DE2944482C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2944482C2
DE2944482C2 DE19792944482 DE2944482A DE2944482C2 DE 2944482 C2 DE2944482 C2 DE 2944482C2 DE 19792944482 DE19792944482 DE 19792944482 DE 2944482 A DE2944482 A DE 2944482A DE 2944482 C2 DE2944482 C2 DE 2944482C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compact
cadmium mercury
mercury telluride
die
grain size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19792944482
Other languages
English (en)
Other versions
DE2944482A1 (de
Inventor
Horst Eberhard Hirsch
Robert William Trail Britisch Kolumbien/British Columbia Ca Smyth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teck Metals Ltd
Original Assignee
Teck Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teck Metals Ltd filed Critical Teck Metals Ltd
Publication of DE2944482A1 publication Critical patent/DE2944482A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2944482C2 publication Critical patent/DE2944482C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B19/00Selenium; Tellurium; Compounds thereof
    • C01B19/007Tellurides or selenides of metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02Compacting only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264Inorganic materials
    • H01L31/0296Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe
    • H01L31/02966Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, HgCdTe including ternary compounds, e.g. HgCdTe
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein zerstäubbares Target aus Cadmiumquecksilbertellurid der allgemeinen Formel Cd x Hg1-x Te, wobei x in einem Bereich von 0,14 bis 0,6 liegt.
Cadmiumquecksilbertellurid ist als eine kontinuierliche Reihe von ternären Verbindungen der allgemeinen Formel
Cd x Hg1-x Te
bekannt, in der x Werte zwischen 0 und 1 annimmt. Die Verbindungen weisen Halbleitereigenschaften auf, wenn der Wert x in einem Bereich von etwa 0,14 bis etwa 1 liegt. Die halbleitenden Verbindungen von Cadmiumquecksilbertellurid finden in der Halbleiterelektronikindustrie, beispielsweise bei Infrarotdetektoren, Anwendung.
Der derzeit am meisten eingesetzte Materialtyp, der für Infrarotdetektoren erhältlich ist, sind Detektorstreifen in linearer Anordnung, die aus einem zusammenhängenden Einkristallmaterial hergestellt sind und die Abmessung von etwa 20 mm×1,5 mm oder darunter besitzen. Diese monolithische Anordnung wird aus der Cadmiumquecksilber­ telluridmasse hergestellt und kann bis zu 200 Elemente je nach Homogenität und Größe der erhältlichen Cadmiumqueck­ silbertelluridmasse enthalten. Die Herstellung dieser An­ ordnungen mit einer höheren Anzahl von Elementen ist bei Ver­ fahren, die normalerweise zur Verbindung von Elementen in der externen Elektronik eingesetzt werden, zu kompliziert.
Ein einfacheres und bedeutend billigeres System könnte da­ durch erhalten werden, daß man eine lineare Anordnung zu einer Anordnung mit fokaler Ebene verschaltet, die beispiels­ weise der halbleitenden, ladungsgekoppelten Vorrichtung einer Fernsehkamera ähnelt, die im Bereich des sichtbaren Lichts arbeitet. Bei dieser ladungsgekoppelten Vorrichtung kommt eine Multiplexfunktion zur Anwendung, d. h. die Signale aus der Anordnung mit fokaler Ebene werden in multiplexer Form erhalten, so daß die einzelnen Elementleitungen nicht in dem fokalen Ebenensystem liegen müssen, sondern in linearer Anordnung vorliegen sollen. Eine Anordnung mit fokaler Ebene macht es deshalb möglich, beispielsweise 1000 oder mehr Elemente zu verwenden was zu einem viel einfacheren Abfragen oder überhaupt keinem Abfragen führt, wobei hohe Auflösung und eine extreme Empfindlichkeit erhalten werden, die für die komplizierte thermische Abbildung benötigt werden.
Obwohl die Möglichkeit einer Multiplexanordnung von Cadmium­ quecksilbertellurid mit einer Silicium enthaltenden ladungs­ gekoppelten Vorrichtung bereits dargestellt wurde, ist bis­ her kein praktisches Verfahren bekannt, wodurch eine Anordnung mit fokaler Ebene unter Verwendung von Cadmiumquecksilbertellurid hergestellt werden kann, das die geforderte extreme Homogenität der Verbindung und die geforderten elektrischen Parameter besitzt. Das Zerstäuben (sputtering), eine der Dünnfilmtechniken, bei der eine dünne Schicht Cadmium­ quecksilbertellurid auf einem entsprechenden Substrat, bei­ spielsweise Silicium niedergeschlagen wird, macht es jedoch möglich, Anordnungen mit fokaler Ebene mit der gewünschten hohen Homogenität und einer Anpassbarkeit an das Multiplexsystem herzustellen.
Das Zerstäuben wird dazu benutzt, um dünne Schichten auf Substrate epitaxial aufwachsen zu lassen, d. h. die Kristall­ orientierung des Substrats soll in die epitaxiale Schicht kontinuierlich übergeführt werden. Dieses Zerstäuben wird in einer Kammer ausgeführt, die unter einem partiellen Vakuum gehalten wird und in der ein zerstäubbares Target mit dem niederzuschlagenden Material auf einem wasser- oder luftgekühlten Halter oder einer Stützplatte befestigt ist. Es wird ein Ionenstrahl, beispielsweise aus Argon, aus einem RF-Generator oder einer Glühentladungskanone auf das Targeit gerichtet, was die Zerstäubung des Oberflächenmaterials aus dem Target verursacht. Das freigesetzte Material schlägt sich auf einem oder mehreren entsprechenden Substraten nieder, die in einem bestimmten Abstand um das zerstäubbare Target angeordnet sind. Die epitaxiale Schicht, die durch Zerstäuben auf dem Substrat niedergeschlagen wurde, hat im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie das Target selbst. Beim Einsatz von Cadmiumquecksilbertellurid ist es wichtig, daß das Target eine extrem hohe Homogenität in der Zusammensetzung besitzt (sh. hierzu Zeitschrift "Thin Solid Films" 13 (1972), S. 373-378).
Zerstäubbare Targets werden in zahlreichen Größen und Formen verwendet. Die Größe von zerstäubbaren Targets auf der Basis von Cadmiumquecksilbertellurid ist jedoch begrenzt, da es Schwierigkeiten bereitet, Cadmiumquecksilbertellurid mit der benötigten Homogenität herzustellen. Die Verfahren zur Herstellung von Cadmiumquecksilbertellurid in einer homogenen Zusammensetzung sind üblicherweise Verfahren einschießlich der Kristallisation. Diese Verfahren sind durch die Beschränkungen eingegrenzt, die durch das CdTe-HgTe-Phasendiagramm auf­ geworfen werden, nämlich die hohe Temperatur zwischen den Solidus- und Liquiduslinien und die hohen Drücke bei höheren x-Werten, wobei die letzteren speziell komplizierte und insofern teure Vorrichtungen benötigen.
Beispielsweise erfordert die Herstellung von Cadmiumquecksilbertellurid- Barren im Schmelz-Rekristallisierungsverfahren Temperaturen von 700 bis 800°C bei einem Druck von etwa 4000 KPa für Cd x Hg1-x Te mit x=0,2 und Temperaturen von 800 bis 950°C bei einem Druck von 8000 KPa für Cd x Hg1-x Te mit x=0,5. Infolgedessen besitzen derart hergestellte Barren üblicherweise einen Durchmesser, der nicht größer als etwa 15 mm ist. Weiterhin sind nur bestimmte Barrenbereiche von ausreichend homogener Zusammensetzung für die Herstellung von zerstäubbaren Targets, wie sie beispielsweise durch Schneiden von Cadmiumquecksilbertellurid-Barren senkrecht zur Barrenachse oder durch Schneiden von Cadmiumquecksilbertellurid- Streifen aus dem Barren entlang der Isomischungs- Linien erhalten werden. Deshalb bestehen bisher Beschränkungen der Streifengröße von Detektoren in linearer Anordnung von etwa 20 mm×1,5 mm oder darunter, sofern nicht mosaikartige Muster mit komplexen, sich überlagernden Verbindungen verwendet werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein zerstäubbares Target aus Cadmiumquecksilbertellurid vorzuschlagen, das verhältnismäßig große Abmessungen und trotzdem hinreichende Homogenität über den gesamten Bereich besitzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung nun vorgeschlagen, das Target als kompakten Preßling aus fein zerteiltem Cadmiumquecksilbertellurid der gewünschten Zusammensetzung mit Teilchen einer Korngröße unter 150 µm zu erzeugen, wobei die Teilchen im Preßling zu einer wesentlichen ausgeglichenen Korngrößenverteilung vermischt sind und die Dichte des Preßlings mindestens 97% der theoretischen Dichte beträgt. Die Teilchen können vorzugsweise überwiegend eine Korngröße von 44 bis 150 µm aufweisen.
