ES2545685B1 - Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado y para detección de partículas ionizantes,sistema de detección de partículas ionizantes y método de fabricación del dispositivo - Google Patents

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Abstract

Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado para detección de partículas ionizantes, sistema de detección de partículas ionizantes y método de fabricación del dispositivo.#Dispositivo multiplicador (1) de electrones micromecanizado y apilable para la detección de partículas ionizantes que comprende un sustrato sólido con una cavidad central micromecanizada (14) en el centro de la cara inferior del sustrato definiendo un contorno perimétrico de soporte del sustrato (12) alrededor de la cavidad y una pluralidad de orificios pasantes micromecanizados (13) situados en correspondencia con la cavidad (14); una primera capa dieléctrica aislante (17) depositada sobre todas las superficies del sustrato solido; un primer electrodo metálico de polarización (15) situado sobre la cara superior de la primera capa eléctrica aislante (17); y un segundo electrodo metálico de polarización (16) situado sobre la cara inferior de la primera capa eléctrica aislante (17).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado para detection de partlculas ionizantes, sistema de deteccion de partlcuias ionizantes y metodo de fabrication del dispositivo
OBJETO DE LA INVENCION
El objeto de la presente invention es un dispositivo multiplicador de electrones(GEM) micromecanizado y apilable para la deteccion de partlculas ionizantes y un metodo para fabricarlo. Ademas se describe en la presente invencion un sistema de deteccion de partlculas ionizantes que hace uso de una pluralidad de dispositivos multiplicadores apilados en un mismo plano vertical y que estan conectados a un circuito de deteccion de partlculas ionizantes.
La presente invencion se enmarca en el sector de los sistemas microelectromecanicos (MEMS) y micromecanizados y en la tecnologla de los dispositivos multiplicadores de electrones y su fabricacion y, en particular, en detectores de partlculas ionizantes e instrumentation para la investigation cientlfica y aplicaciones medicas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El uso de un gas noble como medio activo para detectar partlculas fundamentales se viene aplicando desde principios del siglo XX. La principal ventaja de utilizar un gas esta relacionada con el hecho de que es mas facil de recoger la carga electrica en un gas de lo que es en medios solidos o llquidos. Simplemente disponiendo de electrodos polarizados en el recipiente que contiene el gas, se consigue que los electrones sean conducidos al anodo y los iones positivos al catodo. La election de la geometrla de los electrodos sirve para ajustar el detector para funcionar como un contador de eventos, sensible a la energla de dichos eventos, o como un integrador de eventos. En este ultimo caso el dispositivo se conoce como camara de ionization. En cuanto al primer caso, los contadores de partlculas basados en detectores gaseosos han evolucionado a lo largo de los anos y para finales de los anos sesenta, ya se propuso un instrumento para la deteccion de la position de cada partlcula ionizante incidiendo sobre una superficie determinada [G. Charpak, R. Bouclier, T. Bressani, J. Favier, C. Zupancic. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 62, 235 (1968)]. Este fue un paso importante para los dispositivos de rayos X de imagenes electronicas. El diseno se basa en el uso de alambres delgados colocados de lado a lado en un plano (contadores proporcionales multifilares), que impone limitaciones mecanicas y electricas en la separation entre alambres. Esto tiene un impacto en la resolution espacial, que
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esta tlpicamente en el rango de 1mm. Para mejorar la resolution aparecio otra implementation a base de microtiras metalicas depositadas sobre una superficie solida aislante [A. Oed. Nuc. Inst. & Meth., A263, 351 (1988)]. Posteriormente, se desarrollaron otras tecnicas para reemplazar los cables en los contadores de partlculas: El "Compteur a Trou" [F. Bartol, M. Bordessoule, G. Chaplier, M. Lemonnier, S. Megtert. Journal de Physique III, 6, 3, 337 (1996)] y el multiplicador de electrones en un Gas (GEM) [F. Sauli. Nuc. Inst. & Meth, A386, 531 (1997)]. En estos dispositivos, los orificios se realizan en un sustrato de plastico delgado que se metaliza por ambos lados. Se aplica una diferencia de tension que establece un alto campo electrico en el interior de los orificios (miles de voltios por millmetro). Un electron liberado por la ionization de las partlculas del gas es conducido a la region de los agujeros, donde se somete a una aceleracion intensa por el campo electrico, lo cual produce una multiplication de carga muy similar a lo que sucede en la avalancha que tiene lugar en los detectores de alambre. Este tipo de detectores es mas estable debido a que la carga electrica casi no cruza el sustrato, por lo que no hay carga espuria. Los detectores GEM se han estudiado y producido por muchos grupos de todo el mundo y pronto fueron probados en configuraciones que proporcionaban imagenes de partlculas ionizantes. Se pueden identificar dos problemas en el desarrollo de detectores de imagenes GEM: en primer lugar, ya que el sustrato es muy delgado y flexible, la imagen obtenida es modulada por deformaciones en este sustrato. El estiramiento de la lamina de un GEM para obtener una superficie perfectamente plana no es facil. En segundo lugar, la resolucion de la energla es diferente de un agujero a otro en la malla de agujeros ya que la precision del patron obtenido es baja: en un campo electrico intenso, cada agujero puede tener un comportamiento diferente, estropeando as! la calidad de la imagen.
El dispositivo micromecanizado propuesto en este documento evita las problematicas expuestas mediante el uso de tecnicas de microfabricacion. Los agujeros se hacen con resolucion micrometrica con tecnologlas MEMS como por ejemplo el grabado profundo con iones reactivos (DRIE). Este aspecto del dispositivo dara lugar a detectores con mejor resolucion en energla y mejor calidad de imagen. Al mismo tiempo, todo el GEM objeto de esta invention esta fabricado sobre una superficie rlgida y plana, lo que impide deformaciones.
Otros dispositivos GEM tambien han propuesto el uso de microfabricacion y tecnicas de microingenierla. El documento US 2011/0089042 propone un metodo para fabricar un GEM utilizando un sustrato de poliamida y el grabado fotolitografico y humedo, eludiendo los problemas de los sustratos no rlgidos al usar su metodo. Sin embargo, tales GEM son dispositivos de multiplicacion unica, es decir, los sistemas de detection basados en estos GEM solo pueden ser de un solo nivel, no apilables.
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La estructura GEM que propone el documento US7,294,954 mejora la fiabilidad mediante el uso de silicio, oxidos y electrodos metalicos, en donde el silicio es anisotropicamente grabado con acido para formar los agujeros de GEM. El dispositivo esta disenado para funcionar produciendo la multiplication de electrones en una direction paralela al plano del sustrato. El apilamiento permite aumentar la superficie sensible, pero no el factor de multiplicacion. La presente invention permite lograr un factor de multiplicacion elevado mediante etapas individuales, lo que nunca puede lograrse con la patente citada.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El objeto de la presente invencion es un dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado y apilable para la detection de partlculas ionizantes, un metodo para fabricar dicho dispositivo y un sistema de deteccion de partlculas ionizantes que hace uso de una pluralidad de dispositivos multiplicadores de electrones apilados.
As! un primer objeto de la invencion es el dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado y apilable para deteccion de partlculas ionizantes, donde el material que se emplea para detectar las partlculas estara en estado gaseoso. Este dispositivo al menos comprende:
• un sustrato solido, rlgido y plano que a su vez comprende: una cavidad central micromecanizada en el centro de la cara inferior del sustrato que define un contorno perimetrico de soporte del sustrato alrededor de la cavidad, donde se almacena el material en estado gaseoso empleado para detectar las partlculas; y una pluralidad de orificios pasantes micromecanizados situados en correspondencia con la cavidad. Este sustrato sera preferentemente de silicio para mejorar la robustez y fiabilidad estructural del dispositivo debido a la baja tension mecanica residual del silicio, por lo que el dispositivo multiplicador no esta sujeto a plegamiento u otras deformaciones que son tlpicas de los dispositivos multiplicadores fabricados sobre sustratos de plastico;
• una primera capa dielectrica aislante depositada sobre todas las superficies del sustrato solido, rlgido y plano que reduce al mlnimo las corrientes de fuga en el sustrato;
• un primer electrodo metalico de polarization situado sobre la cara superior de la primera capa dielectrica aislante; y,
• un segundo electrodo metalico de polarizacion situado sobre la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante.
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Los espesores, tamanos, cantidad y disposition de los orificios pasantes del sustrato seran disenados dependiendo de las necesidades del momento y controlados durante la fabrication de los dispositivos. Preferentemente y dada la naturaleza de la invention estos orificios seran del orden de las micras. Ademas las dimensiones del sustrato se podran de igual modo disenar dependiendo de las necesidades.
En una realization particular de la invencion se ha previsto que el sustrato solido y rlgido del dispositivo multiplicador de electrones este realizado en un material aislante o semiaislante que evite la conduction electrica y deriva electronica hacia el propio sustrato y que evite que el sustrato se cargue electricamente. Mas especlficamente se ha previsto que el sustrato este hecho de un material seleccionado entre vidrio y silicio de alta resistividad sobre aislante (SOI).
En otra realizacion particular de la invencion el primer electrodo metalico de polarizacion cubre la totalidad de la cara superior de la primera capa dielectrica aislante a exception de los orificios micromecanizados. Ademas, y de forma analoga, el segundo electrodo metalico de polarization estara depositado de forma que cubra la totalidad de la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante a excepcion de los orificios.
En otra realizacion particular de la invencion, tanto el primer electrodo metalico de polarizacion como el segundo electrodo metalico de polarizacion del dispositivo estan conectados a una fuente de alimentation para polarizar el dispositivo multiplicador de electrones. Concretamente cada uno de los electrodos del dispositivo se conecta al respectivo catodo o anodo de la fuente de alimentacion. En el caso de haber una pluralidad de dispositivos multiplicadores de electrones apilados, todos ellos se conectaran a una misma fuente o a diferentes fuentes de alimentacion para polarizarlos.
En otra realizacion particular de la invencion, el dispositivo presenta una segunda capa dielectrica aislante depositada sobre todas las superficies del dispositivo multiplicador de electrones. Esta segunda capa se depositara sobre el primer y segundo electrodo metalico de polarizacion dejando los puntos de contacto necesarios para la conexion dielectrica de dichos electrodos.
Un segundo objeto de la presente invencion es el sistema de detection de partlculas ionizantes que comprende al menos dos dispositivos multiplicadores de electrones apilados en un plano normal a la superficie superior de los propios dispositivos multiplicadores de electrones, es decir, apilados en un mismo plano vertical. Los orificios de los dispositivos multiplicadores, una vez apilados, no necesariamente deberan ser coincidentes, aunque dependiendo de la aplicacion
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especifica, si que podrla ser conveniente que lo fueran. Estos dispositivos multiplicadores de electrones son los definidos en cualquiera de las realizaciones anteriormente descritas. Dicho sistema al menos comprende:
• unos medios aislantes electricos situados entre la superficie inferior del contorno perimetrico de soporte del sustrato de cada dispositivo multiplicador de electrones y el segundo electrodo metalico de polarizacion de cada dispositivo multiplicador de electrones inmediatamente inferior y entre el segundo electrodo metalico de polarizacion del dispositivo multiplicador de electrones mas inferior de la pila de dispositivos multiplicadores con un circuito de detection de partlculas ionizantes; y,
• unos medios de sujecion dielectrica entre los dispositivos multiplicadores de electrones adyacentes y entre el dispositivo multiplicador de electrones mas inferior de la pila de dispositivos multiplicadores de electrones con el circuito de deteccion de partlculas ionizantes.
En una realization del sistema, los medios de sujecion dielectrica entre el dispositivo multiplicador de electrones mas inferior de la pila de dispositivos multiplicadores de electrones con el circuito de deteccion de partlculas ionizantes son puntos de contacto dielectricos entre el segundo electrodo metalico de polarizacion del dispositivo multiplicador de electrones y el circuito de deteccion de partlculas ionizantes.
El apilamiento de los dispositivos multiplicadores en sistemas de deteccion de partlculas ionizantes aumenta la capacidad de deteccion de partlculas debido a la mayor flexibilidad en el establecimiento del campo electrostatico en el interior del propio sistema de deteccion. Dicho apilamiento se podra realizar por medios mecanicos, electricos, o ambos.
El tercer objeto de la presente invention es el metodo de fabrication del dispositivo multiplicador de electrones descrito anteriormente. Partiendo del sustrato solido, dicho metodo comprende al menos las siguientes fases:
• micromecanizar los orificios en la cara superior del sustrato solido;
• micromecanizar la cavidad centrada en la cara inferior del sustrato, en correspondencia con los orificios micromecanizados hasta que los orificios sean pasantes, de manera que se define un contorno perimetrico de soporte del sustrato alrededor de la cavidad;
• depositar una primera capa dielectrica aislante sobre todas las superficies del sustrato micromecanizado;
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• depositar el primer electrodo metalico de polarizacion sobre la cara superior de la primera capa dielectrica aislante mediante tecnicas altamente no conformes/selectivas, asegurando la continuidad electrica en la cara superior de la primera capa dielectrica aislante; y,
• depositar el segundo electrodo metalico de polarizacion sobre la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante mediante tecnicas altamente no conformes/selectivas, asegurando la continuidad electrica en la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante.
