DE6926306U

DE6926306U - Hochselektives elektromagnetisches strahlungsmessgeraet.

Info

Publication number: DE6926306U
Application number: DE6926306U
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-07-05
Filing date: 1969-07-03
Publication date: 1971-12-09
Also published as: FR2012418A1; US3560812A; DE1933734A1; GB1278482A

Description

Dr. rer. nat. Horst Schüler 6Frankfurt/Main ι, den 2. Juli 1969

PATENTANWALT Niddastralie 52

Telefon (0011) 237220 Postscheck-Konto: 262420 Frankfurt/M. Bank-Konto: 523/316Ü HeinZ LjnSer Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.

Patentanwalt 6Frankfur:/Main1

Niddastr. 52 1172-RD-2O58

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River. Road
Schenectady, N.Y. / USA

Hochselektives elektromagnetisches Strahlungsmeßgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Strahlungsmeßgerät und insbesondere auf einen halbleitenden elektromagnetischen Strahlungsdetektor, der mit einem metallischen Film überzogen ist, um ein selektives Strahlungsfilter zu bilden.

Es besteht seit langem das Bedürfnis für Strahlungsmeßfühler, die auf ultra-violettes Licht in einer besonderen Bandbreite empfindlich sind und die nahezu unempfindlich sind gegenüber sichtbarem und infrarotem Licht. So würde beispielsweise ein unempfindlicher Flaimendetektor, der nur für die ultra-violetten Teile <äer eiektroma.f^netischen Strahlung im Spektrum, die durch die Flamme aur.gesanJt wird, empfindlich ist, im höchsten Maße zur Steuerung dies Srennertetriebes wünschenswert sein. Diese ultra-vioiette Eaiasion lic ^ in dera Spektraleaergiebereich

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vcn 3,5 bis 4,0 Elektronenvolt (eV). Bisher arbeiteten ultraviolette Detektoren auf der Basis der Fotoemission VGn Elektronen aus Meta~llelektroden. Solche Detektoren sind in gewisser Weise selektiv, da sie bezüglich der sichtbaren Strahlung relativ unempfindlich sind, Jedoch sind sie nicht in der Lage auszufil ern und sind daher auch unempfindlich, je höher sich die Energiestrahlung in den ultra-violetten Bereich erstreckt. Obgleich für diese Punktionen schon Anordnungen mit Siliciumkarbid P-N übergängen vorgeschlagen wurden, ist Ihre Empfindlichkeit jedoch sehr niedrig und da sie auf Spektralenergien niedriger als 3,0 eV ansprechen, sind sie nicht genügend selektiv, um solche Funktionen befriedigend ausführen zu können.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Grenzschicht-Halbleiter, der Schottky-Art, der hergestellt wird, indem ein dünner Silberfilm oder ein anderes entsprechendes Metall auf einen halbleitenden Kristall bestimmter Leitungsart niedergeschlagen wird, der z.B. aus Zinksulfid oder Galliumarsenid bestehen kann. Der Silberfilm zeigt eine minimale Absorption und Reflektion der elektromagnetischen Strahlung in der Nähe von 3,85 eV (entpsrechend 3,220 8 (Angström) Wellenlänge). Er dämpft jedoch stark die außerhalb dieses Bandes liegende Strahlung, insbesondere die weniger energiereiche Strahlung und zwar sowohl durch Reflektion als auch Absorption. Diese Eigenschaften werden in dem Artikel "Optische Eigenschaften von Silber und Kupfer" von H. Ehrenreich in The Physical Review, Vol. 128, Seite 1622 bis 1629 (1962) diskutiert. Die Metallklasse, die als Natrium-Wolfram-3ronze bekannt ist, die Legierungen von WO, und Na enthält, haben ähnliche Eigenschaften und ihre Durchlässigkeitsmaxima können auf eine gewünschte Wellenläge verschoben werden, indem geeignete Konzentrationen an Natrium der Legierung zugegeben werden. Übergangsmetalloxide, wie Rheniu,ι, besitzen auch Durchlässigkeitsmaxima und sind auch genügend leitend, um einen metallischen Kontakt mit dem Halbleiter zu bilden. Wenn daher elektromagnetische Strahlung, die über das Spektrum reicht, auf den dünnen Metallfilm

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fällt, durchdringt eir. Teil der einfallenden Strahlung den Film und, gelangt auf den Halbleiter. Durch Veränderung der Filmdicken ist es möglich, eine unterschiedliche Selektivität und Durchlässigkeitsempfindlichkeit zu erhalten.

Wenn·die Strahlung, die durch den Film gelassen wird, eine Energie besitzt, die größer ist als der Energiebandabstand des Halbleiters, wird diese im Halbleiter stark absorbiert, wobei innerhalb des Raumladungsbereichs der Schottky-Grenzschicht Elektronenlöscherpaare erzeugt werden. Hierdurch entsteht eine fotoelektr-omotorische Kraft oder eine Fot©leitfähigkeit. Die Strahlung, die durch den Film gelassen wird, welche jedoch eine geringere Energie als der Bandabstand des Halbleiters besitzt, wird nur schwach durch den Halbleiter absorbiert und erzeugt eine vernachlässigbare Anregung. Dem Detektor gemäß vorliegender Erfindung liegen daher zwei verschiedene Erscheinungen zugrunde : die Fotoanregungsmaxima der halbleitenden Schottky-Grenzschicht und die maximale Durchlässigkeit bestimmter Strahlungsenergie, die durch den dünnen metallischen Film bewirkt wird. .Hierdurch ergibt sich über einen vorgesehenen Spektralbereich ein hochselektiver Strahlungsdetektor.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung w^rd daher ein hochselektiver elektromagnetischer Strahlungsdetektor beschrieben. Die Anordnung enthält einen halbleitenden Kristall bestimmter Leitungsart und einen metallischen Film, beispielsweise aus Silber, einer bestimmten Dicke, der die Kristalloberfläche bedeckt, um eine scharfe Metall/Halbleiter-Grenzschicht mit minimaler Diffusion des Metalls in den Halbleiter zu bilden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Hierbei zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform eines elektromagnetischen Strahlungsdetektors gemäß vorliegender Erfindung, der einen selektiv durchlässigen metallischen Film in Kontakt mit einem Halbleiterkristall

zeigt;

Figur 2 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform eines elektromagnetischen Strahlungsdetektors gemäß vorliegender Erfindung, \ jbei eine Antloxydatlonsschicht vorhanden ist, die sich über dem selektiv durchlässigen Metallfilm befindet,
und

Figur 3 einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform eines elektromagnetischen Strahlungsdetektors gemäß vorliegender Erfindung, wobei sich ein metallischer Film

zwischen dem selektiv durchlässigen metallischen Film und dem Halbleiter befindet.

In Figur 1 ist ein Halbleiterkristall 10 dargestellt, der von einem dünnen Metallfilm 12 bedeckt ist, so daß eine deutliche, scharfe Metall/Halbleitergrenzfläche 11 gebildet wird. Der Halbleiterkristall 10 besitzt vorzugsweise eine N-Leitfähigkelt und kann aus einem geeigneten fotoempfindlichen Halbleiter bestehen, wie beispielsweise Silicium, Zink-Sulfid, Zink-Selenied, Cadmiumsulfid, Silicium-Carbid., Galliumphosphid oder Galliumarsenid. Der Halbleitcrkristall kann alternativ auch eine P-Leitfähigkeit besitzen. Der metallische Film 12 besteht vorzugsweise aus einem Material, das bei einer einfallenden Strahlungsenergie oberhalb des Energiebandabstandes des Halbleiters eine scharfe Absenkung des optischen Absorptionskoeffizienten besitzt. Der Energiebandabstand von Zinksulfid bei

u Raumtemperatur beträgt etwa 3,7 eV, während derjenige von

Galliumarsenid etwa 1,38 Elektronenvolt beträgt. Daher ist Silber ein geeignetes Material für den Metallfilm 12, da es für eine Strahlung in einem engen Spektralbereich von etwa 3,85 eV nahezu durchlässig ist, aber jedoch die Strahlung außerhalb dieses Bereiches sowohl durch Reflektion als auch durch Absorp- ;| tion stark vermindert; das bedeutet, daß die Silberschicht 12

die Eigenschaften besitzt, im sichtbaren, infraroten und im ultra-violetten Bereich des optischen Spektrums stark absorbierend zu wirken und in einem engen Band einer Wellenlänge um

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etwa 3,220 S stark durchlässig zu sein. Wenn Jedoch bei der Herstellung des Gerätes Halbleiter mit schmalem Bandabstand verwendet werden, ist die Höhe der Schottky-Qrenzschicht sehr klein, wodurch sich ein geringer Widerstand b»i einer Nullvorspannung der Dioden, die sich an der Grenzfläche des Metalls/ Halbleiters befinden, einstellt. Hierdurch würde sich ein unannehmbares geringes Signalrauschverhältnis ergeben.

Die Silberschicht 12 wird bei einer genügend niedrigen Temperatur auf die Anordnung gebracht, um zu vermeiden, daß Silberatome in den Halbleiter diffundieren und um Jede Möglichkeit zur Erzeugung eines Ohm'sehen Kontaktes zwischen der Schicht 12 und dem Halbleiter 10 auszuschließen. Wenn die metalliache Schicht 12 auf den Halbleiterkristall 10 in dieser Weise aufgedampft wird, wird In dem Halbleiter eine Grenzschicht, die oftmals als Schottky-Grenzschicht bezeichnet wird, erzeugt. Das bedeutet, daß an der Metall-Halbleitergrenzschicht eine Diskontinuität der Energieniveaus besteht, während die Ferminiveaus des Materials bei einer Nullvorspannung identisch sind. Hierdurch ergibt sich in dem Halbleiter an der Grenzfläche 11 ein Sperrbereich. Eine genauerere Beschreibung solcher Sperrschichten ist z.B. aus Solid State Electronics, Vol. 9, Seiten 1023 bis 1033, 1966 "Metal-Semiconductor Surfe ce Barriers" von CA. Mead zu entnehmen.

An der Krlstalloberflache, die der Grenzfläche 11 gegenüberliegt, wird ein 0hm'scher Kontakt 13 hergestellt und der Kristall wird dann über eine Indiumschicht I^ mit einem Träger 15 aus Kovar, der aus einer Legierung von 17 bis l8 % Kobalt, 28 bis 29 % Nickel und der Rest aus Eisen besteht. Mit der Silberschicht 12 können Kontakte über einen Platindraht 16, der ar die Silberschicht mit eir.er Silbernaste 1? befestigt ist, hergestellt werden. Um eine Absorption der sichtbaren Strahlung in der Nähe der Grenzfläche der Silberschicht 12 und des Halbleiters 10 zu verhindern, kann die Peripherie der Silberschicht 12 mit einem s^hv-^rzen Wachs l8 bedeckt werden, etwa mit Apiezon W, das wiederum mit einer schwarzen Farbe 20 abgedeckt

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ist. Der Detektor kann mit einer umgekehrten Vorspannung betrieben werden, so daß von einer Gleichstromquelle 22 an den Träger 15 eine positive Vorspannung angelegt werden kann. Die Strahlung, die durch den Silberfilm 12 hindurchtritt, die eine Energie besitzt, welche größer ist als der Energiebandabstand des Halbleiters, wird in der engen Sperrschicht der Schottky-Grenzschicht stark absorbiert, wodurch Elektronenlöscherpaare darin entstehen. Hierdurch wird ein Stromfluß bewirkt, wenn der Kreis zwischen dem Anschluß 16 und dem Träger 15, beispielsweise über einen Lastwiderstand 21, geschlossen wird. Weniger energiereiche Strahlung wird nur schwach absorbiert und erzeugt nur ein vernachlässigbares Ansprechen. Die an dem Lastwiderstand 21 erzeugten Ausgangssignale können einem nicht näher dargestellten Gerät zugeführt werden. Der Detektor·kann alternativ auch ohne eine Gleichspannungsquelle 22 betrieben werden, so daß er als Fotospannungsgenerator wirkt.

Eine zusätzliche spektrale Selektivität wird durch den Silberfilm 12 erreicht, da Silber eine minimale Absorption und Reflektion und daher eine maximale Durchlässigkeit gegenüber einer Strahlung in der Nähe von 3,85 eV zeigt. Das Silber dämpft jedoch sowohl eine energiereichere als auch eine ärmere Strahlung erheblich. Durch eine genaue Festlegung der Dicke des Sliberfilms kann eine unterschiedliche Selektivität und Maximalempfindlichkeit erreicht werden. Wenn z.B. die Dicke des Films verstärkt wird, steigt die Absorption in dem Film an, so daß die maximale Empfindlichkeit sinkt. Andererseits steigt die Selektivität an, wenn die Dicke zunimmt, in Übereinstimmung mit dem Verhalten des Absorptionskoeffizienten, das in dem zuvor genannten Aufsatz von H. Ehrenreich beschrieben wurde. Es geht daher daraus hervor, daß zur Erzielung einer steuerbaren Selektivität und maximalen Empfindlichkeit zwei · verschiedene Erscheinungen angewendet werden. Eine Erscheinung 1st die maximale Fotoempfindlichkeit, die durch die Schottky-Grenzschicht an der Metall-Halbleitergrenzfläche erzeugt wird. Die zweite Erscheinung ist die Strahlungsdurchlässigkeit in der Nähe einer bestimmten Wellenlänge, die durch

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den Silberfilm erzeugt wird.

Wenn das Gerät in einem Brenner als Flammendetektor verwendet wird, wird sie vorzugsweise optisch mit dem Ende einer Lichtleitung gekoppelt, beispielsweise mit einem Quarzstab (nicht dargestellt), um elektromagnetische Strahlung von der Quelle zum Meßgerät zu leiten. Hierdurch is€^smöglich, das Meßgerät in einem gewissen Abstand vom Brenner anzuordnen, wodurch vermieden wird, daß die Anordnung den schädlichen und außergewöhnlich hohen Temperaturen ausgesetzt ist.

Die Anordnung nach Figur 1 kann wie folgt hergestellt werden. Ein Block eines N-GaIliumarsenid mit einer Donatorkonzentra tion zwischen 5x10 ^ und 5x10 ' Atomen/cnr wird geschnitten, geläppt und durch konventionelle Techniken poliert und wird auf eine Platte von 125 bis 500x10"^ mm Dicke gebracht. Danach wird ein Silberfilm mit einer Dicke von 5,000 8 auf die eine Seite der Schicht aufgedampft, un einen 0hm'sehen Kontakt 13 zu bilden. Die Rate, mit der sich das Silber auf der Platte abscheidet, kann gesteuert werden, indem als Änderung der Resonanzfrequenz eines Quarzkristalles gemessen wird, der sich in der Nähe der Platte befindet und mit einem Oszillatorkreis verbunden ist, wenn sich Silbermoleküle darauf ansammeln. Bezüglich der Verdampfung wird die Platte auf einejTemperatur von etwa 450⁰ C in einer Wasserstoffatmosphäre dreißig Sekunden lang erwärmt-j damit das Silber einen 0hm¹ sehen Kontakt mit der GaI-llumarsenidplatte bilden kann. Die gegenüberliegende Seite der Platte wird dann geläppt und in einer Lösung von 1 % Brom in Methanol dreißig Minuten lang geätzt, um die Oberflächenbeschädigungen zu entfernen. Silber wird dann auf die geätzte Oberfläche der Platte bei einer Substrattemperatur zwischen 20° C und 200° C, vorzugsweise etwa 150° C, aufgedampft. Diese Auf damp fun ρ; wird vorzugsweise mit Hilfe einer Maske durchgeführt 5 um zu verhindern, daß der Silberfilm mit der Diode an der Grenzfläche 11 durch Überlappung an den Seiten der Platte einen Kursschluß bildet. Die Dicke des Silbers

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p beträgt vorzugsweise 2,000 8, um den Durchgang durch das SiI-

ber der elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge von

3,220 X zu optimieren, während die geringe Durchlässigkeit

f in dem sichtbaren, infraroten und weiten ultra-violetten Teilen

·· des Spektrums erhalten bleiben. Die Platte wird dann auf

einen Kovarträger (Handelsname) mit einem Indiumlot aufgelötet, so daß die Platte nicht mehr auf eine Temperatur erwärmt werden muß, bei der dio elektromagnetische strahlungsdurchlässige Schicht aus Silber in das Galliumarsenid diffundiert. Mit der

strahlungsdurchlässigen Silberschicht wird mit Silberpaste und Platindraht ein Kontakt hergestellt. Schließlich wird die Peripherie der strahlungsdurchlässigen Silberschicht mit schwarzem Wachs bedeckt und das schwarze Wachs wird mit schwarzer Farbe überdeckt, um zu verhindern, daß die Strahlung durclfdas Galliumarsenid an der Peripherie der Silber-Galliumarsenld-Grenzflache 11 absorbiert wird.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Strahlungsdetektoranordnung gemäß der Erfindung. Die strahlungsempfindliche Oberfläche dieser Ausführung?form ist mit einer Silberschicht

die
32 bedeckt, durch die elektromagnetische Strahlung bestimmter Wellenlänge durchtritt. Der Halbleiterkristall 10 ist Jedoch mit einem Ring 30 aus elektrisch isolierendem Material bedeckt, das beispielsweise aus Siliciumoxid besteht und rund um die die einfallende Strahlung aufnehmende Oberfläche verläuft. Der Isolatorring 30 ist wiederum mit einem Ring aus Aluminium 31 bedeckt. Die Silberschicht 32 ist auf der strahlungsempfindlichen Oberfläche der Platte 10 aufgetragen, um eine scharfe Grenzfläche 29 damit zu bilden, wodurch eine Schottky-Grenzschicht, wie in Verbindung mit der Ausführungsform gemäß Figur 1 be-

^: schrieben, entsteht. Falls es erforderlich ist, wird ein Magnesiumfluoridf ilm 33 über die Silberschicht 32 gebracht, um

Aoeln laufen der Silberschicht zu verhindern, während gerade

der Durchtritt der elektromagnetischen Strahlung bei einer Wellenlänge, auf die das Gerät ansprechen soll, erlaubt wird. Mit Hilfe eines Drahtes 35, der mit dem Aluminiumring 31 verj bunden ist, wird ein elektrischer Kontakt zur Silberschicht

hergestellt. Aufgrund dieser Konstruktion braucht kein schwarzer Wachs und keine schwarze Farbe um die Kanten der Silberschicht, welche die Schottky-Grenzschicht bildet, verwendet zu werden, da die Aluminiumschicht 31 eine genügende Dicke besitzt, um für die einfallende elektromagnetische Strahlung undurchlässig zu sein.

Die in Figur 2 dargestellte Anordnung wird in einer Weise hergestellt, die durch den Verfahrensschritt zur Herstellung des Ohm'sehen Kontaktes nahezu mit der in Figur 1 beschriebenen Anordnung identisch 1st. Nimmt man daher erneut an, daß der Kristall 10 aus einem Galliumarsenid mit N-Leitung besteht, so wird eine Silberschicht 13 auf die untere Oberfläche des Kristalls aufgedampft, um mit ihr einen Ohm¹sehen Kontakt herzustellen und um zu ermöglichen, daß die Anordnung mit der Grundplatte 15 durch ein Indiumlot 14 anschließend angelötet werden kann. Wenn die Silberschicht 13 auf den Kristall 10 in der vorbeschriebenen Weise angebracht wird, wird ein Isolator, beispielsweise Siliciumoxid, auf die gegenüberliegende Oberfläche der Platte mit einer Dicke, die in typischer Weise etwa 5,000 S beträgt, niedergeschlagen, wobei die Platte auf einer Temperatur von 300° C gehalten wird. Danach wird eine Aluminiumschicht von etwa 2,000 8 Dicke auf die Isolatorschicht bei einer Temperatur von etwa 150° C aufgedampft. Unter Verwendung der konventionellen Fotoabdecktechnik wird durch die Aluminiumschicht mit einem Ätzmittel, das aus 25 Volumenteilen Phosphorsäure, 2 Teilen Essigsäure, 1 Teil Salpetersäure und 5 Teilen Wasser besteht, ein Loch eingeätzt, wobei ein Aluminiumring 31 zurückbleibt und als nächstes wird ein Looh durch die Siliciuradioxidschlcht geätzt mit Hilfe eines Ätzmittels, das aus 10 Volumenteilen eines ²JO 2-igen Ammoniumfluorid und 1 Teil einer Fluorwasserstoffsäure besteht, wobei ein Ring 30 a^s Siliciumdioxid zurückbleibt«, Die Silberschicht 32 wird danach mit einer Dicke von 2,000 8 Einheiten auf die freiliegende Oberfläche der Platte 10 und über den Rest der Aluminiumschicht aufgedampft» wobei die Anordnung auf eine Temperatur zwischen 20° G und 200° C₈ vorzugsweise jedoch 150° C, gehalten wird.

Eine Schicht aus Magnesiumfluorid 33 wird sodann, falls erforderlich, auf die Silberschicht 32 aufgedampft, um ein Anlaufen zu verhindern und zwar bei einer Temperatur von 150° C bis auf eine Dicke, bei der die Reflektion der Strahlung von der Anordnung bei den Durchgangsmaxima des Silbers auf einen geringen Betrag gehalten wird. Die Platte wird dann auf einer Kovargruncplatte 15 mit Hilfe eines Indiumlot 14 befestigt und es wird sodann eine elektrische Verbindung zur Silberschicht 32 hergestellt, indem ein Draht 35 auf den Aluminiumring 31 befestigt wird.

Der Detektor gemäß Figur 3 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, der bei höheren .Umgebungstemperaturen als die Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2 verwendet werden kann. Bei Temperaturen oberhalb einer bestimmten Größe treten zwischen dem Silber und dem Halbleitermaterial Reaktionen auf. Diese Reaktionen können für den Betrieb des Gerätes schädlich sein. Zum Beispiel bei Temperaturen oberhalb etwa 250° C tritt eine Reaktion zwischen Silber und Galliumarsenid auf, die die elektrischen Gleichrichtereigenschaften, an der die Strahlung aufnehmenden Silber-Galliumarsenidgrenzflache herabsetzt. Um dieses Problem zu überwinden, wird zwischen dem Silber und dem Halbleiter eine dünne Metallschicht angebracht, so daß die Schottky-Grenzfläche an der Metall-Halbleitergrenzfläche durch diese dazwischenliegende Metallschicht und dem Halbleiter gebildet wird, anstatt durch das Silber und den Halbleiter. Auf diese Art trennt die dazwischenliegende Metallschicht das Silber vom Halbleiter und verhindert irgendwelche Reaktion zwischen diesen. Das zwischen dem Silber und dem Halbleiter verwendete Metall muß in der Lage sein, einen kontinuierlichen Film von sehr geringer Dicke zu bilden, der etwa zwischen 50 und 200 λ liegt, um durch das Metall eine große Strahlungsdurchlässigkeit aufrechtzuerhalten. Und v/eiter sollte das Metall weder mit dem Halbleiter noch mit dem Silber,bei Temperaturen, die etwa mindestens 200° C betragen, eine Legierung eingehen und reagieren. Metalle, die diesen vorgenannten Erfordernissen entsprechen, bestehen beispielsweise aus Platin, Wolfram,

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Molybdän und Chrom.