Bei der Erfindung wird somit von der Grundüberlegung ausge­ gangen, verhältnismäßig große Targets dadurch zu erhalten, daß relativ kleine Cadmiumquecksilbertellurid-Teilchen mit­ einander verpreßt und dadurch kompakte Stücke der gewünschten großen Abmessungen hergestellt werden können. Mit der Erfindung ist es somit erstmals möglich, Targets mit gegenüber den bisher bekannten Abmessungen erheblich vergrößerten Abmessungen herzustellen, wobei gleichzeitig die erforderliche Homogenität gegeben ist.
Zur Herstellung von Targets gemäß der Erfindung, die also aus verhältnismäßig kleinen Teilchen verpreßt sind, wird vorzugsweise ein Verfahren verwendet, das sich durch folgende Herstellungsschritte auszeichnet:
  • a) Herstellung von fein zerteiltem Cadmiumquecksilbertellurid der gewünschten Zusammensetzung mit einer Korngröße unter 150 µm,
  • b) Vermischen der fein zerteilten Cadmiumquecksilbertellurid- Teilchen, um eine im wesentlichen ausgeglichene Korngrößenverteilung zu erreichen,
  • c) Einfüllen einer vorbestimmten Menge an vermischten Teilchen in eine Matrize einer bestimmten Abmessung,
  • d) Anlegen eines Verdichtungsdruckes an diese Menge zum Ver­ dichten des fein zerteilten Cadmiumquecksilbertellurids zu einem zusammenhängenden kompakten Preßling mit einer Dicht von mindestens 97% der theoretischen Dichte,
  • e) Abschalten des Druckes und Entnahme des kompakten Preßlings mit vorbestimmter Abmessung aus der Matrize, wobei die vorbestimmte Menge der gemischten Teilchen zur Herstellung des kompakten Preßlings der vorbestimmten Abmessung ausreicht.
Mit einem derartigen Verfahren lassen sich die Targets sehr einfach und in hervorragender Qualität herstellen. Dabei sind diverse Abwandlungen des Verfahrens, insbesondere ab­ hängig von der Zusammensetzung des Cadmiumquecksilbertellurids, d. h. dem Wert von x, möglich, die Gegenstand der Ansprüche 4 bis 11 sind.
Das fein verteilte Cadmiumquecksilbertellurid kann vorteilhafterweise in ein­ kristalliner oder polykristalliner Form vorliegen. Es kann durch Zerkleinerung von Barren oder deren Teilen oder von Schnittstücken oder von weiteren Formen von Cad­ miumquecksilbertellurid hergestellt werden, wobei das Cadmiumquecksilbertellurid eine Zusammensetzung hat, in der x einen Wert von etwa 0,14-0,6 besitzt. Als Quelle des fein verteilten Cadmiumquecksilbertellurids soll eine homogene Mischung zum Einsatz kommen. Leichte Änderungen der Zusammensetzung sind zulässig, da derartige Änderungen dazu neigen, in der Endmischung des verdichteten Produkts zu verschwinden, d. h. sich auszugleichen. Die Partikelgröße des fein verteilten Cadmiumquecksilbertellurid soll sich über einen Bereich von Größen erstrecken, so daß die maximale Dichte für das verdichtete Cadmium­ quecksilbertellurid erhalten wird. Die Partikelgröße des fein verteilten Cadmiumquecksilbertellurids von insgesamt unter 150 µm ist im allgemeinen fein genug, um die gewünschte Dichte des kompakten Stücks zu gewährleisten. Der bevorzugte Bereich der Korngrößen beträgt 150-44 µm. Die Zerkleinerung wird nach bekannten Verfahren, bei­ spielsweise durch Mahlen oder Verreiben erhalten. Ggfs. kann die Korngrößenverminderung in einer inerten oder re­ duzierenden Atmosphäre, beispielsweise in einer Argon- oder Wasserstoffgasatmosphäre, durchgeführt werden.
Das fein verteilte Cadmiumquecksilbertellurid wird innig vermischt, um eine im wesentlichen gleiche Korngrößenver­ teilung zu erhalten. Eine vorbestimmte Menge des gemischten Cadmiumquecksilbertellurids wird in eine Matrize von solcher Form eingefüllt, daß ein kompakter Preßling mit den gewünschten Abmessungen erhalten werden kann. Das Cadmiumquecksilbertellurid wird vorzugsweise bei Zimmertemperatur zugegeben, um eine Zerstörung des Cadmiumquecksilbertellurids zu vermeiden. Die Matrize wird mit Druck unter Verwendung einer geeigneten, handelsüblichen Presse beaufschlagt. Die Matrize kann bei Zimmertemperatur benutzt werden oder sie kann vor dem Anlegen von Druck zuvor erwärmt werden. Ebenso kann die Matrize, die das Cadmiumquecksilbertellurid enthält, auf einen entsprechenden Unterdruck evakuiert werden, bevor der Verdichtungsdruck angelegt wird. Vorzugsweise werden vorher erhitzte, evakuierte Matrizen eingesetzt. Es versteht sich, daß auch Matrizen mit mehreren Formhohlräumen eingesetzt werden können.
Obwohl kompakte Preßlinge guter Qualität auch unter Verwendung von Matrizen bei Zimmertemperatur, wie von Matrizen die nicht evakuiert wurden, erhalten werden, werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Matrize auf eine Temperatur bis zu etwa 300°C vorerwärmt wird, die vorgewählte Menge des gemischten, fein verteilten Cadmiumquecksilbertellurids bei Zimmertemperatur in die vorerwärmte Matrize gegeben wird und die Matrize, die das Cadmiumquecksilbertellurid enthält, auf Drücke von unter 133 Pa absolut evakuiert wird. Die Verdichtungsdrücke, mit der die Matrize beaufschlagt werden, d. h. zur Verdichtung des gemischten, fein verteilten Cadmiumquecksilbertellurids, sollen ausreichend sein, um ein zusammenhängendes kompaktes Stück mit einer hohen Dichte und ausreichender physikalischer Festigkeit herzustellen. Wenn Matrizen bei Raumtemperatur (etwa 20°C) eingesetzt werden, sind Verdichtungsdrücke von mindestens etwa 400 MPa notwendig, um kompakte Preßlinge herzustellen, die eine Dichte von mindestens 97% der theoretischen Dichte besitzen. Vor­ zugsweise liegen die Verdichtungsdrücke in einem Bereich von etwa 400-1100 MPa. Derart hergestellte kompakte Stücke zeigen einige Sprünge. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei Cadmiumquecksilbertellurid-Ver­ bindungen, in denen x ein Wert von etwa 0,14- etwa 0,20 be­ sitzt, und bei Verwendung von Matrizen, die auf eine Temperatur von etwa 100 bis 300°C vorerwärmt und auf Drücke von weniger als etwa 133 Pa absolut evakuiert wurden, die Verdichtungsdrücke in dem bevorzugten Bereich kompakte Preßlinge erzeugen, die im wesentlichen frei von Sprüngen sind und die Dichte besitzen, die üblicherweise höher ist als 98% der theoretischen Dichte. Je höher die Temperatur der vorerwärmten Matrize und je höher der Verdichtungs­ druck sind, desto höher ist die Dichte des kompakten Preßlings. Es wurde ebenfalls festgestellt, daß die Verdichtungsdrücke begrenzt sind, wenn fein verteiltes Cadmiumquecksilbertellurid mit einer Zusammensetzung von x=0,2 oder darüber, d. h. x=0,2 bis 0,6, bei Zimmertemperatur zu vorerwärmten Matrizen zugesetzt wird und die Matrize vor dem Anlegen des Verdichtungsdrucks evakuiert wird.