No obstante, las fases de fabrication del dispositivo descritas no necesariamente deben realizarse en el orden anteriormente expuesto sino que preferentemente el orden de fabricacion sera el que se adecue a la obtencion de las prestaciones del dispositivo final buscadas.
En una realization del metodo objeto de la invention, se alslan las paredes interiores de los orificios micromecanizados. Esta fase del metodo se llevara a cabo cuando el substrato sea de silicio. Si fuese de un material dielectrico, por ejemplo vidrio, no serla estrictamente necesario aislar las paredes interiores.
En una realizacion del metodo objeto de la invencion, adicionalmente se somete a los electrodos del dispositivo multiplicador de electrones a una fase de pasivacion para protegerlos de contactos electricos no deseados evitando la aparicion de cortocircuitos entre las diferentes capas del dispositivo.
En otra realizacion del metodo, las fases de micromecanizado de los orificios y de la cavidad se llevan a cabo mediante grabado qulmico.
En otra realizacion del metodo, las fases de deposito del primer y segundo electrodo metalico de polarizacion se realizan mediante el deposito de un metal evaporado sin mascara. Alternativamente, se ha previsto que en otra realizacion, las fases de deposito del primer y segundo electrodo metalico de polarizacion se hagan mediante el deposito de una combination de mascaras de serigrafla con evaporation de metal.
En otra realizacion del metodo, y cuando el sustrato esta realizado en silicio de alta resistividad sobre aislante, la fase de micromecanizado de los orificios se realiza mediante grabado qulmico de una capa de silicio superior y una capa de oxido enterrada del sustrato. Ademas, la fase de micromecanizado de la cavidad se realizara mediante grabado qulmico de una capa de silicio inferior del sustrato.
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En otra realization del metodo, la primera capa dielectrica aislante se deposita mediante tecnicas conformes que evitan fugas de electrones hacia el sustrato solido. Notese que a lo largo de la presente description cuando se menciona el uso de tecnicas de deposition conformes, se refiere a tecnicas que aseguren la continuidad electrica del material depositado sobre toda la superficie sobre la que se deposita y que adicionalmente evite la fuga de corriente, aislando electricamente el material depositado.
En otra realization del metodo, el deposito del primer y segundo electrodo metalico de polarization se realizan mediante tecnicas no conformes/selectivas que evitan el deposito de los electrodos en las paredes internas de los orificios y que garantizan el contacto electrico un area perimetral de los orificios y el contorno perimetrico de soporte del sustrato alrededor de la cavidad.
En otra realization del metodo, se lleva a cabo una fase adicional que consiste en estructurar el primer y segundo electrodo metalico de polarization. Asl la estructuracion del primer electrodo de polarization se realiza mediante un recubrimiento con resina y una posterior fotolitografla del primer electrodo metalico de polarization, y la estructuracion del segundo electrodo metalico de polarization se realiza mediante un revestimiento por pulverization y posterior fotolitografla del segundo electrodo de polarization. Esta estructuracion de los electrodos consiste en retirar el material metalico de los electrodos metalicos de polarization de los bordes de los orificios micromecanizados del sustrato.
En otra realization del metodo, la micromecanizacion de los orificios del sustrato se realiza mediante tecnicas de grabado anisotropico de elevada relation de aspecto.
En otra realization del metodo, se ha previsto que el metodo comprenda las siguientes fases adicionales:
• depositar una segunda capa aislante dielectrica sobre todas las superficies del dispositivo multiplicador mediante tecnicas conformes; y
• realizar aberturas en la segunda capa aislante dielectrica para colocar unas conexiones electricas en el primer y segundo electrodo metalico de polarization.
La presente invention permite el apilado vertical de los dispositivos multiplicadores de electrones mejorando la fiabilidad y robustez en la detection de partlculas. Aprovechando los procesos de micromecanizado y MEMS, una de las principales ventajas del dispositivo multiplicador de electrones de silicio es la production en masa y de bajo coste, siendo ademas el rendimiento del
detector de partlculas adaptable asl como su precision geometrica. Ademas, el dispositivo
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resuelve un problema conocido de los intentos anteriores para producir GEMs para la detection de particulas: en la presente invention, como que el sustrato es solido, no hay ninguna deformation de los electrodos que capturan las particulas ionizantes, proporcionando asi una mejor calidad de imagen.
La presente invencion es aplicable a los detectores de rayos X y para todas aquellas aplicaciones que requieren la deteccion de particulas ionizantes, mejorada por el uso de multiplicadores de electrones de gas como la que se presenta aquL En particular, esta invencion tiene un gran potencial para producir dispositivos de imagen de rayos X para aplicaciones medicas.
La flexibilidad del metodo de fabrication aqu descrito permite la fabrication de dispositivos multiplicadores con dimensiones diversas y caracteristicas de diseno heterogeneas. De forma simultanea y en consecuencia, permite tambien la production de los dispositivos en grandes cantidades mediante su fabricacion en lotes reduciendo sus costes de fabricacion. Ademas proporciona plena integrabilidad de los dispositivos multiplicadores en CMOS, CCD, o circuitos de lectura de tecnologia similar. Adicionalmente la solution aqu descrita provee una mayor tasa de conteo y resolution de energia en el dispositivo multiplicador de electrones ya que el proceso de recogida de carga en los electrodos es rapido y uniforme y que ademas el proceso de fabricacion permite producir dispositivos con una elevada precision en sus dimensiones geometricas.
Es un objeto adicional de la presente invencion proporcionar un dispositivo multiplicador de electrones con un fotocatodo de tal manera que se haga sensible a la luz visible y/o ultravioleta. Asi la fuente de electrones, que posteriormente se multiplicarian en el multiplicador de electrones, seria en una realization preferente dicho fotocatodo. De esta manera, el dispositivo multiplicador de electrones podria emplearse para detectar luz incluso cuando esta es de muy baja intensidad. No obstante el dispositivo, sistema y metodo objeto de la presente invencion puede emplearse con muy diferentes propositos independientemente de que dispositivo se emplea como fuente de electrones.
DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FIGURAS
Figura 1a.- Muestra una vista en planta superior de un ejemplo de realizacion del dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado y apilable objeto de la presente invencion.
Figura 1b.- Muestra una vista en corte transversal del dispositivo de la figura 1a, a lo largo de la lmea A-A.
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Figura 2.- Muestra una vista en corte de una realization particular del sistema de detection de partlculas ionizantes objeto de la presente invention, el cual esta formado por una pluralidad de dispositivos multiplicadores apilados como los mostrados en las figuras 1a y 1b y que estan conectados a un circuito de detection de partlculas ionizantes.
Figura 3.- Muestra una vista en section transversal de un sustrato de silicio sobre aislante (SOI).
Figuras 4a-4e.- Muestran una serie de vistas en section transversal de la realization del dispositivo mostrado en las figuras 1a y 1b que ilustran una realization preferida del metodo para la fabrication del dispositivo objeto de la presente invention.
Figuras 5a-5h.- Muestran una vista en section transversal detallada de las fases de fabrication de la section agujereada del dispositivo mostrado en las figuras 4a a 4e. Esta section agujerada es la correspondiente a la referencia numerica 11 de las figuras 4a-4e.
Figuras 6a-6e.- Muestran los resultados de la simulation del dispositivo multiplicador de electrones objeto de la presente invention donde se muestra el efecto avalancha y la multiplication de electrones alrededor de la section agujereada.
Figura 7.- Muestra unas vistas superiores y en section transversal de varios ejemplos de realization de dispositivos multiplicadores de electrones con diferentes dimensiones laterales y fabricados dentro del mismo proceso de fabrication de acuerdo con una forma de realization preferida de la presente invention.
DESCRIPCION DE EJEMPLOS DE REALIZACION DE LA INVENCION
Seguidamente se realizan, con caracter ilustrativo y no limitativo, una description de varios ejemplos de realization de la invention, haciendo referencia a la numeration adoptada en las figuras.
Las figuras 1a y 1b muestran un ejemplo de realization del dispositivo multiplicador de electrones objeto de la presente invention. Concretamente muestran un dispositivo que consiste en una section agujereada micromecanizada sobre un sustrato de silicio de soporte, electrodos metalicos para la polarization electrica, una section de soporte de silicio y una cavidad tambien
micromecanizada sobre dicho sustrato de silicio. Los espesores y tamanos de los orificios de la
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seccion agujerada son realizados en funcion de las necesidades del diseno y controlados durante la fabrication.
La figura 1a muestra una vista superior del dispositivo multiplicador de electrones (1), que tiene una seccion agujereada o seccion de membrana agujereada (11) y una seccion de soporte de silicio (12). La seccion agujereada (11) presenta orificios micromecanizados pasantes (13).
La figura 1b muestra una vista en corte transversal del dispositivo de la figura 1a lo largo de la llnea A-A, en el que el dispositivo multiplicador de electrones (1) dispone de la seccion agujereada
(11) con orificios micromecanizados pasantes (13) y la seccion de soporte (12). Debajo de la seccion agujereada (11), el multiplicador de electrones (1) cuenta con una cavidad de separation micromecanizada (14). El dispositivo tambien cuenta con un primer electrodo metalico superior (15) y un segundo electrodo metalico inferior (16), que son necesarios para polarizar el dispositivo multiplicador de electrones (1) durante el funcionamiento del mismo. Los laterales de los orificios micromecanizados pasantes (13) en la seccion agujereada (11) estan recubiertos por una primera capa de material dielectrico aislante (17). El espesor de los orificios micromecanizados pasantes (13) esta delimitado por el espesor de dicho primer electrodo metalico superior (15), dicho segundo electrodo metalico inferior (16) y dicha primera capa de material dielectrico aislante (17). El dispositivo multiplicador de electrones se fabrica sobre un sustrato de silicio de soporte (2), el cual, en una realization preferida de la presente invention, esta hecho con una tecnologla de silicio sobre aislante (SOI). Uno o mas dispositivos multiplicadores de electrones se pueden apilar para magnificar la multiplication de electrones a traves del efecto avalancha del multiplicador de electrones localizado en la seccion agujereada (11).
La primera capa de material dielectrico aislante (17) cubre todas las superficies de apoyo de dicho sustrato de silicio que incluye dicha seccion agujereada (11) y dicha seccion de soporte de silicio
(12) . La superficie de contacto superior de dicha primera capa de material dielectrico aislante (17) tiene contacto con el primer electrodo metalico superior (15) y su superficie de contacto inferior tiene contacto con el segundo electrodo metalico inferior (16). Las paredes laterales de los orificios micromecanizados pasantes (13) tienen superficies de contacto que tambien estan recubiertas de dicha primera capa de material dielectrico aislante (17). Esta deposition se puede llevar a cabo mediante la oxidation o una deposicion conforme de un oxido, un nitruro, o cualquier otro material dielectrico adecuado que prevenga las fugas hacia el sustrato (2).
El primer electrodo metalico superior (15) tiene contacto en una de sus superficies y en la orientation del eje vertical la primera capa de material dielectrico aislante (17), que actua a modo
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de interfaz, que cubre dicho sustrato de soporte de silicio, incluyendo tanto la seccion de soporte (12) como la seccion agujereada (11) y su segunda superficie de contacto tiene contacto con el aire que esta por encima de dicho dispositivo multiplicador de electrones y/o con un punto de contacto dielectrico situado en la superficie inferior de otro dispositivo multiplicador de electrones que forma parte de una pila de dispositivos similares.
El segundo electrodo metalico inferior (16) tiene un contacto en una de sus superficies y en la orientation del eje vertical con la interfaz de la primera capa de material dielectrico aislante (17) que cubre dicho sustrato, incluyendo tanto la seccion de soporte (12) como dicha seccion agujereada (11) y su segunda superficie de contacto tiene contacto con un punto del dielectrico situado en la superficie superior de otro dispositivo multiplicador de electrones que forma parte de una pila de dispositivos similares o con un punto de contacto dielectrico situado en la superficie superior de un circuito detector de rayos X o matriz XY o circuito de detection de partlculas ionizantes similares.
La seccion agujereada (11) esta cubierta en todas las superficies por dicha primera capa de material dielectrico aislante (17). Su superficie de contacto superior tiene contacto, en la orientacion del eje vertical, con dicho primer electrodo metalico superior (15) y su superficie de contacto inferior tiene contacto con dicho segundo electrodo metalico inferior (16), permitiendo asl la polarization del dispositivo multiplicador de electrones (1).
La cavidad (14) esta micromecanizada en volumen dentro de dicho sustrato (2). Su espesor esta determinado por los parametros de diseno, como son los espesores de la seccion de soporte (12) y la seccion agujereada (11). La suma del espesor de la seccion agujereada (11) y del espesor de la cavidad (14) es igual al espesor del sustrato (2). De tal manera, la seccion agujereada (11) adopta la forma de una membrana suspendida sobre la cavidad (14).
En una realization particular, la primera capa de material dielectrico aislante (17) esta hecha de dioxido de silicio termico (SiO2) con un espesor de entre 4,000 y 8,000 A. El primer electrodo metalico superior (15) y el segundo electrodo metalico inferior (16) estan hechos de una capa de aluminio evaporado con un grosor de 150nm. Aunque no necesariamente, el primer electrodo metalico superior (15) y el segundo electrodo metalico inferior (16) pueden tener diferentes espesores, a criterio del disenador. Las dimensiones laterales de los orificios micromecanizados pasantes (13) pueden oscilar entre las unidades y las decenas de micras.
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La figura 2 muestra el apilamiento de multiples dispositivos multiplicadores de electrones (1) como los que estan siendo objeto de la presente invention. Esta caracterlstica aumenta la capacidad de detection de partlculas debido a la mayor diferencia de potencial y a la mayor magnitud del efecto avalancha. Los dispositivos multiplicadores de electrones apilados (5, 6, y 7) estan interconectados entre si y tambien a un circuito de lectura X&Y (8) situado en la position inferior de la pila, de acuerdo con una forma de realization preferida de la presente invencion.
La pila se compone de un dispositivo multiplicador de electrones superior (5), uno o mas dispositivos multiplicadores de electrones intermedios (6), y un dispositivo multiplicadores de electrones inferior (7). Dicho dispositivo multiplicador de electrones superior (5) tiene contacto electrico en su superficie de contacto superior con el aire por encima de la pila, su superficie de contacto inferior tiene contacto mecanico con la superficie de contacto superior del segundo dispositivo multiplicador de electrones (6) de la pila, pero electricamente aislada de ella. Dicho dispositivo multiplicador de electrones (6) intermedio tiene contacto mecanico en su superficie de contacto superior con la superficie inferior de contacto del dispositivo multiplicador de electrones precedente en la pila, su superficie de contacto inferior tiene contacto mecanico con la superficie de contacto superior del dispositivo multiplicador de electrones posterior en la pila, las superficies de las interfaces tanto superior como inferior estan aisladas electricamente. El dispositivo multiplicador de electrones inferior (7) es el dispositivo mas inferior de la pila. Tiene contacto mecanico en su superficie de contacto superior con la superficie inferior de contacto del dispositivo multiplicador de electrones precedente en la pila, su superficie de contacto inferior tiene contacto mecanico con la superficie de contacto superior de un circuito matriz de lectura XY (8) o circuito de deteccion de partlculas ionizantes similar. En una forma de realizacion de la presente invencion se ha colocado una interfaz de pasivacion entre dispositivos multiplicadores de electrones consecutivos para evitar el contacto electrico entre sus electrodos correspondientes.
La polarization de cada dispositivo multiplicador de electrones en la pila se lleva a cabo a traves de su primer electrodo metalico superior (15) y el segundo electrodo metalico inferior (16). Tales electrodos se ponen en contacto por soldadura, union, o cualesquiera otros medios de contacto electrico a traves de pads de contacto. Dicho primer electrodo metalico superior (15) de cada dispositivo multiplicador de electrones (5,6,7) en la pila esta conectado, para el proposito de su polarizacion y en la direction del eje vertical, al primer nodo de una fuente de alimentation (3) y dicho segundo electrodo metalico inferior (16) de cada dispositivo multiplicador de electrones
(5.6.7) en la pila esta conectado al segundo nodo de dicha fuente de alimentacion (3). No hay contacto electrico entre los electrodos de los dispositivos multiplicadores de electrones apilados
(5.6.7) . Los dispositivos multiplicadores de electrones (5,6,7) y el circuito de lectura X&Y se apilan
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mecanicamente mediante puntos de contacto dielectrico (4), con el fin de evitar el contacto electrico entre ellos.
El apilamiento de los dispositivos multiplicadores de electrones (5,6,7) y el circuito de lectura X&Y se puede llevar a cabo a traves de la alineacion modulo multi-chip (MCM) y tecnicas de integration o cualquier otro medio adecuado para la integration vertical de multiples dispositivos de silicio. El aislamiento galvanico entre los dispositivos multiplicadores de electrones (5,6,7) y el circuito de lectura X&Y de la pila esta garantizado a traves de las capas dielectricas que impiden el contacto entre los electrodos metalicos de los diferentes dispositivos multiplicadores de electrones y el circuito de lectura X&Y.
La figura 3 muestra una vista en corte de section transversal de un sustrato SOI (2) de acuerdo con una realization de la presente invention. Dicho sustrato SOI (2) sirve como el sustrato soporte y facilita en gran medida el control del proceso de micromecanizado durante la fabrication. Independientemente del metodo de fabricacion, los sustratos SOI disponen de tres capas: la capa de silicio dispositivo (DEV) (21), la capa de oxido enterrada (BOX) (22) y el silicio en volumen (23). Existen en el mercado una amplia variedad de sustratos de diversos espesores, silicio con dopaje tipo - n o p - y propiedades electricas y mecanicas diferentes. El uso de sustratos de diversas naturales, dimensiones y con diferentes propiedades entraran dentro del ambito de protection de la presente invencion.
La capa DEV (21) tiene espesores entre 1pm y 100pm, la capa BOX (22) entre 500nm y 2,5pm y la capa de silicio en volumen (23) tiene un grosor de entre 300pm y 500p.m.
Las figuras 4a a 4e ilustran la secuencia de proceso para la fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones (1), de acuerdo con una realizacion de esta invencion. De acuerdo a la figura 4a el micromecanizado en volumen se lleva a cabo primero desde el lado frontal de un sustrato SOI (2) de una manera selectiva para dar forma a la seccion agujereada (11) con orificios micromecanizados pasantes (13) para producir simultaneamente multiples dispositivos con diferentes disenos en el mismo lote y oblea para una production en masa. Despues de los pasos de fotolitografla y de enmascaramiento, se lleva a cabo el grabado selectivo de la capa DEV del sustrato SOI (21) hasta que el agente reactivo de ataque alcanza la superficie superior de la capa BOX (22). A continuation, la capa BOX se graba hasta que el agente reactivo de ataque alcanza la superficie superior de la parte de silicio de volumen (23).
