專利名稱：一種硅微通道板的氧化方法
技術領域：
本發明涉及一種硅微通道板的氧化方法，屬于微機電系統領域。
背景技術：
微通道板通過電子倍增實現圖像的放大，已經廣泛用于微光夜視、紫外探測等多個方面。傳統的微通道板主要通過玻璃拉絲等工藝來制備，成本高。硅微通道板因其采用半導體工藝，可以實現大規模生產，并且其打拿極的選擇比較自由，是近年來重要的發展方向之一。從理論上講，硅微通道板可以消除玻璃微通道板所具有的本底噪聲，其壽命可以達到30000小時，而以玻璃制作的微通道板，其實際壽命只有2000小時。采用電化學刻蝕方法制作硅微通道板是近年來發展起來的重要方法。通過前面的工作，我們已經發展了自分離工藝以及激光切割技術(專利申請200710037961. X、201110196442. 4,201120406111. 4)并對刻蝕過程申請了軟件著作權(2011SR074646)。然·而，在硅的電化學刻蝕之后，如果直接就進行氧化以及后續的打拿極制作等工藝，往往微通道板的由于熱應力的作用會導致彎曲，但如不完全氧化，又可能導致板電阻不夠。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種硅微通道板的氧化方法，已解決微通道板在熱應力作用下彎曲的問題。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種硅微通道板的氧化方法，具體步驟如下I)將硅微通道板切割成一定形狀；2)將娃微通道板置I號液和2號液中清洗；3)在平面型石英舟上放置兩塊平行的硅片或石英棒，將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與氣流方向平行。所述的氧化條件為溫度1000°C，干氧15分鐘，濕氧三小時，再干氧15分鐘。按體積比計，所述的I號液為氨水雙氧水水=I 2 5 ；2號液為鹽酸雙氧水水=I 2 :8。按重量百分比計，所述的氨水濃度為25% -28%，雙氧水濃度為30%，鹽酸濃度為36-38%。我們要解決硅微通道板氧化過程出現的彎曲問題，必須弄清楚彎曲的原因，由于機械強度方面的原因，硅微通道板的氧化一般是平放在平面石英舟上，這樣在氧化過程中，由于上面部分接觸到氧氣先氧化，導致整個硅微通道板的受力不均勻，使得微通道板為了平衡應力而彎曲，因此氧化過程中出現的彎曲其實是氧化過程中的應力不平衡導致的，因此必須從應力的平衡入手。硅微通道板的氧化過程伴隨著硅向二氧化硅的轉變，理論上講，體積擴大2. 5倍，因此，如果氧化僅僅發生在一側，應力是相當大的，即使是兩側都發生氧化，如果氧化的程度不同，也要發生彎曲。所以要解決硅微通道板氧化過程的彎曲問題，必須使得硅微通道板的兩側能夠同時氧化，并且進程相同。由于硅微通道板本身脆弱，無法直立氧化，一種可行的辦法是將微通道板墊高，如圖I所示，可以采用石英棒或硅片，保證上下的氣流都通暢，這樣可以顯著降低因氧化過程而引起的彎曲。需要說明的是，由于硅微通道板機械強度已經較差，氧化應在切割之后進行，建議采用激光切割。并且，氧化之前，必須經過I號液以及2號液的清洗。本發明在已經通過陽極氧化等方法制作的硅微通道板的基礎上，進行氧化，提高硅微通道板的板電阻，并能夠克服應力造成的彎曲等問題，從而實現微通道板的應用。
圖I為本發明的結構示意圖；圖中I、硅微通道板2、石英棒或硅片3、石英舟。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步闡述本發明的技術特點。本發明的硅微通道板為采用專利201110196442. 4所提供方法，并采用專利申請201120406111. 4所提供的裝置獲得的硅微通道板，經過激光切割成所需大小。采用這種工藝制作的硅微通道板具有比較好的均勻性。一種硅微通道板的氧化方法，具體步驟如下I)將硅微通道板切割成一定形狀；2)將娃微通道板置I號液和2號液中清洗；3)如圖I所示，在平面型石英舟3上放置兩塊平行的硅片或石英棒2，將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的方向與氣流方向平行。所述的氧化條件為溫度1000°C，干氧15分鐘，濕氧三小時，再干氧15分鐘。按體積比計，所述的I號液為氨水雙氧水水=I 2 5 ；2號液為鹽酸雙氧水水=I 2 :8。按重量百分比計，所述的氨水濃度為25% -28%，雙氧水濃度為30%，鹽酸濃度為36-38%。值得一提的是，由于硅微通道板在氧化前經過電解液浸泡以及激光切割等工序，使得硅微通道板表面不僅有有機物污染，還可能有顆粒粉塵等，因此有必要在氧化前進行清洗，一般是采用I號液和2號液，以提高潔凈度。將清洗好的硅微通道板架在兩塊分離的硅片之上時，這樣可以使得通道上下氣流均勻，微通道板各部分氧化均勻，制備獲得的硅微通道板幾乎不發生彎曲。
權利要求
1.一種硅微通道板的氧化方法，其特征在于具體步驟如下 1)將硅微通道板切割成一定形狀； 2)將硅微通道板置I號液和2號液中清洗； 3)在平面型石英舟上放置兩塊平行的硅片或石英棒，將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與氣流方向平行。
2.根據權利要求I所述的硅微通道板的氧化方法，其特征在于所述的氧化條件為溫度1000°C,干氧15分鐘,濕氧三小時,再干氧15分鐘。
3.根據權利要求I所述的硅微通道板的氧化方法，其特征在于按體積比計，所述的I號液為氨水雙氧水水=I 2 5 ；2號液為鹽酸雙氧水水=I 2 :8。
4.根據權利要求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 計，所述的氨水濃度為25% -28%，雙氧水濃度為30%，鹽酸濃度為36-38%。
全文摘要
本發明公開了一種硅微通道板的氧化方法，具體步驟如下1)將硅微通道板切割成一定形狀；2)將硅微通道板置1號液和2號液中清洗；3)在平面型石英舟上放置兩塊平行的硅片或石英棒，將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與氣流方向平行。本發明在已經通過陽極氧化等方法制作的硅微通道板的基礎上，進行氧化，提高硅微通道板的板電阻，并能夠克服應力造成的彎曲等問題，從而實現微通道板的應用。
文檔編號B81C1/00GK102956416SQ20121040227
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月19日 優先權日2012年10月19日
發明者王連衛, 彭波波, 楊平雄 申請人:華東師范大學, 上海歐普泰科技創業有限公司