EP0031095A2 - Verfahren zum Herstellen einer Doppelschicht mit Hetero-Übergang für die Speicherelektrode einer Bildaufnahmevorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Doppelschicht mit Hetero-Übergang für die Speicherelektrode einer Bildaufnahmevorrichtung Download PDF

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EP0031095A2
EP0031095A2 EP80107832A EP80107832A EP0031095A2 EP 0031095 A2 EP0031095 A2 EP 0031095A2 EP 80107832 A EP80107832 A EP 80107832A EP 80107832 A EP80107832 A EP 80107832A EP 0031095 A2 EP0031095 A2 EP 0031095A2
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01J9/20—Manufacture of screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored; Applying coatings to the vessel
    • H01J9/233—Manufacture of photoelectric screens or charge-storage screens

Definitions

  • a transparent, conductive layer made of a tin oxide evaporate a layer of n-type cadmium selenide.
  • the hetero-barrier layer does mean the transition from a further layer applied to one or two layers in turn applied to this layer.
  • the present invention has for its object to provide a method with which the homogeneous structure of the photoconductor layer is achieved.
  • the heat treatment combines the powdered vaporization material, and gas inclusions are removed.
  • the glass additive melts. Both have the effect that the tendency of the vaporization material to spray is greatly reduced.
  • the evaporation material can be evaporated to form a homogeneous layer on the first layer.
  • the metallic cadmium produced during the heat treatment by decomposition of the cadmium selenide or cadmium sulfoselenide must be kept away from the first layer, because this would reduce the blocking ability of the subsequent heterojunction. This can be done both by setting the temperature during the heat treatment the upper limit of max. Not to exceed 850 0 C.
  • the heat treatment can be carried out in a separate system, whereby the vaporization material between the heat treatment and evaporation must not be exposed to a gas atmosphere.
  • the heat treatment is preferably carried out at 800.degree. Sintering is thereby achieved without an excessive amount of metallic cadmium being produced.
  • the addition to the material to be evaporated is between 0.1 and 1 percent by weight.
  • the evaporation rate is in the range between 1 and 10 ⁇ / s, preferably 5 ⁇ / s.
  • the first layer preferably consists of a tin oxide (SO x with x ⁇ 2) which is doped with antimony.
  • the double layer produced by the method according to the invention is part of the junction photoconductor target of an image pickup tube.
  • the first layer preferably has a thickness in the range from 500 ⁇ to 2000 ⁇ , in particular 1000 ⁇ ; the second layer .mu.m a thickness between 1.5 / um and 2.5, more preferably 2 microns.
  • a double layer produced according to the invention is not only applicable for an image pick-up tube, but generally applicable as part of the conversion system of an image pick-up device, e.g. an optical image converter, which consists of a photoconductor system and a liquid crystal layer as a light modulator.
  • an optical image converter which consists of a photoconductor system and a liquid crystal layer as a light modulator.

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Abstract

Eine Doppelschicttt mit Hetero-Übergang soll Teil einer Speicherelektrode für eine optoelektronische Bildaufnahmevorrichtung sein. Sie entsteht durch Aufdampfen von n-leitendem Cadmiumselenid oder Cadmium sulfoselenid auf eine n<+>-leitende Signalelektrodenschicht aus Zinnoxid. Das aufzudampfende Material wird unter geringem Zusatz von Boroxid-Glas im Vakuum gesintert und kann dann spritzerfrei aufgedampft werden. Der Hetero-Übergang ist nahezu frei von metallischem Cadmium. Anwendung insbesonder bei einem Vidikon-Target.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Doppelschicht mit Hetero-Übergang für die Speicherelektnode einer Bildaufnahmevorrichtung mit den Merkmalen:
    • a) eine erste Schicht besteht aus einem transparenten Halbleitermaterial mit n+-Leitfähigkeit und dient als elektrisch leitende Signalelektrode;
    • b) eine zweite Schicht besteht aus fotoleitendem Cadmiumselenid oder Cadmiumsulfoselenid mit n-Leitfähigkeit;
    • c) die zweite Schicht entsteht durch Aufdampfen auf die erste Schicht.
  • Beispielsweise zum Zweck der Herstellung eines sog. Hetero-Sperrschicht-Targets für eine Bildaufnahmeröhre ist aus der Zeitschrift "Fernseh- und Kinotechnik" 32. Jahrgang, Nr. 9/1978, S. 341 bis 348, insbesondere S. 348, bekannt, auf eine transparente, leitfähige Schicht aus einem Zinnoxid eine Schicht aus n-leitendem Cadmiumselenid aufzudampfen. Zwar ist mit der Hetero-Sperrschicht der Übergang von einer weiteren aufgebrachten Schicht zu einer oder zwei ihrerseits auf diese Schicht aufgebrachten Schichten gemeint. Es besteht aber zwischen einer n+-leitenden Zinnoxidschicht als Signalelektrode und einer darauf aufgedampften n-leitenden Halbleiterschicht aus anderem Material ebenfalls ein Hetero-Übergang. Ein solcher Übergang ist notwendig, um die Injektion von Defektelektronen aus der Signalelektrode in die Fotoleiterschicht oder, was gleichbedeutend ist, einen Elektronenstrom in der entgegengesetzten Richtung zu verhindern. Beides hätte einen unerwünschten temperaturabhängigen Dunkelstrom, d.h. ein elektrisches Signal ohne Lichteinfall zur Folge. Durch den Hetero-Übergang in Verbindung mit der genannten Hetero-Sperrschicht bei einem kompletten Target einer Bildaufnahmeröhre können der Dunkelstrom undseine Temperaturabhängigkeit sehr gering gehalten werden,
  • Damit eine Bildaufnahmevorrichtung keine Bildfehler in Form weißer Flecke aufweist, ist eine homogene Struktur der Fotoleiterschicht erforderlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die homogene Struktur der Fotoleiterschicht erreicht wird.
  • .Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäB folgende Merkmale vorgeschlagen:
    • d) das zu verdampfende Material enthält mindestens einen Zusatz von im wesentlichen aus Boroxid bestehendem Glas und wird durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 750°C und 850°C im Vakuum gesintert;
    • e) während der Wärmebehandlung wird verhindert, daß sich metallisches Cadmium auf die Oberfläche der ersten Schicht niederschlägt;
    • f) der Aufdampfprozeß erfolgt bei einer Temperatur zwischen 700°C und 750°C.
  • Bei einem solchen Verfahren sintert zunächst durch die Wärmebehandlung das pulverförmige Verdampfungsmaterial zusammen, und Gaseinschlüsse werden beseitigt. Der Glaszusatz schmilzt. Beides bewirkt, daß die Neigung des Verdampfungsmaterials zum Spritzen stark reduziert wird. Dadurch kann das Verdampfungsmaterial zu einer homogenen Schicht auf die erste Schicht aufgedampft werden. Das bei der Wärmebehandlung durch Zersetzung des Cadmiumselenids bzw. Cadmiumsulfoselenids entstehende metallische Cadmium muß von der ersten Schicht ferngehalten werden, weil dies die Sperrfähigkeit des späteren Hetero-Übergangs verringern würde. Das kann sowohl dadurch geschehen, daß man die Temperatur bei der Wärmebehandlung die Obergrenze von max. 8500C nicht überschreiten läßt. Oder aber man nimmt die Wärmebehandlung in einem getrennten System vor, wobei allerdings das Verdampfungsmaterial zwischen Wärmebehandlung und Verdampfung keiner Gasatmosphäre ausgesetzt werden darf.
  • Vorzugsweise nimmt man die Wärmebehandlung bei 800°C vor. Man erreicht dadurch die Sinterung, ohne daß metallisches Cadmium in unzulässiger Menge entsteht.
  • Weiter ist vorteilhaft, wenn der Zusatz zu dem zu verdampfenden Material zwischen 0,1 und 1 Gewichtsprozent beträgt.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß dafür gesorgtwird, daß die zu bedampfende Oberfläche der ersten Schicht vor dem Aufdampfen frei ist von oxidierenden Stoffen. Damit wird verhindert, daß die Leitfähigkeit der ersten Schicht verändert und damit die Sperrfähigkeit des Hetero-Übergangs beeinträchtigt werden.
  • Günstig ist für ein homogenes Aufdampfen, wenn sich beim Aufdampfen die erste Schicht und der Behälter mit dem zu verdampfenden Material insbesondere durch Umwege nicht direkt gegenüberstehen.
  • Weiter ist vorteilhaft, wenn die Aufdampfrate im Bereich zwischen 1 und 10 Å/s, vorzugsweise bei 5 Å/s, liegt.
  • Vorzugsweise besteht die erste Schicht aus einem Zinnoxid (SOx mit x < 2), das mit Antimon dotiert ist.
  • Insbesondere ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Doppelschicht Teil des Sperrschicht-Fotoleiter-Targets einer Bildaufnahmeröhre.
  • Für eine solche Anwendung hat die erste Schicht vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 500 Å bis 2000 Å,insbesondere 1000 Å; die zweite Schicht einen Dickenbereich zwischen 1,5 /um und 2,5 µm, insbesondere 2 µm.
  • Eine erfindungsgemäß hergestellte Doppelschicht ist nicht nur für eine Bildaufnahmeröhre sondern allgemein anwendbar als Teil des Umsetzsystems einer Bildaufnahmevorrichtung z.B. eines optischen Bildwandlers, der aus einem Fotoleitersystem und einer Flüssigkristallschicht als Lichtmodulator besteht.
  • 8 Patentansprüche

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen einer Doppelschicht mit Hetero-Ubergang für die Speicherelektrode einer Bildaufnahmevorrichtung mit den Merkmalen:
a) eine erste Schicht besteht aus einem transparenten Halbleitermaterial mit n+-Leitfähigkeit und dient - als elektrisch leitende Signalelektrode;
b) eine zweite Schicht besteht aus fotoleitendem Cadmiumselenid oder Cadmiumsulfosalenid mit n-Leitfähigkeit;
c) die zweite Schicht entsteht durch Aufdampfen auf die erste Schicht;
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
d) das zu verdampfende Material enthält mindestens einen Zusatz von im wesentlichen aus Boroxid bestehendem Glas und wird durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 750°C und 850°C im Vakuum gesintert;
e) während der Wärmebehandlung wird verhindert, daß sich metallisches Cadmium auf die Oberfläche der ersten Schicht niederschlägt;
f) der Aufdampfprozeß erfolgt bei einer Temperatur zwischen 700°C und 750°C.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 800°C erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Zusatz zu dem zu verdampfenden Material zwischen 0,1 und 1 Gewichtsprozent beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB dafür gesorgt wird, daß die zu bedampfende Oberfläche der ersten .Schicht vor dem Aufdampfen frei ist von oxidierenden Stoffen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daB sich beim Aufdampfen die erste Schicht und der Behälter mit dem zu verdampfenden Material insbesondere durch Umwege nicht direkt gegenüberstehen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daB die Aufdampfrate im Bereich zwischen 1 und 10 Å/s, vorzugsweise bei 5 Å/s, liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Schicht aus einem Zinnoxid (SnOx mit x < 2) besteht, das mit Antimon dortiert ist.
8. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 beim Herstellen des Targets einer Bildaufnahmeröhre.
EP80107832A 1979-12-20 1980-12-11 Verfahren zum Herstellen einer Doppelschicht mit Hetero-Übergang für die Speicherelektrode einer Bildaufnahmevorrichtung Expired EP0031095B1 (de)

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