Мишень телевизионной передающей трубки и способ ее изготовления Советский патент 1982 года по МПК H01J29/45 

(54) МИШЕНЬ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ПЕРЕДАЮЩЕЙ ТРУБКИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относи гея к элекгронике, в .частности., к передающим гёлевизионным трубкам, в мишенях которых используются фоточувствительные слои из селена с присадками мышьяка и других эле ментов. Известна мишень видикона, включающая фото проводящий слой, выполненный на основе селена с присадками мышьяка и теллура толщиной 4 мкм и диэлектрическую прослойку из двуокиси церия толщиной 2О нм. Наличие диэлектрической прослойки позволяет уменьшить темновой ток и стабилизировать потенциал слоя. Слой Se-A9 Te получают термическим испарением в вакууме при использовании двух испарителей для5е-Ави 5е-Теи изменении потока пара компонентов с помощью щели на пути к подложке, что позволяет получить колоколообразное распределение Те по толщине слоя с мак симумом 30 ат.%. Те на глубине 1 мкм flj . .Недостатками такой мишени и способа ее изготовления являются относительно большой темновой ток и большая инерционность. Известна также мишень телевизионной передающей трубки, содержащая сигналь, ную пластину и фотопроводяший слой на основе селена, мышьяка и кислорода 1.2, Введение кислорода в фотопроводящий слой Se-AS в вес.% О,1 - 1,5 позволило уменьшить темновой ток и его нарастание со временем для слоев мишени видикона с многократньш считыванием ив|)ормашш (эффект остаточной проводимости). При этом уменьшение темнового тока названо частичным уменьшением инжекции носителей заряда (дырок) из анода () в фоточувствительный слой в результате введения кислорода в слой. Такой слой может работать только в режиме многократного считывания. Этот слой получают термическим испарением в вакууме 1О 1О Па при 29О-38О°С со скоростью подъема температуры в среднем 6О С мин. Полученный таким способом фотопреобраэующий элемент (мишень) имеет тем новой ГОК в начальный момент времени О,О2 мкА и его увеличение за время 5-1О мин до О,Об мкА и большую инерционность (время фотоотвега несколько минут), что не позволяет работать в вещательном телевидении. Целью изобретения является уменьшение инерционности фотоответа и темнового тока фотопреобразуюшего элемента. Указанная цель достигается тем, что в мишени телевизионной передающей трубки, содержащей сигнальную пластину и фотопроводящий слой на основе селена, мышьлка и кислорода, в фотопроводящем слое со стороны сигнальной пластийы расположена блокирующая прослойка, выполненная из кислородсодержащих соединений ингредиентов фотопроводящего слоя .так, что их содержание в слое непрерывно уменьшает ся при удалении от сигнальной пластины, при этом половина их колличесгва находит ся на глубине О,О5-0,2 мкм, а толщина слоя в 3-3О раз больше этой глубины. Кроме того, способ изготовления мише ни телевизионной передающей трубки, вклю чающий вакуумное испарение исходного материала на основе селена, м ыщьяка и кислорода, по крайней мере начальный парной испарения, осуществляемый в интервале температур испарителя 230-29СгС, производят со скоростью подъема температуры испарителя 1О-4СгС/мин. На фиг. I показана часть мишени теле виаионной передающей трубки, разрез; на .фиг. 2 - завиГеимов™ темкового тока огнапряжения на электроде (для предлагаемог изобретения - кривая I, для известного кривая 2); на фиг, 3 - зависимость темнового тока (кривые 1-4) и тока сигнала (кривые 5-8) от напряжения при различных толщинах (с) фотопроводящего слоя, причем .кривые I и 5 сняты при 3-0,1мкм кривые 2 и 6 - при d-OjS мкм, кривые 3 и 7 - при d-O,6 мкм, кривые 4 и 8 при 6-,2 мкм; на фиг. 4 - зависимости колличества кислорода в слоях одной толщины, полученных при различных температурах испарения; на фиг. 5 - спектральная зависимость фоточувствительности мишени видикона по изобретению. Мишень включает стеклянную подложку I с нанесенным на нее прозрачным пр водящим слоем 2, например Cvi/j. Оз слоем 3 фотопроводника толщиной Э-2,5 мкм на проводящем слое 2. Фотопроводящий слой выполнен на основе As5e/2C содержа нием кислорода вес.% 0,7, образующего кислородсодержащие соединения селена или мышьяка, причем они распределены неравномерно и непрерывно. Половина колличества кислорода распределена на глубине ОД мкм во фотопроводящем слое результате чего образуется блокирующая прослойка. Получение фотопроводящего слоя 3 с блокирующей прослойкой осуществляют за один процесс испарения исходного вещества. Стеклянную подложку I с сигнальньпу электродом ,, устанавливают на растоянии 40-6О мм над испарителем и откачиваемом объеме. В испаритель загружают материал содержащий селен, мышьяк и кислород в количестве 8О мг. Объем откачивают до -10 Па, после чего при термическом испарении материала на сигнальной пластине формируется фоточувствительный слой с блокирующей про-, слойкой. В приведенном примере подъем температуры в начальный момент соответствует ЗСг С/мин. Затем скорость испарения увеличивается в 4,5 раза в интервале 29О-380С и слой 3 формируется за 3,5 мин. .Мишени Сфиг. 2) имеют малые значения темнового тока при больших напряжениях (кривая I). Темновой ток такой мишени очень мал и составляет менее I нА который начинает незначительно возрастать, при напряжениях более 60 В. Действительно, образование блокирующей прослойки из кислородсодержащих соединений предотвращает инжекцию основных носителей из электрода в фоточувствительный слой при приложенном напряжении и, как следствие, приводит к снижению темнового тчэка. При этом фотопреобразующий элемент не работает в режиме многократного считывания и имеет инерционность фотоответа, сравюодую с инерционностью ввдиконов работающих в вещательном телевидении. По мере увеличения толщины фоточувствительного слоя элемента (фиг. 3) 0,15-1,2 мкм рабочая область напряжений смещается в- область высоких напряжений, что указывает на рост блокирующей прослойки с ростом толщины фотопроводящего слоя. Ход кривых фоточувсвительносги (гока сигнала Ое) в основном повторяет ход темнового тока (3). В слоях, полученных при низкой температуре менее 260°С (фиг. 4), прослойки обогащены кислородом. Поскольку процесс получения слоя ведут медленно при низкой температуре 23О 29С/с со скоростью подъема 1О 4ОС/мин, что основная доля кислородсодержащих компонен тов приходится на толщину О,О5-О,2 мкм фоточувствительного слоя, образуя блокирующую прослойку, а распределение кислородсодержаших компонентов неравномерное и имеет максимум на границе с анодным электродом . В начальный момент испарения, который определяет образование блокирующей прослойки и зависит от температуры испарения исходного материала или темпера туры испарителя, образование блокирующе прослойки начинается с 23О С и заканчивается при 290Рс, начиная с которой фоточувствительный слой имеет малое со . держание кислорода {фиг. 4). ЕСЛИ получение фотопроводящего слоя вести в интервале температур 23O-29Cf но с меньшей скоростью подъема температуры испарителя (менее 1СРс/мин), то блокирующая прослойка из кислородсодержащих ингредиентов также образуется, од нако значительно увеличивается время из готовления мишени. При скорости подъема более 40 С/мин - слои обладают нестабильностью параметров, что, вероятно, связанно с толщиной прослойки не обеспечивающей блокировки (исключения инжекции носителей из анода в фотопроводящий слой). Если глубина (-fc), на которой содержится половина количесТЕв кислорода менее О,О5 мкм, то эффект блокировки исчезает и слой имеет высокую инерционность приближающуюся к 100%, а при глубине большей 0,2 мкм - чувствительност мишени падает, однако величина темнового тока мала и инерционность низкая. Если толщина всего слоя (d) больше глубины (fc), на которой содержится половина всего кислорода слоя (т.е.- кислородсодержащих компонентов), менее чем в 3 раза, то нет достаточной чувствительности слоя из-за ухудшения цоглощения света в тонких слоях, а если более чем в 30 раз, то нет чувствительности ввиду большого баластного сопротивления фотопроводящего слоя даже при напряжениях больших ЮО В. Спектральная чувствительность видикона с таким фотопреобразующим элементом в качестве мишени (фиг. 5) смещена в синюю область (кривая I) по сравнению с известным (кривая 2) и имеет максимум на.390 HMi что, вероятно, вызвано наличием блокирующей прослойки в фотопроводящем слое. Технический эффект предлшаемого устройства заключается в умегшшении инерионности фотоогвета фотопреобразующего элемента, в снижении темнового тока при высоких рабочих напряжениях. Кроме того, спектральная характеристика смещена в синюю область спектра. Все это позволяет использовать предлагаемое устройство в вещательном телевидении в качестве мишени видикона. Испытания экспериментальных мищеней видиконов показали, что инерционность их состовляет 1О% при токе сигнала 0,2 мкА, темновой ток менее 1 нА при напряжении 50-6О В. При этом предлагаемое устройство фотопреобразовательного элемента может быть использовано в электрофотогрофичес. ких устройствах, где ожвдается увеличение быстродействия. . Формула изобретения I. Мишень телевизионной передающей трубки, содержащая сигнальную пластину и фотопроводящий слой на основе селена, .мышьяка и кислорода, отличающ а я с я тем, что, с целью умень.шения инерционности фотоответа и темнового тока, в фотопроводящем слое со стороны сигнальной пластины расположена блокирующая прослойка, выполненная из кислородсодержащих соединений ингредиентов фотопроводящего слоя так, что их содержание в слое непрерывно уменьшается при удалении от сигнальной пластины, при этом половина их количества находится на глубине О,О5-О,2 мкм, а толщина слоя в 3-3О раз больше этой глубины. 2. Способ изготовления мишени телевизионной передающей трубки, включающий вакуумное испарение исходного материала на основе селена, мышьяка и кислорода, отличающийся гем, что по крайней мере, начальный период, . осуществляемый в интервале температур испарителя 23О - 29ОС, производят со скоростью подъема температуры испарителя 1О-4Ос/мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2331887, кл. Н01 J 29/45, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 599653, кл. ног J 29/45, 1979 (прототип).

Фиг.Г

Т,С;«Л

fOJ, вес %