177153. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szilícium anyagú, n-i-p szerkezetű sugárzásdetektorok előállítására
7 j / /1 j j 8 gai összeolvasztott kristálydarabra újabbat ültethetünk, és ezeket ismét összeolvaszthatjuk. Ezután: a) elvégezzük az izzítást, mint az első példa a) pontjában. b) Elvégezzük az egykristályhúzást az első példa b) pontja szerint. c) a kristályból az első példához hasonló módszerekkel pl. 5 mm vastag szeleteket vágunk, amelyeknek egy * síklapjába kb. 4 mm mély, kb. 1 mm széles és kb. 10 nun belső átmérőjű hornyot csiszolunk pl. ultrahangos kivágószerszám segítségével. A kristálydarabkát az első példához hasonló módon polírozzuk, tisztítjuk, maratjuk. A kristálydarabka hornyolatlan lapjára elektrokémiai úton nikkelréteget választunk le. d) A kristálydarabka horony által körbezárt felületére - az 1. példához hasonló tisztítások után - lítium-olajszuszpenziót kenünk, és a lítiumot a kristályba diffundáltatjuk. e) A szükséges tisztítások után a kristályt kezdetben nagy, majd egyre csökkenő teljesítménnyel drifteljük, aminek az időtartama több napra terjed. f) Csiszolással eltávolítjuk a nikkelréteget és az alatta levő még kompenzálatlan rétégét, majd a tisztítás után a detektor „n” fegyverzetét maszkodva a kristályt maratjuk, mossuk, majd lefúvással szárítjuk - az első példához hasonló módon. g) Műgyantabevonattal védjük a hornyot és a lapkát külső átmérőjéhez illő gyűrűs fém-foglalatba ragasztjuk, ügyelve arra, hogy a hornyolatlan oldal és a fémfoglalat között a ragasztóréteg folytonos átmenetet alkosson, majd vákuumpárologtatással pl. 0,1 p vastag aranyréteget viszünk fel a hornyolatlan felületre, amely a fémgyűrűre is kiterjed. Az „n” oldali fegyverzetre villamosán vezető műgyantával aranyhuzalt erősítünk, amelynek a másik végét forrasztással a fémháztól elszigetelt koaxiális kivezetéshez rögzítjük. Az így előállított detektorok felbontása szobahőmérsékleten 5 MeV energiájú a részecskék esetén 20keV alatt van, hűtéssel pedig nagyságrendileg csökkenthető. Természetesen a felsorolt példáktól eltérő kombinációkkal is megvalósítható a találmány szerinti eljárás. Lehetséges például az is, hogy egy függőzónás kristályhúzó berendezésbe olyan kiindulóanyagot helyezünk, amely akár vezetési típusában is, vagy adalékanyag-koncentrációjában teljesen eltér a példákban megadottaktól. E kiinduló anyagot az egyébként ismert adalékoló, vagy tisztító kezeléseknek (pl. oldatból felületi adalékolás, gázfázisból adalékolás, illetve többszöri zónázás) vetjük alá, ennek során kialakítjuk a példákban megadott kiindulóanyag jellemzőket, majd a gépből eltávolítás nélkül elvégezzük a találmány a) és b) pontja szerinti oxigénatmoszférában izzítást és egykristály osítást. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás n-i-p szerkezetű, szilícium anyagú radioaktív sugárzásdetektoroknak „p” típusú, csupán bórszintjével jellemzett polikristályos, vagy csupán fajlagos ellenállásával jellemzett egykristályos szilíciumból mint kiindulóanyagból történő előállítására, azzal jellemezve, hogy a kiindulóanyagot a) oxigénben, vagy oxigéntartalmú atmoszférában, 800-1400 °C hőmérsékleten izzítjuk, b) vákuumban, függőzónás módszerrel egykristályosítjuk, vagy újra egykristályosítjuk, c) megfelelő méretre darabolás,' csiszolás, polírozás után a leendő „p” oldali detektor fegyverzetnek megfelelő kristályfelületre villamosán jól vezető réteget viszünk fel, amit alumínium vezetőanyag alkalmazása esetén minimum 620°C-ra hevítéssel a kristályba beötvözünk, d) a leendő „n” oldali fegyverzet helyét lítium ózzuk, és a lítiumot hőkezeléssel, annak hőmérsékletével és időtartamával szabályozott mélységre diffundáltatjuk, e) a kristálydarabka lítiumozott részére pozitív „p” oldali fegyverzetére negatív polaritással egyenfeszültséget kapcsolva, a kristálydarabkát melegítve a hőmérséklettel, a feszültséggel és az idővel szabályozott módon a kristálydarabkában intrinzik réteget állítunk elő, í) a kívánt geometriai méret szükség szerinti beállítása és/vagy kompenzálatlan „p” oldali réteg szükség szerinti eltávolítása, mechanikai és/vagy kémiai tisztítás és/vagy maratás után a kristálydarabkát igen nagytisztaságú vízben mossuk, majd gyorsan szárítjuk, g) a kristály darabkának legalább azon részeit, ahol a különböző típusú rétegek felületükre kiérnek, visszáramcsökkentő és/vagy védőbevonattal látjuk el, majd az „n”, illetve „p” oldali fegyverzetek és a tok erre a célra kiképzett alkatrészei között vákuumpárologtatás és/vagy villamosán vezető, megszilárduló műgyanta és/vagy mikroötvözés és/vagy forrasztás és/vagy ponthegesztés segítségével villamos csatlakozást hozunk létre, vagy a villamos csatlakozást alakítjuk ki előbbiek szerint először, és ezt követően visszük fel a visszáramcsökkentő és/vagy védő bevonatot. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az a) bekezdésben alkalmazott izzítást vékony magra fokozatosan az öntecsátmérőre növekvő nyakrésszel összeolvasztott szilíciumrúdon függőzónás kristályhúzógépben nagyfrekvenciás fűtéssel végezzük. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganafosítási módja, azzal jellemezve, hogy a b) bekezdésben alkalmazott kristályhúzást az állandó keresztmetszetű szakaszon 15-20 cm/óra sebességgel végezzük. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az eljárás egyes fő lépései között esetenként szükségessé váló tisztítást széntetrakloridban, majd acetonban, ezután alkoholban, végül nagytisztaságú vízben történő ultrahangos mosással végezzük. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az eljárás egyes fő lépései között esetenként szükségessé váltó tisztítást az oldószeres és vizes ultrahangos mosást kövé-5 10 15 SO 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
