[发明专利]一种平响应复合滤片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及软X射线辐射流定量测量技术领域，具体而言，涉及一种平响应复合滤片及其制备方法。

背景技术

在惯性约束聚变领域，黑腔物理、辐射输运、辐射烧蚀、辐射不透明度以及内爆动力学，都需要进行软X射线辐射流的定量测量。目前，常用的0.1keV-4.0keV能量范围的X射线辐射流定量测量，一般采用X射线平响应XRD探测器。作为主要组成部分的平响应复合滤片，一般采用无缝拼接或者大小环嵌套的方式实现不同面积比的复合滤片。传统的平响应滤片虽然能满足研究需要，但是存在以下缺点：(1)实验标定和使用要求极高。传统的平响应复合滤片标定需要使用一垂直狭缝限光，要求光源均匀，光斑大小固定，并且使用过程中要与标定条件高度一致，因此传统复合滤片在标定和使用过程中存在极大的挑战(2)滤片表面平整性和均匀性：通过微电铸工艺制备自支撑的复合滤片过程中存在皱纹和薄金沙眼现象，严重的影响了复合滤片的成品率和响应性能，并导致标定数据不准确，从而影响辐射流测量的精度。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种平响应复合滤片的制备方法，该方法工艺简单，能够得到具有一定面积比的复合金层，所得平响应复合滤片的成品率高，表面平整性优异，能够有效完成惯性约束聚变领域中黑腔物理、辐射输运、辐射烧蚀、辐射不透明度以及内爆动力学的软X射线辐射流定量测量。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述的平响应复合滤片的制备方法制备得到的平响应复合滤片，所述的平响应复合滤片结构均匀，有效面积高，能够有效降低对标定光源均匀性、大小和位置的要求，实验中可以任意限孔，防止信号出现饱和，有效提高了标定数据的准确性和辐射流测量的精度。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种平响应复合滤片的制备方法，在第一金层的一侧表面上制备具有多孔结构的第二金层，所述第一金层与第二金层相连，得到一种平响应复合滤片；

所述多孔结构的每个孔分别垂直于第一金层与第二金层的相连面，且分别延伸贯通第二金层。

本发明平响应复合滤片的制备方法工艺简单，在第一金层的一侧表面上制备具有特定多孔结构的第二金层，能够得到具有一定面积比的复合金层，所得平响应复合滤片的成品率高，表面平整性优异，能够有效完成惯性约束聚变领域中黑腔物理、辐射输运、辐射烧蚀、辐射不透明度以及内爆动力学的软X射线辐射流定量测量。

可选地，所述第一金层的厚度为45-55nm，优选为48-52nm，进一步优选为50nm。

可选地，所述第二金层的厚度为370-390nm，优选为375-385nm，进一步优选为380nm。

可选地，所述多孔结构中每个孔的孔径为4.8-5.2μm，优选为4.9-5.1μm，进一步优选为5μm。

可选地，所述多孔结构为多孔阵列结构。

优选地，所述多孔阵列结构的周期为10.8-11.2μm，优选为10.9-11.1μm，进一步优选为10.9μm。

可选地，在衬底上制备腐蚀阻挡层，在腐蚀阻挡层上制备第一金层，在第一金层上制备光刻胶模板，通过光刻胶模板在第一金层上制备第二金层，分别除去光刻胶模板、衬底和腐蚀阻挡层，得到一种平响应复合滤片。

可选地，所述在衬底上制备腐蚀阻挡层，在腐蚀阻挡层上制备第一金层包括：将衬底加热，在衬底上涂覆制备得到腐蚀阻挡层，在所得腐蚀阻挡层上磁控溅射得到第一金层。

优选地，所述衬底为硅片。

优选地，所述加热的温度为140℃以上，优选为140-160℃，进一步优选为150℃。

优选地，所述加热的时间为10min以上，优选为10-20min，进一步优选为15min。

优选地，所述腐蚀阻挡层的厚度为1.5μm以上，优选为1.5-2μm，进一步优选为1.7μm。

优选地，所述腐蚀阻挡层为聚酰亚胺腐蚀阻挡层。

进一步优选地，在衬底上涂覆聚酰亚胺后进行酰亚胺化处理，在所得聚酰亚胺腐蚀阻挡层上磁控溅射得到第一金层。

可选地，所述硅片采用酸溶液腐蚀除去。

优选地，所述酸溶液包括氢氟酸和硝酸的混合溶液。

进一步优选地，所述氢氟酸和硝酸的混合溶液中，氢氟酸和硝酸的体积比为2-4：1，优选为3：1。

可选地，所述聚酰亚胺腐蚀阻挡层采用等离子体刻蚀除去。

优选地，刻蚀气体包括六氟化硫和氧气。