DK157584B - Fotoelektromotorisk detektor samt fremgangsmaade til fremstilling af samme - Google Patents

Description

i

DK 157584 B

Opfindelsen omhandler en fotoelektromotorisk detektor af den i krav l's indledning angivne art, der anvendes i optiske styreanlæg for strålingsopsøgende missiler.

Man har foreslået at anvende cadmiumsulfid-baserede 5 dioder med Schottky-spærrelag som strålingsdetekto rer. En diode med Schottky-spærrelag er en fladediode, hvor der er en overgang imellem et halvledermateriale og en metalkontakt, i modsætning til uensartede halvledermaterialer eller bærelags-typer, såsom en konven-10 tionel p-n-diode. En sådan detektor har et stort‘kvante-udbytte i det ultraviolette spektrum og gode infrarøde transmissionsegenskaber.

Fra 0.S.A.-patentskrift nr. 4 000 502 kendes således en platin-cadmiumsulfid fotoelektromotorisk detektor med 15 et Schottky-spærrelag, hvor den ohmske kontakt og spær-relags-kontakten er beliggende på hver sin side af cadmiumsulfid-substratet. Dette komplicerer fremstillingsprocessen.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en fotoelek-20 tromotorisk detektor af den angivne art, som er lettere at fremstille og montere end de kendte detektorer af denne art. Dette opnås for en detektor af den indledningsvis angivne art, der er udformet som angivet i krav l's kendetegnende del. Her er begge kontakterne an-25 bragt på den forreste overflade, de organiske isolerende lag af fotomodstandsdygtige materialer er erstattet med et hårdt uorganisk isolationslag, og metalbelægningerne af kobber og indium er erstattet med guld, titan, nikkel-chrom og andre metalbelægninger. Disse forbedringer let-30 ter ledningstilslutningerne ved klæbning med stor hastighed, som er mere pålidelig, og som nedsætter den nødvendige tid og arbejdsydelse til at forme elektriske kontakter på detektoren. Endvidere forbedres detektorens totale

DK 157584B

2 driftspålidelighed.

Opfindelsen omhandler også en fremgangsmåde til fremstilling af den fotoelektromotoriske detektor og af den i krav 9‘s indledning angivne artf hvilken fremgangsmåde 5 er ejendommelig ved de i krav 9's kendetegnende del an givne arbejdstrin. Fremstillingsprocessen tilvejebringer et kompenseret lag ved overfladen af cadmiumsulfid-substratet, der beskytter detektoren, når denne påtrykkes en umådeholden stor spænding.

10 Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. -1-9 viser en række lodrette tværsnit igennem de forskellige fremstillingstrin af en ultravioletdetektor i overensstemmelse med en første udførelsesform for opfin-15 delsen, fig. 10A og 10B viser henholdsvis et lodret tværsnit igennem og en plan afbildning af den færdigt fremstillede ultravioletdetektor som vist på fig. 1-9. Disse figurer viser også forbindelsesmåden for guldledningstrådene til 20 spærrelagskontakten og den ohmske kontakt, fig. 11 viser et lodret tværsnit igennem en UV/IR-detek-toropbygning i overensstemmelse med en anden udførelsesform for opfindelsen, fig. 12-19 viser en række lodrette tværsnit, som tilsam-25 men med fig. 1 og 2 viser de forskellige fremstillingstrin for en ultravioletdetektor i overensstemmelse med en tredje udførelsesform for opfindelsen, og fig. 20 er et lodret tværsnit igennem den færdigt fremstillede ultravioletdetektor i overensstemmelse med fig. 1,2 5 3

DK 157584 B

og 12-19. Denne figur viser tilslutningen af guldledningstrådene til den ohmske kontakt og spærrelagskontakten.

En første udførelsesform for den fotoelektromotoriske detektor ifølge opfindelsen er vist på fig. 1-9, 10A og 10B.

5 Den omfatter et plant kvadrat af et cadmiumsulfidsubstrat 30 med en lille kvadratformet infrarød skærmplade 32 lejret direkte oven på substratet og-jmed den ydre omkreds angivet med kortstreglinier på fig. 10B. Et isolerende lag 34 af siliciumdioxid dækker den infrarøde skærmplade 10 32. Et tyndt Schottky-metalspærrelag 36 er aflagt direkte oven på cadmiumsulfid-substratet 30 i et centralt optisk aktivt område omgivet af den isolerede infrarøde skærmplade 32. En ohmsk kontakt 38 og en spærrelagskontakt 40 berører henholdsvis den infrarøde skærmplade 32 og en 15 'grænselagsring 42a (fig. 10A) beliggende over periferien af laget 36 igennem særskilte vinduer i siliciumdioxid-isolationslaget 34. Som vist på fig. 10A og 10B har spærrelagskontakten 40 en i det væsentlige cylinderformet opbygning. Den strækker sig inden i det centrale vindue i 20 det isolerende lag 34 under blotlæggelse af størstedelen af Schottky-spærrelaget 36. Et par anlægsflader 44 rager ud fra de diametralt modstående sider af ringen. Ledningstråde af guld 46 og 48 er fastgjort til henholdsvis den ohmske kontakt 38 og spærrelagskontakten 40, idet lednin-25 gen 48 er fastgjort til den ene af anlægsfladerne 44 på spærrelagskontakten.

Det bemærkes, at den på fig. 10A og 10B viste detektor er en mikroelektronisk komponent, idet eksempelvis tykkelsen af det isolerende lag 34 kan være 1,0 mm på den ene side 30 og diameteren af det blotlagte parti af Schottky-spærre-lagsmetallaget 36 kan være 0,1 mm. Der fremstilles samtidigt et antal detektorer af den beskrevne art på en enkelt halvlederskive i en passende opstilling, såsom en 5x5 matrix. En skive med en passende tykkelse, eksem-35 pelvis 1 mm, udskæres fra en monokrystallinsk cadmiumsul- 4

DK 157584B

fid-blok af n-typen med en resistans på 1-20 ohm.cm, en X 5 i ^ ^ spærrelagskoncentration på 101 -10“ecm J og en bærelags- 2 -1 -1 mobilitet på mindst 200 cm .v .s . Den foretrukne orienteringsretning for udskæringen af skiven er således, 5 at c-aksen af den hexagonale krystal står vinkelret på overfladen af skiven som vist på fig. 1. Skiven danner cadmiumsulfid-substratet 30 af detektoren, og nedenfor vil tallet 30 henvise dels til skiven og dels til substratet. Skiven 30 ætses i en opløsning af saltsyre til 10 at identificere den positive og den negative orienteringsside af skiven, dvs. henholdsvis den svovlrige og den cadmiumrige side (se fig. 1).

Skiven 30 monteres på en fixtur· og planlappes til en passende tykkelse, eksempelvis ca. 0,5-0,8 mm. Tykkelsen 15 af cadmiumsulfid-substratet 30, dvs. tykkelsen af skiven, kan ændres væsentligt ud over dette område uden at indvirke på detektorens fotoelektromotoriske egenskaber.

For at fuldende planlapningen kan skiven monteres på en holder og anbringes på en konventionel roterende plan-10 lapningsplade af stål. En planlapningsslam eksempelvis bestående af et aluminiumpulver på 5 ^,um i en tyndtf ly- . dende slibeolie med en passende smøreevne kan tilføjes hvert 30 sekund. Skiven kan planlappes på begge sider for at tilvejebringe parallelle overflader, og lapnin-25 gen fortsætter, indtil den ønskede tykkelse er opnået.

Efter lapningsprocenssen poleres skiven under anvendelse af et politurklæde af filt på et roterende hjul. Den første polering udføres med en diamantpolitursammensætning på 1 ^um, efterfulgt af en afsluttende polering med en 30 politursammensætning på 1/4 ^um. Den anvendte fixtur til poleringen renses fortrinsvis imellem poleringsoperationerne for at forhindre en forurening fra det tidligere anvendte slibemiddel. Det forstås, at de forskellige lag af detektoren kun aflejres på dennes øverste overfla-35 de. Lapning og polering af den nederste overflade behøver 5

DK 157584 B

derfor ikke at foretages.

Den afsluttende skivepræparering omfatter brugen af en ætsende politur, som fjerner ikke-enkrystals cadmiumsulfid fra den øverste overflade af skiven og giver den-5 ne et glat, spejllignende færdigt udseende, som er i det væsentlige fejlfrit. Der anvendes et hjul med sidevægge til at tilbageholde en ætsende polituropløsning, hvis aktive bestanddel er salpetersyre eller saltsyre. Efter den ætsende polering skylles, renses og tørres skiven.

10 Efter præpareringen af skiven 30 monteres denne på et bærelegeme, der typisk er en glasslæde af størrelsen 25 x 25 x 0,8 mm til at lette håndteringen. Glasslæden med skiven anbringes i et konventionelt vakuumaflejringsapparat, i hvilket der samtidigt dannes et antal 15" af de beskrevne detektorer forskellige steder på oversiden af skiven. 1 vakuumaflejringsapparatet aflejres forskellige materialelag på oversiden af cadmiumsulfid-substratet 30 til dannelse af den infrarøde skærmplade 32 (fig. 2).

