CN108493083B - 超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法，其制备方法包括：在微通道板基板的内壁上制备导电层；在所述的导电层上制备二次电子发射层；在所述的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。本发明利用原子层沉积技术在微通道板微孔通道内壁表面沉积一层在超低温条件下仍具有良好的正电阻温度特性的温阻特性改性层，以减缓在超低温条件下微通道板体电阻随温度急剧增大的趋势，实现超低温条件下微通道板的高稳定温阻特性，降低微通道板超低温体电阻，提高微通道板在超低温条件下信号超快速读取与响应的能力。

Description

超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微通道板及其制备方法，特别是涉及一种超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法。
背景技术
微通道板是对二维空间分布的荷电粒子流进行并行倍增的一种特种玻璃材料与器件。微通道板以其时间分辨率高、空间分辨率高、信号放大倍率极高、结构紧凑等优势，成为低温量子模拟计算信号读出最具潜力的重要器件。微通道板通常在室温条件下使用，常规体电阻为100-200MΩ。低温量子模拟计算要求信号读出器件在温度不高于30K条件下，信号读取时间不高于10-5s，以满足超快速读取需求。
微通道板由数百万根微米级孔径的中空玻璃构成，每个中空玻璃都是一个独立的通道，其通道内壁表面层是二次电子发射层，下面是导电层，入射电子在加速电场作用下，轰击通道内壁表面，产生二次发射电子，经电子在通道内多次碰撞，实现电子雪崩倍增，从而实现微弱信号的读取与探测。微通道板信号读取速度主要取决于信号输运响应时间tr及死时间td。其中，微通道板的输运响应时间tr主要由微孔通道尺寸结构决定，一般为10-9-10-10s。而死时间td主要由微孔通道体电阻Rc及其电容Cc决定，且正比于微孔通道体电阻Rc，在室温条件下一般为10-7-10-8s。
超低温条件下微通道板的信号读取时间主要取决于其体电阻，且与体电阻成正比。由于经特殊工艺处理后，微米通道内壁形成具有二次电子发射层和电子传导层，为类半导体结构，呈负电阻温度系数特性。相关研究表明，在20-30K超低温条件下，微通道板体电阻可升至常温体电阻的约105-106倍，相应的信号读取时间将延长至10-2-1s，与低温量子模拟计算所需超快速量子信号读取相距甚远。因此，超低温下体电阻过高是微通道量子信号快速读取的主要瓶颈。
针对超低温低体电阻微通道板，现有技术主要通过采取调整微通道板材料组成成分、优化理化处理工艺、改变原子层沉积制作的导电层厚度等方面，从降低微通道板常温体电阻角度出发来减小微通道板超低温使用条件下的体电阻。然而，目前尚未有从温阻特性改性与稳定的角度出发来降低超低温条件下的微通道板体电阻的相关专利或文献的报道。
原子层沉积技术(ALD)是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积技术。该技术源于上世纪六七十年代，在20世纪80年代得到发展并完善。在20世纪90年代，随着半导体工业兴起，对各种元器件尺寸，集成度等方面要求越来越高，该技术迅速发展。并于21世纪初，随着适应各种制备需求的商品化ALD仪器的研制成功。
微通道板是一种由数百万个具有高长径比微米级小孔阵列组成的复杂精密元件，其温阻特性改性层是由多种原子组成的复杂多层薄膜，元素比例需要精确控制以实现微通道板超低温电阻温度特性稳定的要求。原子层沉积技术作为目前最先进的薄膜沉积技术之一，基于表面自限制、自饱和吸附反应，具有表面控制性，所制备薄膜具有优异的共形性、大面积均匀性等特点，适应于复杂高长径比衬底表面沉积制膜，同时还能保证精确的亚单层膜厚控制来实现改性层元素比例的精确控制。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种新型的超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法，所要解决的技术问题是使其减缓在超低温条件下微通道板体电阻随温度急剧增大的趋势，实现超低温条件下微通道板的高稳定温阻特性，以降低微通道板超低温体电阻，极大地提高微通道板超低温信号超快速读取与响应的能力，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的在一种超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其包括：
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层；
在所述的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的微通道板基板表面上镀有Ni/Cr表面电极。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的温阻特性改性层为钛酸锶钡复合薄膜或钛酸钡复合薄膜；
所述的钛酸锶钡复合薄膜包括至少一层钛酸锶钡层；