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Entonces, y de acuerdo a la figura 4b, dicho micromecanizado en volumen se lleva a cabo desde el lado posterior del sustrato SOI mediante el grabado de toda la masa de silicio (23), el proceso se completa cuando el agente reactivo de ataque llega a la superficie inferior de la capa BOX (22), que esta en contacto directo con el grueso de silicio (23). Cualquier tipo de grabado bien sea seco y/o humedo son tecnologlas adecuadas para completar el proceso de grabado. Asl se consigue el micromecanizado de la cavidad (14).
En una realization preferida, la capa DEV (21) se graba usando un equipo de grabado ionico reactivo profundo (DRIE) y con una receta altamente anisotropica, por lo general en ambiente de SF6. Una modification de la receta de grabado de silicio permite el grabado total de la capa BOX (22) con suficiente selectividad respecto de las recetas tlpicas de grabado de silicio con el fin de completar el proceso de grabado. En una otra realizacion de la presente invencion, la capa BOX (22) se graba por ataque qulmico isotropico en humedo utilizando un llquido o un gas de acido fluorhldrico (HF). Debido a las dimensiones laterales de los orificios micromecanizados pasantes
(13), el grabado isotropico es suficiente para garantizar la estabilidad mecanica de la estructura sin comprometer la presencia de oxido en la section agujereada (11).
La capa de silicio en volumen (23) se graba usando grabado humedo anisotropico por hidroxido de potasio (KOH) o hidroxido de tetrametilamonio (TMAH). Debido a que es necesario grabar cientos de micrometros de silicio para grabar completamente la mayor parte de la capa de silicio en volumen (23), una mascara selectiva al grabado se emplea para evitar el ataque qulmico en las zonas no deseadas. Se entiende que se elimina la mascara de grabado despues de que se ha completado el proceso. En otra realizacion de la presente invention, se utiliza DRIE isotropico para grabar la capa de silicio en volumen (23). La condition necesaria es proporcionar una inclination de grabado para permitir la metalizacion continua a lo largo de la superficie inferior del sustrato (2), a fin de proporcionar un segundo electrodo metalico inferior (16) continuo entre la seccion agujerada (11) y la seccion de soporte (12).
De acuerdo con la figura 4c, una primera capa de material dielectrico aislante (17) se crece termicamente o se deposita conformemente mediante deposition en fase de vapor asistida por plasma (PECVD) o cualquier otra tecnica de deposicion adecuada con el fin de cubrir todas las superficies del sustrato micromecanizado. Adicionalmente, las paredes verticales de los orificios micromecanizados pasantes (13) se alslan electricamente para evitar fugas de electrones al sustrato (2). La primera capa de material dielectrico aislante (17) garantiza el aislamiento electrico del sustrato (2) y facilita la adherencia del metal de los electrodos.
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En una realization concreta, la primera capa de material dielectrico aislante (17) hecha de dioxido de silicio termico (SiO2) esta termicamente crecida por oxidation en humedo o en seco del silicio interfacial del sustrato SOI (2).
La figura 4d muestra la metalizacion de la superficie superior del sustrato (2) que crea el primer electrodo metalico superior (15). La deposition de un metal evaporado sin mascara es un metodo adecuado para lograr el recubrimiento total de la superficie superior del dispositivo multiplicador de electrones (1), siempre que el espesor de la section agujereada (11) sea suficiente y el proceso de deposition del metal sea altamente no conforme/selectiva. En otra realization de la presente invention, una combination de mascaras de serigrafla con evaporation de metal es suficiente para garantizar la metalizacion no conforme de la superficie superior del dispositivo multiplicador de electrones (1). La election de la tecnica de deposition de los electrodos dependera de los metales disponibles y los recursos de fabrication. Una condition necesaria para lograr con exito este paso es tener continuidad electrica en la superficie superior del dispositivo multiplicador de electrones (1) entre la section de membrana agujereada (11) y la section de soporte (12), con el fin de permitir la polarization apropiada del dispositivo multiplicador de electrones (1).
De acuerdo a la figura 4e el siguiente paso es la metalizacion de la superficie inferior del sustrato (2) para crear el segundo electrodo metalico inferior (16). La deposition de un metal evaporado sin mascara es un metodo adecuado para lograr el recubrimiento total de la superficie inferior del dispositivo multiplicador de electrones (1), siempre que el espesor de la section agujereada (11) sea suficiente y el proceso de deposition del metal sea altamente no conforme/selectiva. Lo descrito en el parrafo anterior sirve de igual modo para la deposition de este segundo electrodo metalico inferior. Igualmente se debe tener continuidad electrica en la superficie inferior del dispositivo multiplicador de electrones (1) entre la section de la section agujereada (11) y la section de soporte (12), con el fin de permitir la polarization apropiada del dispositivo multiplicador de electrones (1).
De acuerdo con esta secuencia de proceso, la section agujereada (11) resultante presenta un espesor controlado igual al de la capa DEV (21) y la suma de los espesores de la primera capa de material dielectrico aislante (17), el primer electrodo metalico superior (15) y el segundo electrodo metalico inferior (16). La cavidad (14) tiene una profundidad igual al espesor de la capa de silicio en volumen (23). Se pueden fabricar multiples dispositivos con una variedad de diseno y dimensiones laterales en el mismo lote y oblea, aprovechando la ventaja de la microelectronica y las tecnicas de microfabricacion.
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Haciendo referenda a las figuras 4d y 4e, tanto el primer electrodo metalico superior (15) como el segundo electrodo metalico inferior (16) se fabrican mediante evaporation flsica de metal, mediante tecnicas no conformes/selectivas, para alcanzar espesores en el orden de 150nm.
Las figuras 5a a 5g muestran una description detallada de un metodo de fabrication de acuerdo con otra forma de realization preferida de la invention. En dichas figuras 5a a 5g se muestra unicamente la parte del sustrato correspondiente a la section agujereada (11). Dicho metodo comprende en primer lugar la fabricacion de la cavidad (14) micromecanizada en dicho substrato (2), en la que el volumen mecanizado microscopicamente define la seccion agujereada (11). La figura 5a muestra la seccion agujereada (sin los orificios) del sustrato (2) con la cavidad (14) ya mecanizada. Posteriormente, se procede a la deposition de una primera capa de material dielectrico aislante (17), figura 5b, que cubre la parte superior e inferior del sustrato (2). Dicho aislante puede ser de oxido termico, nitruro, nitruro rico en silicio o cualquier otro material o compuesto que cubre conformemente las superficies superior e inferior del sustrato (2). Luego se deposita, figura 5c, un primer electrodo metalico superior (15) en la superficie superior del sustrato de soporte aislado, y un segundo electrodo metalico inferior (16) en la superficie inferior del sustrato de soporte aislado. Dicho primer electrodo metalico superior puede ser de aluminio o de otro metal que, o bien se puede depositar o evaporar sobre dicho sustrato y dicho segundo electrodo metalico inferior puede ser de aluminio o de otro metal que puede ser evaporado por haz de electrones sobre la parte posterior micromecanizada del substrato.
La siguiente fase, figuras 5d y 5e, es el grabado de dicho primer electrodo metalico superior (15) y el grabado de dicho segundo electrodo metalico inferior (16) junto con la primera capa de material dielectrico aislante (17). Para el grabado del primer electrodo metalico superior (15) se pueden emplear tecnicas de recubrimiento por centrifugation estandar y tecnicas fotolitograficas y para el grabado del segundo electrodo metalico inferior (16) se pueden emplear tecnicas de pulverization y fotolitografla adecuadas. Luego, figura 5f, se graba el sustrato para la creation de los orificios micromecanizados pasantes mediante grabado ionico reactivo profundo (DRIE) o cualquier otra tecnica de microfabricacion por grabado anisotropico con alta relation de aspecto.
El metodo comprende, figura 5g, la deposicion de una segunda capa de material dielectrico aislante (18), para pasivar el dispositivo (1), que cubre conformemente todas las superficies expuestas de dicho sustrato (2), la primera capa de material dielectrico aislante (17) y el primer y segundo electrodo metalico (15,16). Dicha segunda capa de material dielectrico aislante (18) se fabrica utilizando la deposicion en fase de vapor asistida por plasma (PECVD), la deposicion por capas atomicas (ALD) o cualquier otra tecnica adecuada para producir dielectricos conformes que
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cubran todas las superficies expuestas del sustrato y las capas ya fabricadas en el mismo. La deposition de esta segunda capa de material dielectrico aislante es opcional.
Posteriormente se realizan aberturas (19), figura 5h, en dicha segunda capa de material dielectrico aislante (18) en ambas superficies superior e inferior del sustrato (2) de soporte pasivado para contactar con el primer electrodo metalico superior (15) y con el segundo electrodo metalico inferior (16) y donde se colocan las conexiones electricas (20).
Fig. 6 muestra los resultados de simulation del efecto de avalancha en la estructura de los multiplicadores objeto de la presente invention en la proximidad de sus orificios. Todos los resultados de la simulacion se han obtenido del software de modelado Garfield++.
La figura 6a muestra la vista superior de section agujereada modelada. La figura 6b muestra la tendencia de los electrones en uno de los orificios del dispositivo viendose como estos se multiplican al pasar por dicho orifico facilitando su posterior detection. La figura 6c muestra las llneas equipotenciales en uno de los orificios. La figura 6d muestra una vista superior de la distribution hexagonal de la deriva de electrones en una seccion agujerada de uno de los dispositivos objeto de la presente invencion. La figura 6e muestra el proceso de multiplication de electrones en uno de los orificios.
Haciendo referencia a la Fig. 7, multiples dispositivos transductores pueden ser fabricados en lotes utilizando instalaciones de sala blanca para microelectronica y/o MEMS. Los dispositivos pueden ser extraldos de su sustrato mediante el corte con sierra. Las obleas SOI comerciales estan disponibles en diametros a partir de 100mm.
La presente invencion es aplicable a la construction de sistemas de deteccion de partlculas ionizantes o dispositivos similares que comprenden una pila de uno o mas dispositivos GEM apilables y una matriz XY o circuito de deteccion similar, en los que al menos uno de los dispositivos GEM en la pila esta conectado al circuito detector con el fin de proporcionar la funcionalidad de deteccion de partlculas ionizantes tales como la deteccion de rayos X o el sistema de deteccion de partlculas ionizantes similar en el que dicho dispositivo GEM apilable es la tecnologla fundamental para dotar al sistema de funcionamiento correcto. Una aplicacion de la presente invencion es para la construccion de instrumentation para la investigation cientlfica y aplicaciones medicas.
Diversas modificaciones de la presente invencion seran evidentes para los expertos en la tecnica a partir de la description anterior y los dibujos que se acompanan.

Claims (24)

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    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo multiplicador de electrones (1) micromecanizado para detection de partlcuias ionizantes, donde se emplea un material gaseoso para la deteccion de las partlcuias ionizantes en estado gaseoso, caracterizado por que comprende:
    • un sustrato solido (2), rlgido y plano que a su vez comprende:
    - una cavidad central (14) micromecanizada en el centro de la cara inferior del sustrato (2) que define un contorno perimetrico de soporte del sustrato (12) alrededor de la cavidad central (14) donde se almacena el material gaseoso; y,
    - una pluralidad de orificios pasantes micromecanizados (13) situados en correspondencia con la cavidad central (14);
    • una primera capa dielectrica aislante (17) depositada sobre al menos las superficies superior e inferior del sustrato solido (2);
    • un primer electrodo metalico de polarization (15) situado sobre la cara superior de la primera capa dielectrica aislante (17); y,
    • un segundo electrodo metalico de polarizacion (16) situado sobre la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante (17).
  2. 2. Dispositivo multiplicador de electrones (1) micromecanizado, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el sustrato solido (2) esta realizado de un material aislante o semiaislante para evitar la conduction electrica y deriva electronica hacia el propio sustrato y para evitar que el sustrato se cargue electricamente.

  3. 3. Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado, segun la reivindicacion 2,
    caracterizado por que el sustrato solido (2) esta realizado en un material seleccionado entre vidrio y silicio de alta resistividad sobre aislante.

  4. 4. Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado, segun la reivindicacion 1,
    caracterizado por que el primer electrodo metalico de polarizacion (15) cubre la totalidad de la cara superior del sustrato a exception de los orificios pasantes micromecanizados (13).

  5. 5. Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado, segun la reivindicacion 4,
    caracterizado por que el segundo electrodo metalico de polarizacion (16) cubre la totalidad de la cara inferior del sustrato a excepcion de los orificios pasantes micromecanizados (13).
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  6. 6. Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado, segun una cualquiera de las

    reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tanto el primer electrodo metalico de
    polarizacion (15) como el segundo electrodo metalico de polarizacion (16) estan conectados a una fuente de alimentacion para la polarizar el dispositivo multiplicador de electrones (1).

  7. 7. Dispositivo multiplicador de electrones micromecanizado, segun una cualquiera de las
    reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una segunda capa dielectrica
    aislante (18) depositada sobre todas las superficies del dispositivo multiplicador de electrones (1).
  8. 8. Sistema de detection de partlculas ionizantes caracterizado porque comprende al menos dos dispositivos multiplicadores de electrones (5,6,7) apilados en un plano normal a la superficie superior del los dispositivos multiplicadores de electrones, donde los dispositivos multiplicadores de electrones estan definidos en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el sistema comprende:
    • unos medios aislantes electricos situados entre la superficie inferior del contorno perimetrico de soporte del sustrato de cada dispositivo multiplicador de electrones (5,6,7) y el segundo electrodo metalico de polarizacion (16) de cada dispositivo inmediatamente inferior y entre el segundo electrodo metalico de polarizacion (16) del dispositivo multiplicador mas inferior (7) de la pila de dispositivos multiplicadores con un circuito de deteccion de partlculas ionizantes (8); y,
    • unos medios de sujecion dielectrica entre los dispositivos multiplicadores adyacentes y entre el dispositivo multiplicador de electrones (7) mas inferior de la pila de dispositivos multiplicadores (5,6,7) con el circuito de deteccion de partlculas ionizantes (8).
  9. 9. Sistema de deteccion de partlculas ionizantes, segun la revindication 8, caracterizado porque los medios de interconexion dielectrica entre el dispositivo multiplicador de electrones (7) mas inferior de la pila de dispositivos multiplicadores de electrones (5,6,7) con el circuito de deteccion de partlculas ionizantes (8) son puntos de contacto dielectricos (4) entre el segundo electrodo metalico de polarizacion (16) del dispositivo multiplicador de electrones (7) y el circuito de deteccion de partlculas ionizantes (8).
  10. 10. Metodo de fabrication del dispositivo multiplicador de electrones descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que partiendo de un sustrato solido (2), el metodo comprende al menos las siguientes fases:
    • micromecanizar los orificios (13) en la cara superior del sustrato solido (2);
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    • micromecanizar la cavidad central (14) en la cara inferior del sustrato solido (2), en correspondencia con los orificios micromecanizados (13) hasta que los orificios sean pasantes, de manera que se define un contorno perimetrico de soporte del sustrato (12) alrededor de la cavidad central (14);
    • depositar una primera capa dielectrica aislante (17) sobre al menos las superficies superior e inferior del sustrato solido (2) micromecanizado;
    • depositar el primer electrodo metalico de polarizacion (15) sobre la cara superior de la primera capa dielectrica aislante (17), asegurando la continuidad electrica en la cara superior de la primera capa dielectrica aislante (17); y,
    • depositar el segundo electrodo metalico de polarizacion (16) sobre la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante (17) asegurando la continuidad electrica en la cara inferior de la primera capa dielectrica aislante (17).
  11. 11. - Metodo de fabrication del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que comprende aislar electricamente las paredes interiores de los orificios pasantes micromecanizados.
  12. 12. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que adicionalmente comprende una fase de pasivacion del dispositivo multiplicador de electrones (1).
  13. 13. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que las fases de micromecanizado se llevan a cabo mediante grabado qulmico.
  14. 14. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que las fases de deposito del primer y segundo electrodo metalico de polarizacion (15,16) se realizan mediante el deposito de un metal evaporado sin mascara.
  15. 15. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que las fases de deposito del primer y segundo electrodo metalico de polarizacion (15,16) se realizan mediante el deposito de una combination de mascaras de serigrafla con evaporation de metal.
  16. 16. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que cuando el sustrato solido (2) esta realizado en silicio de alta resistividad
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    sobre aislante, la fase de micromecanizado de los orificios (13) se realiza mediante grabado quimico de una capa de silicio superior y una capa de oxido enterrada del sustrato.
  17. 17. Metodo de fabrication del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 16, caracterizado por que cuando el sustrato solido (2) esta realizado en silicio de alta resistividad sobre aislante, la fase de micromecanizado de la cavidad (14) se realiza mediante grabado quimico de una capa de silicio inferior del sustrato solido (2).
  18. 18. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que la primera capa dielectrica aislante (15) se deposita mediante tecnicas conformes para asegurar que quede electricamente aislado el interior de los orificios pasantes micromecanizados (13).
  19. 19. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 10, caracterizado por que el deposito del primer y segundo electrodo metalico de polarization (15,16) se realiza mediante tecnicas no conformes/selectivas que evitan la penetration de metal en el interior de los orificios pasantes micromecanizados (13) y que evitan la aparicion de cortocircuitos entre el primer y segundo electrodo metalico de polarizacion (15,16).
  20. 20. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende estructurar el primer y segundo electrodo metalico de polarizacion (15,16) en los bordes de los orificios pasantes micromecanizados (13).
  21. 21. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 20, caracterizado por que la estructuracion del primer electrodo metalico de polarizacion (15) se realiza mediante un recubrimiento con resina y una posterior fotolitografla del primer electrodo metalico de polarizacion (15).
  22. 22. Metodo de fabricacion del dispositivo multiplicador de electrones, segun la reivindicacion 20, caracterizado por que la estructuracion del segundo electrodo metalico de polarizacion (16) se realiza mediante un revestimiento por pulverization y posterior fotolitografla del segundo electrodo metalico de polarizacion (16).
    10
  23. 23. Metodo de fabrication del dispositivo multiplicador de electrones, segun la revindication 10, caracterizado por que la micromecanizacion de los orificios (13) se realiza mediante tecnicas de grabado anisotropico de elevada relation de aspecto.
  24. 24. Metodo de fabrication del dispositivo multiplicador de electrones, segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende las siguientes fases adicionales:
    • depositar una segunda capa aislante dielectrica (18) sobre todas las superficies del dispositivo multiplicador de electrones (1) mediante tecnicas conformes; y
    • realizar aberturas (19) en la segunda capa aislante dielectrica (18) para conectar unas conexiones electricas (20) con el primer y segundo electrodo metalico de polarization (15,16).
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