Спосіб виготовлення реєструючої мішені на основі діоксиду ванадію
Номер патенту: 22462
Опубліковано: 03.03.1998
Автори: Стахіра Йосип Михайлович, Савчин Володимир Павлович, Фоменко Вячеслав Леонтійович, Грищишин Юрій Володимирович
Формула / Реферат
1. Спосіб виготовлення реєструючої мішені на основі діоксиду ванадію, що включає нанесення ванадію, його термоокислення та утворення захисної плівки, який відрізняється тим, що захисну плівку формують шляхом нанесення АІ та його окислення при температурі 150-300°С.
2.· Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що захисну плівку АІ2Оз формують у вакуумі.
Текст
Винахід відноситься до приладобудування і може бути використаний при виготовленні реєструючих мішеней просторово-часових модуляторів світла з електронно-променевою адресацією для систем оптичної обробки Інформації. Відомий спосіб виготовлення реєструючої мішені на основі діоксиду ванадію, в якому використовують як захисне покриття від оточуючого середовища лак АК-113 Φ [Олейник А.С. Реверсивная среда фазовотрансформационного интерференционного реверсионного отражателя света для записи и хранения оптической информации. Неорганические материалы. 1991, т. 27, № 3, с. 534-538]. Лак наносять на мішень центрофугуванням. Недоліком отриманих цим способом мішеней є неможливість їх використання в електронно-вакуумних приладах, тому що при прогріві приладу з лаку виділяється газ у вакуумний об'єм, що скорочує термін роботи приладу. Найбільш близьким за технічною суттю є спосіб виготовлення реєструючої мішені на основі діоксиду ванадію, в якому мішень захищають плівкою АІ2 О3, яка є стійка до оточуючого середовища і володіє великою променевою міцністю [Олейник А.С. Оптические параметры пленочных реверсивных сред AI-VO2-113Ф и ΑΙνθ2-ΑΙ2Ο3 ЖТФ 1993, т. 63, в. 1, с. 97-103]. Цей спосіб полягає в нанесенні на підкладку ванадію, йоготермоокислення та нанесення на підкладку ванадію, його термоокислення та нанесення електронно-променевим методом плівки АІ2О 3. Недоліком такого способу є складність технології нанесення захисної плівки та неможливість отримувати стехіометрично однорідні шари на основі діоксиду ванадію по товщині. В основу винаходу покладено завдання створити такий спосіб виготовлення реєструючої мішені на основі діоксиду ванадію, який був би більш простим в технологічному план! та забезпечував покращення характеристик мішені. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі, який включає нанесення ванадію, його термоокислення та утворення захисної плівки, згідно з винаходом, захисну плівку формують шляхом нанесення АІ з наступним його окисленням при температурі 150-300°С. Формування захисної плівки можна проводити й у вакуумі. При термічному окисленні плівок ванадію дифузійний процес та його хімічна природа обумовлюють формування окислу ванадію із зміною вмісту кисню по товщині плівки. При цьому шари, які прилягають до підкладки, є збіднені киснем І можуть утворюватися нижчі відносно VO2 окисні фази. Поверхневі шари окислу є збагачені киснем (VO2+ d · Де δ може приймати значення δ < 0,5, тобто аж до утворення V2O 5). Середній шар окислу складається з основної фази VO2 Діоксид ванадію володіє фазовим переходом (ФП) металнапівпровідник при температурі ~ 68°С, який супроводжується значними змінами оптичних і електричних властивостей. При цьому в області ФП має місце температурний гістерезис, параметри якого характеризують властивості плівок діоксиду ванадію. Зменшення вмісту кисню в плівках приводить до зменшення перепаду коефіцієнта оптичного пропускання між напівпровідником І металічним станом, зсуву температури ФП в область менших значень, розширення петлі гістерезису, а також значного зменшення крутизни температурної залежності коефіцієнта пропускания в області ФП. Збільшення вмісту кисню в плівках приводить до зсуву температури ФП в область вищих значень. Отже область стехіометричності діоксиду ванадію в окисленій ПЛІВЦІ визначає оптимгльність параметрів ФП і мішені. Під дією температурної обробки, як на повітрі, так І у вакуумі, а також при безпосередній дії на відкриту поверхню плівок VO2 електронного опромінення в вакуумі приводить до її деградації. Явище деградації пов'язується з порушенням стехіометрії плівок VO2, а саме Із зменшенням вмісту кисню в плівках, В зв'язку з цим виникає необхідність захисту плівок діоксиду ванадію від деградації. Захисне покриття повинно блокувати вихід кисню з плівки VO2 a також бути радіційно стійким до електронного опромінення. Такими захисними властивостями володіють плівки АІ2О3 товщиною 15-20 нм. Для створення захисту плівок діоксиду ванадію на окислену плівку ванадію наноситься шар АІ і окислюється на повітрі або у вакуумі. При цьому, завдяки властивостям V2O5 окислювати метали, які перебувають з ним в контакті, а також часткового розкислення VO 2+d - відбувається процес окислення внутрішньої сторони шару АІ, Не приводить до утворення на межі VO2 і АІ захисної плівки АІ2 О3 Окислення зовнішньої сторони відбувається за рахунок кисню повітря. Утворена плівка АІ2 О3 блокує подальший вихід кисню з VO2, а за рахунок розкислення поверхневого шару VO 2+d відбувається більш повна його гомогенізація по товщині плівки, що покращує властивості VO2 . Термообробка при температурі вище 300°С приводить до погіршення властивостей діоксиду ванадію, що проявляється в зсуві температури ФП в область нижчих значено та розширенні петлі гістерезису, при температурі нижче 150°С не спостерігається покращення характеристик ФП. У випадку проведення термообробки структур VO2+ d-Al у вакуумі проходить розкислення лише поверхневих шарів окислів ванадію на межі розділу VO 2 І АІ. При цьому внутрішня сторона алюмінієвої плівки окислюється до АІ2О 3, а зовнішня сторона залишається не окисленою. Внутрішній шар - АІ2О 3 буде блокувати вихід кисню з VO2. покращувати характеристики самого шару VO2 і одночасно створювати захист від впливу електронного опромінення. На фіг. 1 представлений графік залежності температури ФП Тп структури VO 2+d-Al від температури термообробки зразків; на фіг. 2 - гра фік залежності ширини температурного гістерезису DТh від температури термообробки структури VO2+ d-Al. Спосіб реалізують наступним чином. На підкладку наносять ванадій товщиною 50-100 нм термічним випаровуванням в вакуумі 10-4 Па. Отриману плівку термоокислюють в аргоново-кисневій суміші газів при температурі 490 ± 10"С до утвореиня переважно плівки діоксиду ванадію. Після цього наносять шар АІ товщиною 20-30 нм термічним випаровуванням. Для утворення захисної плівки проводять термообробку створеної структури VO2+ d-Al при температурі 150 300°С на повітрі протягом 15 хв. При цьому, окислення АІ відбувається як з внутрішньої, так І з зовнішньої сторони. Процес термічного окислення структур VO 2+d-Al можна проводити І у вакуумі за рахунок розкислення лише поверхневих шарів окислів ванадію. ЗОВНІШНІЙ шар - АІ буде стр умопровідним І може служити для знімання заряду з поверхні мішені при електронному опроміненні. В результаті отримані мішені на основі діоксиду ванадію з захисною плівкою АІ2О 3 з покращеними властивостями ФП, що підтверджується фіг. 1, 2. Як видно Із фіг. 1, відбувається стабілізація температури ФП, що покращує стабільність мішені. На фіг. 2 спостерігається зменшення температурної ширини гістерезису, що приводить до зменшення температурного інтервалу при ФП в діоксиді ванадію І покращення технічних характеристик мішені. Вакуумне термоокислення доцільно проводити на стадії термовакуумної обробки в процесі виготовлення просторово-часових модуляторів з електронно-променевою адресацією, що спрощує технологію виготовлення приладу на основі отриманої мішені.
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюSavchyn Volodymyr Pavlovych, Stakhira Yosyp Mykhailovych
Автори російськоюСавчин Владимир Павлович, Стахира Иосиф Михайлович
МПК / Мітки
МПК: H01J 29/00, G02F 1/01
Мітки: основі, спосіб, ванадію, реєструючої, виготовлення, мішені, діоксиду
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-22462-sposib-vigotovlennya-reehstruyucho-misheni-na-osnovi-dioksidu-vanadiyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення реєструючої мішені на основі діоксиду ванадію</a>
Попередній патент: Спосіб одержання роданіду міді
Наступний патент: Спосіб регенерації рідини з парогазового потоку і обладнання для його реалізації
Випадковий патент: Спосіб тестування фотометричних параметрів світлофорів