MCP: 납규산염 유리를 이용한 제작
MCP 제조의 전통적인 공정은 납유리관에 유리막대를 채우는 것부터 시작됩니다. 튜브와 로드 어셈블리는 열 동시 인발 공정을 거칩니다. 이 공정으로 인해 튜브가 막대 주위로 붕괴되어 납 유리 클래딩과 내부 코어 유리가 있는 길고 얇은 섬유가 생성됩니다. 그런 다음 이러한 섬유는 평행하게 쌓여 함께 늘어납니다. 이어서, 여러 개의 섬유 집합체가 병렬 배열로 함께 융합됩니다. 웨이퍼는 이러한 섬유 어셈블리를 가로질러 절단되며, 웨이퍼 평면은 섬유 축에 거의 수직으로 위치합니다. 그런 다음 코어 유리를 에칭하여 제거하고 일반적으로 직경이 약 6~20μm인 기공 배열을 남깁니다. 납 유리 모세관 배열로 알려진 이 구조는 수소 환경에서 가열됩니다. 이 공정은 유리 표면을 화학적으로 감소시켜 전자 증폭에 적합한 저항성 및 방출성 표면을 만듭니다.
기존 MCP 제조의 저항성 및 SEE 레이어
마이크로채널 플레이트(MCP)의 기존 제조에서 저항층과 2차 전자 방출(SEE) 층은 별개의 층이 아닙니다. 대신 제조 과정에서 단일 개체로 함께 생성됩니다. 이 프로세스에는 여러 단계가 포함됩니다.
- 납 유리 구조: 처음에는 유리 막대로 채워진 납 유리관을 인발하고 융합하여 납 유리 클래딩과 내부 코어 유리가 있는 구조를 형성합니다.
- 에칭 및 축소: 코어 유리가 에칭되어 일련의 기공이 남습니다. 납 유리 모세관 배열은 수소 환경에서 가열되어 유리 표면을 화학적으로 감소시킵니다.
- 결합된 저항 및 방출 표면: 이 화학적 환원 공정은 저항 및 방출 특성을 모두 제공하는 표면층을 형성하여 MCP의 전자 증폭 기능을 활성화합니다.
따라서 저항성 층과 SEE 층이 별도로 적용되는 ALD MCP 제조와 달리 기존 MCP는 화학적 환원을 통해 단일 표면층에 이러한 특성을 동시에 생성합니다.
저항층: 기존 MCP는 제조 과정에서 수소로 처리됩니다. 수소는 납유리의 표면을 화학적으로 감소시켜 저항성과 전자 방출층을 생성합니다. 약 20-50nm 두께의 알칼리가 풍부한 이 표면층에는 칼륨, 세슘, 루비듐과 같은 원소가 포함되어 있습니다.
SEE 층: 수소 처리에 의해 형성된 이 알칼리가 풍부한 층은 기존 MCP에서 2차 전자 방출(SEE) 층 역할도 합니다. 특히, 알칼리 성분, 특히 칼륨은 2차 전자 방출에 중요한 것으로 여겨집니다. 그러나 유리 내 전자 자극 탈착 및 알칼리 이동은 이러한 알칼리 원소의 감소로 이어져 시간이 지남에 따라 MCP 획득량 감소에 기여할 수 있습니다.