Способ изготовления спектрозонального фотокатода Советский патент 1980 года по МПК H01J9/12 

:. . .-

Изобретение относится к технологии изготовления элементов фотоэлектронных приборов, а именнБ спектроэонгшьных фотокатодов.

Известен способ изготовления фо- 5 токатода, по которому контролируют интегральную чувствительность изме-. ряя фототок при облучении катода постоянным потоком излучения (II . Однако этим способом не могут 10 быть изготовлены спектрозонеЫькые фотокатоды, так как не .обеспечивает сяконтроль спектральнойчувствя тельности фотокатодов в процессе их изготовления. . -15

: Известен также способ изготовления спектро 91Ойальногр фотокатода включающий нанесение фоточувствительного слоя, обработку слоя в парах щелочного металла с одновременным из-2р мерением фототоков, соответствующих излучению в областях максимгипьной : .спектральной чувствительности (Эд.(пс1к и длинноволновой границы фотоэффекта 3jLo); иотгонку излишков щелочного 25 металла 2 .

Однако этот способ не обеспечивает получение катодов с высокой абсолютной: спектргшьной чувствительно- JQ

стью и высоким перепадом чувствительности по спектру.

. Целью иэобретення является увеличение абсолютной спектральной чувствительности и повышение перепада чувствительности по спектру.

указанная цеЛь достигается тем, что определяют отношение фототоков А:тсл/ Лс обработку фоточувствительного слоя прекращают в момент прекращения увеличения этого отношения. Отгонку излишков щелочного ме- талла прекращают в момент достижения минимального значення отношения

XwoK / Ло.Прн Обработке исходного металла

фотокатода парами щелочного металла происходит химическая реакция, в результате которой щелочной металл образует химическое соединение с исходным металлом, что соответствует росту фототока Зд в-области максимума спектральной, чувствительности (.. После того, как весь исходный металл прореагировал со щелочным металлом, дальнейшая обработка парами, щелочного металла приводит к образованию на поверхности катода слоя свободного щелочного металла, что вызывает рост фототок 3;to области длинноволновой границы чувствнтелынрсти Др. Пока реакция не закончена, отно 11ение Фототоков продолжает расти. Прекращение увеличения отношения |1ютЪ.токов свидетельствуетО прекра щении химической реакции указанных металлов и начале образования на по верхности фотокатода слоя свободнохх не свя-эанного щелочного металла, бла годаря чему снижается работа вьвсода катода, т, е, возрастает его чувствительность к длинноволновому иэлуче . нию. Поэтому при получении спектрозональных фотокатодов момент прекращения обработки катода в парах щелоч ного металла определяется моментом, прекращения увеличения отношения фототоков 0 / DxoОпределение момента прекращения обработки фоточувстаительного слоя. . в парах щелочного металла является важнейшим фактором при получении спектрозональных фотокатодов, так как относительная величина фототона, соответствующего Д.о15(, пройдя максимум, .-падает, а чувствительность к длинноволновому излучению возрастает Это приводит к тому, что у полученных фотокатодов длинноволновая граница фотоэффекта сдвигается в област не соответствующую заданной, что не л гдусти о. Применение предложенного способа изготовления фотокатодо в позволяет прерывать обработку фотокатода в парах щелочного металла в кюмент- прекра1цения увеличения отношения фотото ков , что соответствует моменту, когда весь исходный металл фотокатода прореагировал со щелочным металлом, а на поверхности катода не образовался еще слой свободного/не связанного в стехиометрическое соот™ ношение щелочного металла. . с целью предотвращения заметного падения чувствительности фотокатода в Области A-jy,cSi необходима производит отгонку излишков щелочного металла прогревом прибора не до минимума фототока a;Lo ® прекратить отгонку VMOMSHT достижения минимального знач ,ния отношения CJ;LO/ л. wav было ус тановлено эмпирически, путем многочисленных экспериментов, позволивши выявить указанную закономерность. Предложенным способом были изготовлены теллур-цезиевые фотокатоды . спектрозональных.ФЭУ для ультрафиолетовой области спектра, максимум спектральной чувствительности которых должен быть в области длин волн 240-260 нм, а длинноволновая границ чувствительности XQ 400 нм, Обработка теллур-цезиевого полуп зрачного фотокатода ФЭУ для УФ-обла спектра, проводится по окончани и предварительной термической обработ и заключается в следующем: -напыляют проводящую подложку из рома (при комна тной температуре) до 20% потери прозрачности в проходящем видимом свете; - напыляют слой теллура до 40% потери прозрачности; -прогревают прибор при температуре при одновременном прогреве инодной системы при температуре в течение 30 мин;„ проводят активировку слоя теллура в парах цезия. В процессе активировки фоточувсттвительного слоя в парах цезия, про.воимэй при температуре при освещении катода УФ-потоком ртутно-кварцевой лампы ДРТ-220, систематически контролируется изменение отношения фототоков, соответствующих ультрафио-. летовой ( 3) и видимой (О) составляющим потока излучения лампы, выделяемым из общего потока излучения с помощью сменных стеклянных светофильтров. Светофильтр УФС-1 выделяет УФ-составляюцую, близкую к области максимальной чувствительности фотокатода. Светофильтр БС-4, отрезая УФ излуче- , ние, обеспечивает освещение фотокатода только за счет видимой составляющей излучения лампы. Момент прекращения обработки катода в парах цезия определяется моментом прекращения увеличения отношения фототоков Активировка катода заканчивается, канал источника цезия выключается. По завершении активировки катода ФЭУ охлаждается до комнатной температуры и производится пробивание токов утечки между всеми рабочими выводами ножки. Отгонки излишков щелочного металла осуществляется при температуре 150°С. В процессе отгонки контролируется отношение фототоков . Отгонка излишков щелочного металла прекращается в момент достижения минимального значения отношения О,; /0. ФЭУ отпаивается от установки при непрерывном контроле за уровнем вакуума. Применение способа позволяет получать спектрозональные ФЗУ для УФ-области спектра с высокой абсолют- ной чувствительностью в области nta- высоким перепадом чувствительности по спектру ( . Способ позволяет ,автоматизи1 о рать технологический процесс изготовления фотокатодов и тем самым повысить его производительность. При осуществлении способа достигается высокая воспроизводимость относительной спектральной чувствительности. Формула изобретения 1. Способ изготовления спектрозонального фотокатода, включающий нанесение фоточувствительного слоя, обработку слоя в парах щелочного метгш ла с одновременным измерением фо отоKosi соответствуклцих излучению в о&ласФях максимальней спектральной чувствительности (д.ок длинноволновой границы фотоэффекта ( Зд.о) / и отгонку излишков щелочного металла о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, -с целью увеличения абсолютной спектральной чувствительности и повышения перепада чувствительности по спектру, определяют отношение фототоков 3 д.„ /Здр и обработку фоточувствительного слоя прекращают в момент прекращения увеличения этого .отношения. 71 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отгонку излишков щелочного металла прекращают в момент достижение минимального значения отношения / 3 д.,„о,. Источники информации, принятые jBp внимание при экспертизе 1. Рейкель Т., ЧедлиЧка М. Фотоэлектронные катоды, М., Энергия , 1968, с. 81-128. 2.. Научно-технический отчет Создание фотоэлементов для области ультрафиолетового спектраI М., ВНИИОФИ, 1972 (прототип).