所述的钛酸钡复合薄膜包括至少一层钛酸钡层。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的制备温阻特性改性层的原料包括有机源、水、载气和清洁气体；
其中所述的有机源为四异丙醇钛、Ba(iPr3Cp)2或Sr(Pr(CH)4Cp)2；所述的载体和清洁气体为氩气。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的钛酸锶钡层的制备方法包括：
制备氧化钡薄膜：有机源为Ba(iPr3Cp)2，有机源加热至150-200℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入Ba(iPr3Cp)2的次数为N1；
制备氧化钛薄膜：有机源为四异丙醇钛，有机源加热至30-100℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入四异丙醇钛的次数为N2；
制备氧化锶薄膜：有机源为Sr(Pr(CH)4Cp)2，有机源加热至100-150℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入Sr(Pr(CH)4Cp)2的次数为N3。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的N1、N2和N3的比例为10-12:15-25:6-10。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的钛酸锶钡层的制备方法包括：
制备氧化钡薄膜：有机源为Ba(iPr3Cp)2，有机源加热至150-200℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入Ba(iPr3Cp)2的次数为N4；
制备氧化钛薄膜：有机源为四异丙醇钛，有机源加热至30-100℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入四异丙醇钛的次数为N5。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其中所述的N4和N5的比例为10-12:15-25。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种超低温稳定温阻特性的微通道板，由前述的方法制备而得；其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上；
温阻特性改性层，附着在所述的二次电子发射层上。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的超低温稳定温阻特性的微通道板，其中所述的温阻特性改性层的厚度为10-200nm，所述的温阻特性改性层为钛酸锶钡复合薄膜或钛酸钡复合薄膜。
借由上述技术方案，本发明超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法至少具有下列优点：
本发明在微通道板通道内壁沉积人工设计结构的复合多层正电阻温度系数结构，可以实现厚度精度达0.1nm的高精控制，通过各源料自限反应生长所达到膜层厚度来控制温阻特性改性层原子配比，完全能够满足所制备的10-100nm厚的温阻特性改性层原子配比精度。还可以通过控制掺杂比例和厚度，精确的调整电阻温度系数。
本发明能够对微通道板的本征负电阻温度特性进行改性，降低其在超低温条件下的体电阻随温度减小呈指数增长的变化率，有利于提升超低温条件下微通道板温阻系数稳定性，能够减小微通道板的超低温体电阻，在30K条件下体电阻不高于5GΩ，能够满足超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
与现有采取各种手段仅通过降低微通道板导电层的电阻率，降低常温体电阻的技术相比，本发明利用原子层沉积复合多层结构温阻系数改性膜层具有更大的优势。本发明从微通道板体电阻-温度系数改性角度出发，减缓在超低温条件下微通道板体电阻随温度急剧增大的趋势，来实现超低温条件下微通道板的高稳定温阻特性，降低微通道板超低温条件下的电阻，针对器件所应用的超低温温段范围，可以调整优化温阻特性改性层的多层结构特性，以获得在所需应用超低温温段具有更快速的信号读取与相应。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是超低温稳定温阻特性的微通道板的结构示意图。
图2是超低温稳定温阻特性的微通道板的温阻特性改性层的结构示意图。
图3是本发明使用的原子层沉积系统装置示意图。
图4是对比例1的微通道板的剖面示意图。
图5是对比例1的微通道板的微通道板基体的结构示意图。
图6是实施例1的低温稳定温阻特性的微通道板与微通道板基板在超低温-常温范围内温阻曲线测试数据对比示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的超低温稳定温阻特性的微通道板及其制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本发明的一个实施例提出的一种超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其包括：
