[發明專利]硅微通道板真空填蠟結構釋放方法

無效

• 申請號: 201310092179.3
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103165362A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 梁永照;柴進;楊繼凱;王國政;端木慶鐸
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01J9/12
• 分類號: H01J9/12;B81C1/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種硅微通道板真空填蠟結構釋放方法，用于宏孔硅微通道陣列的加工，屬于硅微細加工技術領域。

背景技術

MCP（微通道板）是一種二維連續電子倍增電真空器件，由多個具有連續電子倍增能力的通道按某種幾何圖案排列構成，在微光夜視、航空航天探測、核探測及大型科學儀器領域有著廣泛的應用。現有鉛硅酸鹽玻璃MCP由于材料組成與工藝的限制，存在使用壽命短、動態范圍小、空間分辨能力有限、信噪比較低等難以克服的缺陷。為了提高MCP的性能，實現低噪聲、長壽命、超小孔徑、高輸出、大面積、無離子反饋膜，現有技術從不同方面改進MCP。20世紀90年代初，美國Galileo電子-光學公司J.R.Horton等人提出采用單晶硅材料，利用先進的半導體器件制造工藝和微米/納米加工技術制造硅微通道板。將基底材料與打拿極材料選擇分開，將微孔陣列與連續打拿極形成工藝分開，徹底解決了玻璃微通道板多纖維拉制和氫還原處理相互牽制的問題，也給采用高純材料和采用新工藝制作二次電子發射層提供了條件。分析表明，硅微通道板與玻璃微通道板比較具有通道孔徑小、工作面積大、動態范圍寬、幾何保真度高、光譜響應范圍寬、耐高溫等優點。

公開現有硅微通道加工技術的代表文獻為Thurman?Henderson?et?al,Etching?Technologies?in?Support?of?the?Development?of?a?Coherent?Porous?Silicon?Wick?for?a?Mems?LHP,University?of?Cincinnati.(2004)。其中的硅微通道結構釋放工藝流程為：清洗經電化學腐蝕后的硅片，以腐蝕的方式進行背部減薄，使陣列宏孔硅微通道通透，但是，減薄后的硅片背部表面比較粗糙，并且，由于這種粗糙導致一些微通道沒能徹底通透，另外，電化學腐蝕工序存在的丟孔現象也使得一些微通道在減薄工序中未能達到徹底通透。再次清洗硅片之后向微通道內填充石蠟，也就是將硅片正面朝下放置在融化的石蠟上面，石蠟借助毛細現象浸潤微通道內壁，直到浸潤到微通道頂部后完成填蠟，填充石蠟的作用在于防止在之后的拋光工序中發生微通道堵塞現象，這種堵塞通常難以疏通，嚴重降低硅微通道版的質量和成品率。最后拋光硅片背部，在使背部表面光潔的同時實現硅微通道陣列的良好通透，之后清除拋光廢液和殘物，同時用去蠟清洗劑去除所填充的石蠟，完成硅微通道板結構釋放。不過，所述現有技術仍存在一些技術問題，如：1、工藝步驟較多，至少包括減薄、填蠟、拋光三個工序；2、背部減薄消耗大量藥品，且容易帶來二次污染；3、石蠟填充效果差，這是因為除了由于減薄后硅片背部比較粗糙而使一些微通道沒能徹底通透外，在電化學腐蝕工序會出現丟孔現象，也就是少數微通道未達到需要的深度，只是接近需要的深度，減薄后依然未能徹底通透，而微通道未能徹底通透直接導致石蠟很難徹底填充，表現為微通道的硅片背部一端往往未能有效填充石蠟，那么，這一端就會在拋光工序中被拋光液以及拋光殘物堵塞，難以疏通，這些微通道成為盲孔，導致硅微通道板質量及成品率下降。

發明內容

本發明其目的在于，簡化硅微通道板結構釋放工藝，改善填蠟工序效果，提高硅微通道板質量及成品率，為此我們發明一種硅微通道板真空填蠟結構釋放方法。

本發明之硅微通道板真空填蠟結構釋放方法在填蠟后拋光硅片背部，然后清洗并去蠟，其特征在于，所述填蠟工序是將經電化學腐蝕并清洗后的硅片與凝固狀態的石蠟一同放入容器內，再將放置有所述硅片和石蠟的容器放入真空加熱爐，抽真空后加熱至所述石蠟熔化，熔化后的石蠟布滿硅片正面，再將爐腔恢復常壓，之后降溫至室溫。