[发明专利]一种工业化厚GEM制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业化厚GEM制作方法，本发明基于国内普通PCB加工和化学腐蚀技术及设备，实现厚型电子气体倍增器(THick gaseous electron multiplier，THGEM，厚GEM)的批量制作。目前此类厚GEM探测器在高能物理实验，紫外、X射线、带电粒子及中子探测和成像等领域均有广泛应用。

背景技术

GEM和厚GEM

厚GEM，即厚型气体电子倍增器(Thick gaseous electron multiplier，THGEM)是在传统GEM的基础上发展起来的新型微结构气体探测器。GEM探测器的基本结构为：在一块上、下两表面覆上很薄导电金属层的绝缘板上制作出微小的孔阵列。由于微孔结构的存在，当在上、下两平面电极加上一定电压差时，就能够在孔内形成很强的电场，如10^6V/m。当微孔结构在特定的工作气体中时，如果孔周围出现电离电子，则就能够在孔内工作气体发生电子雪崩倍增过程，从而实现信号的放大和物理过程的探测。

传统GEM探测器是在1997年由欧洲核子中心(CERN)的物理学家Fabio Sauli发明的(参考文献：F.Sauli，NIM A386(1997)531-534，和文献J.Benlloch et al.，IEEE Transactions on Nuclear Science，Vol45，NO.3，JUNE1998)。现在国外的相关技术已经很成熟。其典型的结构参数为：绝缘厚度50μm，孔径70μm，孔间距140μm，导电铜铂3～5μm，单块GEM的面积可以做到1000mm*500mm。需要注意的一点是，传统GEM的孔并不是直孔，而是上、下的双倒锥结构，现在最新的还有上宽下窄单倒锥结构。国内受技术和条件的限制，目前还无法做出可工作的小面积GEM样板。传统GEM采用的是化学掩膜腐蚀的工艺和方法制作而成的，精度和成品率都很高，当然成本也高。国际上只有欧洲核子中心(CERN)的工业控制和工程部(Industrial Controls & Engineering，EN-ICE)提供此类GEM膜。

表1 传统GEM和厚GEM的结构参数、性能指标和工艺特点对比

项目GEMTHGEM厚度T/um50＞200孔直径D/um70＞200孔间距P/um140＞400绝缘环Rim/u10＞10单层增益GainS～10^3＞10^4