In dem Zusammensetzungsbereich, in dem x Werte von etwa 0,2 bis etwa 0,6 besitzt, muß die Matrize auf eine relativ hohe Temperatur vorerwärmt werden, um starke zusammenhängende kompakte Preßlinge zu erhalten. Die Dichte des kompakten Preßlings wächst mit steigender Temperatur, wobei die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn die Matrizen auf etwa 300°C vorerwärmt werden und der Verdichtungsdruck steigt. Die besten Ergebnisse werden mit Verdichungsdruck von etwa 160 bis 275 MPa erhalten. Die derart hergestellten kompakten Preßlinge sind im wesentlichen frei von Sprüngen. Bei Verdichtungsdrücken oberhalb etwa 275 MPa liegen kleine Sprünge in den kompakten Preßlingen vor, wenn diese aus der Matrize entnommen werden. Die Sprung­ bildung schreitet stark voran mit wachsendem Druck, d. h. zuerst werden Sprünge seitlich in den Ebenen, die senkrecht zur Achse des kompakten Preßlings sind, und anschließend radial gebildet. Zum Schluß ist der kompakte Preßling nicht mehr zu­ sammenhängend.
In sämtlichen Fällen sollen die Verdichtungsdrücke über eine Zeitdauer von mindestens etwa 1 Min. angelegt werden, um starke, zusammenhängende kompakte Preßlinge herzustellen. Wenn das Cadmiumquecksilbertellurid bei Zimmertemperatur zu einer vorerwärmten Matrize zugesetzt wird, sollen etwa 1-3 Min. zur Temperaturangleichung zur Verfügung stehen. Die Angleichung, das Evakuieren und das Anlegen von Druck können nacheinander oder auch nahezu gleichzeitig durchgeführt werden. Nach dem Anlegen des Drucks über eine bestimmte Zeit wird der Druck abgeschaltet und der kompakte Preßling aus der Matrize entnommen. Ein Sintern der kompakten Preßlinge ist nicht notwendig, da diese eine Dichte von mindestens 97% der theoretischen Dichte, in den meisten Fällen höher als 98%, und die benötigte physikalische Festigkeit aufweisen. Der aus der Matrize entnommene Preßling kann als zerstäubbares Target verwendet werden oder er kann ggfs. geschnitten, geläppt und poliert werden, bevor er als zerstäubbares Target zum Einsatz kommt.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert
Beispiel 1
45 g hochreines, polykristallines Cd x Hg1-x Te (x=0,15) - Pulver wird bei Zimmertemperatur und mit einer Korngröße unter 150 µm in eine Matrize mit einem Durchmesser von 38 mm gegeben, die zuvor auf eine Temperatur von 200°C erhitzt wurde. Die Matrize wird geschlossen, anschließend auf einen Druck unterhalb 133 Pa evakuiert und danach einem Verdichtungsdruck von 690 MPa ausgesetzt. Nach drei Minuten wird der Druck weggenommen und die erhaltene Scheibe wird aus der Matrize entfernt. Die verdichtete Scheibe mit einem Durchmesser von 38 mm und einer Dicke von 5 mm ist frei von Sprüngen, hat eine glatte Oberfläche und eine Dichte von 99% der theoretischen Dichte.
Beispiel 2
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch die Matrize auf eine Temperatur von 100°C vorerwärmt wird. Es wird eine verdichtete Scheibe der gleichen Abmessung, frei von Sprüngen und mit einer Dichte von 99% der theoretischen Dichte erhal­ ten.
Beispiel 3
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei die Matrize auf eine Temperatur von 50°C vorerwärmt wird. Es wird eine verdichtete Scheibe der gleichen Abmessungen mit einer Dichte von 99% der theoretischen Dichte erhalten. Der Preßling weist eine Anzahl kleiner Sprünge auf, die jedoch den Zusammenhalt des kompakten Preßlings nicht beeinflussen.
Beispiel 4
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch eine Matrize mit einem Durchmesser von 19 mm auf 100°C erwärmt wird. Die Matrize wird vor dem Anlegen des Drucks nicht evakuiert. Während der Verdichtung wird ein Druck von 940 MPa angelegt. Es wird ein verdichteter Zylinder mit einem Durchmesser von 19 mm und einer Länge von 20 mm erhalten, der frei ist von Sprüngen und eine Dichte von 99%, bezogen auf die theoretische Dichte, aufweist.
Beispiel 5
Beispiel 1 wird wiederholt, wobei ein Cd x Hg1-x Te-Pulver eingesetzt wird, wobei x=0,55 ist. Die Matrize wird nicht vorerwärmt. Es wird eine Scheibe der gleichen Abmessung mit einer Dichte von 98,5% erhalten. Die Scheibe zeigt einige Sprünge.
