DE19519775A1 - Verfahren zum Erzeugen dotierter Alkalihalogenidaufdampfschichten - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen dotierter AlkalihalogenidaufdampfschichtenInfo
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Description
Für die Röntgendiagnostik werden Szintillatormaterialien zur
Umwandlung der Röntgenstrahlung in sichtbares Licht benötigt.
Leuchtschirme aus geeignet dotierten Alkalihalogeniden sind
bereits zur Produktionsreife entwickelt worden. Die Lichtaus
beute und die spektrale Verteilung des Lumineszenzlichtes ist
dabei abhängig von der gewählten Dotierung. So zeigt bei
spielsweise mit Natrium dotiertes Cäsiumjodid CsI:Na ein Ma
ximum des Lumineszenzlichtes bei ca. 415 nm, während das Ma
ximum für thalliumdotiertes Cäsiumjodid CsI:Tl bei ca. 510 nm
liegt. Für die Erzeugung von Photoelektronen, beispielsweise
in Photomultiplier-Röhren eignet sich deshalb CsI:Na, während
zum Nachweis von Lumineszenzlicht mit Siliziumdioden wegen
der Rotempfindlichkeit eine CsI:Tl-Szintillatorschicht besser
geeignet ist.
Zur Herstellung von Alkalihalogenidplatten für Leuchtstoff
schirme sind prinzipiell verschiedene Verfahren geeignet.
Beispielsweise lassen sich die Platten durch Heißverformen
geeigneten Rohmaterials herstellen. Dies ist jedoch ein auf
wendiges Verfahren, welches ein bereits reines und homogenes,
dotiertes Rohmaterial erfordert. Möglich ist es auch, die
Leuchtstoffplatten durch Kristallziehen aus der Schmelze und
anschließendes Zersägen der Kristallstäbe in entsprechend
dünne Scheiben zu erzeugen. Doch auch dies ist ein Verfahren,
das einen hohen zeitlichen und apparativen Aufwand erfordert.
Hinzu kommt, daß der Dotierstoffgehalt des wachsenden Kri
stalls nicht mit dem der Schmelze übereinstimmt, so daß zum
Erzeugen von Kristallstäben mit über die Länge homogener Do
tierung ein hoher Regelungsbedarf entsteht.
Besser geeignet zum Herstellen von Alkalihalogenidleucht
stoffschichten sind Aufdampfverfahren. Damit können großflä
chige Leuchtstoffschirme direkt erzeugt werden. Ein weiterer
Vorteil ist, daß die Alkalihalogenide beim Aufdampfen nadel
förmige Kristalle auf dem Substrat ausbilden, die parallel
zur Aufdampfrichtung und daher üblicherweise vertikal zum
Substrat angeordnet sind. Solche Schichten zeigen eine ani
sotrope Lichtleitung, die überwiegend parallel zur Orientie
rung der Nadeln erfolgt. Dies ist besonders vorteilhaft für
einen ortsauflösenden Nachweis von Röntgenstrahlung.
Beim Aufdampfen von CsI:Tl treten jedoch zusätzliche Probleme
auf. Die Schmelzpunkte der beiden Ausgangsstoffe Thalliumjo
did und Cäsiumjodid liegen um nahezu 200°C auseinander. Dies
hat zur Folge, daß Thalliumjodid bei seinem Schmelzpunkt von
440°C einen ca. 10 mal höheren Dampfdruck als Cäsiumjodid bei
dessen Schmelzpunkt von 626°C aufweist. Bei 350°C ist der
Dampfdruck von TlI ca. 25 000 mal höher als der von CsI. Dies
führt dazu, daß das Thalliumjodid einerseits schneller aus
dem gemeinsamen Verdampfer abdampft, andererseits aber auch
schlechter in die entstehende Alkalihalogenidschicht einge
baut wird. Zum Erzeugen einer gewünschten Dotierung muß daher
ein Rohmaterial mit einem vergleichsweise dazu zehnfachen
Thalliumgehalt vorgelegt werden. Während des Aufdampfens muß
außerdem regelmäßig Thalliumjodid in den Verdampfer nachge
füllt werden.
Somit ist es äußerst schwierig, eine bestimmte und außerdem
gleichmäßige Thalliumdotierung in der Leuchtstoffschicht zu
erzeugen. Aber nur mit einer gleichmäßigen in einem bestimm
ten Bereich liegenden Dotierung kann eine hohe Lichtausbeute
für das Lumineszenzlicht erhalten werden. Zu niedrig dotier
tes CsI:Tl erzeugt bei gleicher Röntgenabsorption weniger Lu
mineszenzlicht, während bei einer zu hohen Thalliumdotierung
bereits erzeugtes Lumineszenzlicht durch optische Absorption
verlorengeht.
Das unproblematischer herzustellende natriumdotierte Cäsium
jodid ist jedoch hygroskopisch und zeigt gegenüber dem thal
liumdotierten Cäsiumjodid eine um 4 Prozent verringerte
Lichtausbeute.
Problem der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Erzeu
gung von dotierten Alhalkihalogenidaufdampfschichten so zu
verbessern, daß einerseits eine homogene und gleichmäßige Do
tierung in gewünschter Höhe auf einfache und sichere Weise
erhalten werden kann, und daß dabei außerdem insbesondere bei
Verwendung von Thalliumjodid der Dotierstoff besser ausge
nützt werden kann.
Dieses Problem löst die Erfindung mit einem Verfahren nach
Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet zwei voneinander ge
trennte Verdampfer für das Alkalihalogenid und den Dotier
stoff, also beispielsweise für Cäsiumjodid und Thalliumjodid.
Dadurch ist es möglich, den Dampfdruck und damit sowohl Ab
dampf- als auch Aufdampfgeschwindigkeit für die beiden Sub
stanzen unabhängig voneinander zu regeln. Das oder besser die
Substrate liegen dabei auf einem Substratteller auf, der wäh
rend des Aufdampfens um eine senkrecht auf dem Substratteller
stehende Achse rotiert. Dadurch wird gewährleistet, daß alle
Substrate gleichmäßig beschichtet werden und auch auf jedem
einzelnen Substrat eine gleichmäßige Verteilung von Alkaliha
logenid und Dotierstoff erfolgt.
Der Substratteller dreht sich dabei kontinuierlich, so daß
nach Belegung der Substratoberfläche mit Dotierstoff (zum
Beispiel TlI) unmittelbar eine weitere Schicht Alkalihaloge
nid (zum Beispiel CsI) von 1 bis 5 µm Dicke aufwächst und die
Dotierstoffschicht zudeckt. Im Falle des TlI wird dadurch ein
Wiederabdampfen des Dotierstoffs vom Substrat weitgehend ver
hindert.
Die Verdampfer sind dezentriert bezüglich der Achse angeord
net und so seitlich zu dieser versetzt, daß sie mit ihr einen
Winkel kleiner 180° bilden. Vorzugsweise schließen die beiden
Verdampfer mit der Achse einen spitzen Winkel (< 90°) ein.
Dabei wird der Verdampfer für den Dotierstoff so angeordnet,
daß ein beliebiger Punkt auf einem Substrat zunächst über dem
Verdampfer für den Dotierstoff und dann nach weniger als ei
ner halben Umdrehung des Substrattellers über dem Verdampfer
für das Alkalihalogenid vorbeibewegt wird. Je kürzer der Ab
stand der beiden Verdampfer bzw. je spitzer der genannte Win
kel gewählt wird, umso schneller wird eine Dotierstoffschicht
von einer Alkalihalogenidschicht abgedeckt und umso schneller
wird eine aufgedampfte Dotierstoffschicht durch Abdeckung am
Wiederabdampfen gehindert.
Auf diese Weise wird erheblich mehr Dotierstoff in die auf
wachsende Schicht eingebaut, als es beim herkömmlichen Syn
chronaufdampfen möglich war. Beim Aufdampfen einer thallium
dotierten Cäsiumjodidschicht wird dabei eine Effizienz von 40
Prozent des verwendeten Thalliumjodid gemessen. Damit verbes
sert das erfindungsgemäße Verfahren die bisher gemessene Ef
fizienz von 10 Prozent um den Faktor 4.
Das Aufdampfen erfolgt im Vakuum bei einem Druck von ca. 10-3
pa. Für CsI:Tl wird dabei eine Substrattemperatur von ca. 140
bis 220°C eingehalten. Dazu kann es erforderlich sein, das
Substrat zu Beginn des Aufdampfens vorzuheizen. Während des
Aufdampfens ist die Kondensationswärme ausreichend, um das
Substrat auf der erforderlichen Temperatur zu halten. Gegebe
nenfalls kann sogar eine Kühlung erforderlich sein.
Der Verdampfer selbst besteht aus einem Schiffchen, in dem
das zu verdampfende Halogenid vorgelegt wird, und einem Auf
dampftrichter. Der Aufdampftrichter bewirkt zum einen, daß
das Aufdampfen gerichtet erfolgt. Zum anderen wird erreicht,
daß die Aufdampffläche begrenzt ist. Innerhalb der begrenzten
Aufdampffläche können aber gleichmäßige Aufdampfbedingungen
eingehalten werden, was die Homogenität der aufgedampften
Schichten erhöht.
Im erfindungsgemäßen Verfahren sind zwei Verdampfer und somit
zwei beheizbare Schiffchen und zwei Aufdampftrichter vorgese
hen, die so angeordnet sind, daß die Aufdampfflächen, die im
wesentlichen mit der Projektion des Aufdampftrichters bzw.
dessen Öffnung auf den Substratteller entspricht, nicht mit
einander überlappen. Durch die Rotation des Substrattellers
wird ein Substrat zunächst über dem Verdampfer für den Do
tierstoff vorbeigeführt, wobei eine konkrete Dotierstoff
schicht aufgedampft wird. Durch weitere Rotation wird das
Substrat über dem Verdampfer für das Alkalihalogenid vorbei
geführt, wobei über der Dotierstoffschicht eine diskrete Al
kalihalogenidschicht aufgedampft wird. Je schmaler die Auf
dampfflächen dabei bemessen werden, desto enger können die
Verdampfer bzw. die entsprechenden Aufdampfflächen für Do
tierstoff und Alkalihalogenid nebeneinander angeordnet wer
den.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
in einem Verdampfer anstelle von reinem Dotierstoff ein Alka
lihalogenid/Dotierstoffgemisch vorzulegen. Dies hat bei
spielsweise bei einer CsI/TlI-Mischung den Vorteil, daß das
(1 : 1-)Gemisch bei der erforderlichen Verdampfungstemperatur
noch als Feststoff vorliegt und das Verdampfen des Dotier
stoffs durch Sublimation aus diesem Gemisch erfolgt.
Aufgrund des höheren Dampfdrucks von Thalliumjodid verarmt
das Gemisch jedoch am flüchtigen TlI. Dies kann erfindungsge
mäß durch kontinuierliche Erhöhung der Verdampfertemperatur
ausgeglichen werden.
Für einen Leuchtstoffschirm wird die Alkalihalogenidschicht
in einer Dicke von ca. 300 bis 400 µm aufgedampft. Da pro Um
drehung des Substrattellers eine Teilschicht von ca. 1 bis 5
µm Dicke abgeschieden wird, besteht die gesamte Schicht aus
ca. 60 bis 400 Teilschichten und diese wiederum alternierend
aus Dotierstoff- und Alkalihalogenidteilschichten. Das dabei
erhaltene alternierend stufenförmige Dotierprofil kann zur
Homogenisierung einem zusätzlichen Temperschritt unterzogen
werden, wobei eine über die gesamte Schichtdicke gleichförmi
ge und homogene Dotierung erhalten wird.
Bei der Temperung ist darauf zu achten, daß die Temperatur
nicht zu hoch gewählt wird. Bei zu hoher Temperatur und/oder
zu langer Temperung neigen bestimmte Dotierstoffe zur Aus
scheidung an Korngrenzen. Dies kann dann dazu führen, daß der
Dotierstoff an die Oberfläche diffundiert und von dort ab
dampft, wobei die Alkalihalogenidschicht insbesondere an den
Oberflächen an Dotierstoff verarmt.
Im Fall des Thalliumiodids ist diese zusätzliche Temperung
allerdings nicht erforderlich. Bereits bei einer Substrattem
peratur von 140°C ist der TlI-Dampfdruck so hoch, daß Diffu
sionslängen von über 2 µm erhalten werden. Diese reichen völ
lig aus, bereits beim Aufdampfen eine homogene Dotierung zu
erzielen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird daher vor
geschlagen, diesen Dotierstoffverlust während der Temperung
durch einen entsprechenden Überschuß an Dotierstoff aus zu
gleichen. Dazu wird in der Alkalihalogenidschicht durch ent
sprechende Variation der Abscheidebedingungen ein Dotierpro
fil erzeugt, welches ein oder mehrere Maxima im Schichtinne
ren aufweist. Möglich ist es beispielsweise, in der Schicht
mitte Dotierstoffdepotschichten aufzudampfen, die über einen
Schichtbereich von beispielsweise 20 µm Dicke einen durch
schnittlichen Dotierstoffgehalt von bis zu 10 (Mol-)Prozent
besitzen. Die übrigen Schichten werden mit einem entsprechend
geringeren oder ohne Dotierstoffgehalt aufgebracht.
Zur Erzielung eines gleichmäßigen Dotierprofils müssen dann
die Temperbedingungen an das aufgebrachte Dotierprofil ange
paßt werden. Für die genannte Depotschicht, bzw. für ein Do
tierprofil mit einem stufenförmigen Maximum in der Schicht
mitte liegen für thalliumdotiertes Cäsiumjodid optimale Tem
perbedingungen bei zum Beispiel 300°C und einer Temperzeit
von bis zu einer Stunde.
Um das Abdampfen von Dotierstoff und insbesondere von Thalli
umjodid zu verhindern, kann die bereits erzeugte Schicht wäh
rend der Temperung abgedeckt werden, zum Beispiel mit einer
direkt auf die Schicht aufgelegten Glasplatte.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels und der dazugehörigen vier Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeignete Apparatur im Querschnitt,
Fig. 2 zeigt diese Vorrichtung in schematischer Draufsicht,
Fig. 3 zeigt verschiedene Dotierprofile und
Fig. 4 zeigt eine auf einem Substrat aufgedampfte Alkaliha
logenidschicht im schematischen Querschnitt.
Es soll eine 400 µm dicke thalliumdotierte Cäsiumjodidschicht
auf einem Aluminiumsubstrat erzeugt werden, die als Leucht
schirm für Röntgenuntersuchungen geeignet ist.
Fig. 1: Die Substrate S, die im Ausführungsbeispiel einen
Durchmesser von 4 cm aufweisen, werden auf dem Substratteller
ST angeordnet. Da aus physikalischen Gründen ein Aufdampfen
von unten vorteilhaft ist, werden die Substrate von unten am
Substratteller befestigt oder über entsprechenden Öffnungen
im Substratteller aufgelegt, die die zu bedampfende Fläche
aussparen und von unten zugänglich machen. Vorzugsweise oben
ist der Substratteller über eine Achse A mit einem Motor M
verbunden.
Unter dem Substratteller ST ist einer der Verdampfer V darge
stellt. Dieser besteht im wesentlichen aus einem beheizbaren
Verdampferschiffchen VS und einem Aufdampftrichter AT. Das
Verdampferschiffchen dient zur Aufnahme der zu verdampfenden
Substanzen und wird beispielsweise über eine Widerstandshei
zung so aufgeheizt, daß der gesamte Verdampfer V die ge
wünschte Verdampfungstemperatur annehmen kann. Die Heizung
kann beispielsweise im Boden des Verdampferschiffchens VS an
geordnet sein.
Zwischen Aufdampftrichter AT und Verdampferschiffchen VS kann
noch eine Blende zur Begrenzung der abdampfenden Substanzen
und zur Einstellung der Aufdampfrichtung angeordnet sein. Der
Aufdampftrichter AT besteht aus Leitblechen, die ebenfalls
zur Bündelung der aus dem Verdampfer aufsteigenden Halogenid
moleküle dienen. Er besitzt an seiner oberen Öffnung den
größten Querschnitt und hat im Ausführungsbeispiel eine
rechteckige Öffnung von 1 × 10 cm.
Zu Beginn der Abscheidung ist eine Substratheizung erforder
lich. Dazu ist im Ausführungsbeispiel über dem Verdampfer V
und dem Substratteller ST eine Heizlampe L angeordnet, mit
deren Hilfe die Substrate auf eine Temperatur von 140 bis
220°C und vorzugsweise von 150 bis 155°C gebracht werden. Im
späteren Verlauf des Aufdampfens ist die freiwerdende Konden
sationswärme ausreichend, das Substrat auf der gewünschten
Temperatur zu halten. Gegebenenfalls kann dann sogar eine
Kühlung erforderlich sein, beispielsweise ein über dem
Substrat angeordnetes Kühlblech. Zur Verfahrenskontrolle kön
nen an den Substraten Temperatursensoren angebracht werden.
Fig. 2 zeigt eine mögliche Anordnung der Substrate S auf dem
Substratteller ST relativ zu den Verdampfern V1 und V2 in ei
ner schematischen Draufsicht auf den Substratteller ST. Die
Substrate S belegen den Substratteller in einiger Entfernung
von der Achse A in beliebiger jedoch möglichst dichter Anord
nung. Unterhalb der Substrate sind die Verdampfer V zentriert
zu den Substraten angeordnet. Dargestellt ist die schmale
Öffnung der Aufdampftrichter AT. Die Verdampfer V1 und V2
sind möglichst nahe beieinander angeordnet und schließen hier
mit der Achse zusammen einen spitzen Winkel von ca. 15 bis
200 ein. Bei einer im Ausführungsbeispiel angenommenen Dreh
richtung des Substrattellers gegen den Uhrzeigersinn dient
der Verdampfer V1 zum Verdampfen von Dotierstoff. Aufgrund
des niedrigen Schmelzpunkts von Thalliumjodid wird dazu eine
1 : 1 Mischung TlI/CsI vorgelegt, aus der der Dotierstoff ab
sublimiert, ohne daß die Mischung vorher schmilzt. Das Cäsi
umjodid wird mit dem zweiten Verdampfer V2 aufgedampft.
Die gesamte Vorrichtung wird in eine Vakuumkammer einge
stellt, und diese evakuiert. Zum Aufdampfen wird der Verdamp
fer V1 auf eine Temperatur von 280 bis 300°C erhitzt. Vor
zugsweise weist der Verdampfer V1 am Boden des Verdampfer
schiffchens VS eine Zusatzheizung in Form eines keilförmigen
Blechs auf. Wird dieses als Widerstandsheizung betrieben,
baut sich dadurch im Verdampferschiffchen VS ein Temperatur
gradient auf, wobei an der engsten Stelle der keilförmigen
Zusatzheizung die höchsten Temperaturen entstehen.
Der Verdampfer V2 wird auf eine Temperatur von 620°C erhitzt.
Bei diesen Temperaturen stellt sich in der Vakuumkammer ein
Druck von ca. 10-3 pa ein.
Unter den genannten Bedingungen beginnt das Aufdampfen, wobei
der Substratteller (im Ausführungsbeispiel gegen den Uhrzei
gersinn mit einer Geschwindigkeit von drei Umdrehungen pro
Minute) rotiert. Dabei wird pro Umdrehung eine ca. 5 nm dicke
Thalliumjodidschicht und darüber eine ca. 2 µm dicke Cäsium
jodidschicht aufgedampft.
Da der Thalliumjodiddampfdruck im Verdampfer V1 aufgrund der
Verarmung an Thalliumjodid abnimmt, wird der Verdampfer V1
kontinuierlich höher geheizt, wobei eine Heizrate von 10°C
pro Stunde ausreichend ist. Nach ca. 80 Minuten wird so eine
400 µm dicke CsI:Tl-Schicht erzeugt.
Obwohl die dotierte Alkalihalogenidschicht eigentlich als
Multilayer aufgedampft wird, weist sie dennoch ein homogenes
Dotierprofil auf. Aufgrund der geringen Schichtdicken der
Teilschichten von 2 µm beim CsI bzw. von 5 nm TlI reicht der
hohe Dampfdruck des Thalliumjodids bei 150°C für eine Homoge
nisierung des Dotierprofils aus. Die Diffusionslängen für TlI
in CsI liegen bei diesen Temperaturen weit über 2 µm.
So erzeugte Alkalihalogenidschichten zeigen bei einer kon
stanten Thallium-Dotierung zwischen 0,06 und 0,2 Mol Prozent
eine rein weiße Farbe und ergeben bei der Lumineszenz eine
hohe Lichtausbeute. Ein ideales Dotierprofil ist in Fig. 3a
dargestellt.
Voraussetzung für ein homogenes Dotierprofil sind konstante
Aufdampfraten und eine konstante Substrattemperatur. Für
letztere ist eine Temperaturkontrolle erforderlich, die neben
der bereits erwähnten Substratheizung und dem über den
Substraten aufgebrachten Kühlblech Temperatursensoren an der
Substratrückseite erfordert.
Eine einfacher zu kontrollierende Verfahrensvariante besteht
darin- beim Aufdampfen in der Mitte der Alkalihaloge
nidschicht eine oder mehrere Depotschichten mit erhöhter Do
tierstoffkonzentration anzulegen und durch eine anschließende
zusätzliche Temperung in eine homogene Dotierstoffverteilung
überzuführen. Für diese Verfahrensvariante geeignete Dotier
profile sind in den Fig. 3b, 3c und 3d dargestellt. Wäh
rend eine zur Schichtmitte kontinuierlich steigende Dotier
konzentration (Fig. 3b) besonders einfach in eine homogene
Dotierung überzuführen ist, zeichnen sich die Dotierprofile
mit den Depotschichten gemäß Fig. 3c und 3d durch eine ein
fache Herstellbarkeit aus. Für das Dotierprofil gemäß Fig.
3c wird in Schichtmitte ein beispielsweise 20 µm dicker Be
reich mit einer durchschnittlichen Thalliumjodidkonzentration
von 10 Mol-Prozent erzeugt, während die übrigen Schichtberei
che frei von Dotierstoff verbleiben.
Die Reduzierung der Aufdampfrate für Thalliumjodid erfolgt
durch eine Reduzierung der Temperatur des Verdampfers V1,
während eine Aufdampfrate Null zusätzlich durch ein über den
Aufdampftrichter AT oder das Verdampferschiffchen VS gescho
benes Abdeckblech erreicht werden kann.
Zur Homogenisierung der Dotierprofile mit Depotschicht ist
eine Temperung bei ca. 300°C bis zu einer Stunde geeignet. Da
eine überhöhte Thalliumkonzentration in einem Schichtbereich
zu einer Gelbfärbung der Alkalhalogenidschicht führt, läßt
sich die Homogenisierung des Dotierprofils auch optisch ver
folgen.
Fig. 4 zeigt im schematischen Querschnitt eine auf einem
Substrat S aufgedampfte Alkalihalogenidschicht AS, die sich
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Dicke von bis zu
1000 µm erzeugen läßt. Zur Absorption von 90 Prozent der
Röntgenstrahlung sind jedoch meist 300 µm ausreichend. Sche
matisch ist auch die aus parallelen nadelförmige Kristalliten
aufgebaute Struktur dargestellt, die für die anisotrope
Lichtleitung der Alkalihalogenidschicht verantwortlich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich wegen des flüchti
gen TlI besonders zur Herstellung thalliumdotierter Alkaliha
logenidschichten, ist aber prinzipiell auch zur Herstellung
anders dotierter Schichten geeignet.
Die fertige Alkalihalogenidschicht mit homogenem Dotierprofil
kann zur weiteren Verarbeitung zu einem Leuchtschirm auf dem
Substrat verbleiben. Da sich die Schicht bereits ab einer
Dicke von 70 µm vom Substrat ablösen läßt, kann die Alkaliha
logenidschicht aber auch als freitragende Schicht weiterver
arbeitet werden. In einer möglichen Anwendung als Leucht
schirm wird die Leuchtstoffschicht mit einem CCD-Array kombi
niert. Zur Verbesserung der anisotropen Lichtleitung kann die
Alkalihalogenidschicht dazu auch durch Auftrennung in optisch
vollständig voneinander getrennte einzelne Pixel strukturiert
werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein ortsaufgelöstes
und digitalisierbares Abbild der einfallenden Röntgenstrah
lung zu erzeugen, mit dem sich bis zu fünf Linienpaare pro mm
(Lp/mm) nachweisen lassen.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung einer dotierten Alkalihalogenid
schicht (AS) durch Aufdampfen auf ein Substrat im Vakuum,
- - bei dem zumindest ein Substrat (S) auf einem Substratteller (ST) angeordnet wird,
- - bei dem das Alkalihalogenid und der Dotierstoff aus zwei getrennten Verdampfern (V1, V2) auf das Substrat (S) aufge dampft werden,
- - bei dem der Substratteller (ST) während des Aufdampfens um eine senkrecht zum Substratteller stehende Achse (A) ro tiert und
- - bei dem das Aufdampfen dezentriert bezüglich der Achse er folgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem das Substrat (S) bei einer Temperatur von 140 bis
220°C gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem die beiden Verdampfer (V1, V2) seitlich versetzt zur
Achse (A) so angeordnet werden, daß sie mit dieser zusammen
einen Winkel < 180° und vorzugsweise von 15 bis 90° ein
schließen, wobei in Rotationsrichtung gesehen der Verdampfer
(V1) für den Dotierstoff vor dem Verdampfer (V2) für das Al
kalihalogenid angeordnet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem die Rotationsgeschwindigkeit des Substrattellers (ST)
so eingestellt wird, daß pro ganzer Umdrehung eine Teil
schicht von 1 bis 5 µm Dicke abgeschieden wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei dem der Dotierstoff im Verdampfer (V1) als festes Alkali
halogenid/Dotierstoff Gemisch vorgelegt wird und das Verdamp
fen durch Sublimation erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
bei dem die Temperatur des Verdampfers (V1) für den Dotier
stoff beim Aufdampfen gleichmäßig gesteigert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem in der Alkalihalogenidschicht (AS) durch zeitlich va
riierende Abscheideraten ein Profil in der Dotierstoffkonzen
tration vertikal zur Substratoberfläche erzeugt wird, das an
den beiden Schichtoberflächen jeweils ein Minimum aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
bei dem ein zur Schichtmitte symmetrisches Dotierprofil er
zeugt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
bei dem ein Dotierprofil erzeugt wird, welches zwei Maxima
aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
bei dem die Alkalihalogenidschicht (AS) nach dem Aufdampfen
getempert wird, um durch Diffusion eine über die Dicke der
Schicht gleichmäßige Dotierstoffverteilung zu erreichen.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
bei dem die Schicht (AS) während der Temperung abgedeckt
wird.
12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
11 zur Erzeugung von insbesondere mit Thallium dotierten
Leuchtstoffschichten mit über die Schichtdicke gleichmäßiger
Dotierstoffverteilung.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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