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半導体微細加工技術を用いた電子増倍デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 03452177
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子機器工学
研究機関埼玉大学

研究代表者

高橋 幸郎  埼玉大学, 工学部, 助教授 (10124596)

研究分担者 平塚 信之  埼玉大学, 工学部, 教授 (20114217)
竹内 智  埼玉大学, 工学部, 教授 (50010963)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1992年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1991年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードマイクロチャネルプレート / 電子増倍 / シリコンエッチング / 化学的気粗成長法 / 2次電子増倍 / 異方性エッチング / 半導体微細加工技術 / 化学的気相成長法 / 2次電子増倍膜 / 微細加工 / マイクロチャネルプレ-ト / シリコン異方性エッチング / CVD
研究概要

半導体微細加工技術を用いたマイクロチャネルプレート(MCP)の新しい製法として、高アスペクト比のマイクロチャネルをシリコンの異方性エッチングを用いて形成し、二次電子増倍膜を化学的気相成長方法(CVD)でチャネル内に成膜する方法を開発した。
具体的には、シリコンの(110)と(111)面とでアルカリエッチング液が、結晶軸方向に依存した大きなエッチング選択性を有することを利用して、厚さ200〜400μmの(110)シリコン基板に、幅10数μのチャネルを形成する技術を確立した。また二つの交差する(111)面を利用して,それそれ基板の両面からのエッチングによって、チャネルが中央で交差結合した交差型MCPは、機械的に強固なチャネル構造となり、高精細で大面積のMCPの実現を可能にした。
電子増倍膜として、鉛ガラスをCVD法によりマイクロチャネル内壁面に成膜する方法を開発した。原料には、テトラエチル鉛とテトラメントキシシランまたはテトラエトキシシランを用いた。CVDによる鉛ガラス組成は、この両者の原料供給量比により任意のものが得られ、またその膜構造は、SiO_2とPbOの粗な結合状態にあるが、熱処理によりガラス化が進行し、溶融ガラス構造に近くなることが、FT-IR分析から明らかになった。この膜の抵抗は、組成や熱処理および水素還元条件によって広範囲に変化するが、これらの諸条件を選ぶことにより、MCPに必要な膜抵抗値に制御することができた。また、チャネル内に原料ガスを強制的に流入させる貫流CVD法を導入した。この方法により、常圧または減圧CVD法では困難であった、高アスペクト比のチャネル深奥部までの均一な成膜が可能となった。
試作したアスペクト比17の交差型MCPでは、600Vの印加電圧で54倍の増倍率を示した。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] 鯨井 和裕: "シリコンを用いたマイクロチャネルプレート" 電子情報通信学会技術研究報告. ED91-185. 25-29 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kujirai: "Production and Chracteristics of Silicon MCP" 11th Sensor Symposium. 127-130 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鯨井 和裕: "CVD法を用いた二次電子増倍膜の形成とMCPへの応用" 電子情報通信学会技術研究報告. ED92-111. 31-36 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takahashi: "Silicon MCP by Three Dimensional Microprcessing" Transducer'93.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kujirai, S.Higaki, K.Takahashi: "Silicon Micro Channel Plate" IEICE. ED91-185. 25-29 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kujirai, K.Takahashi: "Production and Characteristics of Silicon MCP" The 11th Sensor Symposium. 127-130 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kujirai, K.Takahashi: "Secondary Electron Multiplication Film by CVD and its Application to MCP" IEICE. ED92-111. 31-36 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takahashi, K.Kujirai: "Silicon MCP by Three Dimensional Microprocessing" The 7th Int. Conf. on Solid-State Sensors and Actuators.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鯨井 和裕: "シリコンを用いたマイクロチャンネルプレート" 電子情報通信学会技術研究報告. ED91-185. 25-29 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kujirai: "Production and Chracteristics of Silicon MCP" 11th Sensor Symposium. 127-130 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 鯨井 和裕: "CVD法を用いた二次電子増倍膜の形成とMCPへの応用" 電子情報通信学会技術研究報告. ED92-111. 31-36 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Takahashi: "Silicon MCP by Three Dimensional Microprcessing" Transducer'93.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 松本 如弘,高橋 幸郎: "集積回路技術を用いた電子増倍素子" テレビジョン学会技術報告. 15. 13-18 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 鯨井 和裕,桧垣 聡,高橋 幸郎: "シリコンを用いたマイクロチャネルプレ-ト" 電子情報通信学会技術研究報告. 91. 25-29 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 鯨井 和裕,高橋 幸郎: "シリコンマイクロチャネルプレ-トの製法とその特性" 第11回「センサの基礎と応用」シンポジウム. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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