JPS61273829A - 撮像管タ−ゲツトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野〕 本発明は、受光面にＳｅを主体とする光導電膜を用いた
ホトダイオード形撮像管ターゲットに係り、特に長時間
動作中における焼付の増加や信号電流の変動を抑制した
良好な撮像管ターゲットを再現性良く製造する方法に関
するものである。

〔発明の背景〕

非晶５ｊＳｅは光導電性を示し、一般にｐ形厚電性を有
するとともにｎ形厚電性の材料と整流性接触をなすこと
から、この特徴を生したホトダイオード形の撮像管ター
ゲットを作ることができる。

この場合Ｓｅは長波長光に対する感度を持たないので、
これを改善するためにＳｅ層の一部にＴｅを添加する方
法がとら九でいる（特公昭５２−３００９１、特公昭５
１３−４１１４５号公報）。

第１図は、従来技術による赤色増感ターゲットの構造の
一例を示したもので、１は透光性基板、２は酸化スズ、
酸化インジウム、またはこれらの混合物から成るｎ形の
透光性部電膜、３は５ｅ−Ａ　ｓ　−Ｔ　ｅからなるｐ
形光導電層、４は５ｅ−ＡｓからなるＰ形光導電層、５
は多孔質のｓｂ、ｓ、からなる走査電子ビームランデン
グ層である。整流性接触はｎ形透光性導電膜２とｐ形光
導電膜４との間に形成される。ｐ形光導電膜３および４
に含まれている成分のうち、Ｓｅはｎ形透明導電膜２と
接触して整流性接触を形成する母体としての材料であり
、Ｔｏは上述したように赤色光に対する感度を増強する
ための成分であり、Ａ８はＳａを主体とする非晶質膜の
粘性を寓め、熱的安定性を高めるための成分である。多
孔質５ｂｓＳｅ層５は走査電子ビームのランチングを補
助するほかに、走査電子がｐ形光導電膜４に注入するの
を防止する働きがある。

撮像管では透明導電膜を電子ビーム走査面に対して正に
バイアスして用いるため、ｔＪ５１ｖＷのどと１．、　
　　　　　　き撮像管ターゲットでは透明導電膜２から
の正孔の注入と走査電子の注入が阻止されていわゆるホ
、、　　　　ｌ−ｆ　、ｔ−“９°Ｉｔ４’ｆ−＆ｙＲ
Ｌ＝、　Ｉｌｌ″ｌ；Ｑ＜、：）：、　　　　　　た入
射光の時間変化に対する信号の応答（残像）が早いなど
の良好な撮像特性が得られる。

しかしながら、上記撮像管ターゲットを長時間にわたっ
て連続動作をすると、焼付の増加や信号電流の変動をき
たすおそれがあり、また量産的見地から見れば特性の再
現性が必ずしも充分ではないなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、非晶質Ｓｅを主体とする撮像管ターゲ
ットの長時間動作における焼付の増加や信号電流の変動
を抑制した良好な受光面を再現性良く製造する撮像管タ
ーゲットの製造方法を提供することである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために１本発明においてはＳｅを主
体とする光導電膜を蒸着法により堆積する際に、基板を
適正な温度に加熱保持して形成することを骨子とする。

発明者らによれば、Ｓｅを主体とするホトダイオード形
撮像管ターゲットの製造条件と撮像管特性との関係を詳
細に調査検討した結果、撮像管ターゲットを長時間連続
動作した際の焼付の増加や信号電流の変動、ならびに特
性の再現性は、Ｓｅを主体とする受光面を形成する際の
基板温度に極めて大きく依存することを見い出した。

以下具体的に図面を用いてくわしく説明する。

第２図は本発明を適用し得る撮像管ターゲット用受光膜
の具体的構造の一例を示したものである。

二の例では赤色光感度を増すためのＴｏは透明導膜との
界面に当る膜厚ゼロの位置には全く存在せず（３ａの部
分）、膜厚３００λの部分から急速に濃度を増し、膜厚
６００人にわたって添加されている（３ｂの部分）、３
ａおよび３ｂの部分に添加されているＡｓはＳｅの熱的
安定性を高めるためのものである。３ｃの部分にはＳａ
中にＡｓが膜厚６００人にわたって一様な勾配で減少す
るごとく添加されている。Ｓａ中のＡｓは上述の熱的安
定性を改善する作用の他に、電子に対する深い局在捕獲
準位を作り、負の空間電荷を形成する性質があるｓ３ｅ
の部分はこの性質を利用して、入射光の吸収して信号電
流の大部分を発生する３′ａおよび３ｂの部分に有効に
内部電界を与えるた・めの増感補助層である。４の部分
は撮像管ターゲットの静電容量を減らして残像を少くす
るための層で、この例では耐熱性を高めるためにＡｓが
一様な濃度で添加されている。このようなターゲットを
基板を加熱制御することなしに真空蒸着によって作成し
た場合の光電流の印加電界依存性の一例を第３図に示す
０図中のＦｓは光電流が飽和し鵠 靭める電界である。上述の方法で作成したターゲットで
は、Ｆｓの再現性が必ずしも充分ではなく。

