DE2750605A1 - Target fuer den einsatz in einer photoleitenden bildaufnahmeroehre - Google Patents
Target fuer den einsatz in einer photoleitenden bildaufnahmeroehreInfo
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Description
17 5 ϋ b Ü b
Die Erfindung betrifft ein Target für eine photoleitende Bildaufnahmeröhre
und insbesondere einen eine neue Zusammensetzung aufweisenden
photoleitenden P-FiIm.
In den letzten Jahren ist ein Target mit gleichrichtendem Kontakt für den Einsatz in einer photoleitenden Bildaufnahmeröhre vorgeschlagen
worden, in dem der HeteroÜbergang zwischen einem photoleitenden P-FiIm, der amorphes Selen, Tellur und Arsen enthält,
und einem lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm ausgebildet ist. In den US-PSen 4 oo7 47 3 und 4 oo7 395 ist ein Target für den
Einsatz in einer photoleitenden Bildaufnahmeröhre beschrieben, bei dem die Verteilung des Tellurs in dem photoleitenden P-FiIm
von dem Heteroübergang einen Abstand aufweist und in der Nähe
des HeteroÜbergangs liegt. Die in diesen Patenten offenbarten Targets sind dadurch gekennzeichnet, daß das Restbild und das
Aufleuchten (flare) des Bildes klein sind und daß die Targets eine sehr hohe Auflösung aufweisen, weniger Bildfehler in Form
weißer Flecken zeigen und leicht hergestellt werden können.
In den bekannten Targets sind jedoch die Empfindlichkeit bezüglich
der an das Target gelegten Spannung und die Sättigungscharakteristik nicht ausreichend hoch, sondern es war auch unmöglich, den
Dunkelstrom auf einen kleinen Wert herunterzuHlcken. Es ist bekannt,
daß bei geringer Empfindlichkeit bezüglich der angelegten Spannung und bei kleiner Sättigungscharakteristik Schwierigkeiten dahingehend
auftreten, daß die an das Target angelegte Spannung erhöht
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werden muß, wenn die Sättigung zurückbleibt, und daß die Empfindlichkeit
für das einfallende Licht und auch für blaues Licht abnimmt. Darüber hinaus führt der hohe Dunkelstrom zu einer erheblichen
Verschlechterung der Bildqualität.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Target der im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs genannten Art
zu schaffen, bei dem die Empfindlichkeit bezüglich der im Target aufgetretenen Spannung und die Sättigungscharakteristik zufriedenstellend
sind und der Dunkelstrom klein ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnen Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Allgemein gesprochen wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die gesamte
Menge des in den photoleitenden P-FiIm eingearbeiteten Arsens auf einen geeigneten Wert gebracht wird.
Vorzugsweise ist das Gebiet der Tellurverteilung auf eine Dicke von weniger als 5ooo A beschränkt.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem
lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm und dem photoleitenden P-FiIm
ein lichtdurchlässiger halbleitender N-FiIm zwischengeschaltet und ist auf der Rückseite des photoleitenden P-FiIms ein semiporöser
Film aufgebracht.
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17 5 Ü b ü b
Die Erfindung soll nun in verschiedenen Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:
Einsatz in einer photoleitenden Bildaufnahmeröhre, bei dem die Erfindung angewendet werden kann,
eines Targets, bei dem die Erfindung angewendet werden kann,
eines erfindungsgemäßen photoleitenden P-Films,
dem Target aufgeprägten Spannung und der Empfindlichkeit bezüglich blauen Lichtes und
der eingearbeiteten Arsenmenge und dem Dunkelstrom.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, weist das Target für den Einsatz
in einer photoleitenden Bildaufnahmeröhre 1 ein lichtdurchlässiges Substrat 2 auf, das abgedichtet mit der Vorderseite der
Bildaufnahmeröhre verbunden ist. Auf der Rückseite des Substrats 2 ist ein lichtdurchlässiger leitender N-FiIm 3 aufgebracht und
auf der Rückseite des N-Films 3 ist ein photoleitender P-FiIm 5
aufgebracht. Zwischen dem lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm 3
und dem photoleitenden P-FiIm 5 ist ein Heteroübergang 4 ausge-
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bildet. Somit ist zwischen dem lichtdurchlässigen N-FiIm 3 und
dem photoleitenden Film 5 ein Gleichrichtkontakt ausgebildet.
Der lichtdurchlässige leitende N-FiIm 3 ist aus Indiumoxid, Zinnoxid,
einer Mischung von Indiumoxid und Zinnoxid oder einer Mischung von Zinnoxid und Antimon aufgebaut.
Wenn der photoleitende P-FiIm, der gewöhnlich eine Dicke von einigen
Micron aufweist, nur aus amorphem Selen besteht, treten verschiedene
Nachteile auf, z.B. ist die Empfindlichkeit für rotes Licht nicht ausreichend hoch; weiter besteht die Gefahr, daß bei
relativ niedriger Temperatur das amorphe Selen leicht auskristallisiert,
so daß die Neigung besteht, daß Bildfehler in Form weißer Flecken auftreten. Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen,
dem photoleitenden P-FiIm 5 als Sensibilisator für rotes Licht Tellur zuzusetzen, und zwar bis zu einem Spitzenbetrag von 2o-4o
Gew.-%, und zwar auf der Seite des leitenden N-FiIms 3 in einem Bereich, der von dem HeteroÜbergang 4 einen Abstand L aufweist
und eine Dicke t vorzugsweise in der Größenordnung einiger hundert R besitzt. Weiterhin wurde vorgeschlagen, über der gesamten Dicke
des photoleitenden P-Films 5 Arsen zuzusetzen, um die Viskosität des amorphen Selens zu erhöhen und die Kristallisationsgeschwindigkeit
damit herabzusetzen.
Die Fig.3 zeigt eine graphische Darstellung der Verteilung der
Bestandteile Se, As und Te der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung des photoleitenden P-Films 5.
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Ein anderes Beispiel für das Target einer photoleitenden Bildaufnahmeröhre
ist in der Fig. 2 dargestellt. Auf der Rückseite des lichtdurchlässigen Substrats 2 ist wiederum ein lichtdurchlässiger
leitender N-FiIm 3 aufgebracht. Auf der Rückseite des lichtdurchlässigen
leitenden N-Films 3 ist bei dieser Ausführungsform ein
lichtdurchlässiger halbleitender N-FiIm 6 ausgebildet, der aus einem Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe aufgebaut ist:
Zinkselenid, Germaniumoxid und Ceroxid. Auf der Rückseite des lichtdurchlässigen halbleitenden N-Films 6 ist der photoleitende
P-FiIm 5 aufgebracht. Auf der Rückseite dieses P-Films 5 ist nun ein semiporöser Film 7 aus Antimontrisulfid aufgebracht und zwar
mit einer Dicke von ca. looo A . Der lichtdurchlässige halbleitende
N-FiIm 6 trägt zur Reduzierung des Dunkelstroms während des Betriebs der Bildaufnahmeröhre bei und zur Reduzierung der Anzahl
der weißen Flecken. Der semiporöse Film 7 trägt zur Verbesserung der Auftreffcharakteristik der Elektronenstrahlen bei.
Bei dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der HeteroÜbergang
4 an der Zwischenfläche zwischen dem lichtdurchlässigen halbleitenden N-FiIm 6 und dem photoleitenden P-FiIm 5 ausgebildet.
Die in der Fig. 3 gezeigte Verteilung für die Bestandteile Se, As und Te gilt auch für den photoleitendeη P-FiIm 5 des Beispiels
gemäß Fig. 2.
Es wird in Betracht gezogen, den SelenArsen enthaltenden Bereich
des photoleitenden P-Films 5 auf dem lichtdurchlässigen leitenden
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N-FiIm 3 oder dem lichtdurchlässigen halbleitenden N-Film 6 durch
Aufdampfen einer Mischung aus Selen und Arsen aufzubringen; weiterjhin
ist vorgesehen, den Selen-Tellur-Arsen enthaltenden Bereich
des photoleitenden P-Filme 5 ebenfalls durch Aufdampfen einer Mischung
von Selen,Tellur und Arsen herzustellen. Das Aufdampfen
einer solchen Mischung ist aber insoweit nachteilig, als die Bestandteile
die Neigung zeigen, sich voneinander zu trennen. Weiterjhin ist es schwierig, die genauen Mengen der Bestandteile in einen
aufgedampften Film zu steuern.
Aus diesen Gründen 1st es von Vorteil, den photoleitenden P-FiIm 5
für das Target für die Bildaufnahmerohren gemSB Fig. 1 und 2 dadurch
auszubilden, daß individuell eine einzige Substanz der Gruppe Selen, Tellur und Arsen in einer Dicke von weniger als loo A* auf
den lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm 3 oder auf den lichtdurchlässigen
halbleitenden Film 6 aufgedampft wird, um die Bestandteile der Zusammensetzung in stabiler und genauer Weise überwachen zu
können. Wegen der extrem geringen Dicke verschwindet die individuelle
Wirksamkeit jeder einzelnen Schicht und der sich ergebende
gesondertes für den Selen-Arsen enthaltenden Bereich ein / Selenmaterial
gesondertes
und ein / Arsenmaterial zyklisch in der Reihenfolge Selen und Arsen oder umgekehrt aufgedampft; für die Auebildung des Selen-Tellur-Arsen enthaltenden Bereichs werden einzelne Selen, Tellur und Arsen-Substanzen zyklisch aufgedampft, z.B. in der Reihenfolge Selen, Tellur und Arsen. Natürlich kann ein anderer Zyklus der Reihenfolge Tellur, Selen und Arsen eingesetzt werden. Da Arsen
und ein / Arsenmaterial zyklisch in der Reihenfolge Selen und Arsen oder umgekehrt aufgedampft; für die Auebildung des Selen-Tellur-Arsen enthaltenden Bereichs werden einzelne Selen, Tellur und Arsen-Substanzen zyklisch aufgedampft, z.B. in der Reihenfolge Selen, Tellur und Arsen. Natürlich kann ein anderer Zyklus der Reihenfolge Tellur, Selen und Arsen eingesetzt werden. Da Arsen
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ORIGINAL INSPECTED
Io -
an Luft unstabil ist, wird vorzugsweise eine Arsen als Hauptbestandteil
enthaltende Legierung oder Verbindung eingesetzt, z.B. die Verbindung As2Se.. In gleicher Weise kann eine Tellurlegierung
oder Verbindung eingesetzt werden, z.B. die Verbindung TeSe.
in im j
bestehenden photoleitenden P-FiIm 5 eingearbeitete Arsen nicht j
nur bezüglich der Erhöhung der Viskosität des Selens wirksam ist, '
1 sondern auch die durch das einfallende Licht erzeugten Lochladungsträger
auf den Tellur enthaltenden Bereich beschränkt. Durch Messung der Empfindlichkeit (bezüglich blauen Lichtes) bezüglich der
dem Target aufgeprägten Spannung wurden die in der Fig. 4 gezeigten Sättigungscharakteristiken erreicht. Die Kurven 1, m und η
entsprechen den Sättigungscharakteristika mit einem Arsengehalt
von 11,8 bzw. 5 Gew.-%. Wie aus Fig. 4 klar ersichtlich ist, wird die Sättigungscharakteristik mit abnehmendem Gew.-%-Satz an Arsen
verbessert. Unter Berücksichtigung dieses Ergebnisses wurde gefunden, daß ein zufriedenstellendes Arbeitsverhalten erlelt werden
kann, wenn der Gew.-%-Satz an Arsen kleiner als 8 Gew.-t ist, vorzugsweise kleiner als 5 Gew.-t. Ein besseres Ergebnis könnte
noch erzielt werden, wenn die Dicke t des Tellur als Sensibilisator enthaltenden Bereiches kleiner ist als 5ooo 8 (vgl. US-PS 4 oo7 395)
und wenn der Gehalt an Tellur in dem Bereich von o,2 bis 1,5 Gew.-t liegend gewählt wird. Die experimentellen Ergebnisse gemäß Fig. 4
wurden bei einer Dicke t gleich 12oo X für den Tellur enthaltenden
Bereich und einem Gehalt an Tellur von o,75 Gew.-t erzielt.
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Weiterhin wurde $funden, daß die Charakteristik des HeteroUbergangs
zwischen dem lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm 3 oder dem halbleitenden N-FiIm 6 und dem photoleitenden P-FiIm 5 sich in Abhängigkeit
von der Menge an Arsen am HeteroÜbergang ändert. Im einzelnen wird die Beziehung zwischen der Arsenmenge und dem Dunkelstrom
durch die graphische Darstellung gemäß Flg. 5 gezeigt. Wie diese Darstellung belegt, wird der gleichrichtende Kontakt oberhalb
6 Gew.-% Arsen verschlechtert und nimmt der Dunkelstrom sehr schnell zu. Aus diesem Grund werden weniger als 6 Gew.-t Arsen bevorzugt.
Wenn jedoch der Arsengehalt zu klein ist, nimmt die Viskosität
des amorphen Selens zu, so daß das angestrebte Ziel des Einsatzes von Arsen zur Verhinderung der Kristallisierung unter Umständen
nicht erreicht wird, so daß es notwendig ist, den Gehalt an Arsen in einem Bereich größer als 2,5 Gew.-% zu halten. Wenn der Gehalt
an Arsen verringert wird, tritt das Inversionsphänomen auf, da amorphes Selen einen hohen Widerstand hat. Der Ausdruck "Inversion
sphänome η " wird in der Beschreibung so verstanden, daß eine
Inversion in der Dichte oder im Ton des Bildes der Bildaufnahmeröhre auftritt, die durch eine Zunahme im Potential an der Oberfläche
hervorgerufen wird, die von Elektronenstrahlen abgetastet wird. Diese Potentialzunahme wird durch Sekundärelektronen hervorgerufen,
die an der abzutastenden Oberfläche des Targets auftreten, wenn die Stärke bzw. Intensität des die Abtastoberfläche
abtastenden Elektronenstrahls groß ist.
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zielung der zufriedenstellenden Empfindlichkeit die Menge an Arsen
im Bereich von 2,5 - 8 Gew.-% liegen sollte, vgl. Fig. 3, wobei
der Bereich von 2,5 bis 5 Gew.-% bevorzugt wird. Um den Dunkelstrom hinreichend herabzusetzen, sollte die obere Grenze kleiner
als 6 Gew.-% sein. Anstelle von Arsen könnte auch Germanium in derselben Menge eingesetzt werden.
Wenn erfindungsgemäß der Arsen oder Germaniumgehalt in einem Bereich
von 2,5 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 6 Gew.-%,noch bevorzugter im Bereich von 2,5 bis 5 Gew.-% in dem
photoleitenden P-FiIm 5 eingearbeitet und in beschriebener Weise über die Dicke des Films verteilt wird, kann die Empfindlichkeit
und die Sättigungscharakteristik in entscheidender Weise verbessert werden und kann der Dunkelstrom hinreichend verringert werden,
ohne die Viskosität des amorphen Selens zu verringern.
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1$
Leerseite
Claims (7)
1. Target für den Einsatz in einer photoleitenden Bildaufnahmeröhre
mit einem lichtdurchlässigen Substrat, einem lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm auf der Rückseite des Substrates,
einem photcfeitenden P-FiIm auf der Rückseite des lichtdurchlässigen
leitenden N-FiIms und einem an der Grenzfläche zwischen
dem lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm und dem photoleitenden P-FiIm ausgebildeten HeteroÜbergang, wobei der photoleitende
P-FiIm Selen, Tellur und Arsen enthält, das Selen und Arsen in stetiger Form ausgehend vom HeteroÜbergang über die
Dicke des photoleitenden P-FiIms verteilt sind und die Verteilung des Tellur einen Abstand von dem HeteroÜbergang aufweist
und in der Nähe des Heterottbergangs vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge an Arsen, die in dem photoleitenden P-FiIm (5) enthalten ist, im Bereich von
2,5 - 6 Gew.-% liegt.
2. Target nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem
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I7 b U b U
photoleitenden P-Film (5) enthaltene Tellur in einem Bereich
der Dicke kleiner als 5ooo A* liegt und der Gehalt an Tellur
im Bereich von o,2o bis 1,5 Gew.-% liegt.
3. Target nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm (3) und dem photoleitenden
P-FiIm (5) ein lichtdurchlässiger halbleitender N-FiIm
(6) ausgebildet ist, der von einem Halbleitermaterial ausgewählt aus einer Gruppe einschließend Zinkselenid, Germaniumoxid
und Ceroxid aufgebaut ist und daß auf der Rückseite des photoleitenden P-Films (5) ein semiporöser Film (7) ausgebildet
ist.
4. Verfahren zur Herstellung des photoleitenden P-Films In einem
Target nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß individuell eine einzelne Selen, Tellur oder Arsen
enthaltende Substanz in einer Dicke von wengier als loo A auf den lichtdurchlässigen leitenden N-FiIm (3) aufgedampft
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne
Selen oder Arsen enthaltende Substanzen zyklisch zur Ausbildung des Selen-Arsen enthaltenden Bereichs aufgedampft werden
und daß einzelne Selen, Tellur oder Arsen enthaltende Substanzen zyklisch zur Bildung des Selen-Tellur-Arsen enthaltenden
Bereiches aufgedampft werden.
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-j-
6. Verfahren zur Herstellung des photoleitenden P-FiIms in einem
Target nach einem derAnsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß individuell eine einzelne Selen enthaltende Substanz, eine
Tellur-Legierung und eine Arsen enthaltende Legierungin einer
Dicke von wengier als loo A auf den lichtdurchlässigen N-FiIm aufgedampft werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
einzelne Selen enthaltende Substanz und die Arsenlegierung zyklisch zur Bildung des Selen-Arsen enthaltenden Bereiches
aufgedampft werden und daß die einzelne Selen enthaltende Substanz und die Legierungen von Tellur und Arsen zyklisch
zur Bildung des Selen-Tellur-Arsen enthaltenden Bereiches aufgedampft werden.
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