RU2032242C1 - Process of manufacture of laser target of cathode-ray tube on base of monocrystal of semiconductor of a 002b - 006 type - Google Patents
Process of manufacture of laser target of cathode-ray tube on base of monocrystal of semiconductor of a 002b - 006 type Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032242C1 RU2032242C1 SU5060175A RU2032242C1 RU 2032242 C1 RU2032242 C1 RU 2032242C1 SU 5060175 A SU5060175 A SU 5060175A RU 2032242 C1 RU2032242 C1 RU 2032242C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- semiconductor
- type
- substrate
- semiconductor wafer
- heterostructure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления лазерных электронно-лучевых трубок (ЛЭЛТ), в частности к способам изготовления активных элементов, или лазерных мишеней трубок. The invention relates to a technology for the manufacture of laser cathode ray tubes (LELT), in particular to methods for manufacturing active elements, or laser targets of tubes.
Известен способ изготовления мишени ЛЭЛТ, включающий резку ориентированного полупроводникового слитка из пластины, шлифовку и полировку первой стороны пластины, нанесение диэлектрического зеркала, приклейку пластины к лейкосапфировой подложке, шлифовку, механическую полировку, химико-механическую полировку второй стороны пластины, нанесение "глухого" зеркала на вторую сторону пластины [1]. A known method of manufacturing a LELT target, including cutting an oriented semiconductor ingot from a wafer, grinding and polishing the first side of the wafer, applying a dielectric mirror, gluing the wafer to a sapphire substrate, polishing, mechanical polishing, chemical-mechanical polishing of the second side of the wafer, applying a “deaf” mirror to the second side of the plate [1].
Недостатком этого способа является применение механической шлифовки и полировки пластины, так как эти виды обработки вносят в кристалл структурные дефекты (Акимова И.В. и др. Квантовая электроника, 1977, т. 4, с. 1357). The disadvantage of this method is the use of mechanical grinding and polishing of the plate, since these types of processing introduce structural defects into the crystal (Akimova I.V. et al. Quantum Electronics, 1977, v. 4, p. 1357).
Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления лазерной мишени электронно-лучевой трубки, включающий химико-механическую полировку первой поверхности исходной полупроводниковой пластины, нанесение выходного зеркала, закрепление полупроводниковой пластины на хладопроводе, полировку второй поверхности пластины и нанесение глухого зеркала на вторую поверхность полупроводниковой пластины [2]. В данном способе проводится механическое шлифование обеих поверхностей пластины. Closest to the proposed one is a method of manufacturing a laser target of a cathode ray tube, including chemical-mechanical polishing of the first surface of the original semiconductor wafer, applying an output mirror, fixing the semiconductor wafer to a cold conductor, polishing the second surface of the wafer and applying a dull mirror to the second surface of the semiconductor wafer [2 ]. In this method, mechanical grinding of both surfaces of the plate is carried out.
Недостатком такого способа является наличие механической обработки полупроводниковой пластины, при которой в приповерхностный слой и объем пластины вносятся структурные дефекты, снижающие излучательные параметры полупроводника и КПД мишеней ЛЭЛТ (Бушуева Г.В. и др. Поверхность: физика, химия, механика, 1991, N 11, с. 157). Другим недостатком этого способа является использование в качестве исходного материала лазерной мишени полупроводниковых пластин А2В6 толщиной 1,2-1,5 мм, полученных резкой объемного кристалла-слитка. Собственно резка объемного кристалла на пластины сопровождается внесением в объем пластин структурных дефектов, кроме того, при использовании этого способа мишень (активный элемент), имеющая толщину 15-30 мкм, изготавливается из исходной пластины полупроводника толщиной 1,2-1,5 мм, т.е. примерно 99,9% дорогостоящего полупроводникового материала уходит в отходы (весьма токсичные) обработки.The disadvantage of this method is the presence of mechanical processing of the semiconductor wafer, in which structural defects are introduced into the surface layer and wafer volume that reduce the radiation parameters of the semiconductor and the efficiency of LELT targets (Bushueva G.V. et al. Surface: Physics, Chemistry, Mechanics, 1991, N 11, p. 157). Another disadvantage of this method is the use of 1.2-1.5 mm thick semiconductor wafers A 2 B 6 as the source of the laser target obtained by cutting a bulk crystal-ingot. Actually cutting a bulk crystal into wafers is accompanied by the introduction of structural defects into the wafer volume, in addition, when using this method, a target (active element) having a thickness of 15-30 μm is made from the original semiconductor wafer with a thickness of 1.2-1.5 mm, t .e. approximately 99.9% of the expensive semiconductor material goes into waste (highly toxic) processing.
