提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法与流程

本发明涉及微通道板，具体涉及一种采用原子层沉积工艺制备纳米功能膜层来提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，可被应用到像增强器、微通道板型光电倍增管等真空光电探测。

背景技术：

1、微通道板(microchannel plate，mcp)是由许多具有二次电子倍增能力的平行通道组成的薄片式蜂窝状结构的微细空心玻璃纤维面板，可被用于探测电子、中子、离子、高能粒子、x射线等各种粒子和能量较高的电磁波。

2、常规的微通道板的制备工艺中，依赖于玻璃多纤维拉制技术，在制备得到铅硅酸盐皮料玻璃管以及与之配套的芯料棒基础上，一起经高温拉制成单纤维丝，再依次经过排棒、拉复丝、排屏、熔压、切片、滚圆、精磨、倒边、抛光、化学腐蚀等一系列工艺，制造出多通道的列阵式微孔薄片。然后经过氢还原(在微通道表面形成二次电子发射层)、金属电极膜层的镀制，获得微通道板产品，经检验合格后入库备用。

3、在微通道板型像增强器装配过程中，由于三代微光像增强器使用的微通道板在装管前需在微通道板的输入面蒸镀一层防离子反馈薄膜，它的存在一方面阻挡了来自于微通道板末端的离子反馈而造成的离子反馈噪声，另一方面也使得来自光阴极的部分低能光电子被阻挡掉，进而降低信噪比。由于该特殊需求，三代微光像增强器对其配套使用的微通道板的性能提出了更高的要求，包括在制管过程中的除气效果以及耐高温性能。其中对微通道板的除气，进行了高温烘烤，此过程容易导致微通道板体电阻的变化，影响像增强器制备的性能和整管的合格率。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种利用耐高温、过程可控的原子层沉积技术以获得高温烘烤前后体电阻一致性的方法。

2、根据本发明目的的第一方面，提出一种采用原子层沉积工艺制备纳米功能膜层提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，所述方法包括：

3、在对微通道板进行氢还原工艺之后、在进行镀膜之前，增加原子层沉积工艺的步骤，即将氢还原处理后的微通道板放置于原子层沉积设备中，在一定的温度和压强下，先进行纳米氧化铝薄膜的沉积，然后进行电极膜层的制备并测试其体电阻，最后进行高温烘烤除气处理，再测试其体电阻。

4、作为可选的实施方式，所述纳米氧化铝薄膜的沉积，其沉积工艺使用的是三甲基铝和h2o作为反应前躯体，n2作为载气；沉积循环次数2～50。

5、作为可选的实施方式，所述沉积工艺中，前躯体反应时间10～300s。

6、作为可选的实施方式，所述原子层沉积设备内反应腔体压力范围设置在0～500pa。

7、作为可选的实施方式，所述沉积工艺中，温度范围设置在50℃～300℃。

8、作为可选的实施方式，所述沉积工艺中，其前驱体和载气流量在10～100sccm。

9、作为可选的实施方式，所使用的沉积循环数为10～50。

10、作为可选的实施方式，所使用的沉积循环数为45～50。

11、由以上本发明的技术方案，本发明提出的采用原子层沉积工艺制备纳米功能膜层提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，改变传统工艺中氢还原后直接制备金属电极膜层，然后进行高温烘烤除气的工艺顺序，而是在在微通道板氢还原工艺之后，增加原子层沉积工艺的步骤，包括：将氢还原处理后的微通道板放入真空腔体设备中，在一定的温度和压强下进行纳米氧化铝薄膜的沉积；然后再进行电极膜层的制备，测其体电阻，再进行烘烤。

12、由此，针对现有工艺中由于直接高温烘烤带来的体电阻波动的问题，通过本发明先在通道内部沉积一层氧化铝，降低通道内壁pb和bi等元素及团簇形貌随着温度的升高而发生迁移，从而影响体电阻的变化，因此通过本发明的方法得到制管后的微通道板体电阻波动范围明显降低，产品一致性得到大幅度的提升。

技术特征：

1.一种提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所述纳米氧化铝薄膜的沉积，其沉积工艺使用的是三甲基铝和h2o作为反应前躯体，n2作为载气；沉积循环次数2～50。

3.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所述沉积工艺中，前躯体反应时间10～300s。

4.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所述原子层沉积设备内反应腔体压力范围设置在0～500pa。

5.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所述沉积工艺中，温度范围设置在50℃～300℃。

6.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所述沉积工艺中，其前驱体和载气流量在10～100sccm。

7.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所使用的沉积循环数为10～50。

8.根据权利要求1所述的提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，其特征在于，所使用的沉积循环数为45～50。

技术总结
本发明涉及微通道板技术领域，公开了一种提高微通道板高温烘烤前后体电阻一致性的方法，能够被应用于像增强器、微通道板型光电倍增管等真空光电探测器件中。该方法中，在微通道板氢还原工艺之后，增加原子层沉积工艺的步骤，包括：将微通道板放入真空腔体设备中，在一定的温度和压强下进行氧化铝薄膜的沉积；然后进行电极膜层的制备，测其体电阻，再进行烘烤。通过该方法得到制管后的微通道板体电阻波动范围明显降低，产品一致性得到大幅度的提升。

技术研发人员：李涛,丛晓庆,王健,孙建宁,邱祥彪,胡泽训,李婧雯,张欢,黎龙辉,张珈玮,毛洁
受保护的技术使用者：北方夜视科技（南京）研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30