Aus Beispiel 1, 2 und 4, in denen auf mindestens 100°C vorerwärmte Matrizen verwendet wurden, ist ersichtlich, daß im wesentlichen sprungfreie kompakte Preßlinge mit einem großen Durchmesser und Dicken und einer Dichte von 99%, bezogen auf die theoretische Dichte, aus fein verteiltem Cadmiumquecksilbertellurid, in dem x etwa 0,15 ist, hergestellt werden können. Die Beispiele 3 und 5 zeigen, daß bei x oberhalb 0,2 und bei Matrizen mit einer Temperatur unter 100°C große kompakte Stücke mit hoher Dichte erhalten werden können, die jedoch nicht frei von Sprüngen sind.
Beispiel 6
45 g-Portionen von fein verteiltem, hochreinem, polykristallinem Cadmiumquecksilbertellurid, in dem x einen Wert von 0,2-0,6 besitzt und auf Zimmertemperatur gehalten ist, werden bei unterschiedlichen Verdichtungsdrücken in einer Matrize mit einem Durchmesser von 38 mm, die auf eine Tem­ peratur von 300°C vorerwärmt wurde und auf weniger als 113 Pa absolut evakuiert wurde, verdichtet. Die Verdichtungsdrücke werden drei Minuten unmittelbar nach dem Schließen und während der Evakuierung der Matrize angelegt. Nach der Entnahme aus der Matrize werden die kompakten Stücke mit einem Durchmesser von 38 mm und einer Dicke von 5 mm geprüft und ihre Dichte untersucht. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle I angegeben.
Tabelle I
Wie aus den Ergebnissen von Beispiel 6 zu ersehen ist, können kompakte Preßlinge, die frei von Sprüngen sind und eine Dichte von mindestens 97% der theoretischen Dichte aufweisen, dadurch hergestellt werden, daß fein verteiltes Cadmiumquecksilbertellurid mit x-Werten von 0,2-0,6 in Formen von großem Durchmesser und Dicke unter Einsatz von Verdichtungsdrücken in einem Bereich von 160-275 MPa bei auf 300°C vorerwärmten Matrizen verdichtet wird.

Claims (11)

1. Zerstäubbares Target aus Cadmiumquecksilbertellurid der allgemeinen Formel Cd x Hg1-x Te,wobei x in einem Bereich von 0,14 bis 0,6 liegt, dadurch gekennzeichnet, daß es ein kompakter Preßling aus fein zerteiltem Cad­ miumquecksilbertellurid der gewünschten Zusammensetzung mit Teilchen einer Korngröße unter 150 µm ist, wobei die Teilchen im Preßling zu einer im wesentlichen aus­ geglichenen Korngrößenverteilung vermischt sind und die Dichte des Preßlings mindestens 97% der theoretischen Dichte beträgt.
2. Target nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen überwiegend eine Korngröße von 44 bis 150 µm aufweisen.
3. Verfahren zur Herstellung eines zerstäubbaren Targets nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Herstellungsschritte:
  • a) Herstellung von fein zerteiltem Cadmiumquecksilber­ tellurid der gewünschten Zusammensetzung mit einer Korngröße unter 150 µm,
  • b) Vermischen der fein zerteilten Cadmiumquecksilber­ tellurid-Teilchen, um eine im wesentlichen ausge­ glichene Korngrößenverteilung zu erhalten,
  • c) Einfüllen einer vorbestimmten Menge an vermischten Teilchen in eine Matrize einer bestimmten Abmessung,
  • d) Anlegen eines Verdichungsdruckes an diese Menge zum Verdichten des fein zerteilten Cadmiumquecksilbertellurids zu einem zusammenhängenden kompakten Preßling mit einer Dichte von mindestens 97% der theo­ retischen Dichte,
  • e) Abschalten des Druckes und Entnahme des kompakten Preßlings mit vorbestimmter Abmessung aus der Matrize, wobei die vorbestimmte Menge der gemischten Teilchen zur Herstellung des kompakten Preßlings der vorbestimmten Abmessung ausreicht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Cadmiumquecksilbertellurid verwendet wird, bei dem x einen Wert von etwa 0,14 bis etwa 0,20 besitzt, und daß die Matrize auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 300°C vorerwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verdichtungsdruck von mindestens etwa 400 MPa angelegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadruch gekennzeichnet, daß die Matrize etwa Raumtemperatur besitzt.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichet, daß Cadmiumquecksilbertellurid verwendet wird, bei dem x einen Wert von etwa 0,20 bis 0,60 besitzt, daß die Matrize auf eine Temperatur von etwa 300°C vorgewärmt wird und daß der Verdichtungsdruck in einem Bereich von etwa 160 bis 275 MPa liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize vor oder während dem Anlegen des Ver­ dichtungsdruckes auf einen Druck unterhalb etwa 113 Pa absolut evakuiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß fein verteiltes Cadmiumquecksilbertellurid mit einer Korngröße im Bereich von etwa 150 bis 44 µm verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsdruck mindestens etwa 1 Minute ange­ legt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichtungsdruck in einem Bereich von etwa 400 bis 1100 MPa liegt.
