Способ изготовления преобразователей изображений

(59 4 Н 04 И 5/74 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 ввй Ф(71) Ордена Ленина физический институт им, П,Н,Лебедева АН СССР и Московский институт электронного машиностроения(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИЗОБРАЖЕНИЙ, включающийформирование прозрачного электрода,диэлектрического слоя и закреплениеотполированной стороной полупроводниковбй пластины на подложке, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения процента выхода годных преобразователей, в подложке формируютпо крайней мере одно отверстие, в котором размещают перемычку, диэлектри-.ческий слой Формируют на отполированной стороне полупроводниковой пластичны, на диэлектрический слой наносятэлектрод, пластину закрепляют на подложке и осуществляют контакт электродас перемычкой.9653Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к технологии изготовления преобразователей иэображений.Известен способ изготовления преобразователей иэображений, включающийпроцесс вакуумного нанесения фоточувствительного слоя на прозрачную подложку поверх проводящего слоя,Недостатком данного способа иэго-. 10товления является нетехнологичностьпроцесса вакуумного нанесения фоточувствительного слоя на подложку прозрачного проводящего покрытия, поскольку трудно обеспечить достаточную 5адгезию полупроводникового слоя напроводящем покрытии,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту является способ изготовления преобразователей 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 З 0стороны, и сполировывают до толщины10-100 мкм,Недостатком такого способа является малый процент выхода годных преобразователей, поскольку при полировке 35приклеенной пластины абразив нарушаетдиэлектрический слой; скалывающиесякуски полупроводника замыкают полупроводних с электродом, кроме того,замыкание возможно при выкрашивании 40диэлектрического слоя из-под краевполупроводникаВ результате структура теряет свойства симметричнойструктуры МДПДМ и становится неработоспособной. Помимо этого, затруднительно выполнить диэлектрический слойдостаточно тонким (тоньше 4-5 мкм) иоднородным (с неоднородностью не более 1 мкм).50Целью изобретения является повышение процента выхода годных преобразователей.Цель достигается тем, что по способу изготовления преобразователейизображений, включающему формирование прозрачного электрода, диэлектрического слоя и закрепление отполированной стороной полупроводниковой 17 2пластины 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 полировкеслоя, 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 0,1-0,3 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 35 45 50 55 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, либо ОК, 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 1 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 производятчерез отверстие 2 во второй из подложек 1, Пространство жемежду подложками 1 и отверстия 2 вних после сборки заливают герметизирующим составом (клей "Эластосил").Подложки выбраны из стекла К 8 толщиной 5 мм и диаметром 40 мм и имеютпо два отверстия диаметром 0,8 мм,расстояние между которыми было равно17 мм. Пластина полупроводника (крем ния) диаметром 20 мм, толщиной 5 ммотполирована с одной стороны и протравлена в травителе СРАПри этом,подложка и пластина имеют неплоскостность И = 5. На пластину затем нане сен диэлектрический слой двуокиси титана-двуокиси кремния толщиной 0,2 мкм,на который наносят электродный про зрачный слой через маску с отверстиемдиаметром 18 мм, По краю электродно го елоя выполняют хорошо проводящеекольцо (внутренний диаметр 16 мм) путем последовательного напыления хрома, меди и никеля, к которому припаивают две перемычки из золотой проволоки диаметром 0,3 мм, которые затемвводят в отверстия подложки; При этомпластина прижимается к подложке с нанесенной на нее каплей клея ОК.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,доо100 С и выдерживают до полной полимеризации, Затем полупроводниковуюпластину сполировывают до толщиныФ200 мкм, неплоскостность ее составляет И1-2. Кольцевая прокладкатолщиной 5 мкм накладывается на полупроводник, затем накладывается вторая подложка с электродом. Вся конструкция зажимается в специальной оправе, после чего через отверстие вовторой подложке заливается жидкий кристалл.Изготовленный таким способом преобразователь имеет следующие параметры: чувствительность до 10Дж/смф при времени включения отклика около 1 мс, неоднородность контраста по апертуре не превышает 303 при среднем значении контраста около 120:1, однородность остальных параметров также не превышает 307,Преимущество данного способа изготовления преобразователей заключается в следующем., Про ектная Диэлектрический слой 7 в данномспособе можно выполнить достаточномалой толщинь 1 (т.е. 0,2-0,3 мкм), вто время как известный способ не позволяет обеспечить общую толщину диэлектрического слоя 7 менее 3-4 мкм,поскольку его толщина определяетсятолщиной слоя клея. Соответственнов данном способе емкость указанногослоя 7 на порядок больше, что улучша 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 слоя7, поскольку она обеспечивается. в процессе его нанесения. В известном жеспособе однородность определяется однородностью толщины зазора между полу. проводниковой пластиной 6 и подложкой1. Если поверхноСти обоих элементовимеют отклонение от плокости в 2 мкм,то отклонение толщины зазора составляет уже 4 мкм, т.е. оно порядка величины самого зазора. Такая неоднородность приводит к неоднородности параметров преобразователя,Из этого также ясно, что при данном способе изготовления требования З 0к 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.и 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, преобразователей видимого изображения в инфракраеное. Такие устройства находят примене-,ние в системах скрытого наблюдения,системах иммитации обстановки и т,д.1