[發明專利]用于硅微通道板基體整體氧化防變形約束裝置

有效

• 申請號: 201810076698.3
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108281338B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王國政;袁云龍;王薊;楊繼凱;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: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

用于硅微通道板基體整體氧化防變形約束裝置屬于光電子器件技術領域?，F有技術無法避免硅微通道板基體氧化后發生變形。本發明之防變形約束裝置其特征在于，左右兩個護板夾持一個保持環，護板、保持環材質均為藍寶石晶體，護板、保持環均為圓片狀，且外徑相等，護板中間區域均勻分布有氣孔，護板的厚度為2～3mm，保持環的內徑為25～30mm、厚度為350～400μm；臥式卡座呈長槽形，在槽內橫向間隔分布若干卡槽，卡槽的寬度比左右兩個護板以及一個保持環的總厚度大20～30μm；立式壓筒的裙部開有條形氣孔；臥式卡座、立式壓筒的材質均為石英玻璃；兩個護板與一個保持環能夠落入一個卡槽中，或者由上下兩個立式壓筒對壓固定，此時兩個立式壓筒裙部相向排布。整體氧化后硅微通道板平面度公差小于10μm。

技術領域

本發明涉及一種用于硅微通道板基體整體氧化防變形約束裝置，屬于光電子器件技術領域。

背景技術

相比于鉛硅酸鹽玻璃微通道板，硅微通道板(Si-MCP)具有很多優點，例如材料純度高因而背景噪聲低；微通道板基體和打拿極制作分別進行；硅微通道板基體耐高溫；打拿極材料和制備工藝選擇范圍更大，可進一步降低MCP噪聲、提高電子增益；易于制作小孔徑微通道陣列結構，提高了MCP分辨率。作為光電子器件，硅微通道板也應該絕緣耐高壓，有文獻報道，見C P Beetz,J N Milford.Silicon Etching Process For MakingMicrochannel Plates.US Patent,5997713[P],1999-12-07，在形成通透的硅微通道陣列結構后，采用熱氧化或者低壓化學氣相淀積(LPCVD)方法在微通道內形成一層絕緣的氧化層。在其方案中，長時間氧化還能夠加厚氧化層，并保證硅微通道板不變形，但是，不僅加厚的氧化層依然達不到耐壓要求，而且在厚氧化層與硅微通道板基體之間存在應力，導致膜層缺陷進而降低了擊穿電壓。如果通過更長時間的氧化把硅微通道板整體轉變成二氧化硅，雖然徹底解決了絕緣耐壓問題，但硅微通道板整體材質由硅轉變成二氧化硅，硅微通道板的體積將膨脹為原來的2倍，會使硅微通道板基體發生肉眼可辨的嚴重彎曲變形，甚至報廢。而其中的低壓化學氣相淀積方法雖然也能獲得厚的氧化層，但是，會使微通道孔徑明顯減小，影響器件其他性能。

還有文獻報道，見王連衛等，一種硅微通道板的氧化方法，中國專利申請號201210402277.8，認為氧化變形的原因是硅微通道板基體上下兩個面氧化速度不同，據此提出在平面型石英舟上放置兩塊平行的硅片或者石英棒，將清洗好的硅微通道板基體架在所述硅片或者石英棒上氧化。實際卻不然，正如上文所述，氧化變形就是因為硅微通道板的體積膨脹，在該方案中，硅微通道板自由擺放，依然會因為體積膨脹而導致硅微通道板基體變形。另外，在該方案中長時間氧化還有可能在硅微通道板基體與硅片或者石英棒之間發生燒結現象，損壞硅微通道板的陣列結構。

發明內容

本發明的目的是，在硅微通道板基體氧化從而獲得絕緣性的前提下，避免硅微通道板基體變形以及與接觸物發生燒結，為此，我們發明了一種用于硅微通道板基體整體氧化防變形約束裝置。

本發明之用于硅微通道板基體整體氧化防變形約束裝置其特征在于，如圖1所示，左右兩個護板1夾持一個保持環2，護板1、保持環2材質均為藍寶石晶體，護板1、保持環2均為圓片狀，且外徑相等，護板1中間區域均勻分布有氣孔3，護板1的厚度為2～3mm，保持環2的內徑為25～30mm、厚度為350～400μm；如圖2所示，臥式卡座4呈長槽形，在槽內橫向間隔分布若干卡槽5，卡槽5的寬度比左右兩個護板1以及一個保持環2的總厚度大20～30μm；如圖3所示，立式壓筒6的裙部開有條形氣孔7；臥式卡座4、立式壓筒6的材質均為石英玻璃；如圖2、圖3所示，兩個護板1與一個保持環2能夠落入一個卡槽5中，或者由上下兩個立式壓筒6對壓固定，此時兩個立式壓筒6裙部相向排布。