| 研究課題/領域番号 |
03452177
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子機器工学
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
高橋 幸郎 埼玉大学, 工学部, 助教授 (10124596)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 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 |
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| 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。
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