СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МИШЕНИ
METHOD OF MAKING PYROELECTRIC TARGET

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления электронно-оптических преобразователей инфракрасного излучения с высокой чувствительностью.
Известен способ изготовления мишени [Пат. № 5306904, США, МКИ H01j 39/08] формированием штабелированного набора тонкопленочных динодов, расположенных попеременно с тонкопленочными изолирующими слоями, с последующим нанесением тонкопленочного анода из электропроводящего материала. Штабелированные диноды расположены в виде двух параллельных столбиков, на торцы которых нанесен прозрачный слой. В таких приборах из-за рассогласования кристаллических решеток материалов слоев повышается дефектность и ухудшаются параметры.
Известен способ изготовления пироэлектрической мишени [Пат. № 2160479, Россия, МКИ H01j 31/52] в виде пленки толщиной 0,5-3,0 мкм из пироэлектрического материала, напыляемого в вакууме, например органического пироэлектрика, который имеет сквозные щелевые отверстия для прохождения электронного потока, причем в пироэлектрической мишени пироэлектрический слой состоит из отдельных дискретных элементов.
Недостатками этого способа являются:
- низкая чувствительность;
- высокая плотность дефектов;
- низкая технологичность.
Задача, решаемая изобретением:
- повышение чувствительности, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.
Задача решается тем, что пироэлектрическая мишень выполняется путем последовательного формирования на слое титана диоксида титана, пленки из составной мишени (Pb+Ti) с последующим стабилизирующим термическим отжигом при температуре 250-300°С и формирования дискретных элементов с необходимыми геометрическими размерами, выполненных непрерывными со сквозными щелевыми отверстиями.
Технология способа состоит в следующем: на слое титана, который является подложкой, формируют диоксид титана электролитическим анодированием в 0,5% водном растворе лимонной кислоты с последующей термообработкой при температуре 550-650°C в течение 15 минут. Затем магнетронным распылением из составной мишени (Ti+Pb) наносят пленку толщиной 250-300 нм, при давлении 30 Па, температуре 150-200°C, с последующим проведением стабилизирующего отжига при температуре 250-300°C в течение 50-60 минут. На сформированную пленку напыляют слой нихрома толщиной 0,10 мкм для создания поглощающего слоя.
Далее формируют дискретные элементы с необходимыми геометрическими размерами со сквозными щелевыми отверстиями по стандартной технологии с применением метода реактивного ионного травления.
По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы электронно-оптические преобразователи. Результаты обработки представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Параметры приборов, изготовленных по стандартной технологии
Параметры приборов, изготовленных по предлагаемому способу
чувствительность, мК
коэффициент преобразования, отн. ед.
чувствительность, мК
коэффициент преобразования, отн. ед.
39
24200
3,4
38600
33
24500
2,5
40500
30
25000
2,2
50100
37
24150
3,1
39300
32
24860
2,4
40800
40
24100
3,6
38200
35
24700
2,8
40100
31
24900
2,3
40900
34
24800
2,6
40300
36
24400
2,9
39700
38
24200
3,3
39100
Экспериментальные исследования показали, что выход годных приборов увеличивается на 14%.
Технический результат: повышение чувствительности, обеспечение технологичности, улучшение параметров, повышение надежности и увеличение процента выхода годных приборов.
Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.
Предлагаемый способ изготовления пироэлектрической мишени электронно-оптического преобразователя путем последовательного формирования на слое титана диоксида титана электролитическим анодированием в 0,5% водном растворе лимонной кислоты с последующей термообработкой при температуре 550-650°C в течение 15 минут и нанесения из составной мишени (Ti+Pb) пленки толщиной 250-300 нм при температуре подложки 150-200°C, проведения стабилизирующего отжига при температуре 250-300°C в течение 50-60 минут позволяет повысить процент выхода годных приборов, улучшить их надежность.