В. Г. Буткевич, Ю. А. Глебов, Е. Р. Глобус,
Н. Ю. Зверева, О. Г. Ревзина, Ю. А. Алмазов
Государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Орион",
Москва, Россия
Развитие промышленности фотоприемных устройств потребовало, чтобы оптические покрытия, как и другие комплектующие узлы, удовлетворяли жестким технологическим (на этапах сборки фотоприемника) и эксплуатационным требованиям. В статье приведены основные этапы создания таких покрытий для областей спектра 3---5 и 8--14 мкм на основе процессов термо- и ионного осаждения.
Развитие промышленности фотоприемных устройств потребовало, чтобы оптические
покрытия, как и другие используемые комплектующие узлы, удовлетворяли бы весьма жестким
технологическим (на этапах сборки фотоприемника) и эксплутатационным требованиям.
Поэтому с самого начала разработки ИК-приемников в ГУП "НПО "Орион" развивались
нетрационные методы производства оптических покрытий. Начиная с 1960 г., когда велась
подготовка к крупносерийному выпуску фотоприемников PbS для головок самонаведения,
особенно остро встал вопрос о прочности просветляющих покрытий для входных окон из
германия. Общепринятые на то время методы термического осаждения веществ в вакууме, в
частности сульфида цинка, давали совершенно неудовлетворительные результаты. Между тем
уже тогда было известно, что конденсация вещества из плазменного состояния в условиях
высокой плотности и энергии открывает качественно новые пути создания пленок, покрытий и
специальных материалов. Впервые в мире в ГОИ им. Вавилова была показана возможность
использования реактивного катодного распыления для получения сверхпрочных оптических
покрытий [1]. В развитие этих трудов и в тесном сотрудничестве с ГОИ им. Вавилова в начале
60-х гг. фирма НПО "Орион" приступила к серийному выпуску оптических покрытий для
входных окон из германия, кремния и сапфира, создав полностью автоматизированные
вакуумные установки, действующие на основе принципа пульсирующего разряда [2]. Для
высокопрочного и влагостойкого просветления германия было найдено принципиально новое
техническое решение путем перевода окислов германия пограничного слоя в
водонерастворимое соединение методом сораспыления катодов из кремния и титана в
кислороде [3].
Следующим нетрадиционным методом получения высокопрочных оптических покрытий
для области спектра 8-14 мкм, связанным с развитием тематики фотоприемников кадмий-
ртуть-теллур, явился метод получения оптических слоев сульфидов, селенидов и фторидов из
ионизированных молекулярных пучков [4]. Сущность метода заключается в том, что в едином
технологическом цикле производятся очистка и травление подложек, осаждение
ионизированного осадка в низкотемпературной плазме газового разряда и, при необходимости,
легирование получаемого покрытия. Особенностью метода является возможность получения
толстых оптических слоев (до 20 000 А), выдерживающих многократные термоудары до
температуры жидкого азота, непосредственно на чувствительных элементах кадмий-ртуть-
теллур с целью их просветления и блокирования ухода атомов ртути с поверхности. При этом
увеличение энергии осаждения слоя достигается не за счет нагрева подложки, а за счет
увеличения энергии осаждаемых частиц.
Основным отличием этого метода от широко применяемого в настоящее время облучения
подложек потоком ионов инертного газа (метод "ion assisting") является создание условий для
ионизации молекулярного пучка испаряемого вещества благодаря сочетанию сильного
электрического и магнитного полей. Интенсивная ионизация начинается в магнитных полях с
индукцией, большей критической, которую можно оценить по формуле
Л и т е р а т у р а
1. М о т о в и л о в О. А., Р о ж д е с т в е н с к и й В. Н.//Оптико-механическая промышленность. - С-Пб. 1958. N. 2. С. 42.
2. Г л е б о в Ю. А.//Там же. - С.-Пб. 1970, N 2. С. 46.
3. А л м а з о в Ю. А., Г л е б о в Ю. А.//Там же. - С.-Пб. 1970, N 9.
С. 62.
4. Г л е б о в Ю. А., К а б а к о в а З. Н. Получение оптических слоев сульфидов и селенидов из ионизированных
молекулярных пучков: Тр. Института проблем материаловедения. - г. Киев, 1977. Вып. 4.
V. G. Butkevih, Ju. A. Glebov, E. R. Globus,
N. Ju. Zvereva, O. G. Revzina, Ju. A. Almazov
The State Unitary Enterprise
The development of industry photodetectors sistems required working out hign quality stable optical coatings. In this article describes the main stage of creation optical coatings for 3-5 and 8--14 mkm MIR spectrum on the basis of process termo- and ion deposition.