３Ｘ１０’〜６Ｘ１０’Ｖ／ｃｍの範囲で変動する。

この場合、Ｆｓが小゛さすぎると、通常の動作電界強度
で用いた際に、第２図３ａの部分と透明導電膜の間の整
流性接触が損なわれて暗電流が増加し易く、一方Ｆｓが
大きすぎると通常の動作電界強度での感度が不足する。

このようなＦＢの変動は。

膜形成中の基板温度の再現性の悪さに起因する。

第４図（ａ）に蒸着中の基板温度変化の一例を示す。

基板を常温にして蒸着を開始しても、蒸着源からの輻射
熱により、基板温度は若干増加する。この増加の仕方は
、初期の基板温度、蒸着レートに大きく依存する。この
ような基板温度の変動により、Ｓａ膜の性質が異なり、
Ｆｓが変動する。

第４図（ｂ）は本発明を説明するための基板温度制御の
一例である。この例では、堆積開始時から堆積完了まで
基板温度を４５℃一定に保って膜形成を行う、このよう
な基板加熱蒸着により、Ｆｇ５の変動が１１５以下にな
り、再現性が大幅に改善９；ｊ。

、；　　　　　　　される、一般に、基板温度が低いと
Ｆｓは大きく、□（、゛　　　　　　基板１度力、高＜
＠う２Ｆ３．よ７、あ、２６゜従７１基板加熱蒸着によ
り撮像管ターゲットを得る場合には、第２図の３ｃの部
分の膜厚やＡｓ添加量を□　　　　　　　減らしてＦｓ
が最適となるようにａｍすることが望ましい。

９；１、　　　　　　　　第５図は膜堆積時の基板温度
と撮像管ターゲラ゛　　　　　　　トを２４時間連続動
作した時の焼付の関係を示しΣ、′。

１・・ ・、：・　　　　　　たちのである・焼付は・Ｔ°添添
加濃度４璽くなるにつれて一旦減少し，さらに上昇する
と逆♂ 、よ、　　　　　　　に増加する．従って膜堆積時の基
板温度は６０℃゛　　　　　　　以下であることが必要
で，さらに望ましくは３０℃以上５０℃以下が適当であ
る．また、Ｔｅ添加濃度が４０重景％以上のターゲット
では基板加熱蒸着を行うと逆に焼付が増加し効果はない
。

以上のように基板加熱蒸着を行うことにより、特性の再
現性ならびに長時間動作した場合の焼付が改善できるこ
とが明らかであるが、これらの基板加熱蒸着効果を得る
ための堆積中の基板温度プロファイルは・第４図（ト）
１；示した機番；堆積中−　　　　　　；、定である必
要はなく１時間と共に変化していてもかまわない．この
場合，堆積開始時の基板温度が高すぎると、堆積初期の
膜が正常に形成されず、島状に形成されたり、膜の部分
的結晶化が発生したりすることにより、界面での特性の
面内一様性が失なわれ，整流接合特性が損なわれ、暗電
流が増加する可能性がある．このようなことから、堆積
初期の基板温度を，堆積中で最も低い温度に制御してお
くことが有効である。

７′°・第６＠′°・８Ｒ″Ａ１１５得６０１　　　　
　　。

ーゲット用受光膜の具体的構造の別の例を示す。

この例では、Ｔｏは透明導電膜との界面にあたる膜厚ゼ
ロの位置には全く存在せず（３ａ′の部分）膜厚５００
人の部分から急速に濃度を増し、３０％の濃度で膜厚１
０００人にわたって添加されている（３ｂ′の部分）、
Ａｓは３　ａ　ｌの部分には６％、３ｂ’の部分には３
％の濃度で一様に分布している．３０′の部分の膜厚は
５０人、その部分のＡｓ濃度は２０％で一様に分布して
いる。

：　　　　　　　また・この部分ＫｇよＧａＦ・力゛１
５ｏｏｐｐ″の濃度で一様に分布している．このような
構造をもつり，−ゲットでは強い光に対する焼付が少な
く，また起動直後の感度変化も少ない．このターゲット
□ 、　　　　　　　に適用し得る基板温度制御の一例を第
６図（ｂ）に：：）５　　　　　　　示す・ 、１ ４）：　　　　　　　　　この例では堆積開始時の基板
温度は３５℃であ゛　　　　　　　リ、第６図３　ａ　
Ｉ・の部分を堆積する間にこの温度を４０℃まで徐々に
増加させる．その後第６図３ｂ′の部分を、基板温度を
４０℃に保持したまま形成する１次に第６図３　ｃ　Ｉ
の部分を，基板温度を４５℃まで徐々に増加させながら
形成する０次に第６図４の部分を、４５℃から５０℃に
かけて徐々に昇温しながら形成する．この時、全層を通
じ、蒸着レートは３０ｎｍ／分とする。

この例の場合，前述した特性の再現性向上、長時間動作
した際の焼付低減の効果が得られること色光を照射して
、通常の動作電界強度で、２００ｒ 冒連続動作させた場合の感度変動率を示す．従来技術の
範囲内で得られるターゲットでは．第６図６に示すよう
に，長時間動作によって感度が減少する．しかし、本発
明を適用して得られるターゲットでは第６図７に示すよ
うに，上記感度変化が抑制される。

以上述べたような基板加熱蒸着を行なうための具体的方
法としては、基板ホルダーにヒーターを内蔵させて加熱
する方法，基板ホルダーに近接した位置にヒーターを設
け、輻射熱によって加熱する方法，また、ハロゲン・ラ
ンプ、赤外ランプ、白熱球、レーザー等の光源を加熱源
として基板ホルダーあるいは基板自身を加熱する方法等
がある。

また、加熱源は必ずしも蒸着装置内に設ける必要はなく
、装置外に配置してもかまわない．さらに上記方法の幾
つかを組み合わせて用いることも可能である０重要なこ
とは、膜堆積基板が所望の加熱温度に制御できることで
ある。

また、基板加熱蒸着は、特　公昭５３−、’（’　　　
　　　　３１８２９にあるような回転蒸着法と組み合わ
せ２′、１□；□　　　　　　ることも当然可能である
。この場合加熱源の構成丁・・ ・、　　　　　　により、基板温度は微視的には脈動す
ることかあ□　　　　　　り得るが、ここで述べた基板
温度とは、そのような脈動を平均化した温度であるもの
とする。

以下１本発明を実施例に従って説明する。

〔発明の実施例〕

、　　　　　　　実施例１゜ ガラス基板上に酸化スズを主体とする透明導電膜を形成
し、さらに整流性接触補助層として、ＣｅＯ２を２００
人、ＣｅＯ２を１５０人の厚さに３Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ
の真空中で蒸着する０次に。

・・　　　　　　基板温度を３０’Ｃまで上昇させ、Ｓ
ｅ。

Ａ３２Ｓｅｒ３を別の蒸着ボートから１μｍ〜６μｍの
厚さに３Ｘ１０−＠Ｔｏｒｒの真空中で蒸着する。

この時Ａｓ濃度は３％とし、膜厚方向に一様に分布させ
る。また、基板温度は、蒸着終了時に４５℃になるよう
に時間と共に上昇させる。

実施例２゜ ガラス基板上に酸化スズを主体とする透明導電膜を形成
し、その上に基板温度を３０℃に保って、第１層として
、Ｓｅを１００〜５００人の厚さに蒸着する６次に基板
温度を４０’Ｃに昇温し、Ｓｅ。

Ａｓ　２　Ｓｅ　３　、　Ｔ　ｅを別々の蒸着ボートが
ら蒸発させ、５００〜１０００人の厚さの第２層を形成
する。この時、Ｔｅ濃度は２５〜３５％、Ａｓ濃度は２
％で膜厚方向に一様に分布させる０次に基板温度を４５
℃まで昇温し、増感補助層として、Ｓ　ａ　、　Ａ　ｓ
　ｇ　Ｉ　ｎ　２０３がら成る第３層を５０〜９０人の
厚さに蒸着する。第３層を蒸着する場合、Ｓｅ、Ａｓ２
Ｓｅ３．Ｉｎ２Ｏ３は別々の蒸着ボートから同時に蒸発
させる。この時Ａｓ濃度は２０％、Ｉｎ２Ｏ３濃度は５
００ｐｐｍで、膜厚方向に一様に分布させる６次に基板
温度を４５℃に保持したまま、第４層としてＳｏとＡｓ
２Ｓｅ３を同時に蒸着し、全体の膜厚が６μｍとなるよ
うにする。

この時、Ａｓ濃度は２％とし、膜厚方向に一様に分布さ
せる。第１層から第４層までは２ｘ１０’−”Ｔｏｒｒ
の真空中で蒸着する。

実施例３゜ ガラス基板上に酸化インジウムを主体とする透゛明導電
膜を形成し、その上に、第１層としてＳｅ。

Ａｓ２Ｓｅ３をそれぞれ別の蒸着ボートから３００λの
厚さに蒸着するａ　Ａ　ｓ濃度は６％で膜厚方向に一様
に分布させる。またこの時、蒸着開始時の基板温度は３
０℃とし、蒸着終了時にはそれが３５℃となるよう基板
温度を制御する。第１層の上に第２層として、Ｓ　ｅ　
ｇ　Ａｓ２　Ｓｅ３　ｇ　Ｔ　ａをそれぞれ別の蒸着ボ
ートから蒸発させ、５００人の厚さに蒸着する。Ｔｅ濃
度は３５％、Ａｓ濃度は２％で膜厚方向に一様に分布さ
せる。基板温度は、蒸着中に３５℃から４０℃まで、徐
々に昇温させる。第２層の上に第３層を蒸着する。第３
層は。

まず前半部として５０人の厚さにＳｅ。

Ａｓ２５ｅ３ＨＩｎ２Ｏ３をそれぞれ別々の蒸着ボート
により蒸着する。この部分のＡｓ濃度は２５％、Ｉｎ１
０３濃度は３００ｐｐｍで膜厚方向に一様に分布させる
。さらにその上に第３層の後半部として３０人の厚さに
Ｓ　ｅ　ｇ　Ａｓ２　Ｓｅ３−Ｉｎ２０３をそれぞれ別
々の蒸着ボートにより蒸着するｍ　Ａ　ｓ濃度は３％、
Ｉｎ２Ｏ３濃度は３００ｐｐｍで膜厚方向に一様に分布
させる。第３′層蒸着中の基板温度は４０℃から４３℃
まで、徐々に昇温させる０次にＳ　ａ　、　Ａ　ｓより
成る第４層を蒸着し、全体の膜厚を４μｍとする。第４
層のＡｓ濃度は３％とし、膜厚方向に一様に分布させる
。第４層蒸着時の基板温度は、最初の３μｍを蒸着する
間は、４３℃から４５℃まで徐々に昇温させ、残りの部
分では４５℃から４０℃まで徐々に降温させる。第１層
から第４層までの蒸着は２ＸＩＯ−”Ｔｏｒｒの真空中
で行なう。

実施例４゜ ガラス基板上に酸化スズを主体とする透明導電膜を形成
し、さらに整流性接触補助層としてＣｅＯ２を３Ｘ１０
−”Ｔｏｒｒの真空中で３００人の厚さに蒸着する。そ
の上に第１層としてＳｅ。

Ａｓ２Ｓｅ３．ＬｉＦを別々の蒸着ボートから２００人
の厚さに蒸着する。この時Ａｓ濃度は１０％、ＬｉＦ濃
度は８０００ｐｐｍで膜厚方向に一様に添加する。また
基板温度は３０℃で一定に保つ０次□ ・′　　　　　　　　に第２層としてＳｅ、Ａｓ２Ｓｅ
＠、Ｔｏ、ＬｉＦ−を別々の蒸着ボートから６００人の
厚さに蒸着す２．　　　　　　　る、この時のＡｓ濃度
は２％、Ｔｅ濃度は３３％、ＬｉＦ濃度は、第２層前半
は４０００ｐｐｍで一様。

−後半はＯｐｐｍとする。また基板温度は、第２層前半
は３５℃、後半は４０℃に保持する０次に第３層を蒸着
する８第３層は、まず、Ｓｅ。

Ａｓ　２　Ｓｅ　３　、　ＧａＦ　Ｂを別々の蒸着ボー
トから５０人の厚さに蒸着する。この時Ａｓ濃度は２０
％、ＧａＦ３濃度は１５００ｐｐｍで膜厚方向に一様に
分布させる。また基板温度は４０℃に保持する。さらに
その上からＳ　ｅ　ｇ　Ａｓ　２　Ｓｅ　３を別々の蒸
着ボートから３００〜４５０人の厚さに蒸着する。この
時、Ａｓ濃度は１０％で膜厚方向に一様に分布させる。

また基板温度は４３℃に保持する。

１　　　　　　　　次に、Ｓｅ、Ａｓより成る１８４層
を蒸着する。第′　　　　　　　　４層は、Ｓｅ、Ａｓ
２Ｓｅ２を別々の蒸着ボートが８　　　　　　　　ら蒸
着し、全体の膜厚が６μｍになるようにする。

