Диссертация (1090210), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Для этого ватным тампоном, смоченным в спирте, обезжиривается поверхность монтажной площадки. В центр площадки наносится доза токопроводного клея (типа контактола К 12Б), соответствующая размеру чувствительного элемента; затем чувствительный элемент ориентировался относительно ключа на корпусе, размещался при помощи пинцета в центре, и, слегкаприжимался к контактной площадке. Затем подсборка размещалась в термостате при температуре ~80ºС на 6-8 часов, до полной полимеризации клеевой композиции.Далее мы закрепляли корпус с установленной в нем пластиной на предметном столе полуавтомата термокомпрессионной микросварки типа ЭМ429М, при помощи цехового приспособления.Затем, наблюдая в бинокулярную стереоскопическую микроскопную насадку ОГМЭ-ПЗ полуавтомата, расщепленный инструмент ориентировался нами относительно контактной площадки корпуса под номером 4.
ставилась перемычка из золотой проволоки Ø25мкм между контактной площадкой №4 (считая от ключа на поверхности корпуса и первой контактной площадки, имеющейспециальную форму против часовой стрелки) и поверхностью монтажной площадки. Таким образом, был подготовлен вывод подачи напряжения смещения кфотодатчику.Затем мы контролировали качество сварных точек визуально и прозвонкойсоединения при помощи тестера или мультиметра, например, М890С+. Сориентировав инструмент полуавтомата относительно контактной площадки №13,62приваривается отрезок золотой проволочки длиной порядка 10мм, достаточныйдля изготовления перемычки на алмазную пластину, к этой площадке.Затем, на предметном столе полуавтомата ультразвуковой микросваркиУЗСМ.2,5, мы располагали и фиксировали подсборку с предыдущей операции.Совместив электрод магнитостриктера, свободный конец проволочной перемычки от контактной площадки №13 корпуса и контактную площадку на рабочей поверхности алмазной пластины, наблюдая в микроскоп полуавтомата,произвели сварку.Контроль качества сварки мы оценивали визуально под микроскопом, приувеличении не менее 32х, по форме сварного пятна и «прозвонкой» соединенияпри помощи тестера или мультиметра.Далее следовала операция герметизации внутреннего объёма прибора содновременной постановкой защиты на входном окне оптоэлектронного прибора.
Для этого посредством, нанесенной по периметру корпуса ДИП-16 герметизирующей клеевой композиции на базе эпоксидной смолы и, заранее подготовленного оптического окна из кварцевого стекла типа КУ-1 с размерами13х7х0,3мм, осуществлялась закрытие реципиента. Эту операцию допускаетсяпроводить в вакууме или в защитной среде инертного газа, например, аргонаили гелий аргоновой смеси, что дает возможность проконтролировать вакуумную плотность клеевого соединения методом регистрации скорости натекания.Контроль герметичности мелких замкнутых объёмов, как в нашем случаепроводился по методу накопления с предварительной опрессовкой изделий вгелий аргоновой смеси на специализированном оборудовании типа УКГМ-2использующем гелиевый течеискатель типа ПТИ-10 или СТИ-11.Готовое изделие мы маркировали и передавали на операцию контроля выходных параметров фотоприемника.
Съём сигнала осуществлялся с 13 выводной ножки корпуса ДИП-16. Вход оптического излучения со стороны входногоокна на рабочую поверхность чувствительного элемента.При сборке фотоприемников в корпуса ТО-8, последовательность операций нами была немного изменена. Первой подготовительной операцией стано-63вится вклейка входного кварцевого стекла в крышку корпуса. С этой целью напромытые и обезжиренные ватными тампонами, смоченными в этиловом спирте, внутренние поверхности крышек наносился тонким слоем оптический клейтипа ОКТФ-70 или супер клей «BISON». Затем, используя вакуумный пинцет«VAMPIRE», захватывалась пластинка кварцевого стекла размером 4х4х0,3мм,специально для этого подготовленная, при легком надавливании она устанавливалась на посадочное место. После проверки герметичности клеевого соединения методом регистрации скорости натекания, крышки готовы к дальнейшему применению.Второй подготовительной операцией является установка столика на основании металлостеклянного корпуса ТО-8.
На промытое и обезжиренное основание корпуса в его центральной части наносится клей типа К-400 (основаэпоксидная смола ЭД по ГОСТ 10587-76), в отверстие основания вставлялсястолик, и проводилась полимеризация герметика в термостате при температуре800С в течение 4-6 часов.После проверки герметичности клеевого соединения методом регистрациискорости натекания, основания готовы к дальнейшему применению.Далее к сборке был подготовлен термокомпенсатор; для чего на предметном столе полуавтомата термокомпрессионной микросварки ЭМ-429М размещалась и фиксировалась медная пластинка толщиной 0,3мм и с размерами4х4мм, и к ней приваривался проволочный вывод из золота длиной около 10мм,Ø25мкм.
Алмазная пластинка устанавливалась в захваты трёхкоординатногостолика полуавтомата ультразвуковой микросварки УЗСМ.2,5 и к её контактной площадке приваривается золотой вывод из проволоки Ø25мкм длиной около10мм. Сборка и монтаж изделия в целом осуществляется на рабочем местесборщика микросхем, оснащенном микроскопом типа МБС-10 и необходимымдля производства работы инструментом. Все рабочие поверхности и предметные столы должны быть протерты и обезжирены. Используя для приклейки токопроводящий клей типа контактола К-12Б, на столике основания корпуса ТО8, закрепить термокомпенсатор с приваренным к нему выводом, а затем на64компенсаторе алмазную пластинку с приваренным к ней выводом.
Всё это поместить в термостатированный шкаф СНОЛ 3,5х3,5х3,5 и выдержать при 800Св течение 6 часов. После полной полимеризации клеевой композиции мы устанавливали сборку в цеховом приспособлении на предметном столе полуавтомата термокомпрессионной микросварки, и произвести коммутацию методомтермокомпрессионной микросварки вывода термокомпенсатора на выводнуюножку корпуса с номером 1, а вывод с алмазной пластины на выводную ножкукорпуса с номером 5. Ножка под №1 должна быть промаркирована со стороныдоступной к прочтению после герметизации (счет вести от маркированнойножки против часовой стрелки). Контроль качества сварных соединений мыосуществляем «прозвонкой» и визуально.
Далее, аналогично сборке по варианту с корпусом ДИП-16, производится герметизация объёма корпуса приклейкойкрышки к основанию посредством клеевой композиции на базе эпоксиднойсмолы. Проверка герметичности по методу накопления с опрессовкой и маркировка изделий завершают технологический процесс сборки. Упаковка в транспортную тару происходит после паспортизации изделий и оформления маркировочных сопроводительных талонов. Изделия помещаются в пластмассовыекоробочки с прозрачными крышками, будучи обездвиженными пенополиуретановыми прокладками.2.4 Исследование характеристик алмазных одноэлементныхфотодетекторов2.4.1 Измерение темнового тока АОФДНепосредственное измерение темнового тока алмазных фотоприемниковневозможно из-за их чрезвычайно высокого темнового сопротивления (около 1– 5 ТОм).
Поэтому для регистрации токов мы использовали преобразовательток – напряжение с коэффициентом преобразования, равным величине резистора в цепи обратной связи операционного усилителя AD820AN (RОС=0,84 ГОм).Измерения проводились на специализированном стенде [66]. Схема и порядок65измерения темнового тока приведена в приложении А, разработанного на основе [67].Результаты измерений темнового тока (в виде I темн ± ε Iтемн) для разных об-разцов приведены в таблице 2.2.2.4.2 Определение относительной спектральной чувствительности АОФДСхема и порядок измерения относительной спектральной чувствительности АОФД приведена в приложении А.Обработка цифровых данных о напряжениях фотосигналов с целью определения относительной спектральной чувствительности АОФД производитсяпри помощи программного пакета LabVIEW [68].Обобщенные графики зависимости спектральных характеристик для ФП№№002, 004, 005, 007, 008 приведены на рисунке 2.8, а для ФП №№ 001, 003,006 на рисунке 2.9 [69].
Их особенности и отличия обсуждаются в п. 2.4.6.На рисунке 2.7 приведена темновая и световая вольтамперная характеристика (ВАХ) структуры № 008 (таблица 2.2) при засветке монохроматическимизлучением с λmax = 210 нм. ВАХ остальных образцов из таблицы 2.2 имеют такой же вид, как и на рисунке 2.7.Как видно из рисунка 2.7 темновая ВАХ является линейной, т.е. структурав темноте ведет себя как резистор, что свидетельствует, о том, что контакты являются омическими.
Удельное сопротивление кристалла алмаза, рассчитанноена основе данной ВАХ, приведено в таблице 2.2.Световая ВАХ имеет нелинейный вид (рисунок 2.7), близкий к диодному,что, по-видимому, можно было бы объяснить, наличием потенциального барьера (контактной разности потенциалов Vi ), возникающем в процессе засветкимежду нейтральной основной областью кристалла, в которой концентрация основных носителей заряда остается такой же как и до освещения, и приповерхностной областью, в которой происходит световая генерация [69]66Таблица 2.2 Результаты измерения параметров испытуемых фотоприемников№ фо- ИспольМаксимумтопри- зуемаяспектраль-Темно-емни-пла-ной чувст-вой ток,кастинавительно-пАсти, мкмПосто-Динами-яннаяческийвреме-диапазон,ни, мксне менееПорог чувствительности,Вт/Гц-1/2№001ГТ2240,214±0,00122,6±1,3160±201570±250(3,5±0,5)⋅10-12№002ГТ1420,223±0,0019,3±0,5160±201570±250(4,5±0,6)⋅10-12№003ГТ1490, 223±0,001 28,7±1,7170±251660±260(3,1±0,4)⋅10-12№004ГТ1620,225±0,0019,1±0,5160±201360±220(4,1±0,6)⋅10-12№005ГТ1630,224±0,0018,3±0,4160±201730±270(2,9±0,4)⋅10-12№006ГТ1660,224±0,00123,1±1,2170±251510±240(3,8±0,5)⋅10-12№007ГТ2190,223±0,00112,7±0,6160±201360±210(3,7±0,5)⋅10-12№008ГТ2520,223±0,00112,9±0,6160±201630±260(3,4±0,5)⋅10-12Рис.2.7 – Темновая и световая вольтамперная характеристика АОФД (образец № 008).
Световая ВАХ измерена при засветке УФ−излучением на длиневолны λ = 210 нм. Положительная («прямая») ветвь − потенциал «+» подавалсяна нижний, затемненный Al−электрод. Отрицательная («обратная») ветвь − потенциал «−» подавался на нижний, затемненный Al−электрод.67электронно-дырочных пар, поскольку поглощение света идет только в узкомприповерхностном слое.Но, так как при отсутствии смещения, в данном случае, отсутствует фотоЭДС, то, скорее всего, различие между темновой и световой ВАХ зависит исключительно от разности времени жизни электронов и дырок в алмазе [69].Этот феномен будет более подробно обсуждён ниже.Коэффициент поглощения алмаза в области фундаментального поглощения в настоящее время точно неизвестен, а для прямого перехода Γ25 − Γ15 (рисунок 1.3) с энергией 7,3 эВ он имеет значение α ≅ 5×105 см−1 [25].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
