Способ изготовления непрерывного вторичного эмиттера

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ВТОРИЧНОГО ЭМИТТЕРА, включающий нанесение резистивного слоя магний - окись магния на подложку, обезгаживание и активировку щелочными металлами, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента вторичной эмиссии , после нанесения резистивного слоя магний - окись магния на него наносят пленку сурьмы толщиной 100-200 нм и в процессе обезгаживания производят ее испарение при температуре 330-350 0 до толщины 4-10 нм.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК йц 4 Н 01 J 40/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Опт.е

0 Ю 20 30 а 50 Ю 7080 Как

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3777661/24-21 (22) 03 ° 08.84 (46) 23.10.86. Бюл. У 39 (72) В.E. Рахматов, А.В. Волков, В.Г. Васильченко и В.И. Рыкалин (53) 621.385.832(088.8) (56) Ветохин С.С, и др. ОдноэлекTpoHHbIe фотоприемники. М.: Атомиздат, 1979, с. 84.

Васильченко В,Г. и др. Приборы и техника эксперимента. 1978, У 4, с. 183...SU» 1265888 A 1 (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОГО ВТОРИЧНОГО ЭИИТТЕРА, включающий нанесение резистивного слоя магний — окись магния на подложку, обезгаживание и активировку щелочными металлами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения коэффициента вторичной эмиссии, после нанесения резистивного слоя магний — окись магния на него наносят пленку сурьмы толщиной

100"200 нм и в процессе обезгаживания производят ее испарение при тем,о пературе 330-350 С до толщины

1265888

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использованб в областях науки и техники, связанных с регистрацией слабых световых и корпускулярных сигяалов„.

Целью изобретения является повышение коэффициента вторичной эмиссии

{КВЭ} непрерывных напыленных эмитте- 1Î ров за счет дополнительного напыления и частичного испарения слоя сурьмы.

Способ заключается в следующих операциях: на слой Ng MgO методом термического распыления наносится слой сурьмы толщиной 100-200 нм; в воздушной атмосфере (т.е. с переносом через воздух) проводится монтаж эмиттера в колбе прибора и последующие заварка колбы и установка прибора на откачном посту; при обезгаживании прибора температура доводится до Т=330-350 С, при которой происходит интенсивное испарение сурьмы, в том числе и поверхностного окисленного воздухом слоя.

Указанный интервал толщины слоя сурьмы со стороны малых толщин задается временем, необходимым для проведения обезгаживания при 330-350 С, о обеспечивающим высокий не хуже

-7

10 мм рт.ст. вакуум в отпаянном приборе и долговременную стабильность

35 приборов. С верхней стороны интервал определяется заметрым ухудшением шумовых характеристик готовых приборов при дальнейшем увеличении

40 толщины слоя сурьмы, что происходит за счет оседания сурьмы на поверхностях элементов годоскопического

Фэу (ГФЭУ). Например, уменьшение нижнего предела слоя сурьмы или

45 увеличение верхнего предела вдвое приводит к увеличению скорости счета шумовых импульсов на одноэлектронном уровне в 3-5 раз, что для большинства применений недопустимо.

Толщина остающегося на основе эмиттера слоя неокисленной сурьмы контролируется по удельному сопротивле- нию — требуется, чтобы в процессе обезгаживания начальное удельное сопротивление, составляющее 5 Ом/п, возросло до 50-100 Ом/п. Эта величина определяется соответствующей ,толщиной пленки сурьмы около 10 нм, которая может быть проработана на всю глубину щелочными металлами.

После обезгаживания и напыления слоя сурьмы на окно фотокатода проводится активировка прибора щелочными металлами по общепринятбй технологии при изготовлении бищелочных и мультищелочных фотокатодов. При этом слой сурьмы на эмиттере прорабатывается щелочными металлами и его сопротивление возрастает до сопротивления исходного слоя Ng-MgO, т.е. до 1 мОм/п.

Увеличение толщины пленки сурьмы, остающейся после обезгаживания, в несколько раз по сравнению с указанной (10 нм) приводит к резкому уменьшению сопротивления эмиттера до сотен и десятков Ом/п, что является недопустимым для эмиттеров непрерывного типа (вследствие электрической мощности, выделяющейся на эмиттере при необходимых номинальных значениях рабочих напряжений при номинальной разности потенциалов, распределяемой вдоль эмиттера, =1000 В, и

его длине 10 см выделяющаяся электрическая мощность уже при сопротивлении эмиттера 1000 Ом/п составляет 100 Вт).

Уменьшение указанной толщины пленки сурьмы (4 нм) уже в два раза приводит в свою очередь к падению в среднем и значительному разбросу величины КВЭ, что связано с неизбежными конечными разбросами в режимах технологических операций.

Производится отгонка избытка щелочных металлов и отпайка прибора с поста.

Благодаря испарению и последующей откачке верхнего окисленного слоя сурьмы оказалось возможным достигнуть в изготавляемых ГФЗУ высоких значений КВЭ. Кроме того, фоточувствительность щелочных соединений сурьмы позволяет контролировать процесс формирования эффективного эмиттера.

На чертеже представлены усредненные одноэлектронные спектры ГФЭУ-30 с непрерывным эмиттером Mg MgO + 1 слой К СзЗЬ, изготовленным по предлагаемому способу — с испарением окисленного слоя сурьмы (1), а также одноэлектронные амплитудные спектры

ФЗУ-87, имеющие напиленные К CsSb эмиттеры (2).

1265888

Составитель В. Белоконь

Редактор В. Данко - Техред В.Кадар Корректор Т. Колб

Заказ 5674/52 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Расчеты показывают, что среднее значение КВЭ, соответствующее этим спектрам, измеренным при энергии

=150 эВ, составляет соответственно =9 для (1) и-"-2 — для (2), т.е. предлагаемый способ позволяет получить значения КВЭ, близкие к предельно возможным.

Пример. На стеклянную подложку эмиттера размером 100х20 мм 10 методом термического напыления нанесен реэистивный слой Mg-NgO толщиной

195 нм и сопротивлением 50 мОм, на резистивный слой которого нанесен слой сурьмы толщиной 100 нм. Сопро- t5 тивление эмиттера 70 Ом. После монта.жа диодной системы в прибор производилось обезгаливание при 340 С, давлении 2х10 мм рт.ст. в течение

50 мин. Сопротивление эмиттера пос- 20 ле операции.обезгаживания составило 500 Ом, что соответствует толщине слоя сурьмы 6 нм.

Далее создавался чувствительный слой на фотокатоде путем активиров- 25 ки щелочнымн металлами с последующей отгойкой,их излишков. Одновременно с созданием чувствительного слоя на фотокатоде в динодной системе происходило создание эффективного эмиттера. После отпайки прибора был измерен КВЭ созданной динодной системы, который составил 8,7.

Высокий КВЭ.позволил увеличить выход приборов, имеющих одноэлектронные характеристики, т.е. имеющих шумы, определяемые термоэмиссией фотокатода, уменьшить напряжение питания.

Обезгаживание прибора при Т 330350 С, при которой происходит интенсивное испарение поверхностного слоя сурьмы, позволяет сократить время операции до часа (по сравнению с несколькими часами для технологии без испарения слоя сурьмы).

Предлагаемая технология изготовления непрерывного эффективного эмиттера отличается от обычной технологии изготовления динодных систем

ФЭУ на основе щелочных соединений сурьмы только толщиной слоя сурьмы и температурой обезгаживания. Это указывает на возможность применения ее и для повышения коэффициента вторичной эмиссии выпускаемых промышленностью ФЭУ,