DE2152733C3 - Semiconductor storage electrode for an image pickup tube and method of manufacturing such an electrode - Google Patents

Semiconductor storage electrode for an image pickup tube and method of manufacturing such an electrode

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DE2152733C3 DE19712152733 DE2152733A DE2152733C3 DE 2152733 C3 DE2152733 C3 DE 2152733C3 DE 19712152733 DE19712152733 DE 19712152733 DE 2152733 A DE2152733 A DE 2152733A DE 2152733 C3 DE2152733 C3 DE 2152733C3
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Description

I/I /

Oberfläche der Unterlage /u verhindern, wo die P-Bereiche gebildet sind, und zu vermeiden, daß die P-Bereiclie infolge unerwünschter DiiTiisum zu N-Bereiehen werden. Weiler gibt es eine Beschränkung bei dieser Diffusion, daß die Verunreinigungskon/.eniraiion der P-Bereiche groß zu sein hat, während die der N-Zone verhältnismäßig niedrig zu halten ist. I'nd zwar muß zur Vermeidung unerwünschter Diffusion die Verunreinimmgskonzentration der N-Zone niedriger als die jedes P-Bereichs sein, so daß es unmöglich ist, eine N-Zone im optimalen Zustand zu bilden. Daher hat eine bekannte Bildaufnahmeröhre eine sehr geringe Empfindlichkeil.Surface of the pad / u prevent where the P-regions are formed, and to avoid that the P-regions as a result of undesirable DiiTiisum too Be N-Calculated. Because there is a limitation on this diffusion that the impurity con / .eniraiion the P-range has to be large, while that of the N-zone has to be kept relatively low is. I'nd indeed must to avoid undesirable Diffusion is the concentration of impurities in the N zone can be lower than that of any P zone so that it is impossible to form an N region in the optimal state. Therefore, has a known image pickup tube a very low sensitivity wedge.

Der krhndung liegt die Aulgabc zugrunde, eine Halbleiierspeicherelektrode i"ir eine Bildaufnahmeröhre der eingang genannte!. Art aiiziiücPen. bei der sieh ein gewünschtes elektrisches Feld iiir eine Beschleunigung tier dilTundierenden Löcher zur Er/ieluui; einer höheren Empfindlichkeit erreichen tlüii olme daß die genannten Schwierigkeiten auftreten. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer I IaIbleiierspeicherelektrode mit entspre !lenden Eigenschaften angegeben werden. Diese Aufgabe wird eilindunpsgemäU dadurch gelöst, daß der Antireflexions-111 m eine Verunreinigung des gleichen Leitungstyps wie die Halbleitermaterialschicht enthält, dessen Vei unreinigungskonzentration höher ist als die Verunreinigungskonzentration der durch Diffusion aus dem Antireflexionsfilm erzeugten Diffitsionszone.The crowning is based on the Aulgabc, a Semiconductor storage electrode i "ir an image pickup tube the entrance mentioned !. Art aiiziiücPen. in the see a desired electric field for an acceleration of the diluting holes to er / ieluui; a higher sensitivity achieve tlüii olme that the difficulties mentioned arise. Furthermore, a method for the production of a lead storage electrode with the corresponding properties. This task becomes urgent solved in that the anti-reflection 111 m contains an impurity of the same conductivity type as the semiconductor material layer, its impurity concentration is higher than the impurity concentration caused by diffusion the diffusion zone generated on the anti-reflective film.

Bei der erfindungsgemäßen Halbleiterspeieherelektrode dilTundieren die erzeugten positiven Löcher schnell, da die Elektronen einheitlich in der Halbleitermaterialschicht verteilt sind und da die Potentialverteilungskurve zum P-N-Übergang geneigt ist. Daher erreichen viele positive Löcher den P-N-Übcrgang, so daß eine hohe Empfindlichkeit er/.ielt wird.In the semiconductor storage electrode according to the invention The generated positive holes dilute quickly because the electrons are uniform in the semiconductor material layer are distributed and since the potential distribution curve is inclined towards the P-N junction. Therefore, many positive holes reach the P-N junction, so that high sensitivity is obtained will.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer HaIbleiters^eieherelektrode für eine Bildaufnahmeröhre, bei dem man in einer Oberfläche einer Halbleitcrmaterialschicht eine Mehrzahl von als Matrixsystem angeordneten P-N-Übergängen erzeugt und eine Verunreinigung des dieser Schicht gleichen Leilungstyps in deren andere der genannten Oberfläche gegenüberliegende Oberfläcne unter Bildung einer Dilfusionszone eindifTundieren läßt, auf der ein Antireflexionsfilm angebracht wird, wird die Aulgabe erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß man den Äntireflexionsfilm mit einem Gehalt der Verunreinigung des gleichen Leitiingstyps wie die Halbleitermaterialschicnt aufbringt und diese Schicht einer Wärmebehandlung unterwirft, bei der die Diffusionszone mit hoher Verunreinigungskonzentration des gleichen Leitungstyps wie die Schicht an dieser Oberfläche gebildet wird.In the method of manufacturing a semiconductor electrode for an image pickup tube in which one in a surface of a semiconductor material layer generated a plurality of P-N junctions arranged as a matrix system and an impurity of the same type of division as this layer in the other of said surface opposite surface to form a Diffusion zone can be diffused, on which an anti-reflective film is attached, the task is achieved according to the invention in that the anti-reflective film containing the impurity of the same conductivity type as the semiconductor material layer applies and this layer is subjected to a heat treatment in which the diffusion zone with a high concentration of impurities of the same conductivity type as the layer on this surface is formed.

Die [Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert; darin zeigenThe [invention is explained in more detail with reference to the embodiment illustrated in the drawing; show in it

Fig. la und I b Teilquersehnitte einer Halbleitertarget-Bildabtaströhre undFig. La and Ib partial transverse section of a semiconductor target image scanning tube and

Fig. 2a bis 2 h eine Erläuterung der Verfahrensschritte zur Herstellung eines Halbleitertargets für eine solche Bildabtaströhre.2a to 2h show an explanation of the method steps for producing a semiconductor target for such an image scanning tube.

Fig. la zeigt schematisch den Querschnitt einer Bildabtaströhre gemäß der Erfindung, wobei die als Ganzes mit der Bezugsziffer 20 bezeichnete Bildabtaströhre eine Glasstirnplatte 25, einen Glaskolben 28, einen auf der Jnnenoberfläche der Stirnplatte 25 aufgebrachten leitenden Film 16, in Kontakt mit dem leitenden Film 16 gehaltene Elektroden 17 zur Ableitung eines Signalstroins. eine getrennt außerhalb des Kolbens 28 der Röhre 2!) vorgesehene Strom·· quelle 21. einen Widerstand 26, einen Signalansehlul.l 27, eine Elektronenkanone 22 und ein Halbleitertarget 10 aufweist. Fig. Ib zeigt in näheren Einzelheiten den Teilqiierschniit des Halbleitertarge's Id nach F i iz. la, das aus einer Siliziuniunterlage 11.Fig. La shows schematically the cross section of a Image scanning tube according to the invention, wherein the image scanning tube designated as a whole by the reference numeral 20 a glass face plate 25, a glass bulb 28, one on the inner surface of the face plate 25 applied conductive film 16, electrodes 17 held in contact with the conductive film 16 for discharge of a signal stream. a separate current provided outside of the piston 28 of the tube 2!) source 21. a resistor 26, a Signalansehlul.l 27, an electron gun 22 and a semiconductor target 10. Fig. Ib shows in more detail the partial section of the semiconductor bulk Id according to F i iz. la, which from a silicon university document 11.

lu einem auf einer Oberfläche der Unterlage 11 gebildeten Oxydlilm 12. worauf der Elektronenstrahl 23 von der Elektronenkanone 22 auftrilit. Verunreinigungsdill'usionsbereichen 13 des P-Leiiungsiyps. die durch VerunreinigungsdiHuMon durch kleine im Oxydlilm 12 erzeugte Fenster in die Unterlage 11 gebildet sind, einer auf der anderen Oberfläche der Unterlage 11, auf clic das Lichtbild einfällt, erzeugten N-Zone 14, einem auf el·.τ N · -Zone /weeks Verbesserung des Lichuuü nähme Wirkungsgrades aufgebrachten Antirellexionsl'i'm 18 und einem halbisolierenden Film 15 aus χ. β. SIv1S., besteht, der den gesamten Oxydtilm 12 und die durch die Fen.ter im Oxydlilm 12 gebildeten VerunreinigungsdifTi.sionsbereiche 13 bedeckt.lu an oxide film 12 formed on a surface of the base 11, whereupon the electron beam 23 from the electron gun 22 is incident. Impurity dilution areas 13 of the P-line type. which are formed by impurity diHuMon through small windows created in the oxide film 12 in the base 11, one on the other surface of the base 11, on which the light image is incident, generated N-zone 14, one on el · .τ N · zone / weeks Improvement of the light would take the efficiency of applied anti-reflective coating 18 and a semi-insulating film 15 from χ. β. SIv 1 S., which covers the entire oxide film 12 and the impurity diffusion areas 13 formed by the windows in the oxide film 12.

Hierbei verhindert der Antirelle.xionsfilm IH nicht nur den Verlust bei der Aufnahme einfallenden Lichts auf Grund von Reflexion, sondern dient auch als eine verunreinigungshaltige Schicht, die zur Bildung der N -Zone 14 in der Oberfläche der Sili/iumunterlage 11 verfügbar ist. Ein solcher Antirellexionsfilm 18 kann durch chemische Dampfniederschlagung unter Dotierung mit einer bestimmten Verunreinigungsmenge in einer bestimmten Oberfläche erzeugt werden.The anti-friction film IH does not prevent this only the loss in the reception of incident light due to reflection, but also serves as an impurity-containing layer leading to the formation the N zone 14 in the surface of the silicon substrate 11 is available. Such an anti-reflection film 18 can be formed by chemical vapor deposition be generated under doping with a certain amount of impurity in a certain surface.

