DD213549A1 - Verfahren zum aufdampfen von alkalimetallen - Google Patents

Abstract

Um auf die Frontplatten fotoempfindlicher Halbleiterkatoden fuer Fotoroehren, die im weitesten Sinne zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung im Wellenbereich 160 bis 1800 nm in elektrische Signale dienen, Alkalimetalle, insbesondere in geringen Mengen, kostenguenstig aufdampfen zu koennen, sollen die Herstellung jeder vorgegebenen Elektrodenkonfiguration mit geringen Toleranzen erlaubende, eindeutige und automatisch realisierbare Bedingungen aufgezeigt werden. Dazu werden die Frontplatten bei konstanten aeusseren Bedingungen einer in Vorversuchen ermittelten, optimalen Alkalimetalldampfkonzentration ausgesetzt. Als Mass fuer die Alkalimetalldampfkonzentration wird der Entladungsstrom zwischen zwei im Alkalimetalldampf liegenden Elektroden verwendet.

Description

Titel der Erfindung '^; - , .. ; ; ; .-//V. . V'-.-^: .' ' Verfahren zuta Aufdarnpfen von Alkäliinetall©n Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Verfahren zum Aufdampfen von Älkalimetallfin wird zur S Herstellung von Fotokatoden für Fotoröhren,die imweitesten Sinne zur Umwandlung elektromagnetischer Strahlung im Vj'ellenlängenbereich 160 nm bis 1800 rim in elektrische Signale dienen, verwendet* ;

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt ist eine Reihe von Alkaliantimonid-Fotokatoden, die den äußeren lichtelektrischen Effekt ausnutzen« Die verschiedenen Typen der Fotpkatoden unterscheiden sich vor allem in ihrer chemischen Zusammensetzung, die ihren spektralen Empfindlichkeitsbereich wesentlich bestimmt» Die hocheffektiven A III/av-Fotbemitter konnten aus verschiedenen Gründen die Alkaliantimohide nicht verdrängen.

Bei der Herstellung einer solchen Fotokatode ist es üblich, eine Sh-Grundschioht mit einer Folge von Alkalimetalldämpfen zu beaufschlagen» Bei Beleuchtung der Emissions* schicht wird die Abhängigkeit zwischen Signalstrom und ein-

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gelagerter Alkalimetallmehg© als Haß for die zu erzeugende Alkalimetallkonzentration genutzt. Der Chemisrous dieser dünnen Fotoejnissionsschichtön ist aber außerordentlich empfindlich, und deshalb werden von dem Bearbeiter hohe Aufmerksamkeit und Kenntnis verlangt;, um solche Verfahren erfolgreich durchzuführen.*-'¹ '

IEs sind auch Verfahren bekannt, die die Älkalimetalleinwirkung auf eine Antimon- und/oder schon teilweise vorhandene Alkaliantimonidschicht durch Entwicklung einer gewissen überschüssigen Menge des betreffönden Alkalimetalls bewirken, wobei die Beachtung des Signalstromes entfällt« Dedoch ist eine Dosierung breitenStreuungen unterworfen, und der erreichte Formierzustand entspricht häufig nicht den optimalen Werten der an gas treibten Fötoka töde.

im Falle der an sich bekannten Sb-K-Cs-Fotokatode ist bei der dem Stande der Technik entsprechenden Verfahrensweise' zur Zäsiumentwicklung störend, daß der hoho Schichtwiderstand der Katode zu Verfälschungen bei der Signalstrombewertung führt,

Ziel der Erfindung ; l·

kostengünstiges Aufdampfen von Alkalimetallen auf die Frontplatten fotoempfindlicher Halbleiterkatoden, insbesondere Aufdampfen geringerer^Älkalimehgen.

Darlegung dee Wesens der Erfindung

- Die technischeAufgabe, die durch die.Erfindung gelöst ' '....' wird. ' . .. '' · 'v-v .' ^; ·. ^:,' ^: ' ' " .'

Um auf die Frontplatteri fotoem-pfiridii.chor Halbleiterkatoden Alkalimetalle, insbesondere in geringeren Mengen, kostengünstig aufdampfen zu können, soll eine Möglichkeit aufgezeigt werden, jede vorgegebene Hlektrodenkonfigurntiort

mit geringen Töleranzen unter eindeutigen, automatisch realisierbaren Bedingungen herzustellen,

-Merkmale der Erfindung .

Die Frontplatter! werden bai konstant gehaltenen äußeren Bedingungen während einer definierten Zeit einer in Vorvcrsuchen für Jede herzustellende Elektrodenkonfiguration ermittelten, optimalen Alkalimetalldampfkonzentration aufgesetzt. Als Maß für die Alkalimetalldampfkonzentration wird der Entladungsetrom zwischen zwei im Alkalimetall-.10 dampf liegenden Elektroden verwendet»

Besonders vorteilhaft ist es, entsprechend einem für die herzustellende Elektrodenkonfiguration als optimal ermittelten Entladungsstrom zwischen zwei im Alkalimetalldampf liegenden Elektroden die Verdampferstromstärke zu ·. regeln. . : , -.. ' ' ./ ^:. , ,· .'. .· . ' , '

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird gnHand des Aufdampfens von Kalium und Iläsium auf eine bereits mit Antimon bedampf te Frontplatte 'erläutert. _i ; '; ·' ' .' ^:- ' '. . ' - ..' .. . " .-.' ' '

erfindungsgemäß bilden zwei für die Fptostrommessung nicht verwendete Elektroden des Elektronenüberführungssystems in Fotokatodonnähe in einer zusätzlichen galvanisch weitgehend entkoppelten Heßschaltung^ eine Entladungsstrecke· Zur Erreichung möglichst hoher Ent ladung ss trönie ist die !!öhreninnenbeschaltung in optitnaler V^eise derart realisiert, daß ein das Kalium- und ein das Clisium-Reaktionsgemioch enthaltendes und mittels Strofiuiurchgang .erhitzbares ivickeiröhrchen an die auf negativem Potential liegende Elektrode angeschweißt ist. Dabei werden die La- dungsträger des gemessenen Entladungsstrpmes vor allem ^; durch thermisch emittierte Elektronen infolge des herabgösötzterf^Kustrittspotentiöls an der Verdänipferoberfläche

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durch freigesetztes Kalium bzw. Cäsiumbewirkt· Unter thermisch konstant gehaltenen äußeren Bedingungen wir erfindungsgemäß die zur Ladungsträgerkonzentration korrelative Alkalimetalldampfkonzentration gesteuert,

So wird z. 8. bei mittels eitles Ofens auf 450 K erhitztem Fotokatodenraum und gleichzeitig auf 480 K gehaltenem Fo- to röhren innenra'um die Meßstrecke Kaliumverdampfer - positive Gegenelektrode mit 50 V Gleichspannung beaufschlagt und der Kaliumverdampfer über einen Prozeßrechner stromgesteuert« Es wird z. B. für 20 Minuten ein Strom von 5 .10 A zwischen Kaliumverdampfer und positiver Gegenelektrode aufrechterhalteri , das Regeln der dazu notwendigen Verdampferotromstärke erfolgtautomatisch. Durch programmierten Steuerbefehl wird eine Formierphase eingehal- ten« intsprochend der herzustellenden Elektrodankonfigu-.ration'wird dieser Vorgang wiederholt bzw, die Bedampfüngszekt und/oder die Verdampferstromstärke den Erfordernissen entsprechend verändert«

Darauf wird die Temperatur des Fotoröhreninnenraums auf 470 K gesenkt und ein Steuerbefehl zum Erwärmen des Cä~ siumvordampfers erteilt .Bei ebenfalls mit 50 V Gleichspannung beaufschlagter Meiistrecke wird z. B. für 15 Minuten ein Strom von 5 . 10 A zwischen Cäsiumverdaföpfer und positiver Gegenelektrode aufrechterhälten. Daran schließt sich ebenfalls eine Formiorphase an. Gegebenenfalls wird auch dieser Vorgang komplett wiederholt bzw, die Bedampfungszeit und/oder die Verdampferstrpmstarke den Erfordernissen entsprechend veraridert.

Oa insbesondere für die Alkalimetall-Verdampfungs~Prozeßsteuerung, die kontinuierlich über relativ lange BearboitungsEeiten.erfolgen muß, die Entladungsstromstärke in der angegebenen Hößsehaltung als Meßgröße verwendet wird, kann für diesen Regelprozeß ein Prozeßrechner eingesetzt vieroen, der die Ausgabe einer entsprechenden ι

Steuergröße mit Hilfe eines speziellen Verarbeitungspronrommo übernimmt. Das wird dadurch ermöglicht, daß die Frozeßabläufe nun erstmalig algorithrnisch boschroibbar werden durch den eindeutigen funktionalen Zusammenhang zwischen Meß- und SteuergröSe, wobei eine nicht vernieidbare Hysterese klein gehalten werden kann.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch ^

   1. Verfahren zum Aufdampfen von Alkalimetallen auf die Frontplatten fotoempfindlicher Halbleiterkatoden, insbesondere' Auf dampfen geringerer Aikalimerigen, gekenn- zeichnet dadurch, daß bei konstant gehaltenen äußeren Bedingungen die Frontplatten während einer definierten Zeit einer in Vorversuchen für jede herzustellende Elektrodenkonfiguration ermittelten, optimalen Alkali-- metalldämpfkonzentration ausgesetzt werden und daß als Maß für dieAlkalimetalldampfkonzentration der EntladungsetVom zwischen zwei im Alkälimetallciampf liegenden Elektroden verwendet wird·
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß entsprechend einem für die herzustellende Slektrodenkonfiguration als optimal ermittelten Hntladungsstrom zwischen zwei im Alka lime talldatnpf liegenden Elektroden die dem Verdampfer zugeführte^ Stromstärke geregelt wird.