专利名称：一种硅微通道板的氧化方法
技术领域：
本发明涉及一种硅微通道板的氧化方法，属于微机电系统领域。
背景技术：
微通道板通过电子倍增实现图像的放大，已经广泛用于微光夜视、紫外探测等多个方面。传统的微通道板主要通过玻璃拉丝等工艺来制备，成本高。硅微通道板因其采用半导体工艺，可以实现大规模生产，并且其打拿极的选择比较自由，是近年来重要的发展方向之一。从理论上讲，硅微通道板可以消除玻璃微通道板所具有的本底噪声，其寿命可以达到30000小时，而以玻璃制作的微通道板，其实际寿命只有2000小时。采用电化学刻蚀方法制作硅微通道板是近年来发展起来的重要方法。通过前面的工作，我们已经发展了自分离工艺以及激光切割技术(专利申请200710037961. X、201110196442. 4,201120406111. 4)并对刻蚀过程申请了软件著作权(2011SR074646)。然·而，在硅的电化学刻蚀之后，如果直接就进行氧化以及后续的打拿极制作等工艺，往往微通道板的由于热应力的作用会导致弯曲，但如不完全氧化，又可能导致板电阻不够。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种硅微通道板的氧化方法，已解决微通道板在热应力作用下弯曲的问题。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种硅微通道板的氧化方法，具体步骤如下I)将硅微通道板切割成一定形状；2)将娃微通道板置I号液和2号液中清洗；3)在平面型石英舟上放置两块平行的硅片或石英棒，将清洗好的硅微通道板架在硅片或石英棒上氧化，石英棒或硅片的方向与气流方向平行。所述的氧化条件为温度1000°C，干氧15分钟，湿氧三小时，再干氧15分钟。按体积比计，所述的I号液为氨水双氧水水=I 2 5 ；2号液为盐酸双氧水水=I 2 :8。按重量百分比计，所述的氨水浓度为25% -28%，双氧水浓度为30%，盐酸浓度为36-38%。我们要解决硅微通道板氧化过程出现的弯曲问题，必须弄清楚弯曲的原因，由于机械强度方面的原因，硅微通道板的氧化一般是平放在平面石英舟上，这样在氧化过程中，由于上面部分接触到氧气先氧化，导致整个硅微通道板的受力不均匀，使得微通道板为了平衡应力而弯曲，因此氧化过程中出现的弯曲其实是氧化过程中的应力不平衡导致的，因此必须从应力的平衡入手。硅微通道板的氧化过程伴随着硅向二氧化硅的转变，理论上讲，体积扩大2. 5倍，因此，如果氧化仅仅发生在一侧，应力是相当大的，即使是两侧都发生氧化，如果氧化的程度不同，也要发生弯曲。所以要解决硅微通道板氧化过程的弯曲问题，必须使得硅微通道板的两侧能够同时氧化，并且进程相同。由于硅微通道板本身脆弱，无法直立氧化，一种可行的办法是将微通道板垫高，如图I所示，可以采用石英棒或硅片，保证上下的气流都通畅，这样可以显著降低因氧化过程而引起的弯曲。需要说明的是，由于硅微通道板机械强度已经较差，氧化应在切割之后进行，建议采用激光切割。并且，氧化之前，必须经过I号液以及2号液的清洗。本发明在已经通过阳极氧化等方法制作的硅微通道板的基础上，进行氧化，提高硅微通道板的板电阻，并能够克服应力造成的弯曲等问题，从而实现微通道板的应用。
图I为本发明的结构示意图；图中I、硅微通道板2、石英棒或硅片3、石英舟。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。本发明的硅微通道板为采用专利201110196442. 4所提供方法，并采用专利申请201120406111. 4所提供的装置获得的硅微通道板，经过激光切割成所需大小。采用这种工艺制作的硅微通道板具有比较好的均匀性。一种硅微通道板的氧化方法，具体步骤如下I)将硅微通道板切割成一定形状；2)将娃微通道板置I号液和2号液中清洗；3)如图I所示，在平面型石英舟3上放置两块平行的硅片或石英棒2，将清洗好的硅微通道板I架在硅片或石英棒2上氧化，石英棒或硅片2的方向与气流方向平行。所述的氧化条件为温度1000°C，干氧15分钟，湿氧三小时，再干氧15分钟。按体积比计，所述的I号液为氨水双氧水水=I 2 5 ；2号液为盐酸双氧水水=I 2 :8。按重量百分比计，所述的氨水浓度为25% -28%，双氧水浓度为30%，盐酸浓度为36-38%。值得一提的是，由于硅微通道板在氧化前经过电解液浸泡以及激光切割等工序，使得硅微通道板表面不仅有有机物污染，还可能有颗粒粉尘等，因此有必要在氧化前进行清洗，一般是采用I号液和2号液，以提高洁净度。将清洗好的硅微通道板架在两块分离的硅片之上时，这样可以使得通道上下气流均匀，微通道板各部分氧化均匀，制备获得的硅微通道板几乎不发生弯曲。
权利要求
1.一种硅微通道板的氧化方法，其特征在于具体步骤如下 1)将硅微通道板切割成一定形状； 2)将硅微通道板置I号液和2号液中清洗； 3)在平面型石英舟上放置两块平行的硅片或石英棒，将清洗好的硅微通道板架在硅片或石英棒上氧化，石英棒或硅片的方向与气流方向平行。
2.根据权利要求I所述的硅微通道板的氧化方法，其特征在于所述的氧化条件为温度1000°C,干氧15分钟,湿氧三小时,再干氧15分钟。
3.根据权利要求I所述的硅微通道板的氧化方法，其特征在于按体积比计，所述的I号液为氨水双氧水水=I 2 5 ；2号液为盐酸双氧水水=I 2 :8。
4.根据权利要求3所述的硅微通道板的氧化方法，其特征在于其中，按重量百分比 计，所述的氨水浓度为25% -28%，双氧水浓度为30%，盐酸浓度为36-38%。
全文摘要
本发明公开了一种硅微通道板的氧化方法，具体步骤如下1)将硅微通道板切割成一定形状；2)将硅微通道板置1号液和2号液中清洗；3)在平面型石英舟上放置两块平行的硅片或石英棒，将清洗好的硅微通道板架在硅片或石英棒上氧化，石英棒或硅片的方向与气流方向平行。本发明在已经通过阳极氧化等方法制作的硅微通道板的基础上，进行氧化，提高硅微通道板的板电阻，并能够克服应力造成的弯曲等问题，从而实现微通道板的应用。
文档编号B81C1/00GK102956416SQ20121040227
公开日2013年3月6日 申请日期2012年10月19日 优先权日2012年10月19日
发明者王连卫, 彭波波, 杨平雄 申请人:华东师范大学, 上海欧普泰科技创业有限公司