Es soll nun der Betrieb der Siliziumtarget-Bildabtaströhre gemäß der Erfindung an Hand der Fig. la und 1 b beschrieben werden. Das Target 10 wird mittels der Stromquelle 21 auf einem positiven Potential V1 gehalten. Wenn ein Niedriggeschwindigkeitselektronenstr^hl 23 von der Elektronenkanone 22 den halbisolierenden Film 15 auf den P-Bcrcichen 13 des Targets 10 Hilft, fällt das Potential der P-Bereiche 13 und nimmt den Wert gleich dem der Kathode der Elektronenkanone 22 an Und zwar werden die P-N-Übergänge 19, die zwischen den P-Bereichen 13 und der Unterlage 11 erzeugt sind, geladen, um eine Spannung V1 an diesen zu entwickeln. Wenn ein Licht 24 von einem optischen Bild durch die Glasstirnplatte 25 und den Anlireflexionsfilm 18 auf die N '-Zone fällt, werden viele Elektronen-Lochpaare erzeugt, deren Zahl von der Intensität des von dem Bild kommenden Lichts abhängt. Fast das gesamte das Target K) erreichende Licht 24 wird in der Unterlage 11 absorbiert, und da die N'-Zone 14 dazu dient, ein elektrisches Beschleunigungsfeld für die erzeugten Locher zu bilden, bewegen sich die Löcher (Minoritätsladuiigsträger) schnell in das Innere der Unterlage 11 und dilTundieren zu den P-N-Übergängen 19. Die Löcher ncutralisieren bei Ankunft an den P-N-übcrgängen, die auf Grund der Bestrahlung mit dem Elektroneiv strahl 23 in den P-N-Übergängen gespeicherten Ladungen. De." Umfang einer solchen Ladungsneutralisierung ist proportional der Intensität des auf die N' -Zone projizierten Lichtes. Das nächste Abtasten des Targets 10 durch den Elektronenstrahl 23 lädt die P-N-Übergänge 19 wieder auf, deren gespeicherte Ladungen neutralisiert und gelöscht wurden.The operation of the silicon target image scanning tube according to the invention will now be described with reference to FIGS. La and 1b. The target 10 is held at a positive potential V 1 by means of the current source 21. When a low-speed electron beam 23 from the electron gun 22 helps the semi-insulating film 15 on the P-areas 13 of the target 10, the potential of the P-areas 13 falls and becomes equal to that of the cathode of the electron gun 22 -Transitions 19 generated between the P-regions 13 and the pad 11 are charged to develop a voltage V 1 across them. When a light 24 from an optical image is incident on the N 'region through the glass face plate 25 and the reflective film 18, many electron-hole pairs are generated, the number of which depends on the intensity of the light coming from the image. Almost all of the light 24 reaching the target K) is absorbed in the substrate 11, and since the N 'zone 14 serves to create an electric acceleration field for the holes produced, the holes (minority charge carriers) move quickly into the interior of the Pad 11 and dilute to the PN junctions 19. The holes cut off the charges stored in the PN junctions on arrival at the PN junctions. The extent of such a charge neutralization is proportional to the intensity of the light projected onto the N 'zone. The next scanning of the target 10 by the electron beam 23 charges the PN junctions 19 again, the stored charges of which have been neutralized and erased.

5 ^ 65 ^ 6

Wenn diese Wicderaufladung stattfindet, wird ein Niederschlagen des Films auf der Oberfläche derWhen this recharge occurs, the film will deposit on the surface of the

Strom von der Stromquelle 21 zu den P-N-Übcr- Unterlage durch Berührung eines gewünschten GasesPower from power source 21 to the P-N transfer pad by touching a desired gas

gängcn 19 entnommen. Daher bewirkt der Strom mit der Oberfläche der auf niedrigere, von 300 biscommonly taken from 19. Therefore, the current causes the surface to lower, from 300 to

einen Spannungsabfall am Widerstand 26, und der 500° C reichende Temperaturen erhitzten Unterlagea voltage drop across the resistor 26, and the temperatures reaching 500 ° C heated pad

Spannungsabfall wird am Anschluß 27 abgegriffen 5 erzeugt. Dementsprechend erfolgt bei diesem Vcr-The voltage drop is tapped off at the connection 27 5 generated. Accordingly, with this Vcr-

und dient als optoelektrisch umgewandeltes Aus- fahren keine Verimreinigungsdiffusion in die Untcr-and serves as an optoelectrically converted extension no contamination diffusion into the sub-

gangssignal. lage, d. h., es tritt keine Verunreinigungsdiffusion inoutput signal. location, d. i.e., impurity diffusion does not occur

Nach einer anderen Ausbildung eines Targets ge- die P-Bercichc 13 auf. Wenn die Unterlage mit dem maß der Erfindung wird der genannte halbisolicrcnde Oxydfilm darauf nachher in eine Hochtemperatur-Film 15 ausgelassen, und es wird statt dessen eine »o atmosphäre gebracht wird, um den Oxydfilm dichter Metallschicht aus Nickel auf jeden der P-Verunrcini- zu machen, diffundiert die im Antireflcxionsfilm ent gungsdiffusionsbcrcichc 13 niedergeschlagen, wobei haltcnc Verunreinigung in die Unterlage und bildet die Dicke der Nickelschicht größer als die des Oxyd- eine N · -Zone 14. Bei dem obigen Verfahren der oder Isolierfilms 12 ist, so daß der Einfluß von ncga- Niederschlagung eines Oxydfilms wird selbstvcrsländtiven Ladungen in der Oberfläche des Isolierfilms 15 lieh der die Verunreinigung enthaltende Oxydfilm verringert und eine sichere elektrische Kontinuität nicht auf der Oberfläche der Unterlage gebildet, wo zwischen den P-Bcrcichen 13 und dem Elektronen- die P-Bercichc 13 erzeugt sind, und an dieser Oberstrahl 23 erreicht werden kann. So übt die Metall- fläche findet mithin keine Vcrunrcinigungsdiffusion schicht die gleiche Funktion wie der halbisolicrcnde statt. Folglich kann die Verunreinigungskonzentration Film 15 aus. ao der N' -Zone mindestens so hoch wie 10ä0 cm":l sein,After a different design of a target, the P-Bercichc 13 appears. If the substrate is in accordance with the invention, said semi-insulating oxide film is subsequently released into a high-temperature film 15, and instead an atmosphere is brought to the oxide film of a dense metal layer of nickel on each of the P-impurities make, diffuses in the antireflection film ent gungsdiffusionsbcrcichc 13 deposited, holding the impurity in the substrate and forms the thickness of the nickel layer larger than that of the oxide an N zone 14. In the above method, the or insulating film 12, so that the influence By ncga deposition of an oxide film, self-accumulating charges in the surface of the insulating film 15 are reduced, the oxide film containing the impurity is reduced and a secure electrical continuity is not formed on the surface of the substrate where the P-area between the P-areas 13 and the electron area 13 are generated, and at this upper beam 23 can be achieved. In this way, the metal surface does not perform the same function as the semi-insulating surface and there is no crimping diffusion layer. As a result, the impurity concentration film 15 can out. ao of the N 'zone at least as high as 10 - 0 cm " : l ,

Es soll nun das Verfahren zur Herstellung des während sie nach der bekannten DiffusionstcchnikIt is now the process for the production of while using the known Diffusionstcchnik

Siliziumtargets gemäß der Erfindung an Hand der höchstens 10IH cm·1 beträgt.Silicon targets according to the invention on the basis of which is at most 10 IH cm · 1 .

Fig. 2a bis 2h beschrieben werden. Wie Fig. 2a Wenn z.B. Silan-(SiH4)-Gas von 0,6 l/min, Phoszcigt, stellt man eine Siliziumunterlage 11 des P-Lei- phin-(PH.,)-Gas von 1,0 l/min, Sauerstoffgas von tungstyps z. B. mit einem Durchmesser von 20 mm, »5 0,2 l/min und Stickstoffgas von 8,3 l/min mit der einer Dicke von 200 μ und einem Widerstand von Oberfläche der auf einer auf 450" C erhitzten Platte lOiicm her. Man erzeugt einen Oxydfilm 12 auf angeordivcten Unterlage in Berührung gebracht werdcr Unterlage 11 bis zu einer Dicke von 9000 A ent- den, wächst ein Phosphor als Verunreinigung entsprechend Fig. 2b. Man bringt dann im Oxydfilm 12 haltender Oxydfilm auf der Oberfläche bis zu einer nach bekannter Fotoätztechnik Fenster 12« an, mn 30 Dicke von 1000 A in etwa 30 Sekunden auf. Die durch diese die VerunreinigirngsdÜTusion in die PiH<r des OxydrUmi wird derart eingestellt, um die Unterlagen vornehmen zu können, wie Fig. 2 c Reflexion von auffallendem Licht zu verhindern, daß zeigt. P-Diffusionsbcreiche 13, deren jeder eine Ober- sie die Beziehung t - 1/4· XIn erfüllt, worin t die flächcnverunrcinigungskonzcntration von 10IHcm~3 Dicke des Films, ·* die Wellenlänge des einfallenden und eine Dicke von I μ aufweist, werden entsprechend 35 Lichts und//den Brechungsindex des Films bedeuten. Fig. 2d in der Unterlagenobcrflächc durch Diffusion Wenn bei diesem Dampfniederschlagsverfahrcn die von Boratomen durch die Fenster 12a erzeugt. Wie Zufuhr von Phosphingas während des Verfahrens man in Fig. 2c erkennt, wird die Unterlage dann der Oxydfilmnicdcrschlagung unterbrochen wird, entdurch Atzen auf eine verringerte Dicke von etwa 70 μ steht ein kein Phosphor enthaltender Oxydfilm auf gebracht, wozu man ein Ätzmittel aus Fluorwasser- 40 einem Phosphor enthaltenden Oxydfilm. So vcrhinstolTsäure und Salpetersäure in einem Volumenver- dert man durch dieses Verfahren, daß die Phosphorhiiltnis von 1 :3 verwendet, so daß im Betrieb mög- atome aus dem Oxydfilm abgegeben werden, der liehst viele erzeugte Löcher durch die Dicke der Oxydfilm wird vom Eindringen von Feuchtigkeit ge-Unterlagc wandern können, bevor sie durch Rckom- schützt, und die Dicke des gewünschten Oxydfilms bination beim Diffundieren in der Unterlage absor- 45 läßt sich leicht steuern. Dann wird, um den Antibicrt und neutralisiert werden. Bei diesem Älzvorgang reflcxionsfilm 18 dichter zu machen, die Unterlage läßt man eine ringförmige Zone längs des Umfangs mit dem Film 18 einer Wärmebehandlung in einer der Unterlagen ungcätzt, um die mechanische Hochtempercturatmosphärc unterworfen, so daß die Festigkeit der erhaltenen Unterlage beizubehalten; Verunreinigung, z. B. Phosphoratome, in die Unterdcr weggeätzte Teil ist mit lla bezeichnet (hinsieht- 50 lage 11 zur Bildung der N'-Zone 14 entsprechend Hch dieses Ätzschrittes ist auf Fig. la zu verweisen, Fig. 2g eindiffundiert. Wenn man z.B. die Unterwo der stehengebliebene ringförmige Teil erkennbar lage einer Wärmebehandlung in einer Hochtempcist; in den F i g. 2 a bis 2 h ist nur ein Teil des Targets raturatmosphäre von 900° C für etwa 1 Stunde unter-10 dargestellt). Ein Antireflcxionsfilm 18 mit einem wirft, wird der Antireflexionsfilm genügend verdichzur Bildung einer N' -Zone 14 in der Oberfläche der ss tet, und gleichzeitig läßt sich eine Nf-Zone mit einer Unterlage 11 nötigen Verunreinigungsgehalt wird auf Dicke von 0,4 μ und einer Oberflächcnverunreinider Oberfläche des geätzten Teils der Unterlage 11 gungskonzentration von 1021 cm"3 erhalten. Schließerzeugt, wie Fig. 2f zeigt. Die Erzeugung des Anti- lieh wird, entsprechend Fig. 2h, ei halbisoliercndci reflcxionsfilms 18 erfolgt nach der chemischen Film 15 aus z. B. Antimontrisulfid Sb2S3, der zui Dampfniederschlagungsmethode, bei der man einen 60 Verhinderung einer Ungleichmäßigkeif des Elek-Oxydfilm bis zu einer gewünschten Dicke unter tronenstrahls dient, nach einem bekannten Vakuumgleichzeitigem Zusatz einer Verunreinigung des aufdampfverfahren auf der Oberfläche der Unterlage, N-Leitungstyps wachsen läßt. Während die bekannte die den Oxydfilm 12 und die P-Bereiche 13 trägt, Verunreinigungsdiffusion in einer Hochtemperatur- aufgebracht. Nach den oben beschriebenen Veratmosphäre von etwa 950" C mit einem Vcrunreini- 65 fahrensschritten ist ein Siliziumtarget gemäß der Ergungsgchalt in der Dampfphase erfolgt, wird nach findung fertiggestellt.Figs. 2a to 2h will be described. As in FIG. 2a. If, for example, silane (SiH 4 ) gas of 0.6 l / min, Phoszcigt, a silicon base 11 of the P-lei- phin (PH.) Gas of 1.0 l / min is placed , Oxygen gas from tung type z. B. with a diameter of 20 mm, 0.2 l / min and nitrogen gas of 8.3 l / min with a thickness of 200 μ and a resistance of the surface of the plate heated to 450 "C lOiicm ago. An oxide film 12 is produced on an angular base, if the base 11 is up to a thickness of 9000 Å, phosphorus grows as an impurity according to FIG. 2b Known photo-etching technique window 12 "at, mn 30 thickness of 1000 A in about 30 seconds. The resulting contamination in the PiH <r of the OxydrUmi is set in such a way that the documents can be made, as shown in FIG To prevent light from showing, P diffusion regions 13, each of which satisfies the relationship t- 1/4 · XIn , where t is the impurity concentration of 10 IH cm -3 thickness of the film, · * the wavelength of the incident and a D icke of I μ, will accordingly mean 35 light and // the refractive index of the film. Fig. 2d in the substrate surface by diffusion, when in this vapor deposition process, boron atoms are generated through the window 12a. As the supply of phosphine gas during the process can be seen in Fig. 2c, the substrate is then interrupted by the oxide film deposition an oxide film containing phosphorus. In this way, the volatile acid and nitric acid are changed in one volume by this process, so that the phosphorus ratio of 1: 3 is used, so that possible atoms are released from the oxide film during operation Moisture can migrate to the underlay before it is protected by backcom- 45, and the thickness of the desired oxide film can easily be controlled as it diffuses into the underlay. Then it will take the Antibicrt and be neutralized. In this etching process, to make the reflective film 18 more dense, an annular zone along the circumference with the film 18 of a heat treatment in one of the substrates is left unetched in order to subject the high-temperature mechanical atmosphere so that the strength of the substrate obtained is maintained; Contamination, e.g. B. Phosphorus atoms, into which the underside etched away part is labeled 11a (see position 11 for the formation of the N 'zone 14 corresponding to this etching step, reference is made to Fig. 1 a, Fig. 2g Remaining ring-shaped part recognizable was a heat treatment in a high temperature; only part of the target temperature atmosphere of 900 ° C for about 1 hour below -10 is shown in FIGS. 2a to 2h). An anti-reflective film 18 with a throws, the anti-reflective film is sufficiently densified to form an N 'zone 14 in the surface of the ss tet, and at the same time an N f zone with a pad 11 necessary impurity content is increased to a thickness of 0.4 µm and A surface contamination of the surface of the etched part of the substrate 11 is obtained at a concentration of 10 21 cm " 3. Closes produced, as FIG. 2f shows. The production of the anti-reflective film 18 takes place according to FIG e.g. Antimony trisulfide Sb 2 S 3 , the additional vapor deposition method, in which one serves a prevention of an unevenness of the electron oxide film up to a desired thickness under an electron beam, after a known vacuum at the same time a contamination of the vapor deposition process is added to the surface of the substrate, While the known one that carries the oxide film 12 and the P regions 13, Veru Cleaning diffusion applied in a high temperature. After the above-described atmosphere of about 950 "C with a contaminant process, a silicon target is carried out in the vapor phase in accordance with the output, and is completed after the invention.

dem DampfnieJcrschlagsvcrfahren ein Oxydfilm mit So wird nach dem erfindungsgemäßen VerfahrerAccording to the process according to the invention, an oxide film with the vapor deposition process is produced

einem Gehalt an der gleichen Verunreinigung durch zunächst ein Antireflexionsfilm mit einem Gehalt aua content of the same impurity by first an anti-reflective film with a content of au

einer großen Menge von Verunreinigungsatomen erzeugt, und dann wird eine N'-Zone während .des Verfahrensschrittes zur Verdichtung des Antireflcxionsfilms durch Wärmebehandlung erzeugt, so daß man eine Diffusionszone mit einer höheren Verunreinigungskonzentration, als sie bisher erreicht wurde, erhalten kann. Als Ergebnis wird nicht nur der Lichtaufiiuhmewirkungsgrad beträchtlich verbessert, sondern auch die Herstellung des Targets stark vereinfacht. a large amount of impurity atoms is generated, and then an N 'zone is generated during Process step for densifying the anti-reflective film generated by heat treatment, so that a diffusion zone with a higher impurity concentration than has been achieved so far, can get. As a result, not only the light receiving efficiency becomes considerably improved, but also the manufacture of the target is greatly simplified.

In der Beschreibung ist eine Bildabtaströhre fü sichtbares Licht erläutert. Für Fachleute ist jedocl ohne weiteres erkennbar, daß das gleiche Prinzi] auf Bildaufnahmeröhren für Röntgenstrahlen, ElekIn the description, a visible light image pickup tube is explained. For professionals, jedocl easily recognizable that the same principle applies to image pick-up tubes for X-rays, elec

troncnstrahlen, Bildaufnahmeröhren des Photoclek tronenverstärkungstyps und Bildaufnahmeröhre! unter Verwendung eines Targets anwendbar ist, bc dem Schottky-Diodcn an Stelle von P-N-Obergängen wie sie im beschriebenen Target vorgesehen sind, auselectron beams, image pickup tubes of the photoclectron amplification type and image pickup tube! is applicable using a target, bc the Schottky diode instead of P-N transitions as provided in the target described

ίο gebildet sind.ίο are educated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

JO? 642/44?JO? 642/44?

35393539

Claims (1)

Zum Beispiel werden im Fall einer Silizium-For example, in the case of a silicon Paieniaiispriiche speicherelektrode mit Verwendung von Silizium alsPaieniaiispriiche storage electrode with the use of silicon as Halbleitermaterial je ein Licht- und ein Elekironen-Semiconductor material one light and one electronic iron I. Halbleiterspeicliereleklroile fiii eine Bild- strahl auf die Vorder- bzw. die Rückseite der aufnahnuiiilire aus einer Halbleitermaterial- 5 Siii/iumiinlerlage projiziert, die durch Polieren dünn schicht, einer Mehrzahl \on in einer Obeilläche gemaclu ist. In der Oberllache der Unterlage, auf die ilieser Schicht erzeugten und als Malrivsyslem iler Elektinnenslrahl gerichtet wird, werden eine angeordneten P-N-fJhergängen. einer Diffusions- Mehrzahl von P-Bereicheii. die in Kombination mil /one hoher Vcninrcinigungskon/enli ation des dei 1'uierlage Dioden bilden, erzeugt urd gitterdieser Schicht gleichen Leilungsiyps in deren n> förinig angeordnet. Wenn nun Licht auf die Licht anderen der mit den P-N-Übcigängcti gegen- aufnahme-Oberlläche der Unterlage, die der Elekiiberliegenden Oberllache iiiul einem auf der DiI Ironeiistrahlprojeklionsoberlläcliegegenüberliegt, proI. Semiconductor storage elements for an image beam onto the front or the back of the Aufnahnuiiilire projected from a semiconductor material- 5 Siii / iumiinlerlage, which by polishing thin layer, a plural \ on in a surface. In the upper pool of the pad on which This layer is generated and directed as a malriv system iler internal electrostatic radiation, become a arranged P-N processes. a diffusion plurality of P-regions ii. which in combination mil A high reduction ratio of the diodes formed by the layer is generated and the grid of these forms Layer of the same distribution type in their n> formally arranged. If now light shines on the light of the other with the P-N-Übercigängcti counter-recording surface of the base, the surface of the ele Oberllache iiiul one on the DiI Ironeiiststrahlprojeklionsoberlläclie opposite, per lusions/one er/engten Antircllexionslilm. da- ji/ieil wird, werden in der Unterlage Elektronendurch ge k e η η/e i c h nc i. daß tier Ami- I .ochpaare erzeugt. Die so erzeugten Löcher (Minoielle\iouslilm (18) eine Verunreinigung des glei- 15 1 Ualsiadimgsiiiiger) läßt man durch die Unterlage ch-.-ii l.eilungstyps wie die Halbleitermaterial- dilfundicreu, um die P-Bereiehe zu erreichen und schicht (II) einhält, dessen Vcrunrcmismngs- die in i.\n\ P-N-Pbergängen als Ergebnis des vorkoii/enlialion hoher ist als die Verunreinigungs- hei darauf proji/ierlen Elektronenstrahls g.speicherkon/entiaiioii der dureli Dilliisioii n\is tlcm Anti- len Ladungen zu neutralisieren. Wenn die l'-N-Oberrellexionsfili'M 18) erzeugten Dilfusions/onc (14). 2u gängc dann ohne Ladungen wieder durch einen 2. Verfahicn zur Herstellung einer Halbleiter- Elektronenstrahl abgetastet werden, leitet man einen speicherelektrode für eine Bildaufnahmeröhre Strom in einem Ausmaß ab. daß die P-N-Ubergänge nach Anspruch I, bei dem man in einer Ober- wieder wie vorher geladen sind. Der abgeleitete lläche ciiici I lalbleilermatcrialschicht eine Mehr- Strom kann dann herausgefühlt werden, um als zahl von als Matrixsystem angeordneten P-N- as Videosignal /u dienen.lusions / one er / narrow anti-reflection film. da- ji / ieil becomes, in the document, electron by means of ge ke η η / eich nc i. that animal creates Ami I .och pairs. The holes created in this way (Minoielle \ iouslilm (18) an impurity of the same 15 1 Ualsiadimgsiiiiger) are left through the base ch -.- ii ), whose Vcrunrcmismng- the in the i. \ n \ PN transitions as a result of the precoii / enlialion is higher than the impurity-hot electron beam projected on it, i.e. the storage con / entiaiioii of the dureli dilliisioii n \ is tlcm anti-charges to neutralize. When the l'-N upper exposure fili'M 18) produced dilfusions / onc (14). 2u are then scanned again without charges by a second method for producing a semiconductor electron beam, a storage electrode for an image pickup tube is diverted to an extent of current. that the PN transitions according to claim I, in which one is loaded again as before in an upper. A multiple current can then be sensed from the derived surface of the lead material layer in order to serve as a number of PN as video signals / u arranged as a matrix system. Uberganrcii erzeugt und cmc vL.runrcjnUng J0n In jcr oberfläche dieser bekannten Halbleiter-Uberganrcii generated and cmc v L. runrc j n J £ Un g J 0n I n j cr surface of this well-known semiconductor dieser Sehieht gleichen Leitungstyps in deren an- speicherelektrode ist die Oberlläehenrekombinationsdere der genannten Oberllache gegenüber- geschwindigkeit der Lichtaufiiahine-Oberlläche verliegende Oberllache inner Bildung einer Dif- hälinismäßig hoch, und viele der durch Einfall von fusions/one eindilTundieren läßt, auf der ein 30 Licht erzeugten Löcher werden in tier Unterlage ab-Antirellexionsl^m angebracht wird, dadurch ge- sorbiert und gelöscht, bevor sie die P-N-Übergänge kennzeichnet, daß man den Aiitirellexionsfilm erreichen, so tlaß eine solche Bildaufnahmeröhre, mit einem Gehalt der Verunreinigung des glei- wenn sie eine Speicherelektrode dieser Art verwenclien Leitungstyps wie die K libleitermaterial- del. eine geringe Sichlempfindlichkeit aufweist. Um schicht aufbringt und diese Schicht einer Wärme- 35 die Empfindlichkeit der Bildaufnahmeröhre zu verbehantllung unterwirft, bei der die Diffusions- bessern, erzeugt man in der Praxis eine N-Diffusions-/one mit hoher Verunreinigungskonzentration zone mit einer hohen Verunreinigungskonzentration des gleichen Leitungstyps wie die Schicht an die- (im folgenden als N-Zone bezeichnet) in der Lichtser Oberllache gebildet wird. aufnahnie-Obcrflächc tier Unterlage. Da die Konzcn-This view of the same conduction type in its storage electrode is the upper surface recombination the above-mentioned surface puddle compared to the speed of the light-impinging surface Upper pool inner formation of a dif- haline-moderately high, and many of the by incidence of fusions / one can be diluted in, on which holes produced by light are placed in the base from anti-reflection l ^ m is attached, thereby sorbed and deleted before they make the P-N junctions indicates that the anti-reflection film can be reached, so leave such an image pick-up tube, with an impurity content of the same if you use a storage electrode of this kind Conductor type like the cable conductor material del. Has a low sensitivity to light. Around layer applies and this layer of a heat 35 the sensitivity of the image pickup tube to treatment subjugates, in which the diffusion better, one generates in practice an N diffusion / one with high contaminant concentration zone with a high contaminant concentration of the same conductivity type as the layer on the- (hereinafter referred to as the N-zone) in the Lichtser Upper pool is formed. Recording surface underlay. Since the Concentration 40 (ration der Verunreinigungsverteiliing in der N-Zone abrupt in der Richtung der Tiefe der Unterlage40 (ration of the distribution of impurities in the N-zone abruptly in the direction of the depth of the substrate steigt, wird in der Unterlage ein inneres elektrischesrises, there becomes an internal electrical element in the pad Feld geschaffen, um die erzeugten Löcher zu beschleunigen. Dieses Feld soll verhindern, daß die 45 Löcher zur Lichtaufnahme-Oberfläche der Unterlage zurückkehren, wo sie erzeugt sind, und sie weiter-Field created to accelerate the holes created. This field is intended to prevent the 45 holes from reaching the light receiving surface of the pad return to where they were created and continue Dic Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter- treiben, damit sie schnell die P-N-Übergangsobcrspcicherelektrotle für eine Bildaufnahmeröhre aus lläche erreichen. Vorzugsweise sieht man auch einen einer Halbleitermalerialschicht, einer Mehrzahl von transparenten Aiitirellexionsfilm auf der N-Zone vor, in einer Oberfläche dieser Schicht erzeugten und als 50 um die Beeinträchtigung des Lichlaufnahmewirkungs-Malrixsystem angeordneten P-N-Übcrgängen, einer grades auf Grund der Reflexion des auf die N-Zone Diffusionszone hoher Verunreinigungskonzentration einfallenden Lichtes zu verhindern,
des dieser Schicht gleichen I.eitungslyps in deren Ein derartiger Antireflexionsfilm auf einer Lichtanderen der mit den P-N-Übergängen gegenüber- aufnahmeobcrfiiiche einer Halbleiterunterlage ist beliegenden Oberfläche und einem auf der Diffusions- 55 kannt (The Royal Television Society Journal, /one erzeugten Anlirellexionsfilm und auf ein Ver- Vol. 13, Nr. 3, Mai-Juni 1970, S. 53 bis 58). Wegen fahren zur Herstellung einer derartigen Halbleiter- der bei dieser bekannten Anordnung vorliegenden speicherelektrode. Potentialverleilung diffundieren die durch ein Licht-
The invention relates to a semiconductor drive for quickly reaching the PN junction faceplate electrodes for an image pickup tube. Preferably one also provides a semiconductor material layer, a plurality of transparent anti-reflection films on the N-zone, generated in a surface of this layer and arranged as 50 around the impairment of the light absorption effect malrix system, one degree due to the reflection of the N-zone diffusion zone to prevent high concentration of impurities from incident light,
This type of anti-reflective film on a light other than the surface facing the PN junctions of a semiconductor substrate and an anti-reflective film produced on the diffusion surface is known (The Royal Television Society Journal, / one and on Ein Ver Vol. 13, No. 3, May-June 1970, pp. 53 to 58). Because of the storage electrode present in this known arrangement for the production of such a semiconductor. Distribution of potential diffuse through a light
Liiii Vidicon, tins ein solches photoleitendes Ma- spiel erzeugten Löcher nicht schnell zum P-N-Überteriall wie Antimontrisulfid an seiner Lichtaufnahme- 60 gang und weisen daher eine große Rckombinations-Oberlläche verwendet, wurde bisher als Bild- Wahrscheinlichkeit mit Elektronen auf. Dadurch aufnahmeröhre für ein Fernsehsystem verwendet, bei wird die Empfindlichkeit einer derartigen BiIcI-dem Lichtsignal in elektrische umgewandelt werden. aufnahmeröhre eingeschränkt.Liiii Vidicon, such a photoconductive model did not create holes quickly to the P-N overhang like antimony trisulphide in its light-receiving passage and therefore have a large surface for recombination was previously used as an image probability with electrons on. Through this recording tube used for a television system, the sensitivity of such a picture is used Light signal can be converted into electrical. recording tube restricted. In neuerer Zeit wurde indessen ein Halbleiter auf Die obengenannte N-Zone wird durch die flacheRecently, however, a semiconductor has been applied to the above-mentioned N-zone is characterized by the flat dem Gebiet von photoleitcnden Materialien ent- 65 Diffusion von Phosphor P in die Siliziumunterlage wickelt, und dementsprechend verwenden einige der einer Hochlemperaturalmosphäre erzeugt. Dabei ist neuesten Bildaufnahmeröhren eine Halbleiter- es jedoch sehr schwierig, eine Maskierung vorspeicherclektrode. zusehen, um das Auftreten der Diffusion in derin the area of photoconductive materials, diffusion of phosphorus P into the silicon substrate winds, and accordingly use some of the high temperature atmosphere generated. It is The latest image pick-up tubes have a semiconductor but it is very difficult to mask a vorspeicherclektrode. watch to the occurrence of diffusion in the
DE19712152733 1970-10-23 1971-10-22 Semiconductor storage electrode for an image pickup tube and method of manufacturing such an electrode Expired DE2152733C3 (en)

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