Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania jednorodnych pod wzgledem skladu pólprzewodni¬ kowych plytek z monokrystalicznego wlewka (Cd,Hg)Te.Przy otrzymywaniu monokrysztalów zwiazków wieloskladnikowych metoda ukierunkowanej krystali¬ zacji z roztworu cieczy, otrzymuje sie wlewki, które nie wykazuja osiowej i promieniowej jednorodnosci skladu. Z powyzszych wzgledów przy cieciu monokrysztalu na plytki wykorzystuje sie jedynie te fragmenty wlewka, które wykazuja taki sam i to z góry zalozony sklad. Niemozliwosc wykorzystania do zalozonego celu calego wlewka powoduje powazne straty materialu monokrystalicznego.W zwiazku z powyzszym, zagadnienie uzyskiwania mozliwie jednorodnego materialu monokrystali¬ cznego jest w ostatnich latach przedmiotem szeregu prac badawczych. Prace te dotycza albo opracowania nowych sposobów otrzymywania mozliwie jednorodnych materialów monokrystalicznych (E. Z. Dziuba, Solid State Science 2,104, 1969, BE, Bartku, P. Capper, J. Harris, Journal of CrystaI Growth, 46, 623 i 47,341. 1979 r) albo tez calosciowej obróbki termicznej wlewka, której celem jest ujednorodnienie skladu monokrysztalu (np. opis patentowy St. Zjedn.Am. nr 3732190).Proponowane dotychczas metody sa z zasady bardzo praco i czasochlonne oraz skomplikowane technologicznie, przy czym nie prowadza do uzyskania wlewków jednorodnych pod wzgledem skladu zarówno w kierunku osiowym jak i promieniowym. Wynika to stad, ze podczas obróbki termicznej calego wlewka nastepuje czesciowe wyrównaniejego skladu glównie na drodze wzajemnej dyfuzji skladników, który to proces w ciele stalym przebiega bardzo powoli. Z uwagi na bardzo niskie wartosci wspólczynników dyfuzji.Stwierdzono, ze proces ujednorodnienia wieloskladnikowego monokrystalicznego wlewka mozna przeprowadzic skuteczniej i znacznie przyspieszyc, jezeli wlewek uprzednio potnie sie na plytki i te dopiero, po odpowiedniej selekcji, podda obróbce termicznej. Selekcji dokonuje sie wybierajac do obróbki plytki o zróznicowanym skladzie.Sposobem wedlug wynalazku wlewek tnie sie na kilka czesci, po czym z kazdej czesci wlewka wycina sie plytki o grubosci okolo 1 mm. Plytki te korzystnie szlifuje sie i poleruje chemicznie w znany sposób np. przez wytrawianie w roztworze bromu w metanolu. Nastepnie wybiera sie pojednej plytce z kazdej czesci wlewka i tak wyselekcjonowane plytki uklada sie luzno w ampule kwarcowej, która odpompowuje sie i nastepnie zamyka w prózni, najkorzystniej pod cisnieniem 10"3Pa gazów resztkowych. Przed odpompowywaniem ampuly wprowadza sie do niej równiez wolna rtec, przy czym ilosc rteci dobiera sie tak, aby podczas pózniejszej obróbki termicznej, cisnieniejej par wynosilo (1-3) 109ffe. Ampule zplytkami wklada sie do pieca.POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA URZAD PATENTOWY PRL2 121351 w którym utrzymuje sie stala temperature w zakresie 550-650°C i wygrzewa przez kilkadziesiat godzin, korzystnie nie mniej niz 70 h. W czasie wygrzewania sklad poszczególnych plytek ulega wyrównaniu na drodze izotermicznego transportu w fazie gazowej Hg Te, jak tez na drodze dyfuzji skladników.Po ujednorodnieniu jednej partii plytek, operacje taka powtarza sie wielokrotnie az do wyczerpania wszystkich plytek z danego wlewka.W razie koniecznosci korekty koncentracji nosników, ujednorodnione plytki poddaje siejeszcze znanym wieloteir peraturowym obróbkom w parach rteci. W sposobie wedlug wynalazku wykorzystuje sie wprawdzie znane zjawiska uzyczne prowadzace do ujednorodnienia skladu, jednak wykorzystanie ich do obróbki materialu pocietego uprzednio na plytki i odpowiednio wyselekcjonowanego, pozwala uzyskac material o zadanym skladzie i jednorodny osiowo jak tez promieniowo, czego nie zapewniaja metody dotychczasowe.Sposób ten jest prosty w realizacji technicznej i latwy do kontrolowania,jak tez zezwala na osiagniecie duzej powtarzalnosci parametrów otrzymywanego materialu. Poza tym sposób wedlug wynalazku umozli¬ wia ograniczenie czasu prowadzenia procesu ujednorodniania materialu monokrystalicznego w stosunku do innych dotychczas stosowanych technologii. Jego dodatkowa zaleta jest to, ze zezwala on na wykorzystanie calej ilosci materialu wyjsciowego, co obniza powaznie koszty otrzymywania jednorodnego materialu.Sposób wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie wszedzie tam, gdzie potrzebny jest jednorodny material pólprzewodnikowy o plynnie przestrajanej wartosci przerwy energetycznej od wartosci Eg = 0,1,do Eg= l»5cV, a wiec np, w detektorach promieniowania jonizujacego, w detektorach i filtrach promieniowania podczerwonego. Oczywiste, jest przy tym, ze sposób wynalazku moze byc równiez uzyteczny w przypadku innych niz (Hg, Cd)Te materialów wieloskladnikowych.Nizej przytoczony przyklad ilustruje blizej istote wynalazku.Przyklad. Wlewek z Cd0 2 Hg* 1 Teotrzymany metoda Bridgmana o srednicy 8 mm i dlugosci 120 mm pocieto na 5 czesci o dlugosci 30mm, po czym kazda czesc pocieto na plytki o grubosci 1 mm. Plytki poddano nastepnie mechanicznemu szlifowaniu a nastepnie polerowaniu chemicznemu w 5% roztworze bromu w metanolu. Nastepnie wybrano po jednej plytce wycietej z kazdej czesci i wlozono luzno do ampuly kwarco¬ wej, do której wprowadzono tez rtec. Ampule z luzno ulozonymi plytkami odpompowano do cisnienia okolo 10 Ife gazów resztkowych, zamknieto i wprowadzono do pieca, w którym utrzymywana byla temperatura 600°C. Ampule wygrzewano w tej temperaturze przez 72 godziny. Nastepnie ampule umieszczono w piecu o gradiencie temperatury 23O°C-60°C i wygrzewano przez 48 godzin w celu zmniejszenia koncentracji nosni¬ ków. Po tej operacji ampule ochlodzono do temperatury pokojowej, rozbito i wyjeto plytki. Kazda z plytek niezaleznie od miejsca geometrycznego pomiaru wykazywala krawedz absorpcji przy tej samej dlugosci promieniowania podczerwonego Aco=9,5im, co swiadczy o calkowitej jednorodnosci skladu plytek.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywaniajednorodnych pod wzgledem skladu pólprzewodnikowych plytek z monokry¬ stalicznego wlewka (Cd,Hg)Te, na drodze obróbki termicznej, iowhwy tyw, ze wlewek tnie sie na kilka czesci, po czym z kazdej czesci wycina sie plytki o grubosci okolo 1 mm, a nastepnie wybiera sie po jednej plytce z kazdej czesci i tak otrzymany zestaw plytek o zróznicowanym skladzie wprowadza do ampuly, po odpompowaniu i zamknieciu której poddaje sie je obróbce termicznej, w stalej temperaturze zawartej w zakresie 55Q-650°C, przez kilkadziesiat godzin, nie mniej jednak niz 70 godzin. ~\ 2. Sposób wedlug zastrz. I, tmmtimmy ty*, ze obróbke termiczna prowadzi sie przy cisnieniu par rteci (1-3), 105P*. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, mumimmy tyn, ze ujednorodnione plytki poddaje sie znanej obróbce korygujacej koncentracje nosników na drodze wielotemperaturowego wygrzewania w parach rteci.Pracownia Poligraficzna UPPRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL