SU591084A1

SU591084A1 - Способ изготовлени кремниевого поверхностно-барьерного детектора

Info

Publication number: SU591084A1
Application number: SU762378741A
Authority: SU
Inventors: П.П. Дьяченко; Е.А. Серегина
Original assignee: Предприятие П/Я В-2679
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1976-07-01
Publication date: 1980-11-30

Description

1

Изобретение относитс к способу изготовлени полупроводниковых детекторов дерного излучени / в частности к способу изготовлени кремниевых поверхностно-барьерных детекторов .

Известные способы изготовлени поверхностно-барьерных детекторов состо т из травлений рабочей поверхности подготовленного монокристалла и изготовлени электрических контактов к рабочей и противоположной стороне кристалла, причем изготовление надежного электрического контакта к рабочей поверхности детектора вл етс наиболее технологически сложной операцией.

Широкое распространение получил способ изготовлени полупроводниковых детекторов с применением эпоксидных смол.

Основным недостатком этого способа вл етс то, что при понижении температуры окружающей среды ниже детекторы выход т из стро из-за механических повреждений так как коэффициенты объемного и линейного расширени у кремни и эпок .сидной смолы разные. К недостаткам следует отнести и большую общую тол

щину промышленных детекторов 5 мм при толщине чувствительной области 0,025-0,200 r-iM.

Наиболее близким по технической

5 сущности к предлагаемому вл етс способ изготовлени поверхностнобарьерных детекторов путем наложени на протравленную поверхность монокристалла изолирующего материала,

10присоединени к изолирующему материалу металлической пластины, служащей переходным электрическим контактом , изготовлени плавного перехода между протравленной поверхностью

5 кристалла и металлической пластиной и последующего вакуумного напылени К протравленному и промытому в деионизованной воде монокристаллу кремни с двух сторон приклеивают

20 клеем БФ-2, который вл етс одновременно и изолирукидей пленкой, металлические пластины, конкретно листочки из медной фольги толщиной 0,1 мм таким образом, чтобы клей

25 обеспечивал плавный переход с кристалла на медную фольгу, полимери . клей в сушильном шкафу, после чего на рабочую поверхность кристалла , выступающую часть кле и мерную

30 фольгу вакуумным напылением нанос т слой золота на обе стороны пластины .и затем детектор заделывают в пластмассовую оправу, использу клей БФ-2, полимерйзуемый в сушильном шкафу.

К недостаткам этого способа следует отнести то, что из-за слабого сцеплени кле БФ-2 с травленной поверхностью кремни контакт к поверхности при небольших механических воздействи х легко нарушаетс . Контакт к поверхности при охлаждении детекторов до температуры жидкого гели также нарушаетс . Из-за,необходимосГи помещать детектор в пластмассовую оправу увеличиваетс количество конструкционных материалов, рассеивающих дерное излучение.

Целью изобретени вл етс получение надежных контактов к рабочей поверхности детектора, устойчивых к механическим воздействи м и низким температурам и уменьшение количества конструкционных материалов, рассеивающих дерное излучение, т.е. упрощение конструкции. «.

Поставленна .цель достигаетс тем что в качестве изолирующего .и склейвающего материала используют полимерную пленку, например, поливинилбутераль , сборку, полученную после наложени металлической пластины, нагревают под небольшим давлением до температуры разм гчени пленки, охлаждают и вакуумным Напылением на часть полимерной пленки, выступившую при нагревании между кристаллом и металлической пластиной, рабочую поверх .иость детектора и внешнюю поверхност пластины нанос т слой металла.

На чертеже схематически показан детектор, изготовленный предлагаемым способом.

На протравленный и обработанный обычным способом кристалл кремни 1 накладывают с обеих сторон кольца из полимерной пленки .2, например поливинилбутерал , причем внутренний диаметр кольца определ ет, рабочую поверхность детектора. На пленку накладывают кольца из посеребренной латунной фольги 3, соответствующие размерам колец из пленки. Полученную сборку нагревают под небольшим давлением 0,1 кГ/см до температуры разм гчени поливинилбутерал (160-180РС) и затем охлаждают до комнатной температуры. В результате тепловой обработки сэндвич склеивает с , верхн и нижн пленка оплавл ют боковую поверхность кристалла, а по периметру рабочей поверхности детектора выступает слой пленки 4, создающий плавный переход между рабочей поверхностью кристалла и металлической фольгой. На сборку с обеих сторон вакуумным напылением нанос т слой 5 металла, например золота. Толщина готового детектора составл ет 0,8 мм, рабоча площадь равна 706 мм. Кольца из латунной фольги одновременно вл ютс и оправой детекторов В случае необходимостик оправе готовых детекторов производитс пайка электрических контактов. Изготовленные предлагаемым способом детекторы были использованы дл спектрометрии осколков делени . Отношение пика к провалу дл спектра осколков делени 252 C-f составл ло 2,5-2,8, что сооветствует энергетическому разрешени 1%. Охлаждение изготовленных детекторов до температуры жидкого гели не нарушало контактов к поверхности детектора. Повидимому, благодар эластичности используемой полимерной пленки механические нарушени из-за разных коэффициентов объемного и линейного расширени кремни фольги и полимерной пленки не возникают .