Целью изобретения является увеличение выхода годных мишеней и повышение их КПД. The aim of the invention is to increase the yield of suitable targets and increase their efficiency.
Для этого в способе изготовления лазерной мишени электронно-лучевой трубки, включающем химико-механическую полировку первой поверхности исходной полупроводниковой пластины, нанесение выходного зеркала, закрепление полупроводниковой пластины на хладопроводе, полировку второй поверхности пластины и нанесение глухого зеркала на вторую поверхность полупроводниковой пластины, в качестве исходной полупроводниковой пластины используют гетероструктуру, состоящую из монокристаллической пленки прямозонного полупроводника типа А2В6, выращенную на подложке из полупроводника типа А3В5, после закрепленной гетероструктуры на хладопроводе подложку из полупроводника А3В5 удаляют способом селективного химического травления, а находившуюся в контакте с подложкой из полупроводника А3В5 поверхность монокристаллической пленки полупроводника А2В6 полируют химическим способом и наносят на нее отражающее покрытие.To this end, in a method of manufacturing a laser target of a cathode ray tube, including chemically-mechanical polishing of the first surface of the original semiconductor wafer, applying an output mirror, fixing the semiconductor wafer to a cold conductor, polishing the second surface of the wafer and applying a deaf mirror to the second surface of the semiconductor wafer, semiconductor wafers use a heterostructure consisting of a single crystal film of a direct-gap semiconductor type A 2 B 6 , you grown on a substrate of type A 3 B 5 semiconductor, after a fixed heterostructure on the cold conductor, the substrate of A 3 B 5 semiconductor is removed by selective chemical etching, and the surface of the single crystal semiconductor film A 2 B 6 that is in contact with the substrate of A 3 B 5 is polished chemically and apply a reflective coating to it.
В качестве исходной гетероструктуры используют гетероструктуры ZnxCd1-xSy Se1-y/GaAszP1-z.As the initial heterostructure, Zn x Cd 1-x S y Se 1-y / GaAs z P 1-z heterostructures are used.
Наилучший результат достигается тем, что селективное химическое травление подложки из GaAdzP1-z проводят в травителе, состоящем из раствора перекиси водорода Н2О2 и аммиака NH4OH в воде.The best result is achieved by the fact that selective chemical etching of the GaAd z P 1-z substrate is carried out in an etchant consisting of a solution of hydrogen peroxide H 2 O 2 and ammonia NH 4 OH in water.
Схема предлагаемого способа - последовательность технологических операций приведена на чертеже. The scheme of the proposed method is a sequence of technological operations shown in the drawing.
В качестве исходной пластины-заготовки мишени в предлагаемом способе применяют гетероструктуры сульфида-селенида цинка-кадмия на арсенофосфиде галлия, получаемые химическим осаждением из паровой фазы или методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Эти же методы позволяют получить на указанных подложках весьма совершенные монокристаллические пленки ZnSe, ZnSxSe1-x, Cds, CdSe, ZnxCd1-xS и других прямозонных полупроводников А2В6, обладающие высокими излучательными свойствами в видимом диапазоне при толщине пленок от 10-12 до 15-18 мкм. При этом в качестве ростовых подложек используют относительно недорогие пластины FaAszP1-z, получаемые, например, методом кристаллизации из расплава. Применительно к изобретению такие гетероструктуры обладают важным свойствам: химической разнородностью пленки и подложки, что позволяет подобрать и использовать для удаления подложки селективные химические травители. Как показали эксперименты, при использовании в качестве травителя водного раствора аммиака скорость травления (растворения в нем) подложки из GaAszP1-z превосходит на порядок и более скорость травления пленки А2В6, причем процесс стравливания подложки может контролироваться визуально.As the initial plate-blanks of the target in the proposed method, heterostructures of zinc-cadmium selenide sulfide on gallium arsenophosphide obtained by chemical vapor deposition or by molecular beam epitaxy are used. The same methods make it possible to obtain very perfect single-crystal ZnSe, ZnS x Se 1-x , Cds, CdSe, Zn x Cd 1-x S and other direct-gap A 2 B 6 semiconductors on these substrates with high emissive properties in the visible range at a thickness films from 10-12 to 15-18 microns. Moreover, relatively inexpensive FaAs z P 1-z wafers obtained, for example, by melt crystallization, are used as growth substrates. In relation to the invention, such heterostructures possess important properties: the chemical heterogeneity of the film and the substrate, which makes it possible to select and use selective chemical etchers to remove the substrate. As experiments have shown, when using an aqueous ammonia solution as an etchant, the etching rate (dissolution in it) of a GaAs z P 1-z substrate exceeds the etching rate of A 2 B 6 film by an order of magnitude or more, and the process of etching the substrate can be visually controlled.
