アモルファスシリコンをベースとしたモノリシック集積マイクロチャネルプレートの製造と特性評価
引用
Franco, A., Geissbühler, J., Wyrsch, N. & Ballif, C. アモルファスシリコンに基づくモノリシックに統合されたマイクロチャネルプレートの製造と特性評価。Sci. Rep. 4, 4597; DOI:10.1038/srep04597 (2014)。
- マイクロチャネルプレート (MCP)
- 水素化アモルファスシリコン（a-Si:H）
- モノリシック統合
- 電子の増殖
- 製造工程
- 特徴づけ
- アプリケーション
簡単な
この記事では、さまざまな基板上でのモノリシック統合を可能にする画期的な技術である、水素化アモルファスシリコンで作られた初のマイクロチャネル プレートの製造と特性評価について説明します。
まとめ
この記事では、AMCP と呼ばれる水素化アモルファス シリコン (a-Si:H) から構築されたマイクロチャネル プレート (MCP) の新しい設計について説明します。AMCP には、従来の鉛ガラス MCP に比べて次のような利点があります。
- 垂直統合: AMCP は、a-Si:H の低温堆積プロセスにより、特定用途向け集積回路 (ASIC) またはソリッド ステート検出器に直接統合できます。このモノリシック統合により、デッド エリアが最小限に抑えられ、コンポーネントを個別に最適化できるようになり、高価な接合技術への依存が軽減されます。
- a-Si:H の材料特性: a-Si:H の固有の抵抗により、鉛ガラス MCP とは異なり、追加の半導体層を必要とせずに二次電子の電荷補充が可能になります。
- カスタマイズ可能なチャネル ジオメトリ:マイクロエレクトロニクス業界のマイクロマシニング技術により、AMCP のチャネル ジオメトリをカスタマイズできます。
情報源は AMCP の製造プロセスについて説明しており、このプロセスではシリコン基板上に a-Si:H やその他の材料の薄い層を堆積し、その後、細心の注意を払ったフォトリソグラフィーと深層反応性イオンエッチング (DRIE) プロセスでマイクロチャネルを作成します。彼らは、アスペクト比 12.5:1 の AMCP で 30 を超える電子増倍係数を実証しました。このゲインは、入力光電子電流が最大 100 pA のときに達成され、増倍プロセス中に a-Si:H が電子を補充する効率を示しています。
達成されたゲインは従来の MCP より低いものの、アスペクト比をさらに最適化し、二次放出の高い材料を使用することで、桁違いに増加すると予想されます。情報源は、粒子追跡および光子計数アプリケーション用の Medipix2 ASIC との統合、医療用画像処理用の G-APD とのハイブリッド検出器など、AMCP の将来の研究方向を概説して結論付けています。