专利名称:摄象管靶的制作方法
本发明涉及一种摄象管靶，更准确地说，涉及整流接触型摄象管靶的一种改进的结构，该靶包括含有作为主要成分的硒、同时包含砷、碲或其他材料的P型光电导层以及电子束射击层，该靶的特点是在长期工作期间信号电流对靶电压的特性几乎不变。
在美国专利第3，890，525，3，922，579，3，984，722，4，040，985和4，330，733号中公开了一种利用包含无定形硒、碲、砷及其他材料的P型光电导层和N型材料之间的整流接触特性的摄象管靶。
这种类型的摄象管靶的优点是高响应速度，几乎没有影象寄生光斑，高分辨率和易于制造。
图1表示一种摄象管靶的主要部分的断面。在透明的玻璃基片1的背面形成含有作为主要成分的SnO2或In2O3的透明导电薄膜2。在透明的导电薄膜2的背面形成一层非常薄的硒化锌、氧化锗、氧化铈、氟化锂或类似材料的N型透明导电薄膜3。在N型透明导电薄膜3上淀积一层厚度为几个微米的、含有作为主要成分的无定形硒的P型光电导薄膜14。在P型光电导层14上淀积一层厚度大约1000埃的Sb2S3或类似材料的电子束射击层5。
来自景物的入射光6进入透明的玻璃基片1，同时扫描电子束7落在Sb2S3层5上、以便把所述光影象转变成电信号。
因为硒对长波长的辐射不敏感，所以已经提出了这样一种方法，即，在含硒层14的整流接触附近厚度为几百埃的区段内加入碲、其最大浓度为20%至50%(按重量计)，以便改善对长波长辐射的灵敏度。美国专利第3，890，525和第4，040，985号中公开了这种方法。
用硒作为主要成分的无定形光电导层14容易由于加热而结晶，结果导致在重现的图象中出现白点。在整个P型光电导层14中搀入砷，以便增加粘度和减低结晶速度。如在美国专利第3，800，194号中所公开的，在这种情况下通过蒸发含有预定数量的硒和砷的化合物或者通过交替地蒸发小于100埃厚度的硒和As2Se3薄层来形成P型光电导层14。
上述普通类型的摄象管靶在灵敏度-靶电压特性、饱和灵敏度-靶电压特性以及暗电流的抑制方面还差得很远。不好的饱和灵敏度特性要求应用比较高的靶电压，而暗电流的增加导致重现的图象质量降低。
美国专利第4，219，831号公开了一种通过把搀入所述P型光电导层中的砷的总量限制在2.5%至6%(按重量计算)范围内来改进灵敏度-靶电压特性、饱和灵敏度-靶电压特性以及抑制暗电流的方法。
日本专利公开(kokoku)第SHO.57-44030号公开了一种通过在P型光电导层的一定区域中(其厚度大约与由Sb2S3所组成的电子束射击层的厚度相同，并且与电子束射击层邻接)搀入10%至20%(按重量计算)的砷的方法来避免由Sb2S3构成的电子束射击层由于快速的温度变化或者在高温条件下工作而龟裂。
但是，上述普通摄象管靶的信号电流-靶电压特性在长期连续工作期间由于靶中内部电场的变化而发生变化，结果使图象质量降低。
改进信号电流-靶电压特性以便重现高质量图象一直是电视摄影机用户的一项要求。
因此，本发明的一个目的是提供一种能够消除在长期连续工作期间信号电流-靶电压特性变化的摄象管靶。
本发明用下述方法能够达到上述目的，即，提供一种包括一层在透明基片上形成的N型导电薄膜、一层与该N型导电薄膜构成整流接触的P型光电导薄膜和一个电子束射击层的摄象管靶;所述P型电导薄膜包括含有砷和硒的、按次序命名的第一层、第二层和第三层，其中第一层中砷的平均浓度底于8%(按重量计)，第二层和第三层的砷的浓度在8%至20%(按重量计算)的范围内，而第三层的厚度在P型光电导薄膜的总厚度的5%至50%的范围内。
图1表示一种摄象管靶的截面图;
图2表示说明本发明的摄象管靶的一个实施例的截面示意图(不按比例)以及浓度分布图;
图3表示在装有图2的摄象管靶的摄象管中暗电流与所述第五层的厚度的关系的特性曲线。
搀入无定形硒光电导层中的砷的作用是如以上所说明的，并且当增加搀入的砷的数量时，由于提高了无定形硒光电导层的粘度而避免了由Sb2S3构成的电子束射击层的龟裂，同时降低了无定形硒光电导层的结晶速度并降低了该无定形层的热膨胀系数。
然而，本发明人在实验中已经证明遍及整个无定形硒层的砷的浓度的提高增加了摄象管靶中的暗电流。对于由入射光产生的载流子来说，所搀入的砷起陷阱的作用，并且俘获的电子改变了该无定形硒层中的内部电场，尤其在含有作为敏化剂的碲的区域中该电场是足够的强、使得空穴能够容易地从N型导电层注入，从而导致暗电流的增加。
实验证明，如果在范围从N型导电薄膜的背面到3000埃的P型光电导层的区域中所搀入的砷的平均数量小于8%(最好是2.5%至6%)(按重量计算)，那末暗电流是在可接受的值的范围内。
图2表示用于说明本发明的摄象管靶的一个实施例的剖面图以及浓度分布图。与图1中相同的标号表示与图1中相同的部分，并且将略去对它们的详细描述。
在由透明材料构成的玻璃基片1上形成主要由例如SnO2构成的透明电极2。在该透明电极2的上表面上形成由、例如CeO2构成的非常薄的透明N型导电薄膜3。在该N型透明薄膜3上形成P型光电导薄膜的、厚度为T1＝1，000±100埃的第一层8，该层由含有(5±1)%的砷(按重量计)和其余部分为硒的硒-砷系统P型无定形半导体构成;在第一P型光电导层8的上表面上形成所述P型光电导薄膜的、硒-砷-碲系统的第二层9，该层含有(5±1)%的砷(按重量计)、(30±10)%的碲(按重量计)和其余部分为硒、其厚度为T2＝1，000±100埃。在P型光电导薄膜9上形成厚度为T3＝1，000±100埃的、含有硒和砷的硒-砷系统P型无定形半导体的、所述P型光电导薄膜的第三层10，该层具有这样的浓度分布，即，从与层9的背面连接处的(70±1)%(按重量计算)的硒浓度和(30±10)%(按重量计算)的砷的最大浓度分别逐渐变化到(95±1)%(按重量计算)的硒浓度和(5±1)%的砷浓度(按重量计算)。在该第三层上形成含有(95±1)%(按重量计)的硒和(5±1)%(按重量计)的砷、厚度为T4＝27，000埃的第四层4。在以下将要描述的层11上用汽相淀积法形成厚度大约1，000埃的Sb2S3的电子束射击层5。在所述第四层4和所述电子束射击层5之间插入具有厚度l(埃)的、含有砷(其浓度高于第四层中的浓度)的硒-砷系统的、所述P型光电导薄膜的第五层11。
图3表示当搀入第五层中的砷的浓度不同时，暗电流对第五层11的厚度的比值(即l对P型光电导薄膜的总厚度L的比值)的关系曲线。实验证明，如果搀入的砷的浓度低于20%(按重量计)以及厚度比值l/L小于0.5，则能够将暗电流抑制到容许的量级;并且，如果搀入第五层中的砷的浓度在8%至20%的范围内(按重量计)以及厚度比例l/L在0.05至0.5范围内(最好是0.10至0.5)，则寿命试验表明，在1，000小时的长期连续工作之后，信号电流-靶电压特性几乎不变或者不变，并且保证了摄象管靶的热稳定性。在所述第五层中的砷的高浓度在长期连续工作期间对光发射电子起陷阱的作用，并且能够引出在含碲层中(即P型光电导薄膜的、在向着Sb2S3的电子束射击层方向上的第二层)产生的空穴，从而改善了通过这些无定形硒层的空穴的输运特性以及信号饱和特性。
按照以下说明制造了一种摄象管靶在图2中，T1＝1000埃，T2＝1000埃，T3＝1000埃，T4＝27，000埃，l＝10，000埃，在P型光电导薄膜的第二层9中碲的浓度是30%(按重量计)，在所述第一层8、第二层9和第四层4中砷的浓度是5%(按重量计)，在所述第三层10中砷的最大浓度是30%(按重量计)，在所述第五层11中砷的浓度是10%(按重量计)，Sb2S3的厚度＝1，000埃。
所述摄象管靶产生0.3毫微安暗电流，并且在工作了1，000小时之后信号电流-靶电压特性几乎没有显示出变化，在高温工作条件下没有出现由Sb2S3构成的电子束射击层的龟裂。
如上文中已经叙述的，使用本发明的摄象管靶能够避免在长期连续工作之后光电流-电压特性的变化以及电子束射击层的龟裂，因而能够获得高质量的电视摄象影象。
权利要求
1.一种摄象管靶，其特征在于包括-一层在透明基片上形成的N型导电薄膜，-一层与所述N型导电薄膜构成整流接触的P型光电导薄膜，所述P型光电导薄膜包括含有砷和硒的、按次序命名的第一层、第二层和第三层，其中第一层中砷的平均浓度低于8%(按重量计)，第二层和第三层的砷的浓度在8%至20%(按重量计)的范围内，并且第三层的厚度在所述P型光电导薄膜总厚度的5%至50%的范围内，以及-一个电子束射击层。
2.一种摄象管靶，其特征在于包括-一层在透明基片上形成的N型导电薄膜，-一层与所述N型导电薄膜构成整流接触的P型光电导薄膜，所述P型光电导薄膜包括按次序命名的第一层、第二层、第三层、第四层和第五层，第一层含有砷和硒，其中砷的平均浓度底于8%(按重量计)，第二层含有砷、碲和硒，第三层含有砷和硒，所述第三层的成分沿着其厚度的方向是不同的，第四层含有砷和硒，第五层含有砷和硒，所述砷的浓度在8%至20%(按重量计)范围内，所述第五层的厚度在所述P型光电导薄膜的总厚度的5%至50%的范围内，以及-一个电子束射击层。
3.根据权利要求
2的摄象管靶，其特征在于其中所述第一层、第二层和第四层中砷的浓度在2.5%至6%的范围内，所述第三层中砷的浓度沿着其厚度方向而向所述第四层连续地减小。
4.根据权利要求
3的摄象管靶，其特征在于其中所述电子束射击层由Sb2S2构成。
专利摘要
本发明公开一种摄象管靶，它包括一层在透明基片上形成的N型导电薄膜、一层与该N型导电薄膜构成整流接触的P型光电导薄膜和一个电子束射击层；所述P型光电导薄膜包括含有砷和硒的、按次序命名的第一层、第二层和第三层，其中第一层中砷的平均浓度低于8％(按重量计)，第二层和第三层的砷的浓度在8％至20％的范围内(按重量计)，并且第三层的厚度在所述P型光电导薄膜的总厚度的5％至50％的范围内。
文档编号H01L31/09GK87104843SQ87104843
公开日1988年1月27日 申请日期1987年7月11日
发明者云内高明, 野中育光, 井上荣典 申请人:株式会社日立制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan