Способ изготовления непрерывного вторичного эмиттера

(19) (11) Л 40/16 ПИСАН БРЕТЕНИ 39 В. Волков Рыкалин ОдноэлМ.: Ато Приборы1978, В 4 40 50 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕ РЫВНОГО ВТОРИЧНОГО ЭМИТТЕРА, включающий нанесение резистивного слоя магний - окись магния на подложку, обезгаживание и активировку щелоч- ными металлами, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повы щения коэффициента вторичной эмиссии, после нанесения резистивного слоя магний - окись магния на него наносят пленку сурьмы толщиной 100"200 нм и в процессе обезгажива ния производят ее испарение при теИзобретение относится к области электронной техники и может быть использованО в областях науки и техники, связанных с регистрацией слабых световых и корпускулярных сигяалов,Целью изобретения является повышение коэффициента вторичной эмиссии (КВЭ) непрерывных напыленных эмитте О ров за счет дополнительного напыления и частичного испарения слоя сурьмы. 30 Способ заключается в следующих операциях:на слой Мя-МяО методом термического распыления наносится слой сурьмы толщиной 100-200 нм;в воздушной атмосфере (т.е. с переносом через воздух) проводится монтаж эмиттера в колбе прибора и последующие заварка колбы и установка прибора на откачном посту;при обезгаживании прибора температура доводится до Т=ЗЗОС, при которой происходит интенсивное испарение сурьмы, в том числе и поверхностного окисленного воздухом слоя.Указанный интервал толщины слоя сурьмы со стороны малых толщин задается временем, необходимым для проведения обезгаживания при 330"350 С,о обеспечивающим высокий не хуже-710 мм рт.ст. вакуум в отпаянном приборе и долговременнуюстабильность35 приборов. С верхней стороны интервал определяется заметрым ухудшением шумовых характеристик готовых приборов при дальнейшем увеличении40 толщины слоя сурьмы, что происходит за счет оседания сурьмы на поверхностях элементов годоскопического Фэу (ГФЭУ). Например, уменьшение нижнего предела слоя сурьмы или45 увеличение верхнего предела вдвое приводит к увеличению скорости счета шумовых импульсов на одноэлектронном уровне в 3-5 раз, что для большинства применений недопустимо. Толщина остающегося на основе эмиттера слоя неокисленной сурьмы контролируется по удельному сопротивле- нию - требуется, чтобы в процессе обезгаживания начальное удельное сопротивление, составляющее 5 Ом/п, возросло до 50-100 Ом/п. Эта величина определяется соответствующей ,толщиной пленки сурьмы около 10 нм,которая может быть проработана навсю глубину щелочными металлами.После обезгаживания и напыленияслоя сурьмы на окно фотокатода проводится активировка прибора щелочными металлами по общепринятой технологии при изготовлении бищелочных имультищелочных фотокатодов. При этомслой сурьмы на эмиттере прорабатывается щелочными металлами и его сопротивление возрастает до сопротивления исходного слоя Мд-МяО, т.е.до 1 мОм/п.Увеличение толщины пленки сурьмы,остающейся после обезгаживания, внесколько раз по сравнению с указанной (Ф 10 нм) приводит к резкомууменьшению сопротивления эмиттера досотен и десятков Ом/п, что являетсянедопустимым для эмиттеров непрерывного типа (вследствие электрическоймощности, выделяющейся на эмиттерепри необходимых номинальных значениях рабочих напряжений при номинальной разности потенциалов, распределяемой вдоль эмиттера, =1000 В, иего длине 10 см выделяющаяся электри"ческая мощность уже при сопротивлении эмиттера 1000 Ом/п составляет 100 Вт).Уменьшение указанной толщиныпленки сурьмы (4 нм) уже в два разаприводит в свою очередь к падению всреднем и значительному разбросу величины КВЭ, что связано с неизбежными конечными разбросами в режимахтехнологических операций,Производится отгонка избытка щелочных металлов и отпайка приборас поста,Благодаря испарению и последующейоткачке верхнего окисленного слоясурьмы оказалось возможным достигнуть в изготавляемых ГФЭУ высоких значений КВЭ. Кроме того, фоточувствительность щелочных соединенийсурьмы позволяет контролировать процесс формирования эффективного эмиттера.На чертеже представлены усредненные одноэлектронные спектры ГФЭУс непрерывным эмиттером Мя-М 80 + 1 слой К СзЗЬ, изготовленным по предлагаемому способу - с испарением окисленного слоя сурьмы (1), а также одноэлектронные амплитудные спектры ФЗУ, имеющие напиленные К СзБЪ эмиттеры (2).Заказ 5674/52 Тираж 643 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Расчеты показывают, что среднее значение КВЭ, соответствующее этим спектрам, измеренным при энергии =150 эВ, составляет соответственно =9 для (1) и "-2 - для (2), т.е, предлагаемый способ позволяет получить значения КВЭ, близкие к предельно возможным.П р и м е р, На стеклянную подложку эмиттера размером 100 х 20 мм 10 методом термического напыления нанесен реэистивный слой Мя-МяО толщиной 195 нм и сопротивлением 50 мОм, на резистивный слой которого нанесен слой сурьмы толщиной 100 нм, Сопро тивление эмиттера 70 Ом. После монта жа диодной системы в прибор производилось обезгаливание при 340 С, давлении 2 х 10 мм рт.ст. в течение 50 мин. Сопротивление эмиттера пос ле операции.обезгаживания состави" ло 500 Ом, что соответствует толщине слоя сурьмы 6 нм.Далее создавался чувствительный слой на фотокатоде путем активиров ки щелочнымн металлами с последующей отгойкой,их излишков, Одновременно с созданием чувствительного слоя на фотокатоде в динодной системе происходило создание эффективного эмиттера. После отпайки прибора был измерен КВЭ созданной динодной системы, который составил 8,7.Высокий КВЭ.позволил увеличить выход приборов, имеющих одноэлектронные характеристики, т.е. имеющих шумы, определяемые термоэмиссией фотокатода, уменьшить напряжение питания. Обезгаживание прибора при Та 330- 350 С, при которой происходит интенсивное испарение поверхностного слоя сурьмы, позволяет сократить время операции до часа (по сравнению с несколькими часами для технологии без испарения слоя сурьмы).Предлагаемая технология изготовления непрерывного эффективного эмиттера отличается от обычной технологии изготовления динодных систем ФЭУ на основе щелочных соединений сурьмы только толщиной слоя сурьмы и температурой обезгаживания. Это указывает на возможность применения ее и для повышения коэффициента вторичной эмиссии выпускаемых промышленностью фЭУ,