Предлагаемый.способ изготовлени полупроводниковых детекторов позво л ет упростить технологию изготовлени поверхностно-барьерных детекторо за счет уменьшени числа технологических операций и за счет простоты обращени с полимерной пленкой, увеличить стойкость детекторов к механическим воздействи м, благодар прочному и пластичному соединению полимерной пленки с кристаллом и обкладкой, изготовл ть детекторы, надежно работающие при охлаждении до температуры жидкого гели , существенно уменьшить количество конструкционных материалов, рассеивающих дерное излучение, при работе в потоках короткопробежных зар женных частиц (осколков делени , сС - частиц ) использовать поочередно обе стороны кристалла в качестве входного окна детектора, в рамках единого простого способа изготовл ть детекторы различных конфигураций, необходимых дл решени конкретной экспериментальной задачи (например, дл спектрометрических измерений . осколков делени дра под действием зар женных частиц был изготовлен детектор площадью 19,6 отверстиемпосередине , через которое пропускалс пучок протонов).

Способ позвол ет примерно в два раза сократить рабочее врем , необходимое дл изготовлени одного -детектора эа счет упрощени технологии и в два раза сократить расход дорогосто щего материала, благодар использованию обеих, сторон кремни в качестве входного окна детектора.. Техническа эффективность изобретени заключаетс .в том, что предлагаемый способ позвол ет во много раз сократить количество рассеивающих конструкционных материалов, что

существенно повышает точность нейтронных измерений. Кроме того, в рамках единого простого способа открываютс новые возможности дл изготовлени поверхностно-барьерных детекторов различных конфигураций и типов (dE/dx, двухсторонних с омическим контактом по боковой поверхности кремниевой шайбы и т.п.)

изобретени

Формула

Способ изготовлени кремниевого поверхностно-барьерного детектора путем наложени на протравленную поверхность монокристалла изолирующего материала, присоединени к изолирующему материалу металлической пластины, служащей переходным электрическим контактом, изготовлени плавного перехода между протравленной поверхностью кристалла и металлической пластиной и последующего вакуумного напылени металла, от-:, личающийс тем, что, с целью повышени надежности контактов к рабочей поверхности детектора, устойчивости к механическим воздействи м и низким температурам.и упрощени конструкции, в качестве изолирующего и склеивающего материала используют полимерную пленку, преимущественно поливинилбутераль, сборку, полученную после наложени металличейкой пластины, нагревают под давлением не более 0,3 атм до температуры разм гчени пленки, охлаждают и вакуум5 ным напьшением на часть полимерной пленки, выступившую при нагревании между кристаллом и металлической пластиной, рабочую поверхность детектора и внешнюю поверхность пластины нанос т слой металла.

0

WA

1. уу . . .J., , 1,. ,. ..;.;-,./ . . .г , . -л - ..-,, ч V . t .«,:;;.

Г-. -. -. .-А У -. .. г.; .-.. . , -ч....- ,.; ,-f f .t

т.

5 1 I /

I I

Claims

Формула изобретения

Способ изготовления кремниевого поверхностно-барьерного детектора . путем наложения на протравленную поверхность монокристалла изолирую- 15 щегО материала, присоединения к изолирующему материалу металлической пластины, служащей переходным электрическим контактом, изготовления плавного перехода между протравлен ной поверхностью кристалла и металлической пластиной и последующего вакуумного напыления металла, от-; личающийся тем, что, с целью повышения надежности контактов к рабочей поверхности детектора, устойчивости к механическим воздействиям и низким температурам.и упрощения конструкции, в качестве изолирующегои склеивающего материала используют полимерную пленку, преимущественно поливинилбутераль, сборку, полученную после наложения металлической пластины, нагревают под давлением не более 0,3 атм до температуры размягчения пленки, охлаждают и вакуумным напылением на часть полимерной пленки, выступившую при нагревании между кристаллом и металлической •пластиной, рабочую поверхность детектора и внешнюю поверхность пластины наносят слой металла.