骤十一、在步骤十中得到的样品正面，进行第十次光刻，采用磁控溅射法制备3.0μm厚的Au薄膜作为隔离岛热容，并剥离得到Au热容图形；

[0091] 步骤十二、在步骤十一中得到的样品正面，进行第十一次光刻，并刻蚀得到TES岛和SiO2/Si3N4支架图形。

[0092] 步骤十三、在步骤十二中得到的样品背面，进行第十二次光刻，进行SiO2刻蚀和深硅刻蚀，使SiO2/Si3N4支架完全悬空释放，最终得到槽天线耦合式超导TES偏振探测器阵列。

[0093] 实施例4

[0094] 其结构与实施例1一致，超导金属膜A13材料为Al；超导金属膜B为Ti，该槽天线耦合式超导转变边缘偏振探测器阵列的制备工艺包括以下步骤：

[0095] 步骤一、使用4英寸<100>晶向高阻双面抛光硅片，在硅片正反两面使用热氧化法生长400nm厚的SiO2薄膜，然后在正面SiO2薄膜上使用低压化学气相沉积技术生长0.5μm厚的低应力氮化硅薄膜。

[0096] 步骤二、在步骤一中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备100nm厚的Al薄膜，然后进行第一次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Al图形。

[0097] 步骤三、在步骤二中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长150nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜Al的保护层C，然后进行第二次光刻，并刻蚀得到保护层C图形及超导薄膜Al和超导薄膜Ti的连接窗口。

[0098] 步骤四、在步骤三中得到的样品正面，采用磁控溅射法制备200nm厚的Ti合金膜，然后进行第三次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Ti图形。

[0099] 步骤五、在步骤四中得到样品正面，采用磁控溅射法生长第二层250nm厚的SiO2薄膜作为超导薄膜Ti的保护层D，然后进行第四次光刻，并刻蚀得到保护层D图形。

[0100] 步骤六、在步骤五中得到的样品正面，进行第五次光刻，并刻蚀得到超导薄膜Al和Nb引线连接窗口。

[0101] 步骤七、在步骤六中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积150nm厚的Nb薄膜作为槽天线地层，进行第六次光刻，并刻蚀得到槽天线阵列图形及滤波器的共面波导结构；

[0102] 步骤八、在步骤七中得到的样品正面，采用磁控溅射法生长300nm厚的SiO2薄膜作为微带线的介质层，进行第七次光刻，并刻蚀得到SiO2介质层图形；

[0103] 步骤九、在步骤八中得到的样品正面，采用磁控溅射法沉积400nm厚的Nb引线层，进行第八次光刻，并刻蚀得到槽天线的微带线馈电网络结构、滤波器电容结构；

[0104] 步骤十、在步骤九中得到的样品正面，进行第九次光刻，采用磁控溅射法制备1.2μm厚的Au薄膜作为电阻损耗微带线，并剥离得到Au微带线图形；

[0105] 步骤十一、在步骤十中得到的样品正面，进行第十次光刻，采用磁控溅射法制备2.5μm厚的Au薄膜作为隔离岛热容，并剥离得到Au热容图形；

[0106] 步骤十二、在步骤十一中得到的样品正面，进行第十一次光刻，并刻蚀得到TES岛和SiO2/Si3N4支架图形。

[0107] 步骤十三、在步骤十二中得到的样品背面，进行第十二次光刻，进行SiO2刻蚀和深硅刻蚀，使SiO2/Si3N4支架完全悬空释放，最终得到槽天线耦合式超导TES偏振探测器阵列，其局部光学图片如图8所示。