Способ получения фоточувствительных пленок сульфида кадмия Советский патент 1983 года по МПК H01L31/18 

. Изобретение ctjHocHTCfl к технологии изготовления попупровоаников и может найти применение при произвоцстве ряца попупровоаниковых приборов(фоторезисторов, фотопотенциоматров, сопнеч1 ых элементов, безвакуумных аналогов передающих телевизионных трубок). Известен способ получения полупроводниковых ппенок сульфица кадмия пиро питическим разбрызгиванием. Этот метод состоит в том, что на подложку нагретую до определенной температуры распыляется при нормальных атмосзферных условиях .воцшлй раствор хлористого кадмия и тиомочевины Cl 3 . Наиболее близким техническим реш&нием является сюсоб получения фоточувствитепьных ппенок сульфида кадмия, нанесенных путем распыления раствора хлорида кадмия и тиомочевины на нагретую подложку 1,2, Технический процесс получения ппено заключается в следующем. Водный раство из соединений кадмия и серы наносится методом реактивного распыления на подложку, нагретую до 2ОО С. При этом протекает реакция, в результате которой образуется С d 5 . Недостатками известного способа на пыпения являются низкая фоточувовтвитепъность пленок (дпя их очувствительно ти наобхоцим отжиг при длительностью порядка не дели) ,а также малая проэ рачность для света как до,так и после отжига, что связано с нагшчием структурных дефектов ппенки. . Цепью изобретения явгшется повышение фоточувствитепьности и прозрачности пленок.. Поставленная цепь достигается тем, что в способе получения фоточувствитегеьных ппенок сульфида кадмия, нанесенных путем распыления 4)аствора хлорида кадмия и тиомочевины на нагретую лоц ложку, на нее наносят монодиспероный аэрозоль спиртового раствора иоходных компонентов концентрации 0,010,06 моль/л. Суишость способа заключается в том что рабочий раствор, приготовленный Смешиванием спиртовых растворов хлорида кaшvraя и тиомочевины, наносится в виде монодисперсных аэрозольных (диаметром поряцка 50 мкм) на диэлектрическую подложку, температу ру которой можно менять в широких пределах. Аэрозольный режим распыпения создают прикладывая между корпусом НЕцгреватепя на котором находится подаониса) и капилляром с рабочим раствором электрическое напряжение величи; ной 6 кВ, Заряженные капли, срываясь с острия капилляра, движутся в направлении подложки вдоль силовых линий поля, образуя расходящийся аэрозольный конус. Вследствие электростатических сил отталкивания между соседними каплями последние осаждаются на подложке равномерным споем. В процессе попадания раствора на нагретую подложку на ней протекает химическая реакция CdDe2 + {NH2) CCJSI + -baMH cei-t.cOgt , в результате которой образуется фоточувствительная прозрачная пленка сульфида кадмия. При нагревании пленки используют интервал температур подложки ЗвО-БОО С, Пленка, нанесенная на подложку,нагретую до температуры, меньшей., мало прозрачна и имеет низкую фоточувствительность. Это Г1объясняется присутствием в объеме пленки хлористого аммония, образующегося в процессе химической реакции наряду с образованием сульфида кадмия. При температуре подложки из указанного выше интервала полностью сублимирован. Использование в данном способе спир ного раствора хлорида кадмия и тиомочевины взамен традигвионного водного раствора, применявшегося в процессе реактивного распыления, способствует более стабильному режиму образования монодисперсного аэрозоля, что в конечном счете приводит к образованию на подложке бопее совершенных по структуре и фотоэлектрическим свойствам ппе- нок . На чертеже приведена схема устано&ки цпя осуществценкя способа пЬпучения ппенок. Она состоит из генератора моносшсперсного аэрозоля 1, емкости с рабочим раствором, источника высокого нап- ряжения 3, нагревателя 4, на котором расположена подложка 5. Генератор монодисперсного аэрозоля состоит из тонкостенного капилляра 6 с внутренним диаметром 0,1 мм. Коаксиапьно с капилляром расположен цилиндрический вытягивающий электрод 7. Межцу капилляром и вытягивающим эпектродом находится изолирующая фторопластовая прокладка 8. 38 Капиппяр соецинен с емкостью 2 трубкой Такая конфигурация электроцов обеспечивает наибопее приемлемый режим работы генератора. Рабочие напряжения на вытягивающем электроде и капилляре поццерживаются соответственно 3 и 6 кВ. П р и м е р 1. Дпя приготовления рабочего раствора используют хлористый кацмий /Cdtt 22,5 Н2 О / - О,057 г, растворенный в 25 мп спирта, и тиомочевину /( NHg )2С5 / - О,О19 г. растворенную в 25 мп .спирта. Это соответствует концентрациям растворов 0,О1 моль/п. Приготовленные растворы запивают в емкость 2. Ка нагреватепь 4 устанавливают предварительно очищенную стеклянную поапожку 5 (размеры подлож ки 3 х 3 см). Нагревают поцпожку до 450°С. Включают источник высокого напряжения 3, задают рабочие режимы напряжений: 3 кВ между вытягивающим эпектроцом 7 и корпусом нагреватепя 4, а также 6 кВ между капилляром 6 и корпусом нагревателя 4. При указанных .напряжениях осуществляется процесс напыления рабочего раствора в вице моноцисперсного аэрозоля на нагретую подложку 5. Время напьшения, необходимое цпя получения фоточувствительной ппенки сульфида кадмия толщиной 0,1 мк составляет 12 мин. Из используемого количества рабочей смеси можно получить 14 образцов. П р и м е р 2. Условия такие же, как и в примере 1. Используют рабочую смесь, состоящую из спиртовых растворов CdCtgi (NH2 ) С 5 концентр цией О,04 мопь/п. Время напыления, необхоцимое для получения пленки суль7фида кадмия толщиной ОД мкм, составляет 3 мин. Из приготовленного коли- честна рабочей смеси можно получить 57 образцов. Примерз. Условий такие же, как, и в примерах 1 и 2. Молярные концентрации спиртовых ipacTBopoB хлорида кадмия и тиомочевины 0,06 моль/л. Время напыления, необходимое для получения пленки С « 5 толщиной 0,1 мкм, составляет 2 мин. Из используемого количества рабочей смеси можно получить 86 образцов. Максимальное значениеконцентрации раствора ограничивается растворимостью хлористого кадмия в спирте, а минимальное длительностью процесса напыления, ; На данной установке описанным способом изготовлена серия фоточувствитель- ных прозрачных пленок сульфида кадмия. В зависимости от времени напыления (2-1.2 мин) и выбранной молярности растворов получены слои толщиной О,1 0,5 мкм. Темновая проводимость изготовленных пленок составляет 10 10 Ом . Опт1гческая прозрачность ц ля длин волн более 520 нм соотавляет не менее 7О%. Полученные указанным способом пленки Cd 5 зеркальны, механически прочны, обладают хорошей ацгезией с подложкой и имеют высокую фоточувствительность без проведения дополнительных очувствл$пощих обработок (кратность фототока при освещенности 200 люкс постигает 10). Рентгенографическими исследованиями установлено, что кристаллическая структура пленок в основном гексагональна.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОи. ;ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ПЛЕНОК СУЛЬФИДА КАДМИЯ, нанесеннык путем .раопыпения расггвора хп(фиаа кацмия и тиомочевины на нагретую поцпожку, отличающийся тем, что, с цепью повышения фоточужггвитиеьности и прр ачности пленок, на поцложку наносят мовоцисперсный аэрозоль спиртового раствора исхоцнык компонентов концентрации 0,010,06 моць/п. (Л СХ) со о со о 4