Способ изготовления фотопроводящих радиационно стойких пленок
Владельцы патента RU 2328059:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU)
Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к технологии получения радиационно стойких фотопроводящих слоев CdS с включениями фазы PbS и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых материалов и приборов, работающих при повышенных уровнях радиации. Техническим результатом изобретения является получение фоточувствительных пленок, характеризующихся более высокими параметрами радиационной стойкости при одновременном сохранении высокой фоточувствительности в видимом диапазоне частот. Сущность изобретения: в способе изготовления фотопроводящих радиационно стойких пленок сульфида кадмия CdS с включениями сульфида свинца PbS, включающем термическую обработку пленки, перед термической обработкой на поверхности пленки CdS формируют, по крайней мере, один монослой свинецсодержащей соли жирной кислоты по методу Ленгмюра-Блоджетт, а термическую обработку проводят до образования равномерно распределенных включений PbS по глубине пленки CdS. 3 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 ил.
Изобретение относится к полупроводниковой электронике, а именно к технологии получения радиационно стойких фотопроводящих слоев CdS с включениями фазы PbS и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых материалов и приборов, работающих при повышенных уровнях радиации.
Известен способ получения тонкопленочного материала, используемый для разработки функциональных элементов в электронике, нанотехнологии, оптических системах, при создании элементов магнитной памяти и сверхтонких магнитных покрытий. При реализации способа под внешним физическим воздействием осуществляют формирование структуры, содержащей металлосодержащие частицы, образующиеся при разложении молекул металлоорганического соединения. Данная структура образуется в виде нерастворимого ленгмюровского монослоя поверхностно-активного вещества непосредственно на границе раздела жидкость - газовая фаза. Монослой сжимают и переносят его на погружаемую в жидкую фазу твердотельную подложку. При этом металлосодержащие частицы образуются непосредственно в монослое в виде наночастиц (кластеров). Количество монослоев, нанесенных на подложку, равно N, а общее суммарное количество нанесенных на подложку монослоев равно К, причем К≥N≥1. Достигается получение сверхтонких покрытий со свойствами, изменяющимися определенным образом в зависимости от толщины покрытия и внешних воздействий (Патент РФ на изобретение №2160748, МПК: C08J 5/18, C08J 3/28, G11B 5/68).
Данный способ позволяет получать тонкопленочные материалы, однако зарождение под ленгмюровским монослоем кластеров не позволяет получить соотношение атомов кадмия Cd и свинца Pb, обеспечивающих получение радиационно стойких фотопроводящих пленок.
Известен способ изготовления тонких металлических пленок из благородных металлов, включающий нанесение слоя металла на технологическую подложку с последующим получением пленки путем ее отделения от подложки, причем в качестве подложки используют пластины монокристаллического кремния приборного качества, используемые для микроэлектроники; перед нанесением пленки осуществляют окисление монокристаллического кремния; пленку наносят методом физического или химического осаждения, а отделение пленки от подложки осуществляют путем полного или частичного растворения подложки во флотационном для данного типа пленки растворе. Процесс полного или частичного растворения подложки осуществляют при повышенных температурах с использованием вибрации или других способов перемешивания раствора. Процесс отделения пленки проводят с применением катализаторов. После растворения подложки всплывшую металлическую пленку оставляют на поверхности флотационного раствора или помещают в другую жидкость до окончательного выравнивания металлической пленки силами поверхностного натяжения (Патент РФ на изобретение №2276697, МПК: С23С 14/22, С23С 14/16).
Однако данный способ не позволяет получить оптимального соотношения атомов кадмия Cd и свинца Pb в составе пленки CdS и не позволяет создать радиационно стойкой пленку с высокой фоточувствительностью. Кроме того, описанный технологический процесс включает дополнительные операции, при которых происходит загрязнение поверхности полупроводниковой пленки растворителем и продуктами растворения, что требует принятие дополнительных мер по обработке полупроводниковой пленки и усложняет технологию в целом.
Известен способ получения фоточувствительных слоев сульфида свинца, заключающийся в химическом осаждении фоточувствительных слоев на изолирующую подложку с заданными центрами кристаллизации в течение 60-150 мин из предварительно выдержанной в течение 15-60 мин после приготовления смеси водных растворов, которая получается последовательным прибавлением к 20-25% раствору щелочи 8-16% раствора сульфита натрия, 6-10% раствора дитионита натрия, 8-15% раствора тиомочевины и добавлением 20-25% раствора соли свинца при определенном весовом соотношении компонентов смеси. Способ позволяет получать малоинерционные слои сульфида свинца с высоким уровнем интегральной чувствительности и реализовать управляемый процесс получения фоточувствительных слоев сульфида свинца с оптимальными параметрами (Патент РФ на изобретение №2236033, МПК: G03C 1/725, G03C 1/74, H01L 31/18).
Однако данный способ предполагает управление составом в процессе роста пленки сульфида свинца из раствора и не предполагает контроль толщины растущей пленки, более того в данном способе принципиально не возможно задание и контроль толщины пленки с точностью до моноатомарного слоя, что не позволяет задать необходимое соотношение CdS и PbS, обеспечивающее высокую радиационную стойкость фотопроводящей пленки. Кроме того, использование упомянутых растворов может отрицательно сказаться на свойствах фоточувствительных пленок CdS, при использовании их в качестве подложек.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления полупроводникового детектора электронных потоков путем термического испарения в вакууме исходной шихты на основе CdSxSe1-x с добавлением PbS и NiSO4 (патент на изобретение №1531678 (МПК G01T 1/24)). Указаны интервалы для PbS 2-40 вес.%, для NiSO4 - 1-5 вес.%, необходимые для достижения радиационной стойкости полупроводника CdSxSe1-x. Для приготовления вещества используют порошки указанных веществ марки «для полупроводников». На изолирующую подложку наносят фотопроводящий слой методом термического испарения в вакууме в открытом объеме. Полученные слои отжигают на воздухе при 500°С в течение 15 мин.
Однако данный способ не рассчитан на сохранение фоточувствительности пленки при увеличении ее радиационной стойкости, т.к. заявленный интервал значений содержания CdS (до 15-25 вес.% из формулы изобретения), не обеспечивает высокой фоточувствительности в видимом диапазоне частот. Доза облучения, которая не вызывает изменения параметров фотопроводящего слоя, составляет 109 рад при массовой доле PbS 2-40 вес.%, однако из описания следует, что только добавления PbS в концентрациях близких к указанной нижней границе недостаточно и с целью увеличения стойкости к радиации, пленка дополнительно содержит селенид кадмия и сульфат никеля, что снижает долю фотоактивного объема, при этом, из описания следует, что увеличение доли PbS не приводит к увеличению радиационной стойкости.
Задачей изобретения является получение фоточувствительных пленок, характеризующихся более высокими параметрами радиационной стойкости при одновременном сохранении высокой фоточувствительности в видимом диапазоне частот.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления фотопроводящих радиационно стойких пленок сульфида кадмия CdS с включениями сульфида свинца PbS, включающим термическую обработку пленки, перед термической обработкой на поверхности пленки CdS формируют, по крайней мере, один монослой свинецсодержащей соли жирной кислоты по методу Ленгмюра-Блождетт, а термическую обработку проводят до образования равномерно распределенных включений PbS по глубине пленки CdS.
При этом для формирования монослоя свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS по методу Ленгмюра-Блождетт, растворяют в дистиллированной воде свинецсодержащую соль в концентрации 1·10-3÷5·10-3 моль/л, на поверхность раствора наносят жирные кислоты в количестве, обеспечивающем формирование плотноупакованного монослоя, так чтобы значение площади, приходящейся на одну молекулу свинецсодержащей соли жирной кислоты, до сжатия монослоя находилось в диапазоне 0,40÷0,50 нм2, после чего монослой переносят на поверхность пленки CdS; либо при использовании готовой свинецсодержащей соли жирной кислоты для формирования ее монослоя на поверхности пленки CdS по методу Ленгмюра-Блождетг, свинецсодержащую соль жирной кислоты наносят на поверхность дистиллированной воды в количестве, обеспечивающем формирование плотноупакованного монослоя, так чтобы значение площади, приходящейся на одну молекулу свинецсодержащей соли жирной кислоты, до сжатия монослоя находилось в диапазоне 0,40÷0,50 нм2, после чего монослой переносят на поверхность пленки CdS.
Затем монослой однократно или многократно переносят на поверхность пленки CdS. При этом монослои свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS формируют до получения соотношения между Pb и Cd, обеспечивающего содержание PbS в количестве 0,6-0,8 мол.% в пленке CdS.
Изобретение поясняется диаграммами, где на фиг.1 - показаны изотермы сжатия монослоев арахиновой кислоты, сформированных на поверхности водных растворов Pb(NO3)2 с концентрацией 1,5·10-3 с различной кислотностью рН от 3,5 до 6,2, иллюстрирующий в Примере 1 конкретного выполнения, возможность выбора условия формирования монослоя с полностью замещенными атомами водорода в головных группах молекул арахиновой кислоты с образованием соли арахината свинца; на фиг.2 показана изотерма сжатия для монослоя арахиновой кислоты, сформированного на поверхности водного раствора Pb(NO3)2 с концентрацией 1,5·10-3, с кислотностью рН 5,6, иллюстрирующее определение значения удельной площади А0, приходящейся на одну молекулу, которое в данном примере составляет А0=0,22 нм2; на фиг.3 - представлен концентрационный профиль свинца в пленке сульфида кадмия, полученной заявляемым способом в условиях, описанных в Примере 1 конкретного выполнения, иллюстрирующий равномерность распределения свинца по толщине пленки CdS, легированного свинцом при помощи технологии Ленгмюра-Блоджетт; на фиг.4 - представлен концентрационный профиль свинца в пленке, полученной одновременным испарением сульфидов кадмия и свинца, с воспроизведением условий, описанных в прототипе, иллюстрирующий неравномерность распределения свинца по толщине пленки CdS.
Способ реализуется следующим образом.
На стеклянной или слюдяной подложках формируют поликристаллическую фоточувствительную пленку CdS любым из известных способов (вакуумное испарение, магнетронное распыление и т.д.).
Затем по методу Ленгмюра-Блоджетт на поверхности пленки сульфида кадмия CdS формируют монослой свинецсодержащей соли жирной кислоты. Для этого в дистиллированной воде растворяют свинецсодержащую соль с концентрацией 1·10-3-5·10-3 моль/л и на поверхность раствора наносят жирные кислоты либо на поверхность дистиллированной воды наносят готовую свинецсодержащую соль жирной кислоты в количестве, обеспечивающем формирование плотноупакованного монослоя, так чтобы значение площади, приходящейся на одну молекулу свинецсодержащей соли жирной кислоты, до сжатия монослоя находилось в диапазоне 0,40÷0,50 нм2.
В качестве жирной кислоты может быть использована арахиновая, стеариновая, олеиновая и другие. В зависимости от кислотности и температуры водной субфазы, концентрации ионов металла в ней к каждой паре (четверке) молекул жирной кислоты возможно присоединение одного атома Pb с образованием свинцовой соли жирной кислоты, что позволяет однозначно и точно рассчитать концентрацию атомов свинца на поверхности подложки, на которую осуществляется перенос монослоя. Затем монослой свинецсодержащей соли жирной кислоты (например, арахинат свинца) с поверхности водной субфазы переносят на поверхность пленки сульфида кадмия CdS. Перенос монослоя осуществляют однократно или многократно путем перемещения пленки сульфида кадмия через границу раздела вода-воздух, погружением в водную субфазу и/или извлечением из нее. При этом монослои свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS формируют до получения соотношения между Pb и Cd, обеспечивающего содержание PbS в количестве 0,6÷0,8 мол.% в пленке CdS.
Подложку с нанесенными слоями подвергают термической обработке, в процессе которой происходит диффузия свинца с поверхности вглубь пленки CdS и равномерное распределение его по пленке. Зная количество диффузанта на поверхности пленки и коэффициенты гетеродиффузии при заданной температуре, можно рассчитать время, необходимое для максимально однородного распределения примеси по толщине пленки по известным методикам [Барыбын А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники // СПб.: Изд. «Лань», 2001. - 272 с.]. Например, образование равномерно распределенных включений PbS по глубине поликристаллической пленки CdS толщиной 1 мкм с 30 монослоями свинецсодержащей соли жирной кислоты обеспечивалось при отжиге в течение 60 минут и при температуре 550°С.
В процессе реализации способа можно дополнительно контролировать параметры монослоя свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS, например, по изотермам сжатия (π-А зависимости, то есть зависимости площади монослоя А от поверхностного давления π). Основными из них являются А0 (нм2) - удельная площадь, приходящаяся на 1 молекулу в плотноупакованном состоянии на поверхности водной субфазы, πк (мН/м) - давление коллапса (максимальное давление, достигаемое при сжатии монослоя, при котором начинает наблюдаться коллапс - слом монослоя); πп (мН/м) - оптимальное (рекомендуемое) давление нанесения. С помощью этих параметров можно рассчитать точное количество атомов свинца Pb, перенесенного на поверхность пленки CdS. Варьируя количество монослоев, можно дозировано наносить свинец на поверхность пленки CdS.
Монослои свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS формируют до получения соотношения между Pb и Cd, обеспечивающего содержание PbS в количестве 0,6-0,8 мол. % в пленке CdS после термической обработки. При превышении 0,6 мол. % PbS перестает растворяться в CdS [Берченко Н.Н., Кревс В.Е., Средний В.Г. Полупроводниковые твердые растворы и их применение: Справочные таблицы. - М.: Воениздат, 1982. - 208 с.; Томашик В.Н., Грыцив В.И. Диаграммы состояния систем на основе полупроводниковых соединений AIIBVI: Справочник. - Киев: Наукова думка, 1982. - 168 с.].
PbS образует самостоятельную фазу в виде включений в пленке CdS и является стоком радиационных дефектов, возникающих в CdS.
Таким образом, заявляемый способ позволяет получать радиационно стойкий материал с максимально возможным процентным содержанием CdS с сохранением фоточувствительности и спектрального диапазона.
Были проведены исследования, доказывающие получение указанного технического результата заявленным способом:
а) контроль фотопроводимости (кратности изменения сопротивления при освещении по сравнению с темновым) проводился при освещении белым светом с освещенностью пленки 1000 лк с помощью лампы накаливания.
б) контроль радиационной стойкости проводился при воздействии на пленку β-излучением, представляющего собой поток электронов с энергией 20 кэВ мощностью 5·10-2 Вт/см2, предельная доза облучения составляла 109 рад.
Исследования проводились на пленках, прошедших термическую обработку при температуре 550°С, так как она является максимально возможной для максимальной скорости диффузии свинца, но при этом необходимо учитывать, что, с дальнейшим ростом температуры, темновое сопротивление и кратность изменения температуры на свету резко уменьшаются из-за окисления CdS, вытеснения серы и превращения материала пленки в низкоомный нечувствительный CdO. Кроме того, как известно из термогравиметрических исследований, разложение солей жирных кислот происходит при температурах выше 350°С, ограничений на верхнюю температуру для этого процесса нет, поэтому оптимальной была выбрана температура отжига CdS из прототипа - 550°С.
При температуре отжига 550°С для разных времен отжига и изменяющемся количестве монослоев арахината свинца, нанесенных на поликристаллическую пленку CdS толщиной 1 мкм, получены данные по кратности изменения сопротивления при освещении и по потерям кратности после воздействия β-излучения. Освещение проводилось белым светом с помощью лампы накаливания, освещенность при измерении светового сопротивления составляла 1000 лк.
Данные занесены в таблицу 1.
| Таблица 1. | |||||
| Способ получения | Время отжига, мин | Число монослоев арахината свинца, шт. | Поверхностная концентрация;диффузанта (Pb) ×1014, см-2 | Кратность изменения сопротивления при освещении K=RT/RC | Потери кратности в % после воздействия β-излучения |
| Предлагаемый способ с использованием технологии Ленгмюра-Блоджетт | 30 | 10 | 45,5 | 104-5·104 | 45-65 |
| 60 | 10 | 45,5 | 104-5·104 | 40-55 | |
| 30 | 20 | 91,0 | 104-5·104 | 25-30 | |
| 60 | 20 | 91,0 | 104-5·104 | 16-18 | |
| 30 | 30 | 136,5 | 5·104-105 | 10-12 | |
| 60 | 30 | 136,5 | 5·104-105 | 5-6 | |
| 30 | 40 | 182,0 | 104-105 | 8-10 | |
| 60 | 40 | 182,0 | 104-105 | 5-6 | |
| 30 | 50 | 227,5 | 102-8·102 | 6-8 | |
| 60 | 50 | 227,5 | 3·102-103 | 5-6 | |
| 30 | 0 | 0 | 103-3·103 | 90-120 | |
| 60 | 0 | 0 | 103-2·103 | 95-135 | |
| *) - рассчитывалась исходя из площади, приходящейся на одну молекулу арахината свинца, равной 0,22 нм2; К - кратность изменения сопротивления при освещении; RT - темновое сопротивление пленки; RC - сопротивление пленки при освещенности 1000 |
Из таблицы 1 видно, что минимальные потери кратности после электронного облучения (5-6%) наблюдаются при количестве монослоев не менее 30, причем при больших временах отжига радиационная стойкость с дальнейшим увеличением числа монослоев не увеличивается, но кратность изменения сопротивления при освещении уменьшается (причем при любых временах отжига). Цветом выделена строка таблицы, содержащая максимальную кратность изменения сопротивления при минимальных потерях кратности после воздействия β-излучения.
Т.о., экспериментальным путем установлено для пленки CdS толщиной 1 мкм оптимальное количество монослоев арахината свинца равное 30, что соответствует соотношению между свинцом, содержащимся в 30 монослоях арахината свинца, и кадмием в пленке CdS толщиной 1 мкм, обеспечивающим после термической обработки процентное содержание PbS в CdS в интервале 0,6÷0,8 мол.%.
В таблице 2 для температуры отжига 550°С и 30 монослоев арахината свинца, нанесенных на поликристаллическую пленку CdS, при разных временах отжига получены данные по кратности изменения сопротивления при освещении и по потерям кратности после воздействия β-излучения.
| Таблица 2. | |||
| Способ получения фотопроводника | Время отжига, мин | Кратность изменения сопротивления K=RT/RC | Потери кратности в % после воздействия β-излучения |
| Совместная сублимация CdS и PbS (прототип) | 15 | 105-5·105 | 8-10 |
| Предлагаемый способ с использованием технологии Ленгмюра-Блоджетт | 15 | 104-105 | 10-12 |
| 30 | 105-5·105 | 8-10 | |
| 60 | 5·105-106 | 5-6 | |
| 90 | 3·105-8·105 | 5-6 | |
| 120 | 104-105 | 5-6 |
Полученный результат объясняется тем, что количества свинца, содержащегося в 30 слоях арахината свинца, достаточно, чтобы при почти равномерном распределении по толщине пленки в процессе диффузии содержание PbS превысило предел растворимости PbS в CdS 0,6 мол.%. Но для прохождения диффузии требуется время, поэтому при времени отжига, равном 15÷30 мин, оптимальный результат еще не достигается. Оптимальным временем отжига для указанной пленки CdS является 60 мин, поскольку более длительный отжиг не приводит к увеличению радиационной стойкости, но уменьшает кратность изменения сопротивления пленки при освещении. Экспериментально полученное время совпадает с оценкой, проведенной в соответствии с известной методикой [Барыбын А.А., Сидоров В.Г. Физико-технологические основы электроники // СПб.: Изд. «Лань», 2001. - 272 с.] для случая равномерного распределения свинца по пленке толщиной 1 мкм.
Пример конкретного выполнения
Пример 1
1. Предварительные операции включали в себя получение пленки CdS на поверхности слюды и подготовку (синтез) реактивов и рабочих растворов. Для реализации заявленного способа в данном примере использовали следующие растворы:
- раствор арахиновой кислоты в хлороформе с концентрацией 1·10-3 моль/л;
- водный раствор Pb(NO3)2 с концентрацией 1·10-3÷2,5·10-3 моль/л.
Поликристаллическая пленка CdS формировалась на поверхности слюдяной подложки методом термического испарения в вакууме в открытом объеме по стандартным методикам толщиной 1 мкм.
2. Перед нанесением монослоя проводили его предварительное исследование на поверхности водной субфазы и выбор параметров,
Исследование монослоев методом изотерм сжатия (получение зависимостей π-А) проводили при температуре водной субфазы 20°С, концентрации Pb(NO3)2 1·10-3 моль/л и различных уровнях кислотности рН. Вид полученных изотерм сжатия показан на фиг.1. На основании стандартного анализа изотерм (методика которого изложена в [А.А.Абрамзон, С.И.Голоудина. Об агрегатном состоянии монослоев ПАВ на поверхности жидкости. / В сб. Успехи коллоидной химии - Л.: Химия, 1991. - 400 с.]) выбрали уровень кислотности рН=5,6, т.к. при таких условиях происходило полное замещение атома водорода в молекулах арахиновой кислоты с образованием соли арахината свинца в соответствие формулой:
Pb(NO3)2+2СН3(СН2)17СООН→2NO- 3+2H++(СН3(СН2)17СОО)2Pb
Как видно из изотерм сжатия при выбранных условиях удельная площади А0, приходящаяся на одну молекулу, имеет значение А0=0,22 нм2 (Фиг.2). Это значение учитывалось при расчете поверхностной концентрации свинца на CdS. Поверхностная концентрация при нанесении одного слоя арахината свинца, сформированного при описанных условиях, составила 4,55·1014 см-2. При нанесении N слоев концентрация соответственно умножалась на число N. Для получения радиационно стойкой пленки CdS нанесли количество монослоев арахината свинца на поверхность пленки CdS такое, что поверхностная концентрация свинца составила 136,5×1014 см-2. Для указанной в данном примере пленки CdS толщиной 1 мкм необходимое количество монослоев равно 30. Количество свинца, содержащееся в указанном количестве монослоев арахината свинца, обеспечивало содержание PbS в количестве 0,6-0,8 мол. % в CdS при его равномерной диффузии по всей толщине пленки CdS.
3. 30 монослоев арахината свинца наносили методом Ленгмюра-Блоджетт поверх пленки CdS. Достоверность переноса монослоев подтверждалась тем, что значение коэффициента переноса (отношение убыли площади монослоя на поверхности субфазы к площади подложки) было близко к единице.
4. Термическая обработка заключалась в отжиге на воздухе при температуре 550°С в течение 60 мин.
5. Контроль фоточувствительности (кратности изменения сопротивления при освещении по сравнению с темновьм) проводился при освещении белым светом с освещенностью пленки 1000 лк с помощью лампы накаливания. Результат занесен в таблицу 3.
6. Контроль радиационной стойкости проводился при воздействии на пленку β-излучением, представляющего собой поток электронов с энергией 20 кэВ мощностью 5·10-2 Вт/см2, предельная доза облучения составляла 109 рад. Результат занесен в таблицу 3.
| Таблица 3. | ||||
| Время отжига, минут | Число монослоев арахината свинца, шт. | Поверхностная концентрация диффузанта (Pb)×1014, см-2 | Кратность изменения сопротивления при освещении K=RT/RC | Потери кратности в % после воздействия β-излучения |
| 60 | 30 | 136,5 | 106 | 5 |
7. Контроль равномерности распределения свинца по толщине пленки проводился методом вторично-ионной масс-спектрометрии.
Ионная бомбардировка осуществлялась пучком положительных ионов кислорода с энергией 4,5 кэВ под углом 60° к нормали образца, диаметр пучка составлял 1 мм. Для получения концентрационного профиля осуществлялось детектирование положительных вторичных ионов свинца в течение 5 минут. За это время исследуемая пленка протравливалась ионным пучком насквозь, что позволило получить концентрационные профили свинца по всей ее толщине.
На фиг.3 представлен концентрационный профиль свинца в пленке сульфида кадмия, полученной заявляемым способом в условиях, описанных в примере 1. Как видно из рисунка, флуктуации выхода положительных вторичных ионов свинца не превышают 10% от среднего значения по всей толщине пленки. Так как выход вторичных ионов прямо пропорционален концентрации регистрируемого элемента в исследуемом образце [Черепин В.Т. Ионный микрозондовый анализ. - Киев: Наук. думка, 1992. - 344 с.], то можно говорить о равномерном распределении свинца в пленке сульфида кадмия, легированного свинцом при помощи технологии Ленгмюра-Блоджетт.
На фиг.4 для сравнения представлен концентрационный профиль свинца в пленке, полученной одновременным испарением сульфидов кадмия и свинца, с воспроизведением условий, описанных в прототипе. В данном случае флуктуации выхода, а следовательно, и концентрации, достигают 45%. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает гораздо лучшую равномерность распределения свинца по сравнению с прототипом, что и позволяет вводить PbS в меньшем процентном соотношении с CdS.
Пример 2
В примере 2 вместо раствора арахиновой кислоты в хлороформе с концентрацией 1·10-3 моль/л (см. п.1 в Примере 1) использовался раствор арахината свинца в хлороформе с концентрацией 1·10-3 моль/л.
Поликристаллическая пленка CdS формировалась на поверхности слюдяной подложки методом термического испарения в вакууме в открытом объеме по стандартным методикам толщиной 0,8 мкм.
Дальнейшая последовательность операций, описанных в п.п.2-6, и условия их проведения повторялись аналогично Примеру 1
Результаты измерения образцов, занесены в таблицу 4.
| Таблица 4. | ||||
| Время отжига, минут | Число монослоев арахината свинца, шт. | Поверхностная концентрация диффузанта ×1014, см-2 | Кратность изменения сопротивления при освещении K=RT/RC | Потери кратности в % после воздействия β-излучения |
| 50 | 24 | 109,0 | 8·105 | 5 |
1. Способ изготовления фотопроводящих радиационно стойких пленок сульфида кадмия CdS с включениями сульфида свинца PbS, включающий термическую обработку пленки, отличающийся тем, что перед термической обработкой на поверхности пленки CdS формируют, по крайней мере, один монослой свинецсодержащей соли жирной кислоты по методу Ленгмюра-Блоджетт, а термическую обработку проводят до образования равномерно распределенных включений PbS по глубине пленки CdS.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для формирования монослоя свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS по методу Ленгмюра-Блоджетт, растворяют в дистиллированной воде свинецсодержащую соль в концентрации 1·10-3÷5·10-3 моль/л, на поверхность раствора наносят жирные кислоты в количестве, обеспечивающем формирование плотноупакованного монослоя, после чего монослой переносят на поверхность пленки CdS.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для формирования монослоя свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS по методу Ленгмюра-Блоджетт, на поверхность дистиллированной воды наносят свинецсодержащие соли жирных кислот в количестве, обеспечивающем формирование плотноупакованного монослоя, после чего монослой переносят на поверхность пленки CdS.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что монослои свинецсодержащей соли жирной кислоты на поверхности пленки CdS формируют до получения соотношения между РЬ и Cd, обеспечивающего содержание PbS в количестве 0,6÷0,8 мол.% в пленке CdS.
