비정질 실리콘을 기반으로 한 모놀리식 통합 마이크로채널 플레이트의 제작 및 특성 규명
소환
Franco, A., Geissbühler, J., Wyrsch, N. & Ballif, C. 비정질 실리콘을 기반으로 한 모놀리식 통합 마이크로채널 플레이트의 제작 및 특성화. 과학. 의원 4, 4597; DOI:10.1038/srep04597(2014).
- 마이크로채널 플레이트(MCP)
- 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)
- 모놀리식 통합
- 전자 증식
- 제작과정
- 성격 묘사
- 응용
짧은
이 기사는 다양한 기판에 모놀리식 통합을 가능하게 하는 획기적인 수소화 비정질 실리콘으로 만들어진 최초의 마이크로채널 플레이트의 제조 및 특성화를 제시합니다.
요약
이 기사에서는 AMCP라고 불리는 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 구성된 마이크로채널 플레이트(MCP)의 새로운 설계를 제시합니다. AMCP는 기존 납유리 MCP에 비해 다음과 같은 몇 가지 장점을 제공합니다.
- 수직 통합: AMCP는 a-Si:H의 저온 증착 공정으로 인해 ASIC(주문형 집적 회로) 또는 고체 감지기에 직접 통합될 수 있습니다. 이러한 모놀리식 통합은 사각지대를 최소화하고 구성 요소의 독립적인 최적화를 허용하며 값비싼 접합 기술에 대한 의존도를 줄여줍니다.
- a-Si:H의 재료 특성 : a-Si:H의 고유 저항성은 납유리 MCP와 달리 추가 반도체 층을 요구하지 않고 2차 전자에 대한 전하 보충을 가능하게 합니다.
- 사용자 정의 가능한 채널 형상: 마이크로 전자 산업의 미세 가공 기술을 통해 AMCP의 채널 형상을 사용자 정의할 수 있습니다.
출처는 a-Si:H 및 기타 재료의 얇은 층을 실리콘 기판에 증착한 후 세심한 포토리소그래피와 깊은 반응성 이온 에칭(DRIE) 공정을 거쳐 마이크로채널을 생성하는 AMCP의 제조 공정을 설명합니다. 그들은 12.5:1의 종횡비를 갖는 AMCP에서 30을 초과하는 전자 증식 계수를 성공적으로 시연했습니다. 이 이득은 최대 100pA의 입력 광전자 전류에서 달성되었으며, 이는 증폭 과정에서 전자를 보충하는 a-Si:H의 효율성을 보여줍니다.
달성된 이득은 기존 MCP보다 적지만 종횡비를 더욱 최적화하고 높은 2차 방출 재료를 사용하면 수십배 증가할 것으로 예상됩니다. 소식통은 입자 추적 및 광자 계수 응용 분야를 위한 Medipix2 ASIC과의 통합, 의료 영상용 G-APD를 갖춘 하이브리드 검출기를 포함하여 AMCP에 대한 향후 연구 방향을 간략히 설명하면서 결론을 내렸습니다.