20 Aflejringstemperaturerne kan andrage fra ca. 20°C til .ca. 275°C afhængigt af typen af det aflejrede metal.

Den infrarøde skærmplade 32 dannes på den øverste overflade af cadmiumsulfid-substratet, der vælges således, at den er den cadmiumrige side af skiven 30. Den in-25 frarøde skærmplade 32 består fortrinsvis af et lag 50 af guld, som er opakt over for infrarød stråling, og som er indeklemt imellem to tynde lag 52 af et adhæ-rerende metal. Tykkelsen af guldlaget 50 kan være fra ca. 500 Å til ca. 10000 Å, og når laget består af guld, 30 er dets tykkelse ca. 1500 Å. Det adhærerende metal er fortrinsvis titan, men det kan også være aluminium, magnesium, zirconium, hafnium eller legeringer af forskellige kombinationer af disse. Guldlaget 50 indklemmes fortrinsvis imellem to forholdsvis tynde lag af titan, 35 der hver især kan have en tykkelse på ca. 50 Å til ca.

6 DK 1575348 5000 Å, fortrinsvis 300 Å.

Der anvendes en konventionel fotolitografisk teknik således9 at de tre lag af metal, der danner den infrarøde skærmplade 32, har en identisk kvadratisk 5 form og et centralt rundt vindue 54 (fig. 2), som vil udgøre det optisk aktive område, igennem hvilket den infrarøde stråling kan passere.

Efter fremstillingen af den infrarøde skærmplade 32 anbringes skiven 30 i et forstøvningsapparat, og der 10 aflejres et lag af siliciumdioxid til dannelse af det isolerende lag 34 (fig. 3). Det isolerende lag 34 dækker den infrarøde skærmplade 32 og kan have en tykkelse på fra ca. 500 til ca. 20000 Å, fortrinsvis ca. 5000 Å.

15 Der anvendes en konventionel fotolitografisk teknik til at fremstille det ønskede mønster for det isolerende lag 34. Laget 34 (fig. 10B) er almindeligvis kvadratisk udformet og har et første og et andet gennemgående vindue. Det første vindue 56 (fig. 3) svarer 20 i beliggenhed og form til det første vindue 54 (fig. 2) i den infrarøde skærmplade 32, men er dog lidt mindre end dette. Begge vinduerne er runde. Det bemærkes på fig. 2 og 3, at det isolerende lag 34 overlapper inderkanterne af den infrarøde skærmplade 32, som afgrænser 25 vinduet 54, og berører cadmiumsulfid-substratet 30. Det andet vindue 58 (fig. 3) i det isolerende lag 34 ligger i afstand fra det første vindue 56 og optager den ohmske kontakt 38 (fig. 10B) som beskrevet nedenfor. Ætsningen af det isolerende lag 34 til fremstilling af vinduet 58 30 resulterer i fjernelsen af et lille parti af det øverste af lagene 52.

Forstøvningen beskadiger den øverste overflade af cadmiumsulf id-substratet 30, som kan indvirke skadeligt på de- 7

DK 157584 B

tektorens ydelse. Denne beskadigelse fjernes ved at hærde skiven ved en passende temperatur under et foreskrevet tidsrum, eksempelvis 15 min ved en temperatur på ca. 275°C.

5 Efter hærdningen anvendes der et tyndt lag af et fotoresistent materiale som en opløftelig skærmplade 60 (fig. 4) til Schottky-spærrelags-metalbelægningen. Skærmpladen 60 dækker skiven 30 bortset fra det centrale vindue 56 og den indvendige skulder 62 af det 10 isolerende lag 34. Til fremstilling af den opløftelige skærmplade 60 kan et fotoresistent lag aflejres over hele overfladen af skiven 30. Dette lag dækkes derefter i de områder, hvor det fotoresistente lag skal forblive, og det centrale parti udsættes for ultraviolet 15 stråling. Derefter fremkaldes det eksponerede fotoresistente materiale og opløses kemisk efterladende det centrale vindue 56 og skulderen 62 blotlagt.

Efter dannelsen af den opløftelige skærmplade 60 anbringes skiven 30 i et konventionelt vakuumapparat, 20 hvor der aflejres to metalbelægninger over hele overfladen af skiven (ikke vist) ved elektronstrålefor-dampning. Derefter opløses skærmpladen 60 ved påsprøjt-ning af en stråle af acetone på skivens overflade. Herved fjernes også de to metalbelægninger undtagen i det 25 centrale vindue 56 af masken 60 som vist på fig. 5. På fig. 5 er den nederste af de to metalbelægninger, af hvilken et parti ligger direkte på oversiden af substratet 30, Schottky-spærrelagsmetalbelægningen 36. Det øverste af de to lag er grænselaget 42. Det er væsent-30 ligt, at hele det blotlagte område af substratet 30 i vinduet 56 (fig. 4) bliver dækket af laget 36. Derfor fremstilles masken 60 således, at både vinduet 56 og skulderen 62 forbliver udækket. Dette resulterer i dannelsen af et par ringformede lag 36’ og 42* (fig. 5) på 35 oversiden af skulderen 62. Som forklaret nedenfor bort-

DK 157584 B

8 ætses det centrale parti af grænselaget 42, og dettes periferi (42a på fig. 9) forbliver for at hindre græn-sekontaktsmetalbelægningen i at påvirke egenskaberne af det Schottky-spærrelag, som dannes ved forbindel-5 sesstedet imellem metallaget 36 og cadmiumsulfid-substratet 30.

Schottky-spærrelagsmetallaget 36 kan bestå af platin, guld, iridium eller legeringer af forskellige kombinationer af disse, fortrinsvis af platin. Laget 36 skal 10 være tilstrækkeligt tyndt til at være i det væsentlige gennemskinneligt for såvel ultraviolet som infrarød stråling. Når laget 36 eksempelvis består af platin, kan det have en tykkelse på fra ca. 5 Å til ca. 50 Å, fortrinsvis 15 Å. Godstykkelsen bringes til at ligge 15 inden for plus eller minus 5 Å som bestemt ved måling med et profilometer.

Grænselaget 42 kan bestå af guld, wolfram, nikkelchrom, iridium, rhenium, palladium, rhodium eller legeringer af forskellige kombinationer af disse. Fortrinsvis 20 fremstilles laget 42 af guld og har en tykkelse på fra ca. 100 Å til ca. 300 Å. Lagene 36 og 42 kan dog i intet tilfælde fremstilles af det samme metal.

Derefter anbringes skiven 30 igen i vakuumapparatet, hvor det opvarmes til en passende temperatur imellem 25 ca. 20°C og ca. 235°C, afhængigt af den anvendte metalbelægningstype for den ohmske kontakt og spærrelagskontakten. Fortrinsvis opvarmes skiven til ca. 175°C.

Derefter aflejres der et kontaktadhæsionslag 66 (fig. 6) med en tykkelse på fra ca. 50 Å til ca. 5000 Å, for-30 trinsvis ca. 300 Å, over hele skivens overflade. Dette kontaktadhæsionslag fremstilles fortrinsvis af titan, selv om der også kan anvendes nikkelchrom, chrom eller wolfram. I vakuumapparatet af lejres desuden et kontakt-metalbelægningslag 68 (fig. 6) over det lige aflejrede 9

DK 157584 B

kontaktadhæsionslag. Kontaktmetalbelægningslaget 68 kan fremstilles af guld eller aluminium. Fortrinsvis fremstilles det af guld og med en tykkelse på fra ca. 1000 Å til ca. 2000 Å.

5 Skiven 30 tages ud fra vakuumapparatet og dækkes over hele sin overflade med et (ikke vist) lag af et fotoresistent materiale. Et passende omvendt billede udformes i det fotoresistente lag, så et par kontaktstykker 70 og 72 (fig. 7) kan elektropletteres på 10 skiven til komplettering af henholdsvis den ohmske kontakt 38 og spærrelagskontakten 40 som vist.

Kontaktstykket 70 udfylder fuldstændigt sidevinduet 58 og har sine overflader klæbet til et par trinforskudte lagpartier 68a og 68b af kontaktmetalbelægningslaget 15 68. Kontaktstykket 72 har et nederste cylinderformet parti anbragt inden i det centrale vindue 36 med sine overflader klæbebundet til et par trinforskudte lagpartier 68c og 68d af laget 68.

Kontaktstykkerne 70 og 72 består af den samme type 20 metal som kontaktbelægningslaget 68. Fortrinsvis fremstilles de af guld, som opbygges ved elektroplettering, indtil den kombinerede tykkelse af kontaktstykket 70 og lagpartiet 68a eller af kontaktstykket 72 og lagpartiet 68c er ca. 50000 Å.

25 Efter den ovennævnte elektroplettering fjernes det fotoresistente lag, og de partier af kontaktmetalbelægningslaget 68, som ikke ligger under de elektropletterede kontaktstykker 70 og 72, bortætses som vist på fig. 8.

Derefter bortætses de partier af kontaktadhæsionslaget 30 66, som ikke ligger under kontaktstykkerne 70 og 72, som vist på fig. 9. Herved efterlades den ohmske kontakt 38 og spærrelagskontakten 40 indbyrdes isoleret. Ved at betragte fig. 8 og 9 tilsammen ses det, at den fuldstændige

DK 157584B

lo ohmske kontakt 38 består af lagpartierne 66a, 66b, 68a og 68b samt kontaktstykket 70, og at den fuldstændige spærrelagskontakt 40 består af lagpartierne 66c, 66d, 68c og 68d samt kontaktstykket 72. Endelig bortætses 5 det parti af grænselaget 42 (fig. 8), som ikke ligger under kontaktstykket 72, til blotlægning af Schottky-spærrelagsmetallaget 36 som vist på fig. 9. Den resterende grænselagsring 42a (fig. 9) af grænselaget 42 ligger over periferien af SChottky-spærrelaget 36 og hindrer kontaktadhæsionslagpartiet 66 c-, der fortrinsvis består af titan* i at - påvirke egenskaberne af det dannede Schottky-spærrelag imellem laget 36 og cadmiumsulfid-substratet 30. Grænselagsringen 42a er ikke absolut nødvendig og kan undværes, såfremt kontakt-15 adhæsionslaget 66 fremstilles af et metal, som ikke vil danne ohmsk kontakt fra laget 66c til Schottky-spærre-lagsmetallaget 36.

Dernæst monteres skiven 30 med oversiden nedad på en fixtur egnet til planlapning, så at den ubearbejdede 20 nederste overflade af skiven vender opad. Det er nødvendigt at forhindre en beskadigelse af de forskellige materialelag, som er blevet aflejret på skivens øverste overflade. Derfor påføres der en mængde voks på fixturen for at forhindre detektoren i at berøre metal-25 partiklerne af planlapningsfixturen. Den nederste overflade af skiven planlappes til en passende tykkelse, såsom 0,15 mm, og den nederste overflade poleres som tidligere omtalt i forbindelse med planlapningen og poleringen af den øverste overflade. Det forstås, at planlap-30 nings- og poleringsoperationerne for den nederste overflade kun er nødvendige, når der skal aflejres lag på disse, eksempelvis ved dannelsen af ohmske kontakter på de nederste overflader af cadmiumsulfid-substratet, eller når detektoren skal anvendes som detektor af sandwich-35 typen. Endvidere er den endelige tykkelse af substratet 11

DK 157584 B

ikke afgørende. Dets endelige tykkelse begrænses kun i den forstand, at det er ønskeligt, at den færdige detektor har formen af en forholdsvis tynd spånagtig skive.

5 Efter planlapningen og poleringen af skivens nederste overflade afmonteres skiven fra fixturen, renses og tørres, eksempelvis som beskrevet i U.S.A.-patentskrift nr. 4 000 502. Detektoren undersøges for små-huller i den infrarøde skærmplade 32. Eksistensen af 10 sådanne småhuller er uønskelig, da de muliggør indtrængning af uvedkommende stråling igennem cadmium-sulfid-substratet på andre steder end det centrale vindue 56, hvilket vil forstyrre den korrekte funktion af en infrarød detektor anbragt under cadmiumsulfid-15 substratet, når detektoren anvendes i en UV/IR-sandwich-agtig opbygning.

Skiven monteres på en sokkel og opskæres i en række enkelte detektorer ved hjælp af en passende sav og slibeslam. Savbladet kan have en diameter på ca. 0,13 mm, 20 og slibeslammet kan bestå af 5 yum aluminiumpulver i glycerin og vand.

Til sidst fastgøres guldtrådslederne 46 og 48 (fig. 10A) til henholdsvis den ohmske kontakt 38 og spærrelagskontakten 40 ved termokompression eller ved termosonisk 25 klæbning ved hjælp af konventionelle apparater hertil, som arbejder med en stor hastighed, og processen lettes her derved, at begge kontakterne er beliggende på samme side af substratet. Der behøves ingen ledende epoxymasse til at fastgøre lederne til de respektive kontak-30 ter. Termokompressionsklæbeteknikken resulterer i dannelsen af svampelignende lapper 74 ved trådenderne, som er fastklæbet til guldkontaktstykkerne 70 og 72, når guld er anvendt som kontaktmetalbelægning. På fig. 10A ses de

DK 157584B

12 forhøjede lag 42, 66c og 68c, der omgiver det centrale vindue 56.

Under den foregående proces, ved hvilken de forskellige lag af detektoren opbygges, dannes der et kompenseret 5 lag 76 (fig. 10A) beliggende op imod den øverste overflade af substratet 30, og hvis nederste plane grænse er angivet med en kortstreglinie på fig. 10A. Det kompenserede lag 76 danner et lavine-område, der beskytter detektoren, når denne påtrykkes umådeholdne spændinger.

10 Dette--kan ske ved udladning af statisk elektricitet fra en person til detektoren igennem tilknyttede kontakter s|bsom sonder, værktøjshoveder med mere. En ubeskyttet detektor kan frembringe en potentialdifferens på hundreder af’ volt over det isolerende lag 34. Et sådant spæn-15 dingspotential kan fremkalde et dielektrisk overslag i det isolerende lag, som varigt kan beskadige detektoren.

Det kompenserede lag 76 muliggør en hurtigere opbygning af det elektriske felt inden i cadmiumsulfid-substratet 30 end i det isolerende lag 34. Når det elektriske felt 20 i cadmiumsulfid-substratet overstiger en vis tærskelværdi, dannes der en ledende strømvej inden i substratet som følge af en lavine-effekt. Når spændingspotentialet aflades, ophører strømmen, og detektoren bibringes ingen varig skade.

25 Fig. 11 viser en anden udførelsesform for opfindelsen i form af en UV/IR-detektor af sandwich-typen. Det øverste parti af detektoren er det samme som i den netop beskrevne- første udførelsesform af UV-detektoren på fig. 10A og 10B. Det nederste parti af UV/IR-detektoren 30 på fig. 11 er en infrarød detektor 78 i form af en passende fotoelektromotorisk p-n-overgangsdiode. En passende diode anvender indium-antimonit-halviedermaterialer. IR-detektoren 78 er fortrinsvis anbragt tæt op imod den nederste overflade af UV-detektoren uden fastklæbning 13

DK 157584 B

til denne. Den infrarøde skærmplade 32 af UV-detektoren rager fortrinsvis ud over sidekanterne af IR-detek-toren 78, så at denne kun modtager infrarød stråling igennem det centrale vindue 36 af UV-detektoren.

5 Siliciumdioxid er kendt for at besidde dårlige klæbeegenskaber i forbindelse med visse cadmiumsulfid-overflader. Denne ulempe afhjælpes ved den tredje udførelsesform for opfindelsen som vist på fig. 12-20, som tilvejebringer et driftspålideligt isolerende lag.

10 De første arbejdstrin af fremgangsmåden til fremstilling af den tredje udførelsesform er de samme som beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2. Efter dannelsen af den infrarøde skærmplade 32 anbringes skiven 30 i et forstøvningsapparat, hvor den forvarmes, og et første 15 forholdsvis tyndt lag 80 af siliciumdioxid (fig. 12) med en tykkelse på ca. 1000 Å aflejres således, at det dækker hele skiveoverfladen. Derefter tildeles dette lag et mønster ved fotolitografisk teknik til dannelse af det første vindue 56 som omtalt i forbindelse med 20 den første udførelsesform. Også her fjernes mulige beskadigelser af cadmiumsulfid-substratet 30 som følge af forstøvningsprocessen ved at hærde skiven i ca. 15 min ved en temperatur på ca. 275°C.

Efter hærdningen aflejres Schottky-spærrelagsmetallaget 25 36 og grænsemetalbelægningslaget 42 som vist på fig. 13 og 14, og disse arbejdstrin svarer til de ovenfor beskrevne i forbindelse med fig. 4 og 5.

Derefter anbringes skiven 30 igen i forstøvningsappara-tet, og et andet forholdsvis tykt lag 82 af silicium-30 dioxid (fig. 15) med en tykkelse på ca. 4000 Å aflejres på oversiden af det første siliciumdioxid-lag 80. Der anvendes igen fotolitografisk teknik til at tilvejebringe det første og det andet vindue henholdsvis 56 og 58 i det andet isolerende lag 82, idet der dog denne 14

DK 157584 B

gang tilvejebringes et lidt mindre vindue 56’ end det, der er ætset i det første lag af siliciumdioxid 80.

Under et enkelt ætsningsarbe j dstrin fjernes partier af begge de isolerende lag 80 og 82 og af det øver-5 ste af lagene 52 til at tilvejebringe vinduet 58.

Kontaktadhæsionslaget 66 og kontaktmetalbelægnings-laget 68 aflejres på oversiden af skiven 30 (fig. 16) på samme måde som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 6 for den første udførelsesform. Kontaktstykkerne 10 70 og 72 opbygges ved elektroplettering som vist på fig. 17. Og ligesom i den første udførelsesform bortætses successivt de partier af lagene 66 og 68, som ikke ligger under kontaktstykkerne 70 og 72, som vist på fig. 18 og 19. Dette isolerer den ohmske kontakt 38 15 og spærrelagskontakten 40 fra hinanden. Og som vist på fig. 19 bortætses det blottede parti af grænselaget 42 i det centrale vindue 56, efterladende grænselagsringen 42a.

Til sidst fastgøres, som vist på fig. 20, guldtråds-20 lederne 46 og 48 til henholdsvis den ohmske kontakt 38 og spærrelagskontakten 40 ved termokompression eller termosonisk klæbning som i den første udførelsesform. Derefter bearbejdes skivens nederste overflade, opskæres skiven i individuelle detektorenheder og hver ^ individuelle detektor slutanalyseres som beskrevet i forbindelse med den første udførelsesform.

Claims (14)

1. Fotoelektromotorisk detektor med et Schottky spærrelag til detektering af ultraviolet stråling og gennemtræn-geligt for infrarød stråling, og som omfatter et cadmium-sulfid-substrat (30) med en mod den indfaldende stråling 5 vendende øverste overflade, på hvilken der er anbragt en infrarød skærmplade (32), som omfatter et metal-lag, der er i det væsentlige uigennemtrængeligt for infrarød stråling, hvilken skærmplade har et første centralt vindue (54), et isolerende lag (34) dækkende den infrarøde 10 skærmplade og med et andet centralt vindue (56), der falder sammen med og er lidt mindre end det første centrale vindue, et Schottky-spærrelagsmetalbelægningslag (36) af-lejret inden i det andet centrale vindue, og som fuldstændigt dækker den i dette beliggende substratoverflade og 15 er så tyndt, at det er i det væsentlige transparent for ultraviolet og infrarød stråling, en spærrelagskontakt (40), der berører Schottky-spærrelagsmetalbelægnings-laget i det andet centrale vindue og efterlader et overvejende parti af dette lag blotlagt, samt en ohmsk kontakt 20 (38) til cadmiumsulfid-substratet, kendetegnet ved, at den infrarøde skærmplade (32) er anbragt direkte på cadmiumsulfid-substratets (30) øverste overflade, at det isolerende lag (34) omfatter et sidevindue (58), og at den ohmske kontakt (38) er tilvejebragt på substratets 25 (30) øverste overflade, strækker sig igennem sidevinduet (58) og berører substratet (30) igennem den infrarøde skærmplade (32) „

2. Detektor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det isolerende lag (34) består af siliciumdioxid.

3. Detektor ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved, at den har et grænselag (42), der er tilveje- DK 15 7 5 8 4 B bragt imellem spærrelagskontakten (40) og Schottky-spærre-lagsmetalbelægningslaget (36) og består af et materiale, som hindrer spærrelagskontakten i at påvirke egenskaberne af Schottky-spærrelaget ved forbindelsen imellem substra-5 tet (30) og Schottky-spærrelagsmetalbelægningslaget (36).

4. Detektor ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den infrarøde skærmplade (32) omfatter et guld-lag (50) indsat mellem to materialelag (52) valgt fra gruppen omfattende titan, aluminium, magnesium, zirkonium og haf-10 nium.

5. Detektor ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at Schottky-spærrelagsmetalbelægningslaget (36) består af guld eller iridium.

6. Detektor ifølge krav 3-5, kendetegnet 15 ved, at grænselaget (42) består af et materiale valgt fra gruppen bestående af guld, wolfram, chromnikkel, iridium, rhenium, palladium og rhodium.

7. Detektor ifølge krav 1-6, kendetegnet ved, at spærrelagskontakten (40) og den ohmske kontakt 20 (38) hver omfatter et nederste kontaktadhæsionslag (66), der består af et materiale valgt fra gruppen bestående af titan, wolfram, chromnikkel og chrom, og et øverste kontaktstykke (70, 72), der består af guld eller aluminium.

8. Detektor ifølge krav 1-7, hvis spærrelagskontakt (40) 25 er forbundet med en guldtrådsleder (48), kendetegnet ved, at den ohmske kontakt (38) er forbundet med en guldtrådsleder (46), og at guldtrådslederne (46, 48) begge er forbundet med den respektive kontakt (38, 40) ved varmekomprimering.

9. Fremgangsmåde til fremstilling af en fotoelektro- DK 1S 7 5 8 4 B motorisk detektor med et Schottky-spsrrelag, hvor der ud fra en enkrystal af cadmiumsulfid opskæres en tynd skive (30) med en øverste og nederstef i det væsentlige parallelle plane overflader, der står vinkelret på C-aksen af 5 cadmiumsulfidets hexagonalkrystal, hvor i det mindste ski vens øverste overflade planlappes, poleres og ætses til dannelse af et substrat (30) med en glat øverste overflade, på hvilken der anbringes en infrarød skærmplade (32), som er i det væsentlige uigennemtrængelig for infra-10 rød stråling , og som har et første centralt vindue (54), hvor der på den infrarøde skærmplade aflejres et isolerende lag med et andet centralt vindue (56), der falder sammen med og er lidt mindre end det første centrale vindue, og inden i hvilket der aflejres et Schott-15 ky-spærrelagsmetalbelægningslag (36) således, at det fuldstændigt dækker det parti af substratet, der er beliggende i det andet centrale vindue, og som er så tyndt, at det i det væsentlige er transparent for ultraviolet og infrarød stråling, samt hvor der på substratet 20 aflejres en ohmsk kontakt (38) og en spærrelagskontakt (40), der strækker sig langs substratets øverste overflade igennem det andet centrale vindue og efterlader en overvejende del af Schottky-spærrelagsmetalbelægnings-laget blotlagt, kendetegnet ved, at den in-25 frarøde skærmplade (32) først anbringes direkte på sub stratets (30) overside, at det isolerende lag (34) derefter aflejres og forsynes med et sidevindue (58), at Schottky-spærrelagsmetalbelægningslaget (36) derefter aflejres i det andet centrale vindue (56), og at den ohmske 30 kontakt (38) til sidst aflejres på substratets (30) overside og i berøring med skærmpladen (32) igennem sidevinduet (58).

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at der aflejres et grænselag imellem spærrelagskon-35 takten og Schottky-spærrelagsmetalbelægningslaget før DK 157584B aflejringen af spærrelagskontakten, hvilket grænselag hindrer spærrelagskontakten i at påvirke egenskaberne af Schottky-spærrelaget dannet ved forbindelsen imellem substratets øverste overflade og Schottky-spærrelags-5 metalbelægningslaget, hvilket grænselag fremstilles af et materiale udvalgt af gruppen omfattende guld, wolfram, chromnikkel, iridium, rhenium, palladium og rhodium.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 9 eller 10, kendetegnet ved, at arbejdstrinnet til aflejring af det 10 isolerende lag omfatter aflejring af et første lag af siliciumdioxid over den infrarøde skærmplade, hvilket første lag af siliciumdioxid har et første vinduesparti, der falder sammen med og er lidt mindre end det første centrale vindue, at der aflejres et andet isolerende lag 15 bestående af siliciumdioxid over det første lag af siliciumdioxid, og at der dannes et andet vinduesparti i det andet isolerende lag, hvilket andet vinduesparti falder sammen med og er lidt mindre end det første vinduesparti, hvilke første og andet vinduespartier tilsammen danner 20 det andet centrale vindue, og at sidevinduet udformes strækkende sig igennem det første og det andet isolerende lag til laget af materiale i den infrarøde skærmplade, som er i det væsentlige uigennemtrængelig for infrarød stråling.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 9-11, kendeteg net ved, at enderne af et par guldledningstråde termo-kompressionsklæbes til henholdsvis spærrelagskontakten og den ohmske kontakt.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 9-12, kendeteg-30 net ved, at arbejdstrinnet med anbringelse af den infrarøde skærmplade omfatter dannelsen af et lag af guld indklemt imellem et første og et andet lag af titan, hvilket første og andet lag af titan har en tykkelse på fra ca. DK 157584 B 50. til ca. 5000 Å, og hvilket guldlag har en tykfceis-c på fra ca. 500 A til ca. 10000 Å.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 9-13, kendetegnet ved, at arbejdstrinnet med aflejring af spærreiags-5 kontakten og den ohmske kontakt omfatter et arbejdstrin med aflejring af et kontaktadhæsionslag bestående af titan med en tykkelse på fra ca. 50 Å til ca. 5000 Å, efterfulgt af et arbejdstrin med aflejring af et kontakt-metalbelægningslag af guld med en tykkelse på fra ca. 10 1000 Å til ca. 2000 Å, efterfulgt af et arbejdstrin med elektroplettering af et spærrelagskontaktstykke og et ohmsk kontaktstykke bestående af guld på kontaktmetalbe-lægningslaget således, at kontaktstykkerne strækker sig over det isolerende lag.