Способ изготовления лазерной мишени электронно-лучевой трубки на основе монокристалла полупроводника типа a2b6

 

Использование: технология изготовления лазерных электронно-лучевых трубок (ЛЭЛТ), в частности активных элементов или лазерных мишеней ЛЭЛТ. Сущность изобретения: проводят химико-механическую полировку первой поверхности исходной полупроводниковой пластины, в качестве которой используют гетероструктуру, состоящую из монокристаллической пленки прямозонного полупроводника типа A2B6, выращенной на подложке из полупроводника типа A3B5, наносят выходное зеркало и закрепляют гетероструктуру на хладопроводе. Затем подложку из полупроводника типа A3B5 удаляют способом селективного химического травления, например, водным раствором H2O2 и NH4OH, а находившуюся в контакте с подложкой из полупроводника A3B5 поверхность монокристаллической пленки полупроводника A2B6 полируют химическим способом и наносят на нее глухое зеркало в виде отражающего покрытия. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии изготовления лазерных электронно-лучевых трубок (ЛЭЛТ), в частности к способам изготовления активных элементов, или лазерных мишеней трубок.

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].

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).

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.

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.

Целью изобретения является увеличение выхода годных мишеней и повышение их КПД.

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.

В качестве исходной гетероструктуры используют гетероструктуры ZnxCd1-xSy Se1-y/GaAszP1-z.

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.

Схема предлагаемого способа - последовательность технологических операций приведена на чертеже.

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.

Химико-механическое полирование ростовой поверхности пленки А2В6 в предлагаемом способе применяется для удаления текстуры поверхности и придания ей необходимой микрошероховатости.

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.

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.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Ростовую поверхность А2В6 исходной гетероструктуры химико-механически полируют с глубиной съема 1-1,5 мкм.

После отмывки на эту поверхность наносят отражающее покрытие (например, многослойное диэлектрическое).

Склеивают поверхность пленки с хладопроводом мишени (например, с лейкосапфировым диском).

Удаляют подложку А3В5 селективным химическим травлением.

Находящуюся в контакте с подложкой поверхностью пленки А2В6 химически полируют с глубиной съема 0,5-1 мкм.

После отмывки и контроля поверхности на нее наносят отражающее покрытие (например, металлодиэлектрическое).

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).

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.

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.

Результаты измерений: КПД мишеней, изготовленных по способу-прототипу, - 0,2-0,3%, по предлагаемому способу - 1,3-1,9%.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ МИШЕНИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ НА ОСНОВЕ МОНОКРИСТАЛЛА ПОЛУПРОВОДНИКА ТИПА A2B6, включающий химико-механическую полировку первой поверхности исходной полупроводниковой пластины, нанесение выходного зеркала, закрепление полупроводниковой пластины на хладопроводе, полировку второй поверхности полупроводниковой пластины и нанесение глухого зеркала на вторую поверхность полупроводниковой пластины, отличающийся тем, что в качестве исходной полупроводниковой пластины используют гетероструктуру, состоящую из монокристаллической пленки прямозонного полупроводника типа А2В6, выращенной на подложке из полупроводника типа А3В5, после закрепления гетероструктуры на хладопроводе подложку из полупроводника типа А3В5 удаляют способом селективного химического травления, а полировку находящейся в контакте с подложкой из полупроводника типа А3В5 второй поверхности полупроводниковой пластины в виде монокристаллической пленки полупроводника типа А2В6 осуществляют химическим способом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходной гетероструктуры используют гетероструктуры ZnxCd1-xSy Se1-y / GaAszP1-z, где x, y, z принимают значения от 0 до 1 и x + y = 1.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что селективное химическое травление подложки из GaAszP1-z проводят в травителе, состоящем из раствора перекиси водорода H2O2 и аммиака NH4OH в воде.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, в частности к источникам когерентного оптического излучения и может найти применение в волоконно-оптических линиях связи и при решении задач охраны окружающей среды

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к технологии изготовления лазеров, и может быть использовано при создании мощных полупроводниковых лазеров с накачкой электронным пучком большого сечения

Изобретение относится к электронной технике, а именно, к конструкции инжекционного полупроводникового лазера с повышенной плотностью мощности (106 Вт/см2 и с ограниченной по размерам излучающей площадкой

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например , в устройствах измерительной техники и автоматики

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении генераторов импульсов стимулированного излучения со стабильной амплитудой

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при создании мощных полупроводниковых лазеров с накачкой электронным пучком большого сечения

Изобретение относится к импульсной техн ике и может быть использовано , например, в системах оптической локации

Изобретение относится к электронной технике, в частности к производству цветных кинескопов, а именно к созданию корректирующих линз для установок фотоэкспонирования экранов цветных кинескопов

Изобретение относится к технологии изготовления электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), в частности к изготовлению мишени бессеточной бистабильной запоминающей ЭЛТ

Изобретение относится к электровакуумной промышленности, а именно к оборудованию для изготовления цветных электронно-лучевых трубок

Изобретение относится к электронной промышленности и может быть использовано при изготовлении технологического оборудования для производства электронно-лучевых трубок (ЭЛТ)

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении люминесцентного экрана на предварительно протравленной волоконно-оптической пластине (ВОП)
Наверх