Способ получения полупроводникового пьезопреобразователя

б 76121 А 1 гг н 0 г ьгг ХСКИХ РЕСПУБЛИК СОЮЗ СОВЕСОЦИАЛИСТИЧ ЬСТВУ 1 ф ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС ОПИСАН РСКОМУ СВИДЕ(72) Тиман БЛЗагоруйко ЮА Файнер(51) 5 НО ЗОБРЕТЕН 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНКОВОГОПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 7)может быть использовано в радиоэлектронике для изготовления элементов в ультра-. 5 25 30 зователя. 35 Целью изобретения является повыше 45 50 Изобретение предназначено для получения полупроводниковых пьезопреобразователей на высокоомном рабочем слое и звуковых линиях задержкИ, твердотельных усилителях и генераторах, устройствах электронов-оптическй обработки информации.., .ф1Известен способ получения полупроводникового пьезопреобразователя, заключающийся в вакуумном напылении дозированного слоя меди на нагретую до 450" С низкоомную пластину сульфида кадмия в течение 14 - 40 мин и последующем напылении (после остывания) на высокоомный рабочий слой пластины слоя серебра, служа щего электродом.Нанесение серебряного электрода несколько увеличивает электрическую прочность преобразователя, однако при этом значительно(больше чем на 30 дБ) возрастают потери на двойное пьезопреобразование.Известен способ получения полупроводникового пьезопреобразователя включающий нанесение компенсирующей примеси на низкоомную пластину монокристалла сульфида кадмия и диффузионный отжиг,Недостатком известного способа состоит в низкой электрической прочности, узкой полосе пропускания. и низком рабочем диапазоне резонансных частот пьезопреобрание электрической прочности без увеличения потерь на пьезопреобраэование, расширение полосы пропускания и увеличение рабочего диапазона резонансных частот пьвзопреобразователя,Указанная цель достигается тем, что диффузионный отжиг проводят на воздухе при температуре 250-350 С в течение 1 - 15 мин при одновременном воздействии света с длиной волны 0,50 - 0,75 мкм и плотностью излучения 150 - 500 мВт/см, после чего пла 2стину охлаждают и на поверхность пластины в вакууме наносят слой индия.Процесс формирования высокоомного рабочего слоя пьезопреобразователя при одновременном воздействии температуры и облучения приповерхностного слоя кристалла позволяет осуществить процесс диффузии компенсирующей примеси на заданную глубину при более низких температурах, чем при получении пьезополупроводниковых преобразователей известными ранее способами. Принципиальное отличие данного способа от используемых в настоя..10 15 20 щее время при получении пьезопреобразователя состоит в том, что процесс компенсации и образование высокоомного рабочего слоя в приповерхностной области пьезополупроводникового кристалла происходит при более низких температурах и обусловлен не только воздействием температурного отжига, но и процессом изменения зарядового состояния примеси или фотохимическими реакциями, происходящими в результате светового облучения кристалла при одновременном воздействии температуры. Сокращение продолжительности диффузионного отжига в настоящем способе уменьшает диффузионное размытие, образующееся при диффузии компенсирующей примеси, высокоомного рабочего слоя, в результате чего уменьшаются потери на пьезопреобразование.Локальное облучение световым излучением части поверхности кристалла при одновременном воздействии температуры приводит увеличению скорости диффузии компенсирующей примеси на освещенных частях кристалла по сравнению с его затемненными частями. Образующиеся при этом диффузионные слои на затемненных и освещенных частях кристалла отличаются толщиной и профилем высокоомного рабочего слоя, что обеспечивает возможность изготовления многоканального пьеэопреобразовэтеля с различными резонансными частотами отдельных каналов,П р и м е р. На пластину низкоомного сульфида кадмия Е-среза размером 5 х 5 х 10 мм напылением в вакууме (5 10 мм рт,ст.) наносили слой меди толщиной - 5 мкм, Для отжига пластину помещали в муфельную печь типа СУОЛ,25, 1/12-М с температурой 300 С, Одновременно на пластину направляли световой поток гелий-неонового лазера (длина волны 0,6328 мкм) с плотностью излучения 200 мВт/см, Время отжига и облучения составляло 10 мин. После этого пластина вынимались из печи, промывались ацетоном, на ее низкоомную сторону напыляли индиевый электрод, толщина слоя 20 мкм. Параметры полученного пьезопреобразователя следующие:Резонансная частота 10 МКц 90 Полоса пропускания, Ь /, 118 Потери на преобразование а, дБ 37 Напряжение пробоя начастоте 100 МГц, В 18 Для получения сравнительных данных проводили опыты по получению пьезопреобразователей с различными режимами ст. жига, Результаты приведены в табл. 1,676121 возможность изготовления многоканальных пьезопреобразователей с различными частотами отдельных каналов, чтозначительно расширит области применения,5В табл. 2 проведено сопоставление параметров пьезопреобразователей, полученных различными способами,Использование настоящего способа получения полупроводникового пьезопреобразователя по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества: улучшение электрической прочности пьезопреобразователя без увеличения потерь на пьезопреобразование;расширение полосы пропускания;увеличение диапазона резонансных частот в области низких частот,(56) Грищенко Е.К, Акуст, журнал, 1967,10 МЗ, с. 446 - 448. Розтег И.Г 1. Арр Рпуз, 1963, 34, М 4, р. 990 - 991. Таблица 1 Пареметры пьезопреобразователя продольнйх колебанийо, МГц т, мин 420 200 200 200 420 200 200 .450 Отсутствует Отсутств ет 83 А 9 10 400по прототипу . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Со Со Со Со Со Со А 9 Ад Со 250 300 300 300 :350 350 300 300 400 154449,51815.5. 0,63 0,63 0,550,75 0,63 .0,63 0,63 0.63 Отсутствует Отсутств ет19098 104 112 40 168 125 67 62 97 112 96 105 85 65 90 86 80 39 38 40 41 42 39 40 , 37 48 Про- бив- ное- напря: жение на частоте 100 МГц. В 17 16 16 16 15 15 15 16 7676121 Таблица 2 Диапазон резонансных частот 1 о,. МГцМинимальныепотери двойногопьезопреобразования амин,дБ Полоса пропу 26скания тоь Пробивное напряжение на частоте 100 МГц, В 90-180 45 70 90 110-200 77 30 - 190 120 42 15 формула изоб ретен ия.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, включающий нанесение компенсирующей примеси на низкоомную пластину моно- кристалла сульфида кадмия и диффузионный отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности без увеличения потерь на пьезопреобразование, расширения полосы Составитель .Редактор О.Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор М.Куль Тираж ПодписноеНПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3347 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 01 Диффузия меди из напыленного слоя, отжиг в вакууме при ТС,с- 20 мин Диффузия меди из напыленного слоя, нагрев при напылении ТС,1-14 - 40 мин Диффузия меди иэ напыленного слоя, отжиг на воздухе при облучении Не-йелаэером,А,6328 мкмпропускания и увеличения рабочего диапазона реэрнансных частот пьеэопреобразователя, диффузионный отжиг проводят на воздухе при температуре 250 - 350 С в течение 1 - 15 мин при одновременном воздействии света с длиной волны 0,50 - 0,75 мкм и плотностью излучения 150 - 500мВт/см, после чего пластину охлаждают и2на поверхность пластины в вакууме наносят слой индия.