Химико-механическое полирование ростовой поверхности пленки А2В6 в предлагаемом способе применяется для удаления текстуры поверхности и придания ей необходимой микрошероховатости.The chemical-mechanical polishing of the growth surface of the film A 2 B 6 in the proposed method is used to remove the surface texture and give it the necessary microroughness.
После удаления подложки из А3В5 поверхности пленки, находившаяся в контакте с подложкой, подвергается химическому полированию (например, в растворе соляной кислоты и оксида хрома) для удаления "переходного" слоя, возникающего в обращенных к подложке тонких (0,5-1 мкм) слоях пленки и содержащего примеси и дефекты, снижающие излучательные свойства пленки и, соответственно, КПД мишени ЛЭЛТ.After removing the substrate from A 3 B 5, the film surface in contact with the substrate undergoes chemical polishing (for example, in a solution of hydrochloric acid and chromium oxide) to remove the “transition” layer that appears in the thin (0.5-1 μm) layers of the film and containing impurities and defects that reduce the emissive properties of the film and, accordingly, the efficiency of the LELT target.
Поскольку в предлагаемом способе не применяются механические воздействия на полупроводниковую пластину (резка, механическое шлифование и полирование), то повышается выход годных мишеней, так как отсутствуют связанные с механической обработкой виды брака: растрескивание пластин, упругие напряжения, пластическая деформация кристаллов и др. Since the proposed method does not apply mechanical effects on the semiconductor wafer (cutting, mechanical grinding and polishing), the yield of suitable targets is increased, since there are no types of defects associated with machining: cracking of plates, elastic stresses, plastic deformation of crystals, etc.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. The proposed method is as follows.
Ростовую поверхность А2В6 исходной гетероструктуры химико-механически полируют с глубиной съема 1-1,5 мкм.The growth surface of A 2 B 6 of the initial heterostructure is chemically mechanically polished with a removal depth of 1-1.5 μm.
После отмывки на эту поверхность наносят отражающее покрытие (например, многослойное диэлектрическое). After washing, a reflective coating (for example, a multilayer dielectric) is applied to this surface.
Склеивают поверхность пленки с хладопроводом мишени (например, с лейкосапфировым диском). Glue the surface of the film with the target cold conductor (for example, with a leucosapphire disk).
Удаляют подложку А3В5 селективным химическим травлением.The A 3 B 5 substrate is removed by selective chemical etching.
Находящуюся в контакте с подложкой поверхностью пленки А2В6 химически полируют с глубиной съема 0,5-1 мкм.The surface of the A 2 B 6 film in contact with the substrate is chemically polished with a removal depth of 0.5-1 μm.
После отмывки и контроля поверхности на нее наносят отражающее покрытие (например, металлодиэлектрическое). After washing and controlling the surface, a reflective coating (for example, metal-dielectric) is applied to it.
В качестве примера приведем результаты изготовления мишеней ЛЭЛТ из гетероструктур типа ZnSe/GaAs. Для сравнения приводятся аналогичные результаты по мишеням из объемных пластин ZnSe, полученных наиболее совершенным способом ростом из паровой фазы по методу Давыдова-Маркова (гетероструктуры были получены методом MOCVD - химическим осаждением из паровой фазы). As an example, we present the results of manufacturing LELT targets from ZnSe / GaAs type heterostructures. For comparison, similar results are presented for targets from ZnSe bulk plates obtained by the most advanced method of vapor growth using the Davydov-Markov method (heterostructures were obtained by the MOCVD method - chemical vapor deposition).
Диаметр гетероструктур ZnSe/GaAs 28-35 мм, диаметр пластин ZnSe 30-38 мм. Исходная толщина пленки ZnSe на подложке из GaAs 12-18 мкм, толщина подложки из GaAs 1,0-1,1 мм. Исходная толщина пластин ZnSe 1,1-1,2 мм. The diameter of the ZnSe / GaAs heterostructures is 28-35 mm, the diameter of the ZnSe plates is 30-38 mm. The initial thickness of the ZnSe film on a GaAs substrate is 12–18 μm, and the thickness of a GaAs substrate is 1.0–1.1 mm. The initial thickness of the ZnSe plates is 1.1-1.2 mm.
Мишени ЛЭЛТ были изготовлены: из объемных пластин ZnSe по способу-прототипу; из гетероструктур ZnSe/GaAs по предлагаемому способу. Получено годных мишеней ЛЭЛТ: из 10 объемных пластин ZnSe - 2 шт; из 10 гетероструктур ZnSe/GaAs - 4 шт. КПД мишеней измерялись в составе ЛЭЛТ при энергии электронов накачки 63 КэВ, токе пучка накачки 1,0 мА при 300оК.LELT targets were made: from bulk ZnSe plates according to the prototype method; from ZnSe / GaAs heterostructures according to the proposed method. Suitable LELT targets were obtained: from 10 volume ZnSe plates — 2 pcs; out of 10 ZnSe / GaAs heterostructures - 4 pcs. Efficiency targets were measured in the composition at a pump LEBT electron energy 63 KeV, current pump beam 1.0 mA at 300 K.
Результаты измерений:
КПД мишеней, изготовленных по способу-прототипу, - 0,2-0,3%, по предлагаемому способу - 1,3-1,9%.Measurement Results:
The efficiency of targets manufactured by the prototype method is 0.2-0.3%, according to the proposed method - 1.3-1.9%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060175 RU2032242C1 (en) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Process of manufacture of laser target of cathode-ray tube on base of monocrystal of semiconductor of a 002b - 006 type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5060175 RU2032242C1 (en) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Process of manufacture of laser target of cathode-ray tube on base of monocrystal of semiconductor of a 002b - 006 type |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2032242C1 true RU2032242C1 (en) | 1995-03-27 |
Family
ID=21612316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5060175 RU2032242C1 (en) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | Process of manufacture of laser target of cathode-ray tube on base of monocrystal of semiconductor of a 002b - 006 type |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2032242C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5677923A (en) * | 1996-01-11 | 1997-10-14 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vertical cavity electron beam pumped semiconductor lasers and methods |
-
1992
- 1992-08-27 RU SU5060175 patent/RU2032242C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Козловский В.И. и др. Лазерные экраны из монокристаллических слитков CdS, CdSxSe1-x и ZnSe. Квантовая электроника, 1977, т.4, с.351-354. * |
2. Уласюк В.Н. Квантоскопы. М.: Радио и связь, 1988, с.121. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5677923A (en) * | 1996-01-11 | 1997-10-14 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vertical cavity electron beam pumped semiconductor lasers and methods |
US5807764A (en) * | 1996-01-11 | 1998-09-15 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vertical cavity electron beam pumped semiconductor lasers and methods |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100552448B1 (en) | Crystal ion-slicing of single-crystal films | |
US3959045A (en) | Process for making III-V devices | |
JP2771697B2 (en) | Method of processing silicon carbide surface for crystal growth | |
KR960006687B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor substrate | |
US6210479B1 (en) | Product and process for forming a semiconductor structure on a host substrate | |
US10002763B2 (en) | Fabrication of substrates with a useful layer of monocrystalline semiconductor material | |
US7888235B2 (en) | Fabrication of substrates with a useful layer of monocrystalline semiconductor material | |
US6503321B2 (en) | Slicing of single-crystal films using ion implantation | |
US3692572A (en) | Epitaxial film process and products thereof | |
EP0989600A2 (en) | Surface cleaning method for manufacturing II-VI compound semiconductor epitaxial wafers | |
RU2032242C1 (en) | Process of manufacture of laser target of cathode-ray tube on base of monocrystal of semiconductor of a 002b - 006 type | |
US5298831A (en) | Method of making photocathodes for image intensifier tubes | |
JP2607239B2 (en) | Molecular beam epitaxy equipment | |
US7033852B2 (en) | Method and device for passivation of the resonator end faces of semiconductor lasers based on III-V semiconductor material | |
KR19990062035A (en) | Gallium Substrate Manufacturing Method Using Silicon Substrate | |
JP3232833B2 (en) | Manufacturing method of GaAs single crystal wafer | |
JP3237660B2 (en) | ZnSe thin film by epitaxial growth and method of manufacturing the same | |
RU2066078C1 (en) | Laser screen of cathode-ray tube and method for its production | |
JPS61232608A (en) | Manufacture of semiconductor element | |
JP2682519B2 (en) | II-VI group semiconductor crystal growth method and semiconductor laser device manufacturing method | |
JPH10242131A (en) | Method of treating surface of ii-vi compd. semiconductor and treating liq. therefor | |
JP2802439B2 (en) | Semiconductor substrate | |
JPS62281415A (en) | Method for growing different kinds of crystal films in substrate | |
GB2165089A (en) | I.R. photodetector incorporating epitaxial C.M.T. | |
JPH08255777A (en) | Semiconductor wafer cleaning method |