Ａｓ濃度は２．５％とし、膜厚方向に一様に分布；′　
　　　　　　　させる、また基板温度は４３℃から４５
℃まで徐ゝ。

々に上昇させる。

〈 実施例５゜ ガラス基板上に酸化インジウムを主体とする透　　　　
　　ｉ明導電膜を形成し、さらに整流性接触補助層とし
て、ＧｅＯ２１５０人、ＣｅＯｘ　１５０人を４×１０
−”Ｔｏｒｒの真空中で蒸着する０次に第１層を以下の
手順で蒸着する。まず、Ｓａ。

Ａｓ３Ｓｅ３．ＬｉＦを別々の蒸着ボートから８０−２
５０人の膜厚に蒸着する。この時、Ａｓ濃度は６％、Ｌ
ｉＦ濃度は１１０００ｐｐとし、膜厚方向に一様に分布
させる。また、基板温度は３０℃に保持する０次にＳｅ
、Ａｓ１Ｓｅ３．ＬｉＦを別々の蒸着ボートから６０人
の厚さに蒸着する。この時、Ａｓ濃度は１０％、ＬｉＦ
濃度は６０００ｐｐｍで膜厚方向に一様に分布させる。

また基板温度は３５℃に保持する１次に第２層を次の手
順で蒸着する。第２層はまず、Ｓａ、Ａ３ｚ５Ｂ３゜Ｔ
　ａ　、　ＣａＦ　２を別々の蒸着ボートから３００人
の厚さに蒸着するａ　Ａ　ｓ濃度は２％、Ｔａ濃度は３
０％、ＣａＦ−濃度は２０００ｐｐｍで、膜厚方間に一
様に分布させる。また、基板温度は４０℃に保持する０
次にＳｅ、Ａｓ２Ｓｅ３．Ｔａを別々の蒸着ボートから
３００λの厚さに蒸着する。

Ａｓ濃度は２％、Ｔａ濃度は３３％で膜厚方向に一様に
分布させる。基板温度は４０℃に保持する。

次に第３層を蒸着する。第３層はＳｅ。

Ａｓ１Ｓｅ３を別々の蒸着ボートから３００人の厚さ蒸
着する。この時、Ａｓ濃度は３０％から２％まで、膜厚
に従って線形に減少するようにする。

また、基板温度は４３℃とする１次に基板温度を４５℃
として、第４層を全体の膜厚が５μｍとなるようにする
。第４層はＳｅとＡｓ２Ｓｅ３を別々の蒸着ボートから
蒸着し、Ａｓ濃度は、２％で膜厚方向に一様であるよう
にする。

実施例１〜５において、各側で述べられた方法によって
作成された膜上に、走査電子ビームのランディングを補
助する層であるＳｂ２Ｓ３を、２ＸＩＯ−’Ｔｏｒｒの
ＡｒあるいはＮ２雰囲気中で５００〜７００人の厚さに
形成し、撮像管ターゲット用受光膜を完成させる。

〔発明の効果〕

以上１本発明によれば、６を来得られていた特性を損な
うことなく、特性再現性にすぐれ、長時間動作時の焼付
や感度変動の少ない撮像管ターゲットを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による撮像管ターゲットの断面図、第
２図は第１図に示したターゲットの主要部の成分分布を
示す図、第３図は光電流のＶ−１特性を示す図、第４図
は膜堆積中の基板温度変化を示す図、　ｊＦｊ５１！Ｉ
は、基板温度と焼付の関係を示す図、第６＠は膜堆積中
の基板温度変化を示す図。 第７１１は長時間動作中の感度変動を示す図である。 １・・・透光性基板、２・・・透明導電膜、３・・・ｐ
型光導電膜増感部分、４・・・ｐ型光導電膜、５・・・
ビームランディング補助層。 第１図 、　　　　　　　　１　２３ヰＳ 第２１ 順厚（卦乳） 第３圓 ｊｐ加電界（ｘ　ｔｏ４ＶＩＣＴｆ’Ｌ）第４０ 時闇 第Ｓ図 基板５ｉＬ度（°Ｃ） 第６凹 ｏｆｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くともｎ形導電膜と、Ｓｅを主体とし、前記ｎ形
   導電膜との界面で整流性接触を形成するｐ形光導電膜と
   を有する撮像管ターゲットを製造する工程において、基
   板を６０℃以下の温度に加熱保持した状態で光導電膜を
   蒸着により形成することを特徴とする撮像管ターゲット
   の製造方法。 ２、前記ｐ形光導電膜が、少くとも前記Ｓｅ層の一部に
   ４０重量％以下のＴｅを含有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の撮像管ターゲットの製造方法。