PL66366B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.X.1972 66366 KI. 21g,29/40 MKP H011 15/06 »l»UOTE*Al Wspóltwórcy wynalazku: Edmund Igras, Józef Piotrowski, Bohdan Zarzycki Wlasciciel patentu: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jaroslawa Dabrowskiego, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania detektorów fotoelektrycznych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia detektorów fotoelektrycznych, zwlaszcza de¬ tektorów pracujacych w zakresie bliskiej podczer¬ wieni.Znany jest sposób wytwarzania detektorów fo¬ toelektrycznych zwlaszcza detektorów pracujacych w zakresie bliskiej podczerwieni polegajacy na tym, ze plytke monokrystaliczna krzemu poddaje sie obróbce mechanicznej, a nastepnie w dowol¬ ny znany sposób nanosi sie na nia elektrody. De¬ tektory fotoelektryczne otrzymane tym sposobem posiadaja szereg wad, a mianowicie: niemozliwosc uzyskania cienkich warstw co powoduje duzy „prad ciemny" a zatem pogarsza parametry fo- tooporów, trudnosci w uzyskaniu materialu wy- sokooporowego, trudna i pracochlonna obróbka oraz niemozliwosc regulacji maksimum fotoczulos- ci w funkcji dlugosci fali swietlnej.Celem wynalazku jest zastosowanie do wytwa¬ rzania detektorów fotoelektrycznych technologii cienkowarstwowej, która pozwala na uproszczenie procesu technologicznego, kilkakrotne zmniejsze¬ nie kosztów takiego procesu oraz przez odpwied- nia obróbke termiczna daje mozliwosc regulacji maksimum fotoczulosci w funkcji dlugosci fali.Cel ten osiagnieto dzieki temu, ze do produkcji cienkowarstwowych detektorów fotoelektrycznych zastosowano obróbke termiczna w parach rteci uprzednio naparowanych warstw tellurku kadmu CdTe.Istota wynalazku polega na tym, ze w prózni o war¬ tosci 10-5Tr naparowuje sie polikrystaliczny telurek kadmu na podloza z miki muskowitowej utrzymy¬ wane w temperaturze 230° do 300°C. Nastepnie kil- 5 ika tak naparowanych elementów umieszcza sie w ampulce wykonanej ze szkla pyreks, do której wpro¬ wadza sie krople rteci i cisnienie w ampulce dopro- prowadza sie do wartosci 10~3Tr. Ampulke zatapia sie i wygrzewa sie calosc w temperaturze od 200°C io do 400°C w czasie od 0,5 h do 50 h przez co two¬ rzy sie stop tellurku kadmu i tellurku rteci Cdx Hg1_xTe. Nastepnie ampulke otwiera sie i na elementy naparowywuje sie kontakty metalowe.Sposób wedlug wynalazku zostanie ponizej szcze¬ gólowo objasniony na podstawie przykladów wy¬ konania fotoopornika, fotodiody lub fototranzysto¬ ra w oparciu o zalaczony rusunek na którym fig. 1 przedstawia wykres fotopradu w funkcji dlugos¬ ci fali dla warstw tellurku kadmu przed i po ob- * róbce termicznej, a fig. 2 — przedstawia charak¬ terystyki pradowo-napieciowe fotodiody lub foto¬ tranzystora. W celu otrzymania fotodetektora na plytke z miki muskowitowej, stanowiaca podlo¬ ze, naparowuje sie material polikrystaliczny w 25 postaci tellurku kadmu.Proces naparowywania odbywa sie w tempera¬ turze 230°C do 300°C i prózni o wartosci 10—5Tr.Grubosc naparowywanej warstwy wynosi najko- 30 rzystniej 0,3 do 3 um. 6636666366 3 Plytke lub plytki pokryte warstwa tellurku kadmu umieszcza sie w ampulce wykonanej ze iszkla pyreksowego, którego temperatura topnienia jest wieksza od 500°C. Nastepnie do ampulki wpro¬ wadza sie krople rteci, cisnienie w ampulce do- 5 prowadza sie w znany sposób, do wartosci 10~3Tr po czym ampulke zatapia sie. Zatopiona ampulke wygrzewa sie na przyklad w piecu indukcyjnym w temperaturze 200°C do 400°C w ciagu 0,5 h do 50h. 10 Podczas procesu wygrzewania rtec laczy sie z tellurkiem kadmu tworzac stop tellurku kadmu i tellurku rteci.Dobór temperatury i czasu wygrzewania uza- leznia sie otrzymaniem maksimum fotoczulosci dla okreslonej dlugosci fali. Przykladowo wykres (2) i(fig. 1) przedstawia krzywa fotopradu w funkcji dlugosci fali dla czasu wygrzewania 17 h i tem¬ peratury 280°C, przy których to parametrach ma¬ ksimum fotoczulosci otrzymuje sie dla dlugosci fali równej okolo 1,1 [im.Krzywa (1) przedstawia powyzsza zaleznosc dla plytki muskowitowej pokrytej tellurkiem kadmu nie poddanej obróbce w parach rteci. Jak widac 25 z wykresu, maksimum fotoczulosci dla tej plytki osiaga sie przy dlugosci fali okolo 0,8 urn, przy czym wartosc fotopradu jest 105 razy mniejsza niz dla plytki poddanej obróbce termicznej. Po obróbce termicznej elementy wyjmuje sie z am¬ pulki i naparowuje sie na nie elektrody. Dla fo- tooporników naparowuje sie elektrody indowe w odleglosci od siebie okolo 106 \im.Przy zmniejszeniu odleglosci elektrod do war¬ tosci 10 do 50 ^ni otrzymuje sie fotodiody lub fo- 35 4 totranzystory o nieliniowej charakterystyce prado- wo-napieciowej, pokazanej na fig. 2.Fotooporniki otrzymane sposobem wedlug wy- " nalazku charakteryzuja sie czasami narastania i zaniku fotoprzewodnictwa rzedu 100 m-s. Przy na¬ swietlaniu fotoopornika swiatlem o natezeniu rze¬ du 100 lx wartosc fotopradu wynosi okolo 100 ^A przy napieciu 100 V „Prad ciemny" wynosi po¬ nizej 0,1 mA.Fotodiody otrzymane sposobem wedlug wyna¬ lazku charakteryzuja sie wysoka fotoczuloscia dla dlugosci fal od 0,83 pim do 1,1 [im oraz szybkoscia przelaczania wieksza niz znane fotodiody.Ponadto fotodioda wedlug wynalazku zastepuje znany dotychczas uklad dwóch fotodiod polaczo¬ nych przeciwsobnie. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania detektorów fotoelektrycz- nych, zwlaszcza detektorów pracujacych w za¬ kresie bliskiej podczerwieni, znamienny tym, ze polikrystaliczny tlenek kadmu naparowuje sie na podloza z nitki muskowitowej w prózni o war¬ tosci 10~5Tr i w temperaturze o wartosci 230° do 300°C, a nastepnie kilka tak otrzymanych elemen¬ tów umieszcza sie w ampulce wykonanej ze szkla pyreks, do której wprowadza sie krople rteci, po czym cisnienie w ampulce doprowadza sie do wartosci 10~3Tr, ampulke zatapia sie i wygrzewa sie calosc w temperaturze 200°C do 400°C w cza¬ sie od 0,5 h do 50 h przez co tworzy sie, stop tel¬ lurku kadmu i tellurku rteci, a nastepnie ampulke otwiera sie i na elementy naparowywuje sie kon¬ takty metalowe.KI. 21 g, 29/40 66366 MKP HO 11 16/06 a j/fz/fl x40'eR OH Oc 08 A.O 12 44 A.6 4.%

2.0 Flo.4 A L/UnrtJ t JftnftJ 4 \ '20 -40 UCVJ L-0.5 Fij.2 PL PL