Мишень телевизионной передающей трубки и способ ее изготовления

 

Союз Советскнк

Соцналнс;.нческнк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >961000 (6I ) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Зая влено 13 02Я 1 (2) ) 3247989/1 8-21 (53)м. Кл.

НО1 Х 29/45 с присоединением заявки М feeyAapcòâàíèûé кемитет

СССР (23) П риоритет ао делам изебретеиий и еткрнтий

Опубликовано 23.09.82 ° Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23 09Я2 (53) УД (621.385 .832(088Я) (72) А втор изобретения

П. П. Зф,р, (71) заявитель (54) МИШЕНЬ ТЕЛЕВИЗИОННОЙ ПЕРЕДАЮШЕЙ

ТРУБКИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электронике, в .частности., к передающим телевизионным трубкам, в мишенях которых используются фоточувствительные слои из селена с присадками мышьяка и других эле. ментов.

Известна мишень видикона, включающая фотопроводящий слой, выполненный на основе селена с присадками мышьяка и теллура толщиной 4 мкм и д электрическую прослойку из двуокиси церия толщиной 20 нм. Наличие диэлектрической прослойки позволяет уменьшить темновой ток и стабилизировать потенциал слоя.

Слой Se-А Те получают термическим испарением в вакууме при использовании двух испарителей для Se- A u Se Teu изменении потока пара компонентов с помощью щели на пути к подложке, что позволяет получить колоколообразное 20 распределение Те по толщине слоя с мак симумом 30 ат.,6. Те на глубине 1 мкм (1 .

Недостатками такой мишени и способа ее изготовления являются относительно

2 большой гемновой ток и большая инерционностьь.

Известна также мишень телевизионной передающей трубки, содержащая сигналь ную пластину и фотопроводящий слой на основе селена, мышьяка и кислорода (23.

Введение кислорода в фотопроводящий слойке-Ав в вес.% 0,1 — 1,5 позволило уменьшить темновой ток и его нарастание со временем для слоев мишени видикона с многократным считыванием информации (эффект остаточной проводимости). При этом уменьшение темнового тока названо частичным уменьшением инжекции носителей заряда (дырок) из анода (Эт Оз) 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 10

10 IIa при 290-380 С со скоростью о подъема температуры в среднем 60 С мин.

3 9610

Полученный таким способом фотопреобразующий элемент (мишень) имеет темновой ток B начальный момент времени 0,02 мкА и его увеличение за время 5 10 мин, до 0,06 мкА и большую инерционность (время фотоответа несколько минут), что не позволяет работать в вещательном телевидении.

Целью изобретения является уменьшение инерционности фотоответа и темнового 1а тока фотопреобразуюшего элемента.

Указанная цель достигается reM, что в мишени телевизионной передающей трубки, содержащей сигнальную пластину и фотопроводящий слой на основе селена, мышь- 1$ !

IKa и кислорода, в фотопроводящем слое со стороны сигнальной пластины 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 колличества находится на глубине 0,05-0,2 мкм, а толщина слоя в 3-30 раз больше этой глубины. д

Кроме того, способ изготовления мишени телевизионной передающей трубки, включающий вакуумное испарение исходного материала на основе селена, мышьяка и кислорода, по крайней мере начальный период испарения, осуществляемый в интервале температур испарителя 230 290 С, производят со скоростью подъема температуры испарителя 10-40 С/мин, На фиг. 1 показана часть мишени телевизионной передающей трубки, разрез; на . фиг. 2 - завйсимости темнового тока от. напряжения на электроде (для предлагаемого изобретения — кривая 1, для известного— кривая 2); на фиг. 3 — зависимость темео новоготока(кривые 1-4) и тока сигнала (кривые 5-8) от напряжения при различных толшинах (8) фотопроводящего слоя, причем .кривые 1 и 5 сняты при 6=0,1мкм„ кривые 2 и 6 — при ц=О,З мкм, кривые 3 и 7 — при(3=0,6 мкм, кривые 4 и 8—

4$ при 6=1,2 мкм; на фиг. 4 — зависимости

Ъ колличества кислорода в слоях одной толшины, полученных при различных температурах испарения; на фиг. 5 - спектральная зависимость фоточувствительности мишени видикона по изобретению.

Мишень включает стеклянную подложку 1 с нанесенным на нее прозрачным проводящим слоем 2, например Д,2 Qy, слоем 3 фотопроводника толщиной 6= 2,5 мкм на проводящем слое 2. Фотопроводящий слой выполнен на основе A558go содержае>ем кислорода вес.% 0,7, образующего

00 ф кислородсодержащие соединения селена или мышьяка, причем они распределены неравномерно и непрерывно. Половина колличества кислорода распределена на глубине 0,1 мкм во фотопроводящем слое З в результате чего образуется блокирующая прослойка.

Получение фотопроводящего слоя 3 с блокирующей прослойкой осуществляют за один процесс испарения исходного вещества.

Стеклянную подложку 1 с сигнальным . электродом Д g устанавливают на растоянии 40 60 мм над испарителем и откачиваемом объеме. В испаритель загружают материал содержащий селен, мышьяк и кислород в количестве 80 мг. Объем or-Ъ качивают до р=5 10 Па, после чего при термическом испарении материала на сигнальной пластине формируется фоточувствительный слой с блокирующей прослойкой. В приведенном примере подъем температуры в начальный момент соответствует ЗСгС/мин. Затем скорость испарения увеличивается в 4,5 раза в интервале 290-380 С и слой 3 формируется за 3,5 мин. .Мишени (фиг. 2) имеют малые значения темнового тока при больших напряжениях (кривая 1). Темновой ток такой мишени очень мал и составляет менее 1 нА который начинает незначительно возрастать, при напряжениях более 60 В. Йействительно, образование блокирующей прослойки из кислородсодержащих соединений предотвращает инжекцию основных носи телей из электрода в фоточувствительный слой при приложенном напряжении и, как следствие, приводит к снижению темнового тока. При атом фотопреобразуюший элемент не работает в режиме многократ. ного считывания и имеет инерционность фотоответа, сравнимую с инерционностью видиконов работающих в вещательном гелевидении.

По мере увеличения толщины фоточувствительного слоя элемента (фиг. 3)

О, l5-l,2 мкм рабочая область напряжений смешается в. область высоких напряжений, что указывает на рост блокирующей прослойки с ростом толщины фотопроводящего слоя. Ход кривых фоточувсвительности (тока сигналаДе) в основном повторяет ход темнового тока (>).

В слоях, полученных при низкой температуре менее 260 С (фиг. 4), прослойки обогащены кислородом. Поскольку процесс получения слоя ведут медленно при низкой температуре 230-29СРС со ско961000

5 ростью подъема 10-40 С/мин, что основная доля кислородсодержащих компонентов приходится на толщину 0,05-0,2 мкм фоточувствительного слоя, образуя блокирующую прослойку, а распределение кислородсодержаших компонентов неравномерное и имеет максимум на границе с анодным электродом .

B начальный момент испарения, который определяет образование блокирующей 1î прослойки и зависит от температуры испарения исходного материала или температуры испарителя, образование блокирующей о прослойки начинается с 230 С и заканчивается при 29С С, начиная с которой фоточувствительный слой имеет малое со.держание кислорода (фиг. 4).

Если получение фотопроводящего слоя вести в интервале температур 230 29СРС, но с меньшей скоростью подъема температуры испарителя (менее 1С С/мин), то блокирующая прослойка из кислородсодержаших ингредиентов также образуется, однако значительно увеличивается время изготовления мишени. При скорости подъема

О более 40 С/мин — слои обладают нестабильностью параметров, что, вероятно, связанно с толщиной прослойки не обеспечивающей блокировки (исключения инжекции носителей из анода в фотопрово- 30 дящий слой), Если глубина (+), на которой содержится цоловина количества кислорода менее 0,05 мкм, то эффект блокировки исчезает и слой имеет высокую инерционно- сть приближающуюся к 100%, а при глубине большей 0,2 мкм — чувствительность мишени падает, однако величина темнового тока мала и инерционность низкая.

Если толщина всего слоя (d) больше и глубины (), на которой содержится половина всего кислорода слоя (т.е. кислородсодержаших компонентов), менее чем в 3 раза, то нет достаточной чувствительности слоя иэ-аа ухудшения поглоще- 4$ ния света в тонких слоях, а если более чем в 30 раэ, то нет чувствительности ввиду большого баластного сопротивления фотопроводящего слоя даже при напряжениях больших 100 В.

Спектральная чувствительность видикона с таким фотопреобразуюшим элементом в качестве мишени (фиг. 5) смещена в синюю область (кривая 1) по сравнению с известным (кривая 2) и имеет максимум на.390 нм, что, вероятно, вызвано наличием блокирующей прослойки в фотопроводящем слое.

Технический эффект предлагаемого устройства заключается в уменьшешш инерционности фотоответа фотопреобразующего элемента, в снижении темнового тока прн высоких рабочих напряжениях. Кроме гого, спектральная характеристика смещена в синюю область спектра. Все это позволяет использовать предлагаемое усгройство в вещательном телевидении в качестве мишени видикона.

Испытания экспериментальных мишеней виднконов показали, что инерционность их состовляет 10% при токе сигнала .0,2 мкА, темновой ток менее 1 нА при напряжении 50-60 В.

При этом предлагаемое устройство фотопреобразовательного элемента может ,быть использовано в электрофотографичес ких устройствах, где ожидается увелкчение быстродействия.

Формула изобре гения

1. Мишень телевизионной передающей трубки, содержащая сигнальную пластину и фотопроводящий слой на основе селена,,мышьяка и кислорода, о г л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью уменьшения 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 0,05-0,2 мкм, а толщина слоя в 3-30 раз больше этой глубины.

2, Способ изготовления мишени телевизионной передающей трубки, включающий вакуумное испарение исходного материала на основе селена, мышьяка и кислорода, о г л и ч а ю ш н и с я тем, что по крайней мере, начальный период, осуществляемый в интервале температур испарителя 230 — 290 С, производят со скоростью подъема температуры испарителя 10-40 С/мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Л". 2331887, кл.

Н 01 3 29/45, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Ло 599653, кл. Н01 7 29/45, 1979 (прототип) .

961000

COl, дес %

l.0

0ан е6

700 нм,л

Фйг:У

ВНИИПИ Заказ 7302/68 Тираж 761 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,: 4

ZN я.

Фиг.4