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层；
在所述的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。
导电层和二次电子发射层通过原位生成或直接镀制而得。
制备温阻特性改性层包括：将微通道板基板超声清洗，置于原子层沉积用真空反应腔中，使用清洁气体不断清洗，保持反应腔中压力稳定在15-50Pa，在中空通道内壁的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。
温阻特性改性层为钛酸锶钡复合薄膜或钛酸钡复合薄膜；钛酸锶钡复合薄膜包括至少一层钛酸锶钡层；钛酸钡复合薄膜包括至少一层钛酸钡层。
制备温阻特性改性层的原料包括有机源、水、载气和清洁气体；有机源为钛源四异丙醇钛(TTIP)、钡源Ba(iPr3Cp)2或锶源Sr(Pr(CH)4Cp)2；所述的载体和清洁气体为氩气。
钛酸锶钡层的制备方法包括：制备氧化钡薄膜：有机源为Ba(iPr3Cp)2，有机源加热至150-200℃，反应腔温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入Ba(iPr3Cp)2的次数为N1；向反应腔中交替通入Ba(iPr3Cp)2、高纯氩气、水、高纯氩气，循环往复，循环包括曝露过程、载气清洗过程、联合反应过程和载气清洗过程，制备出氧化钡薄膜，厚度由循环次数精确控制；
制备氧化钛薄膜：有机源为四异丙醇钛，有机源加热至30-100℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入四异丙醇钛的次数为N2；向反应腔中交替通入四异丙醇钛、高纯氩气、水、高纯氩气，循环往复，循环包括曝露过程、载气清洗过程、联合反应过程和载气清洗过程，制备出氧化钛薄膜，厚度由循环次数精确控制；
制备氧化锶薄膜：有机源为Sr(Pr(CH)4Cp)2，有机源加热至100-150℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入Sr(Pr(CH)4Cp)2的次数为N3；向反应腔中交替通入Sr(Pr(CH)4Cp)2、高纯氩气、水、高纯氩气，循环往复，循环包括曝露过程、载气清洗过程、联合反应过程和载气清洗过程，制备出氧化钛薄膜，厚度由循环次数精确控制。N1、N2和N3的比例为10-12:15-25:6-10。
钛酸锶钡层的制备方法包括：
制备氧化钡薄膜：有机源为Ba(iPr3Cp)2，有机源加热至150-200℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入Ba(iPr3Cp)2的次数为N4；向反应腔中交替通入Ba(iPr3Cp)2、高纯氩气、水、高纯氩气，循环往复，循环包括曝露过程、载气清洗过程、联合反应过程和载气清洗过程，制备出氧化钡薄膜，厚度由循环次数精确控制；
制备氧化钛薄膜：有机源为四异丙醇钛，有机源加热至30-100℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s，通入四异丙醇钛的次数为N2；向反应腔中交替通入四异丙醇钛、高纯氩气、水、高纯氩气，循环往复，循环包括曝露过程、载气清洗过程、联合反应过程和载气清洗过程，制备出氧化钛薄膜，厚度由循环次数精确控制。N4和N5的比例为10-12:15-25。
本发明的另一实施例提出一种超低温稳定温阻特性的微通道板，其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上；
温阻特性改性层，附着在所述的二次电子发射层上。
微通道板基板的表面还可以附着温阻特性改性层。
温阻特性改性层的厚度为10-200nm，所述的温阻特性改性层为钛酸锶钡复合薄膜或钛酸钡复合薄膜。
超低温稳定温阻特性的微通道板的结构如图1所示，超低温稳定温阻特性的微通道板的上下表面镀有Ni/Cr表面电极2，微通道板基体3即微孔结构的玻璃基体部分，通道内壁上附着导电层5、二次电子发射层6和温阻特性改性层7，图2为图1中温阻特性改性层7的局部放大图，温阻特性改性层7具有至少一层钛酸锶钡层8，包括氧化锶层9、氧化钛层10和氧化钡层11。
本发明的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法使用的原子层沉积系统装置示意图如图3所示。微通道板基板1置于反应腔22中的样品台23，反应腔22通过阀门17连接高纯氩气容器12，气动控制阀门18连接Sr(Pr(CH)4Cp)2容器13，气动控制阀门19连接TTIP容器14，气动控制阀门20连接Ba(iPr3Cp)2容器15，气动控制阀门21连接H2O容器16。反应腔22还连接过滤器24，真空泵25，尾气检测与处理装置26和控制系统27。
实施例1
本发明的一个实施例提出的一种超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其包括：
选取适合于制备数百万根微米级孔径的具有独立中空通道的材料作为微通道板基板；其中基板上下表面镀有Ni/Cr表面电极；
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层；
在所述的二次电子发射层上制备温阻特性改性层：将微通道板基板超声清洗，将微通道板基板依次进行丙酮超声10min，异丙醇超声10min，放烘箱内95℃烘30min，置于原子层沉积用真空反应腔中，根据设置程序，控制系统首先开启清洁气体装置阀门，通入清洁气体到反应腔中，同时开启真空泵阀门，去除杂质气体，对尾气进行成分与浓度监测。当尾气中的清洁气体浓度达到所设定阈值后，依次关闭真空泵阀门、清洁气体装置阀门。在中空通道内壁的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。
其中温阻特性改性层为为钛酸锶钡复合薄膜；钛酸锶钡复合薄膜包括三层钛酸锶钡层，钛酸锶钡层有机源的掺杂顺序为Ba(iPr3Cp)2/TTIP/Sr(Pr(CH)4Cp)2，三者的掺杂比例为10：25：6，制备方法如下：
制备氧化钡薄膜：钡源加热温度为160℃，反应腔温度为230℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为2s/30s/2s/30s，向反应腔中交替通入Ba(iPr3Cp)2、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为10nm；
制备氧化钛薄膜：钛源加热温度为50℃，反应腔温度为230℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为2s/30s/2s/30s，向反应腔中交替通入四异丙醇钛TTIP、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为20nm；
制备氧化锶薄膜：锶源加热温度为140℃，反应腔温度为230℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为2s/30s/2s/30s，向反应腔中交替通入Sr(Pr(CH)4Cp)2、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为30nm。
本发明的另一实施例提出一种超低温稳定温阻特性的微通道板，由实施例1的方法制备而得，其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上；
温阻特性改性层，附着在所述的二次电子发射层上。温阻特性改性层的厚度为180nm。
对比例1
本发明的一个对比例提出的一种微通道板的制备方法，其包括：
选取适合于制备数百万根微米级孔径的具有独立中空通道的材料作为微通道板基板；其中基板上下表面镀有Ni/Cr表面电极；
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层。
本发明的另一对比例提出一种超低温稳定温阻特性的微通道板，由实施例1的方法制备而得，其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上。
对比例1的微通道板的剖面结构如图4所示，微通道板1的上下表面镀有Ni/Cr表面电极2，其中图5为图4中微通道板基体3的局部放大图，通道内壁4上附着导电层5和二次电子发射层6。
将实施例1的超低温稳定温阻特性的微通道板与对比例1的微通道板进行超低温-常温条件下电阻温度测试，如图6所示，曲线28为实施例1的超低温稳定温阻特性的微通道板的超低温-常温条件下电阻温度特征曲线，曲线29为对比例1的微通道板的超低温-常温条件下电阻温度特征曲线。实施例1的超低温稳定温阻特性的微通道板20K条件下体电阻R(20)是其常温条件下体电阻R(293)的100倍，而对比例1的微通道板20K条件下体电阻R(20)是其常温条件下体电阻R(293)的4×105倍；实施例1的超低温稳定温阻特性的微通道板30K条件下体电阻R(30)是其常温条件下体电阻R(293)的约32倍，而对比例1的微通道板30K条件下体电阻R(30)是其常温条件下体电阻R(293)的6.3×103倍。对比例1的微通道板30K条件下体电阻为约28GΩ，实施例1的超低温稳定温阻特性的微通道板在30K条件下体电阻为4.5GΩ，实施例1的超低温稳定温阻特性的微通道板能够满足超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
实施例2
本发明的一个实施例提出的一种超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其包括：
选取适合于制备数百万根微米级孔径的具有独立中空通道的材料作为微通道板基板；其中基板上下表面镀有Ni/Cr表面电极；
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层；
在所述的二次电子发射层上制备温阻特性改性层：将微通道板基板超声清洗，将微通道板基板依次进行丙酮超声10min，异丙醇超声10min，放烘箱内95℃烘30min，置于原子层沉积用真空反应腔中，根据设置程序，控制系统首先开启清洁气体装置阀门，通入清洁气体到反应腔中，同时开启真空泵阀门，去除杂质气体，对尾气进行成分与浓度监测。当尾气中的清洁气体浓度达到所设定阈值后，依次关闭真空泵阀门、清洁气体装置阀门。在中空通道内壁的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。
其中温阻特性改性层为为钛酸锶钡复合薄膜；钛酸锶钡复合薄膜包括两层钛酸锶钡层，钛酸锶钡层有机源的掺杂顺序为Ba(iPr3Cp)2/TTIP/Sr(Pr(CH)4Cp)2，三者的掺杂比例为12：20：10，制备方法如下：
制备氧化钡薄膜：钡源加热温度为200℃，反应腔温度为250℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为5s/20s/5s/20s，向反应腔中交替通入Ba(iPr3Cp)2、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为20nm；
制备氧化钛薄膜：钛源加热温度为100℃，反应腔温度为200℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为5s/20s/5s/20s，向反应腔中交替通入四异丙醇钛TTIP、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为10nm；
制备氧化锶薄膜：锶源加热温度为100℃，反应腔温度为250℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为5s/20s/5s/20s，向反应腔中交替通入Sr(Pr(CH)4Cp)2、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为10nm。
本发明的另一实施例提出一种超低温稳定温阻特性的微通道板，由实施例2的方法制备而得，其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上；
温阻特性改性层，附着在所述的二次电子发射层上。温阻特性改性层的厚度为80nm。
实施例2的超低温稳定温阻特性的微通道板在30K条件下体电阻为3.8G，能够满足超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
实施例3
本发明的一个实施例提出的一种超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其包括：
选取适合于制备数百万根微米级孔径的具有独立中空通道的材料作为微通道板基板；其中基板上下表面镀有Ni/Cr表面电极；
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层；
在所述的二次电子发射层上制备温阻特性改性层：将微通道板基板超声清洗，将微通道板基板依次进行丙酮超声10min，异丙醇超声10min，放烘箱内95℃烘30min，置于原子层沉积用真空反应腔中，根据设置程序，控制系统首先开启清洁气体装置阀门，通入清洁气体到反应腔中，同时开启真空泵阀门，去除杂质气体，对尾气进行成分与浓度监测。当尾气中的清洁气体浓度达到所设定阈值后，依次关闭真空泵阀门、清洁气体装置阀门。在中空通道内壁的二次电子发射层上制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板。
其中温阻特性改性层为为钛酸钡复合薄膜；钛酸钡复合薄膜包括四层钛酸钡层，钛酸钡层有机源的掺杂顺序为Ba(iPr3Cp)2/TTIP，二者的掺杂比例为11：20，制备方法如下：
制备氧化钡薄膜：钡源加热温度为150℃，反应腔温度为200℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为3s/40s/3s/40s，向反应腔中交替通入Ba(iPr3Cp)2、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为10nm；
制备氧化钛薄膜：钛源加热温度为50℃，反应腔温度为220℃，曝露时间/清洗时间/联合反应时间/清洗时间分别为3s/40s/3s/40s，向反应腔中交替通入四异丙醇钛TTIP、高纯氩气、H2O、高纯氩气，循环往复，厚度为10nm。
本发明的另一实施例提出一种超低温稳定温阻特性的微通道板，由实施例3的方法制备而得，其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上；
温阻特性改性层，附着在所述的二次电子发射层上。温阻特性改性层的厚度为80nm。
实施例3的超低温稳定温阻特性的微通道板在30K条件下体电阻为4.1GΩ，能够满足超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
对比例2
本发明的一个对比例提出一种微通道板，有机源的掺杂顺序为TTIP/Ba(iPr3Cp)2/Sr(Pr(CH)4Cp)2，其他条件与实施例1相同。对比例1的微通道板在同等条件下进行性能测试，其30K条件下体电阻R(30)≈15GΩ，不能满足微通道板在超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
对比例3
本发明的一个对比例提出一种微通道板，有机源的掺杂顺序为Sr(Pr(CH)4Cp)2/TTIP/Ba(iPr3Cp)2，其他条件与实施例1相同。对比例2的微通道板在同等条件下进行性能测试，其30K条件下体电阻R(30)≈9GΩ，不能满足微通道板在超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
对比例4
本发明的一个对比例提出一种微通道板，有机源的掺杂顺序为Ba(iPr3Cp)2/Sr(Pr(CH)4Cp)2/TTIP，其他条件与实施例1相同。对比例3的微通道板在同等条件下进行性能测试，其30K条件下体电阻R(30)≈9GΩ，不能满足微通道板在超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
对比例5
本发明的一个对比例提出一种微通道板，有机源的掺杂顺序为Ba(iPr3Cp)2/TTIP/Sr(Pr(CH)4Cp)2，三者的掺杂比例为8：12：5或13：27：11，其他条件与实施例1相同。对比例3的微通道板在同等条件下进行性能测试，其30K条件下体电阻R(30)>5GΩ，不能满足微通道板在超低温条件下超快速信号读取与响应的要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其特征在于，其包括：
在微通道板基板的内壁上制备导电层；
在所述的导电层上制备二次电子发射层；
在所述的二次电子发射层上采用原子层沉积法制备温阻特性改性层，得到超低温稳定温阻特性的微通道板；
所述的温阻特性改性层为钛酸钡复合薄膜或钛酸锶钡复合薄膜；
所述的钛酸钡复合薄膜包括至少一层钛酸钡层；
每层所述的钛酸钡层由微通道孔的内壁至微通道孔的中心依次由氧化钡层和氧化钛层组成；
所述的氧化钡层沉积时，其有机源是Ba(iPr3Cp)2，通入Ba(iPr3Cp)2的次数为N4；氧化钛层沉积时，其有机源为四异丙醇钛，通入四异丙醇钛的次数为N5；所述的N4和N5的比例为11:20；
所述的钛酸锶钡复合薄膜包括至少一层钛酸锶钡层；
每层所述的钛酸锶钡层由微通道孔的内壁至微通道孔的中心依次由氧化钡层、氧化钛层和氧化锶层组成；
所述的氧化钡层沉积时，其有机源是Ba(iPr3Cp)2，通入Ba(iPr3Cp)2的次数为N1；氧化钛层沉积时，其有机源为四异丙醇钛，通入四异丙醇钛的次数为N2；氧化锶层沉积时，有机源为Sr(Pr(CH)4Cp)2，通入Sr(Pr(CH)4Cp)2的次数为N3；所述的N1、N2和N3的比例为10:25:6或者12:20:10。
2.根据权利要求1所述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其特征在于，所述的微通道板基板表面上镀有Ni/Cr表面电极。
3.根据权利要求1所述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其特征在于，所述的制备温阻特性改性层的原料包括有机源、水、载气和清洁气体；
其中所述的有机源为四异丙醇钛、Ba(iPr3Cp)2或Sr(Pr(CH)4Cp)2；所述的载气和清洁气体为氩气。
4.根据权利要求1所述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其特征在于，所述的钛酸锶钡层的制备方法包括：
制备氧化钡薄膜：有机源加热至150-200℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s；
制备氧化钛薄膜：有机源加热至30-100℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s；
制备氧化锶薄膜：有机源加热至100-150℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s。
5.根据权利要求1所述的超低温稳定温阻特性的微通道板的制备方法，其特征在于，所述的钛酸钡层的制备方法包括：
制备氧化钡薄膜：有机源加热至150-200℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s；
制备氧化钛薄膜：有机源加热至30-100℃，反应温度为200-250℃，暴露时间为1-5s，清洗时间为20-50s，联合反应时间为1-5s。
6.一种超低温稳定温阻特性的微通道板，其特征在于，由权利要求1-5任一项所述的方法制备而得；其包括：
微通道板基板；
导电层，附着在所述的微通道板基板的内壁上；
二次电子发射层，附着在所述的导电层上；
温阻特性改性层，附着在所述的二次电子发射层上。
7.根据权利要求6所述的超低温稳定温阻特性的微通道板，其特征在于，所述的温阻特性改性层的厚度为10-200nm，所述的温阻特性改性层为钛酸锶钡复合薄膜或钛酸钡复合薄膜。
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