硅微通道列阵厚层氧化技术的研究

发布时间：2019-02-11 08:53

【摘要】：近年来以硅为原材料制作先进的微通道板成为国内研究的热点,相比传统微通道板,硅微通道板具有孔径更小,噪声因子更小,增益更高,寿命更长等特点,而且其应用范围广泛,不但应用在质谱仪中,还在X射线光电子能谱仪、俄歇电子能谱仪等众多仪器中有所应用。论文主要研究基于硅微通道列阵厚层氧化机理,对硅微通道列阵氧化动力学进行了研究。在不同氧化炉温度和水浴锅温度条件下对湿氧氧化速率进行分析,得到不同温度下的氧化速率。并且对硅微通道列阵氧化前后通道结构进行分析,根据对不同的温度、基底厚度、退火方式对其氧化后形变进行分析,得到不同参数样品厚层氧化后形变趋势。通过ANSYS模拟软件对硅微通道列阵高温氧化中应力以及应变进行仿真模拟,模拟出不同温度下硅微通道的应力和应变分布。最后,设计约束氧化实验方案,解决高温氧化导致的器件翘曲形变问题。本文通过优化硅微通道板基体制备工艺,为获得更为完整优质的硅微通道板基体器件,并为后续加工做充分准备。
[Abstract]:In recent years, fabrication of advanced microchannel plates using silicon as raw materials has become a hot topic in China. Compared with traditional microchannel boards, silicon microchannel plates have the characteristics of smaller aperture, smaller noise factor, higher gain, longer life, and so on. It is widely used not only in mass spectrometer, but also in X-ray photoelectron spectrometer, Auger electron spectrometer and many other instruments. Based on the mechanism of thick layer oxidation of silicon microchannel array, the oxidation kinetics of silicon microchannel array is studied in this paper. The wet oxygen oxidation rate was analyzed at different temperature of oxidation furnace and water bath pot, and the oxidation rate was obtained at different temperature. The structure of silicon microchannel array before and after oxidation was analyzed, and the deformation after oxidation was analyzed according to different temperature, substrate thickness and annealing method, and the trend of deformation after thick layer oxidation of samples with different parameters was obtained. The stress and strain distribution of silicon microchannel at different temperatures were simulated by ANSYS software. Finally, an experimental scheme of constrained oxidation is designed to solve the warpage problem caused by high temperature oxidation. In this paper, the fabrication process of silicon microchannel plate substrate is optimized to obtain a more complete and high quality silicon microchannel plate substrate device, and to prepare for the subsequent processing.
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN303

【参考文献】

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本文编号：2419574