УДК 535.231.62

Электрофизические свойства неохлаждаемых рутениевых микро- и наноболометров

 

А. С. Ильин, И. А. Кон, А. С. Соболев, А. Г. Коваленко

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской академии наук, 125009, г. Москва, ул. Моховая, д.11, корп. 7

 

Статья поступила в редакцию 30 ноября 2019 г.

 

Аннотация. Представлены микро- и наномостики из рутения для неохлаждаемых болометров терагерцового диапазона, работающих при комнатной температуре. Образцы мостиков имеют толщину 20 нм и планарные размеры 2×1 мкм, и 2×0,1 мкм, и были изготовлены с помощью электронно-лучевой литографии на подложках из оксидированного монокристаллического кремния. Были измерены зависимость сопротивления от температуры и ВАХ. На основе полученных характеристик были вычислены температурный коэффициент сопротивления тонкопленочных образцов, дифференциальное сопротивление образцов, а также электрическая вольт-ваттная чувствительность S_v. Последняя составила S_v = 87 В/Вт для мостиков шириной 1 мкм и S_v ≈ 500 В/Вт для ширины 0,1 мкм. Полученная чувствительность превышает известную из литературы для болометров из ниобия, что, по нашему мнению, указывает на перспективность использования рутения в качестве поглотителя для болометров терагерцового диапазона, работающих без охлаждения.

Ключевые слова: рутений, неохлаждаемый болометр, электронная литография, тонкие пленки, комнатная температура, вольт-ваттная чувствительность, температурный коэффициент сопротивления.

Abstract. Ruthenium micro- and nano-bridges for uncooled terahertz bolometers operating at room temperature are presented. The bridge samples have a thickness of 20 nm and planar dimensions of 2×1 μm, and 2×0.1 μm, and were fabricated using electron beam lithography on oxidized single-crystal silicon substrates. The temperature dependence of the resistance and the I–V characteristics were measured. Based on the obtained characteristics, the temperature coefficient of resistance for thin-film samples, the differential resistance of the samples, and the electric voltage responsivity S_v were calculated. The latter was S_v = 87 V/W for the bridges 1 μm wide and S_v ≈ 500 V/W for the 0.1 μm wide. The obtained responsivity exceeds that of niobium bolometers known from the literature, which, in our opinion, indicates the prospects of using ruthenium as an absorber for terahertz bolometers operating without cooling.

Key words: ruthenium, uncooled bolometer, electron-beam lithography, EBL, thin films, room temperature, voltage responsivity, temperature coefficient of resistance.

 

Для цитирования:

Ильин А.С., Кон И.А., Соболев А.С., Коваленко А.Г. Электрофизические свойства неохлаждаемых рутениевых микро- и наноболометров. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 12. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/dec19/10/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2019.12.10