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采用干法刻蚀进行微通道板扩口理论模型研究

邱祥彪 闵信杰 金戈 孙建宁 王健 丛晓庆 张正君 徐昭 潘凯 任玲 张振 乔芳建 聂慧君 黄国瑞 陈晓倩 胡泽训 林焱剑 刘丹 杨晓明

邱祥彪, 闵信杰, 金戈, 孙建宁, 王健, 丛晓庆, 张正君, 徐昭, 潘凯, 任玲, 张振, 乔芳建, 聂慧君, 黄国瑞, 陈晓倩, 胡泽训, 林焱剑, 刘丹, 杨晓明. 采用干法刻蚀进行微通道板扩口理论模型研究[J]. 红外技术, 2022, 44(8): 818-823.
引用本文: 邱祥彪, 闵信杰, 金戈, 孙建宁, 王健, 丛晓庆, 张正君, 徐昭, 潘凯, 任玲, 张振, 乔芳建, 聂慧君, 黄国瑞, 陈晓倩, 胡泽训, 林焱剑, 刘丹, 杨晓明. 采用干法刻蚀进行微通道板扩口理论模型研究[J]. 红外技术, 2022, 44(8): 818-823.
QIU Xiangbiao, MIN Xinjie, JIN Ge, SUN Jiangning, WANG Jian, CONG Xiaoqing, ZHANG Zhengjun, XU Zhao, PAN Kai, REN Ling, ZHANG Zhen, QIAO Fangjian, NIE Huijun, HUANG Guorui, CHEN Xiaoqian, HU Zexun, LIN Yanjian, LIU Dan, YANG Xiaoming. Theoretical Model of Funnel Microchannel Plate Fabricated through Dry Etching[J]. Infrared Technology , 2022, 44(8): 818-823.
Citation: QIU Xiangbiao, MIN Xinjie, JIN Ge, SUN Jiangning, WANG Jian, CONG Xiaoqing, ZHANG Zhengjun, XU Zhao, PAN Kai, REN Ling, ZHANG Zhen, QIAO Fangjian, NIE Huijun, HUANG Guorui, CHEN Xiaoqian, HU Zexun, LIN Yanjian, LIU Dan, YANG Xiaoming. Theoretical Model of Funnel Microchannel Plate Fabricated through Dry Etching[J]. Infrared Technology , 2022, 44(8): 818-823.

采用干法刻蚀进行微通道板扩口理论模型研究

详细信息
    作者简介:

    邱祥彪(1989-),男,工程师,主要研究方向:微通道板及微通道板型光电探测器。E-mail:ndqxb@163.com

    通讯作者:

    王健(1983-),男,高级工程师,主要研究方向:真空光电探测元器件。E-mail:wangjian0106211@163.com

  • 中图分类号: TN223

Theoretical Model of Funnel Microchannel Plate Fabricated through Dry Etching

  • 摘要: 开口面积比是微通道板(MCP)重要的性能指标,在MCP输入面进行扩口,对于MCP的探测效率、噪声因子等参数有显著的提升作用,在微光夜视仪、粒子探测器等军用、民用领域具有巨大的应用潜力。采用湿法腐蚀进行微通道板扩口,面临工艺一致性差、选择性腐蚀造成锥度尺寸难以达标等难题,实质性批量应用非常困难。针对扩口MCP难以制作和应用的问题,提出一种采用干法刻蚀进行MCP扩口的方法,阐述了干法刻蚀进行MCP扩口原理及可行性。通过建立理论模型研究干法刻蚀工艺参数如刻蚀角度、刻蚀时间等对于MCP开口面积比、通道内刻蚀深度、通道内壁刻蚀锥度等性能参数的影响,计算出合适的工艺参数范围,为开展实验研究奠定了基础。
  • 图  1  干法刻蚀形成扩口MCP示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of funnel MCP manufacture by dry etching

    图  2  离子束刻蚀扩口MCP模型

    Figure  2.  Model of funnel MCP manufacture by dry etching

    图  3  不同刻蚀阶段开口面积比:(a) 未刻蚀,OAR=60%;(b) 刻蚀,OAR=75%;(c) 刻蚀至相邻通道接触,OAR=90.7%;(d)刻蚀至输入面无平面,OAR=100%

    Figure  3.  Open area ratio at different etching stages: (a) Unetched, OAR=60%; (b) Etched, OAR=75%; (c) Etched until adjacent channel contact, OAR=90.7%; (d) Etch until there is no plane on the input surface, OAR=100%

    图  4  开口面积比随刻蚀时间的变化趋势

    Figure  4.  The variation of OAR with etching time

    图  5  通道内刻蚀深度与离子入射角度关系

    Figure  5.  The relationship between etching depth and incident angle

    图  6  通道内不同深度处锥度计算示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of taper calculation at different depths in the channel

    图  7  通道内不同位置暴露于离子束最大深度

    Figure  7.  Maximum depth of ion beam exposure at different positions of the channel

    图  8  通道内不同深度处刻蚀厚度分布

    Figure  8.  Etching thickness distribution at different depths in the channel

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-02
  • 修回日期:  2022-07-05
  • 刊出日期:  2022-08-20

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