Способ изготовления преобразователей изображений

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗ .ОВАТЕЛЕЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ, включающий формирование прозрачного электрода. диэлектрического слоя и закрепление отполированной стороной полупроводниковой пластины на подложке, отличающийся тем, что, с целью повышения процента выхода годных преобразователей , в подложкеформируют по крайней мере одно отверстие, в котором размещают перемычку, диэлектрический слой формируют на отполированной стороне полупроводниковой пластиi ны, на диэлектрический слой наносят электрод, пластину закрепляют на подложке и осуществляют контакт электрода с перемычкой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ССЦН Л

РЕСПУБЛИН (19) (11) (59 4 Н 04 N 5/74

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ФигД (21) 3273996/18-25 (22) 27. 03. 81 (46) 23.12.86. Бюл. Р 47 (71) Ордена Ленина физический институт им, П,Н.Лебедева АН СССР и Московский институт электронного машиностроения (72) П.В.Вашурин, И.Н.Компанец, А.В.Парфенов, 10>Н.Пчельников, А.Ф.Денисов и З.П.Шатровская

:(53) 621.314(088.8) (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ, включающий формирование прозрачного электрода, диэлектрического слоя и закрепление отполированной стороной полупроводниковбй пластины на подложке, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения процента выхода годных преобразователей, в подложке формируют по крайней мере одно отверстие, в котором размещают перемычку, диэлектри-. ческий слой формируют на отполированной стороне полупроводниковой пласти ны, на диэлектрический слой наносят электрод, пластину закрепляют на подложке и осуществляют контакт электрода с перемычкой.! 9653

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к технологии изготовления преобразователей иэображений.

Известен способ изготовления преобразователей иэображений, включающий процесс вакуумного нанесения фоточувствительного слоя на прозрачную подложку поверх проводящего слоя.

Недостатком данного способа иэго- 10 товления является нетехнологичность процесса вакуумного нанесения фоточувствительного слоя на подложку прозрачного проводящего покрытия, поскольку трудно обеспечить достаточную !5 адгезию полупроводникового слоя на проводящем покрытии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления преобразова- 20 телей иэображений, включающий формирование прозрачнрго электрода, диэлектрического слоя и закрепление отполированной стороной полупроводниковой .пластины на подложке. В этом случае электрод наносят на подложку, затем поверх него наносят диэлектрический слой, на котором закрепляют пластину полупроводника толщиной 3-5 мм, отполированную предварительно с одной З0 стороны, и сполировывают до толщины

10-100 мкм.

Недостатком такого способа является малый процент выхода годных преобразователей, поскольку при полировке 35 приклеенной пластины абразив нарушает диэлектрический слой; скалывающиеся куски полупроводника замыкают полупроводних с электродом, кроме того, замыкание возможно при выкрашивании 40 диэлектрического слоя из-под краев полупроводника ° В результате структура теряет свойства симметричной структуры МДПДМ и становится неработоспособной. Помимо этого, затрудни- 45 тельно выполнить диэлектрический слой достаточно тонким (тоньше 4-5 мкм) и однородным (с неоднородностью не бо лее 1 мкм).

Целью изобретения является повышение процента выхода годных преобразователей.

Цель достигается тем, что по способу изготовления преобразователей изображений, включающему формирование прозрачного электрода, диэлектрического слоя и закрепление отполированной стороной полупроводниковой

17 2 пластины на подложке, формируют по крайней мере одно отверстие, в котором размещают перемычку, а диэлектрический слой формируют на отполированной стороне полупроводниковой пластины, на диэлектрический слой йаносят электрод, пластину закрепляют на подложке и осуществляют контакт электрода с перемычкой.

На фиг.1 показана конструкция пре.образователя; на фиг.2 — последовательность операций при изготовлении преобразователя.

Устройство содержит (см. фиг.1) подложки 1 с отверстиями 2, в которых размещены перемычки 3, соединяющие контакты 4 с электродами 5, полупроводниковую пластину 6, диэлектрический слой 7, жидкий кристалл 8, прокладку 9.

Устройство работает следующим образом. При подаче на контакты 4, соединенные перемычками 3 с электродами

5, импульса питающего напряжения достаточной амплитуды полупроводник 6 переходит в обедненное состояние. При этом лишь малая часть питающего напряжения падает на слое жидкого кристалла 8. Однако при экспозиции полупроводниковой пластины 6, экранировка электрического поля в нем приводит к перераспределению напряжения на жидкий кристалл 8 и вызывает в нем электрооптический эффект.

Способ реализуется следующим образом (см. фиг.2). Пластину полупроводника 6, например кремния, полируют с одной стороны, протравливают для снятия нарушенного при полировке слоя, Затем на очищенной стороне полу-. проводника 6 формируют диэлектрический слой 7 — окислением полупроводника„ вакуумным напылением, либо химическим осаждением и другим доступным способом. Толцину диэлектрического слоя 7 выбирают по соображениям электрической прочности и максимально возможной удельной (на ед. площади) электрической емкости. Например, пленки двуокиси титана — двуокиси кремния, наносимые термическим разложением, выбирают толщиной .О, 1-0,3 мкм. Затем на уже сформированный слой диэлектрика наносят электрод 5, при этом край электрода 5 должен отстоять от края диэлектрического покрытия 7 на 0 5—

1 мм для устранения возможных замыканий между электродом 5 и полупровод5317

45

3 96 ником 6. Электрод 5 наносят вакуумным напылением или термическим разложением, необходимую его форму создают применением трафарета при напылении, либо последующим стравливанием его краев. Затем полупроводниковую пластину 6 приклеивают электродом 5 к подложке 1, в которой предварительно выполняют отверстие 2. Приклеивание производится с помощью оптического клея ОК-60, либо ОК-72, дающие малые механические напряжения после поли- меризации.

Приведение электрода 5 в контакт с перемычкой 3 производят до полимеризации клея введением перемычек 3 в отверстие 2 подложки 1 до получения контакта (в этом случае перемычки 3 выполняют из проволоки), либо до приклейки перемычка 3 припаивается к электроду 5 и вводится в отверстие 2 при приклейке пластины 6 к подложке

1, либо перемычку 3 выполняют иэ легкоплавкого металла (индий, олово-свинец и т.д.), выступающей над поверхностью подложки. На электрод 5 в этом случае также наносят (например, кольцо) слой, выполненный из аналогичного материала. При приклейке перемычку 3 и указанный слой совмещают и приводят в контакт. Последующий разогрев до температуры плавления металла (но не выше температуры разложения клея) и охлаждение надежно соединяют перемычку 3 с электродом 5. Соединение перемычки 3 с электродом 5 может быть осуществлено также аналогичным способом. После полимеризации (затвердевания) клея производят полировку пластины 6, жестко закрепленной на подложке 1. Сколы пластины 6 на краях приводят к замыканию ее с электродом

5. Кроме того, абразивный порошок при полировке не нарушает электрическое соединение электрода 5 с контактами

4, поскольку соединяющая их перемычка 3 размещена внутри подложки I в отверстии 2.

Для того. чтобы пластина 6 не прогибалась при полировке, отверстие 2 должно иметь возможно малый диаметр (не более 0,3 мм) при полировке пластины 6 до толщины менее 50 мкм. По окончании полировки производят сборку преобразователя путем приведения в контакт обеих подложек через прокладки 9, задающие толщину жидкого кристалла 8. Заливку жидкого кристалла производят через отверстие 2 во второй из подложек 1. Пространство же между подложками 1 и отверстия 2 в них после сборки заливают герметизирующим составом (клей "Эластосил").

Подложки выбраны из стекла К8 толщиной 5 мм и диаметром 40 мм и имеют по два отверстия диаметром 0,8 мм, расстояние между которыми было равно

17 мм. Пластина полупроводника (крем10 ния) диаметром 20 мм, толщиной 5 мм отполирована с одной стороны и протравлена в травителе CP-4A..При эчом, подложка и пластина имеют неплоскостность N = 5. На пластину затем нанесен диэлектрический слой двуокиси титана-двуокиси кремния толщиной 0,2мкм, на который наносят электродный про зрачный слой через маску с отверстием диаметром 18 мм. По краю электродно20 го елоя выполняют хорошо проводящее кольцо (внутренний диаметр 16 мм) путем последовательного напыления хрома, меди и никеля, к которому припаивают две перемычки из золотой проволоки диаметром 0,3 мм, которые затем вводят в отверстия подложки; При этом пластина прижимается к подложке с нанесенной на нее каплей клея OK-60. Толщина клея путем сдавливания доводится до 5-10 мкм, при этом клей затекает в отверстия подложки, закрепляя перемычки в отверстиях подложки.

Концы перемычек припаивают к контактам. Для скорейшей полимеризацик собранную конструкцию нагревают,до о

100 С и выдерживают до полной полимеризации. Затем полупроводниковую пластину сполировывают до толщины

С

200 мкм, неплоскостность ее составляет N 1-2. Кольцевая прокладка толщиной 5 мкм накладывается на полупроводник, затем накладывается вторая подложка с электродом. Вся конструкция зажимается в специальной оправе, после чего через отверстие во второй подложке заливается жидкий кристалл.

Изготовленный таким способом преобразователь имеет следующие паРаметры: чувствительность до 10 8 Дж/см при времени включения отклика около

1 мс, неоднородность контраста по апертуре не превышает ЗОЕ при среднем значении контраста около 120:1, однородность остальных параметров также не превышает 307.

Преимущество данного способа изготовления преобразователей заключается в следующем.

965317

Такие устройства находят примене-. ние в системах скрытого наблюдения, системах иммитации обстановки и т.д.

Техред М.Ходаи ч Корректор И.Муска редактор .О.Юркова

Заказ 6979/3 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Диэлектрический слой 7 в данном способе можно выполнить достаточно малой толщинь (т.е. 0,2-0,3 мкм), в то время как известный способ не позволяет обеспечить общую толщину диэлектрического слоя 7 менее 3-4 мкм, поскольку его толщина определяется толщиной слоя клея. Соответственно в данном способе емкость указанного слоя 7 на порядок больше, что улучша- 10 ет согласование импедансов слоя жидкого кристалла 8 МДП-структуры, образованной слоями 5, 7 и 6, т.е. достигается улучшение чувствительности.

Обеспечивается большая однородность толщины диэлектрического слоя

7, поскольку она обеспечивается. в процессе его нанесения. В известном же способе однородность определяется однородностью толщины зазора между полу-20, проводниковой пластиной 6 и подложкой

1. Если поверхноСти обоих элементов имеют отклонение от плокости в 2 мкм, то отклонение толщины зазора составляет уже 4 мкм, т.е. оно порядка величины самого зазора. Такая неоднород ность приводит к неоднородности параметров преобразователя.

Из этого также ясно, что при данном способе изготовления требования к обработке полупроводниковой пластины 6 и подложки 1 существенно снижаются по сравнению с известным способом.

Осуществление электрического соединения прозрачного проводяшего слоя

5 с контактом с помощью перемычки 3, размещенной под полупроводниковой пластиной 6 в подложке 1, позволяет полностью избежать замыканий, на.что уже указывалось выше.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет осуществить преобразование телевизионных изображений. При этом конструкция его. u способ изготовления характеризуются высокой технологичностью, а также высоким процентом выхода годных изделий при их производстве. Это позволяет достичь высокого качества преобразователей при одновременном снижении затрат на их производство. Изготовленные по данному, техническому, предложению преобразователи обладают вйсокими характеристиками (чувствительность; разрешение, однородность и плоскостность, надежность) и-могут быть применены для проекции телевизионных изображений на большой экран.

Кроме того, такие преобразователи могут быть использованы для создания приборов ночного видения, преобраэоaaTelIeA видимого изображения в инфракраеное.