Das Herstellungsverfahren einer Anordnung, die derjenigen der Figur 3 entspricht, ist in etwa dem Herstellungsverfahren der Anordnung nach Figur 2 ähnlich, wobei die Silberschicht 13 zuerst auf der unteren Oberfläche des N-Halbleiterkristalls 10 gebildet wird, das beispielsweise aus Galliumarsenid besteht, damit ein Ohm'scher Kontakt hergestellt werden kann. Zusätzlich werden übereinander liegende Ringe aus Isoliermaterial 30, wie beispielsweise Siliciumdioxid, und ein leitendes Material 31, wie beispielsweise Aluminium, als nächstes auf der oberen Oberfläche des Halbleiterkristalls 10,um die die Strahlung aufnehmende Fläche herum angeordnet. An dieser Stelle wird jedoch eine dazwischenliegende Metallschicht 31, die z.B. aus Platin besteht, über den Aluminiumring 31 und die strahlungsempfindliche Oberfläche des Galliumarsenidkristalls 10 bei einer Temperatur von 150° C aufgedampft, so daß eine scharfe Metall-Halbleitergrenzfläche 39 dazwischen gebildet wird. Auf diese Weise wird eine Schottky-Grenzfläche zwischen der Platinschicht 4l und dem Kristall 10 gebildet. Die Platinschicht 41 wird bis auf eine Dicke zwischen 50 und 200 2 Einheiten aufgedampft, um einen ,hohen Grad an Durchlässigkeit für die eintretendestrahlung bei der vorgesehenen Wellenlänge zu erreichen. Danach wird eine Silberschicht 42 bis auf eine Dicke von etwa 2,000 8 auf die Platinschicht 4l bei einer Temperatur von 150° C aufgedampft. Eine Magnesiumfluoridschicht 43, die das Anlaufen verhindert, kann danach aufgetragen werden, mit einer Dicke zwischen 1,000 und 2>000 S auf dem Silberfilm 42, indem bei einer Temperatur von 150° C aufgedampft wird. Ein Anschluß 44 wird dann auf den Aluminiumring 31 durch das Lötmittel 45 befestigt, welches zweckmäßiger Weise aus Blei besteht; in ähnlicher Weise wird die Silberschicht 13 auf dem Kristall 10 mit dem Kovarträger 15 durch ein Bleilot 40 verlötet. Obgleich ein Bleilot wegen seines ziemlich hohen Schmelzpunktes vorteilhaft ist, kann anstelle des Bleilotes 40 und 45. falls erforderlich, ein Lötmittel mit noch höherer Schmelztemperatur verwendet'

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werden.

Im Vorhergehenden wurde ein elektromagnetischer Strahlungsdetektor mit hoher Empfindlichkeit und Selektivität beschrieben, auf dem sich ein dünner Metal-film befindet, um eine Schottky-Grenzfläche in dem Detektor zu erzeugen und um elektromagnetische Strahlung einer nicht gewünschten Wellenlänge auszufiltern. Es' wurde auch ein Verfahren zur Herstellung solcher Detektoren und ein Verfahren zur Vermeidung einer Reaktion zwischen einem dünnen Silberfilm auf einem Halbleiterkristall beschrieben, der als elektromagnetischer Strahlungsdetektor verwendet wird, ohne daß die Empfindlichkeitscharakteristik des Detektors empfindlich berührt wird.

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Claims

II72-RD-2058 Schutzansprüche

1. Strahlungsdetektor hoher Selektivität für Ultraviolettstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt:

einen Halbleiterkristall (10) mit Leitfähigkeit vom N-Typ aus einem Material der Gruppe Silizium, Zinksulfid, Zinkselenid, Kadmiumsulfid, Galliumarsenid, Galliumphosphid und Siliziumkarbid, und einen metallischen Film, bestehend aus einer Silberschicht (12, 32) mit einer Dicke von 2000 8, die als überzug auf eine Oberfläche des Kristalls aufgebracht ist und eine scharfe Grenzfläche (11) mit dem Kristall (10) bildet, wobei diese Silberschicht (12, 32) eine hohe Durchlässigkeit für Ultraviolettstrahlung in einem Wellenlängenbereich mit der Bereichsmitte bei etwa 3220 8 besitzt.

2. Strahlungsempfänger nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß er weiterhin eine Schicht (¹Jl) eines Metalls der Gruppe Platin, Wolfram, Molybdän und Chrom mit einer Dicke zwischen 50 und 200 8 zwischen dem Kristal?, und der Silberschicht (42) aufweist, wobei diese Metallschicht eine scharfe Grenzfläche mit dem Kristall besitzt.

3. Strahlungsempfänger nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der metallische Film (12j 32) von einer isolierenden Schutzschicht (33) überdeckt ist j woben, die isolierende Schutzschicht eine Dicke aufweist ₃ die eine minimale Reflexion bei dem Durchlässigkeitsmaximum des Silbers besitzt»

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4. Strahlungsempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet., daß sich ein Ring aus elektrisch isolierendem Material auf einer Oberfläche des Kristalls befindet und daß sich oberhalb des Ringes aus isolierendem Material ein elektrisch leitfähig«? Oberzug befindet, der in elektrischem Kontakt mit den Silberfilm steht.

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