DE19792944482 1978-11-09 1979-11-03 Verstaeubbares target und verfahren zu seiner herstellung Granted DE2944482A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA316,105A CA1110421A (en) 1978-11-09 1978-11-09 Cadmium mercury telluride sputtering targets

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2944482A1 DE2944482A1 (de) 1980-05-29
DE2944482C2 true DE2944482C2 (de) 1988-09-08

Family

ID=4112934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792944482 Granted DE2944482A1 (de) 1978-11-09 1979-11-03 Verstaeubbares target und verfahren zu seiner herstellung

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5565338A (de)
CA (1) CA1110421A (de)
DE (1) DE2944482A1 (de)
FR (1) FR2441582A1 (de)
GB (1) GB2037264B (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL60734A (en) * 1979-08-30 1984-03-30 Santa Barbara Res Center Production of single crystal mercury cadmium telluride
DE3300525A1 (de) * 1983-01-10 1984-07-12 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Targets fuer die kathodenzerstaeubung
DE3627775A1 (de) * 1986-08-16 1988-02-18 Demetron Verfahren zur herstellung von targets

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2265872B1 (de) * 1974-03-27 1977-10-14 Anvar

Also Published As

Publication number Publication date
CA1110421A (en) 1981-10-13
FR2441582B1 (de) 1985-04-19
FR2441582A1 (fr) 1980-06-13
JPS5565338A (en) 1980-05-16
DE2944482A1 (de) 1980-05-29
GB2037264A (en) 1980-07-09
GB2037264B (en) 1982-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0761838B1 (de) Target für die Kathodenzerstäubung und Verfahren zur Herstellung eines solchen Targets
DE3319346C2 (de)
DE3039827A1 (de) Verfahren zur herstellung eines schneidwerkzeuges
DE4037733A1 (de) Verfahren zum herstellen eines indium/zinn-oxid-targets
DE102013103896B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Gegenstands für eine thermoelektrische Umwandlungsvorrichtung
DE1483246A1 (de) Verfahren zur Herstellung amorpher Legierungen
DE3537191A1 (de) Verbundtargetmaterial und verfahren zu seiner herstellung
DE2000707A1 (de) Verfahren zur Herstellung von integrierten Schaltungen
DE19631107C2 (de) Verfahren zur Bildung eines Einkristall-Diamantfilms
DE4012694A1 (de) Verfahren zur herstellung eines sinterkoerpers aus indium-zinnoxid
DE3019653A1 (de) Verbesserung eines verfahres zur herstellung von platten-, band- oder folienfoermigen siliziumkristallkoerpern fuer solarzellen
DE2944482C2 (de)
DE3019635A1 (de) Verbesserung eines verfahrens zur herstellung von platten-, band- oder folienfoermigen siliziumkristallkoerpern fuer solarzellen
DE2806070C2 (de) Hartstoff aus BCN und Verfahren zu seiner Herstellung
DE3232069C2 (de)
DE2012459A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Dotierungs st of f que He
EP1138653B1 (de) Material für alterungsbeständige keramische Verdampfer
DE2812656A1 (de) Verfahren zur herstellung eines insb- duennschichtelementes
DE2803999C3 (de)
DE2839550C2 (de)
DE2522921A1 (de) Molekularstrahl-epitaxie
DE3738738C1 (en) Powder-metallurgical process for producing targets
DE2839577C2 (de)
DE2811044C3 (de) Piezoelektrische kristalline Filme
DE69531385T2 (de) Herstellungsverfahren für ein Material für breitbandige optische Isolatoren

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee