JPS60789B2 - 赤外線検知器の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は赤外線検知器の製造法に関するものであり、さ
らに詳しく述べるならば加熱によりダメージを受け易い
多元半導体の結晶を赤外線検知素子に用いた検知器の製
造方法に関するものである赤外線検知器は一例として第
１図の如き魔法瓶に類似した構造を有しており、内面に
メッキされているバルブ１と、ステムと称される突出部
材２の二重管構造になっている。

バルブーとステム２はコバール製フランジ５の部分で溶
着金属７によって接着されている。バルブーの上端には
コバール製取付部６１こよって赤外線を透過させる戊製
窓３が固着されている。またステム２の上端には赤外線
検知素子の組立体４が固定され、下端には、空間９を真
空にするための排気枝管８が封着されている。ステム２
の内側の空間１１は液体窒素等の冷煤を容れる箇所であ
る。但し図は倒立状態で画いてある。ステム２に固着さ
れ一体となっている銅製冷却台１０を介して赤外線検知
器素子の組立体４は液体窒素により冷却される。ステム
の上部を詳しく示すと第２図の如くなる。

ステム２と一体に構成されている銅製冷却台１０の上に
アルミナ基板１２、サファイア基板１３、半導体例えば
ＨｇＣｄＴｅの結晶からなる赤外線検知素子１４が順次
戦直されて前述の素子組立体４となっている。半導体結
晶からなる赤外線検知素子１４からは細い連続線１５及
び大い引出線１６が導出されている。第２図の赤外線検
知素子の組立体４の部分のみを平面図として示したのが
第３図であって、半導体結晶からなる赤外線検知素子１
４の受光部１４ａに隣接して設けられた金属膜電極１４
ｂかちりード１５が導出されている。

このリードは、アルミナ基板１２に被着された金属のパ
ターン１７を介して引出されている。赤外線検知素子と
なる半導体結晶としてはｌｎＳｂ，蛇Ａｕなどの２元半
導体及びＨｇＣｄＴｅなどの３元半導体が一般的に使用
されていた。第１図ないし３図の如き赤外線検知器の従
釆の製法は次の如きものであった。

半導体赤外線検知素子１４（第３図）をサファイア基板
１３上に固定し、金属膜電極１４ｂを蒸着してリード線
１５を取付ける。

このようにして製造した赤外線検知素子を予備試験して
良品であればアルミナ基板１２がハンダ付けされた銅製
冷却台（クーリングベース）１０（第１図，第２図）に
接着剤によって接着する。なお銅製冷却台１０は予めス
テム２に一体に固着されている。次に、赤外線検知素子
からなる組立体４が装着されたステム２を真空中で加熱
してステムに吸着されたガス、特に冷却台１０１こ吸着
されたガスを造出す排気処理を行う。排気温度はｌｎＳ
ｂ，ＡｕＷなどの場合には、１００００以上に選択され
る。同機にしてバルブ１を排気した後に、バルブとステ
ムをアルゴンガスアーク溶接して接着する。リークディ
テクターで漏洩のない事を確認した後に、排気枝管８（
第１図）により内部空間を１０‐３Ｔｏｒｒ程度に排気
する。このような従来法によると、ＨｇＣｄＴｅの如く
Ｈｇを含む混合物又は化合物からなる結晶を使用する場
合には次の如き不都合が生じた。

すなわち、日やｄＴｅ結晶は成分元素であるＨｇの蒸気
圧が高いために、従来法では、１００００以上において
排気を行えなかった。すなわち、ステムに冷却台を装着
してから排気べーキングを行う従来の方法では、Ｈｇの
蒸発を防止するために約８０ｑｏが上限であり吸着ガス
特に水蒸気を殆んど除去することができなかった。従っ
て従来法による検知器は断熱効果が不充分で特に環境試
験に対して保証が不可能であったのである。したがって
、本発明は多元半導体結晶を赤外線検知素子用いる赤外
線検知器の改良された製造方法を提供することを目的と
する。

本発明は 第１図ないし３図に例示された如き、多元半
導体例えばＣ山ＨｇＴｅからなる赤外線検知素子１４を
敦置した冷却台１０１こよって一端が気密に閉鎖された
筒状ステム２を有する真空容器の排気べ−キング方法を
改良することを他の目的とする。

本発明に係る方法は、着脱自在な冷却台を１００℃以上
、好ましくは１３０ｑｏ以上の温度に加熱して排気べー
キングを行った後に、赤外線検知素子を冷却台の上面に
接着し、予め排気べーキングを行ったステムの所定端に
該冷却台をとりつけることを特徴とする。

以下、本発明の具体例を説明する。

本発明においては冷却台１川ま第４図の如くねじ込み方
式になっている。

冷却台１０の一面から適当な寸法のねじ１８が突出して
いる。またステム２の上端にはねじ１８に適合したねじ
孔１９を有する銅製接続部２０が附設されている。した
がって冷却台１川まステム２から独立しており、螺合後
にステムに固定される。本発明の方法は具体的には以下
の如き段階で行われる。

【１１ サファイア基板１３上に多元半導体結晶よりな
る赤外線検知素子１４（第２図，第３図）を装着し、電
極１４ｂを蒸着してリード線１５を取付ける。｛２１
第４図の如き冷却台を１５０ｏｏ附近の温度で真空中で
排気べーキングし、水蒸気等の吸気ガスを完全に除去す
る。

細 相互に接着される以前のステム２及びバルフ１を１
３０ｑｏ附近の温度、すなわち冷却台１０の排気べーキ
ング温度より低い温度にて真空中で排気べーキングを行
う。

なお要すればこの作業に先立ってステムにはＢａ，Ｔｉ
などのゲッターをその一部の面に被覆する。以上の準備
段階を行ってから素子の良不良を試験する。

この試験期間中は各部品はそのままの状態にして置く。
■ ｍの段階で素子１４を載遣したサファイア基板１３
を、第４図の銅製冷却台１０のアルミナ基板１２上に、
接着剤、例えばアラルダィト又はトールシールなどのヱ
ポキシ樹脂系接着剤、を用いて乾燥窒素ガス中で固定す
る。‘５｝ 十分に固定された後に、赤外線検知素子１
４のリード線１５（第３図）をアルミナ基板１２（第２
〜４図）上の定められた位置に、インジウムハンダ等に
よりハンダ付けする。

このようにして赤外線検知素子１４が固定された冷却台
を予備実験用ステムに螺合して素子の感度テストを行う
。感度テストの際はステムとバルブ内をある程度の真空
に排気するために、ステムとバルブをワックスで固定し
て置く。｛６｝ 素子が良品であれば、冷却台を予備実
験用ステムから取出す。

‘３｝段階で準備して置いたステムを乾燥窒素が充満し
た作業ボックスの中に入れ、しかる後に素子組立体を軟
遣してなる冷却台をステムに螺合して固定する。【７｝
従来通り、バルブとステムをへりアークにより溶接す
る。

リークデイテクターで漏洩試験を行った後「排気を行う
。‘８１ 排気装置に取付け、従来の方法と同様に排気
を行う。

本発明によると、冷却台はステムに対して着脱自在であ
るために両者を独立に鱗気べ一キングすることができる
。

したがって、ステムを１００ｑｏ以上で排気して吸着ガ
スを完全に追い出した後に、多元半導体結晶よりなる素
子を戦遣した冷却台を装着することができる。また、素
子萩暦固定した冷却台がステムに対して着脱自在である
ために、素子が不良の場合に素子とステムを両方共に廃
棄処分する必要がなく、不良素子を戦贋する冷却台のみ
を処分すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外線検知器を概念的に示す断面図、第２図は
第１図のステム上部の拡大図、第３図は第２図の素子部
の平面図、第４図は本発明の実施に使用される冷却台の
一具体例を示す断面図である。 １…バルブ、２…ステム、３…Ｃｅ窓、４…赤外線検知
素子組立体、５・・・コバール製フランジ、６・・・コ
バ−ル製取付部、７・・・溶着金属、８・・・排気枝管
、１０…冷却台、１１…液体窒素が入る空間、１２…ア
ルミナ基板、１３…サファイア基板、１４・・・赤外線
検知素子、１５，１６・・・リード線、１８…ねじ。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多元半導体から成る赤外線検知素子を載置しており
   且つ該素子を冷却する冷却台を真空容器のステムに固定
   して成る赤外線検知器を製造する際に、前記冷却台を前
   記ステムに対し着脱自在とし、冷却台をステムに取付け
   ずに当該ステムを１００℃以上の温度に加熱しつつ排気
   した後に、前記ステムの端部に前記冷却台を取り付ける
   ことを特徴とする赤外線検知器の製造法。