DE2211699A1

DE2211699A1 - Filmfoermiger strahlungsdetektor und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2211699A1
Application number: DE19722211699
Authority: DE
Inventors: Ojars Risgin
Original assignee: Sensors Inc
Current assignee: Sensors Inc
Priority date: 1972-03-10
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1973-09-13

Description

Filmförmiger Strahlungsdetektor und Verfahren zur Herstellung desselben Die Erfindung betrifft diinne, filmörmige Strahlungsdetektoren und Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Erfindung ist besonders auf strahlungsempfindliche Thermoelemente oder Thermosäulen sowie deren herstellung anwendbar und wird nachstehend in diesem Zusammenhang beschrieben0 Bei derartigen Vorrichtungen wird der durch Strahlung hervorgerufene Temperaturanstieg von einer Messtelle (eines Thermoelements) oder einer Reihe von Messstellen (einer Thermosäule) festgestellt. Praktische Vorteile dieser Art von Detektoren sind die folgenden: sie arbeiten bei Raumtemperatur, sie sprechen zu einem gewissen Ausmass auf verschiedene Strahlungswellenlängen an, und sie liefern eine direkte Signalspannung, ohne dass eine Vorspannung angelegt zu werden braucht. Die bisherigen, filmförmigen Thermoelemente hatten jedoch auch einige entschiedene Nachteile, die ihre Xerwendungsmöglichkeiten begrenzten, nämlich ihre zerbrechliche Bauweise, ihre langsame Reaktion auf Strahlungsänderungen und ihren Mangel an gleichmässigem Ansprechen auf Strahlung verschiedener Wellenlängen. Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.
Beispiele für bekannte Bauweisen sind in den USA-Patentschriften 3 483 045 und 3 405 272 beschrieben. In typischer Weise wird eine dünne Kunststoffolie an einen metallischen Träger so angeklebt, dass sie eine darin befindliche Aussparung überbrückt, oder ein dünner Trägerfilm aus Aluminiumoxid wird mit Epoxyharz oder anderen harzartigen Klebstoffen um eine Öffnung in einem Wärmereservoir aus Aluminium herum befestigt. Obwohl diese.Bauweisen für gewisse Anwendungszwecke zufriedenstellend sein mögen, leiden sie an den offensichtlichen Nachteilen der Kosten des Zusammenbaues und der schwierigen Herstellungsverfahren. In ihrer Anwendungsmöglichkeit sind derartige Vorrichtungen wegen ihrer Zerbrechlichkeit beschränkt. Weniger ins Auge fallend sind vielleicht diejenigen Nachteile, die sich sowohl für die Herstellung als auch für die Anwendung aus der Verwendung der Klebstoffe ergeben. Die Klebstoffe können sich nämlich bei der Herstellung oder Verwendung leicht zersetzen und durch die dabei entstehenden Verunreinigungen das Beschichtungsverfahren oder den Messvorgang beeinträchtigen.
Gemäss einem besonderen Merkmal der Erfindung wird ein klebstofffreier dünner Pilm von sehr geringer Masse, niedriger Wärmekapazität und geringer Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung gestellt. Ferner wird die Verwendung von halbleitenden Stoffen von hoher thermoelektrischer Kraft möglich gemacht, da ein dünner Film gemäss der Erfindung den verschiedensten Behandlungen, z.B. Wärmebehandlungen beim Bedampfen, unterworfen werden kann, o-n dass er dadurchNirgendwie beeinträchtigt wird.
Statt Folien oder Filme aus Kunststoff zu verwenden und diese an einem metallischen Träger anzukleben oder anderweitig um Anhaften zu bringen, wird erfindungsgemäss aus dem Trägermaterial ein mit demselben einstückiger Film hergestellt. Gemäss einer besonderen Ausfübrungsform der Erfindung wird amorphes Aluminiumoxid (A1203) nach einem Hartbeschichtungs-Eloxierver fahren hergestellt, bei dem man mit praktisch reinem Aluminium arbeitet. Jedoch liegen auch andere Trägerstoffe und Filme im Rahmen der Erfindung, z.B. Aluminiumlegierungen, Tantal, Silicium und andere Stoffe mit geeigneter Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit, die Deckschichten mit geeigneten Eigenschaften, wie hoher Festigkeit, niedriger Wärmeleitfähigkeit und elektrischem Isoliervermögen, bilden. Solche Deckschichten bilden sich im allgemeinen durch Oxydation; geeignete Deckschichten können jedoch auch durch andere chemische Reaktionen erzeugt werden. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Deckschicht in Form eines dünnen Trägerfilms von hoher Festigkeit zur Verwendung als Strahlungsdetektor.
Nachstehend wird als besondere Ausbildungsform ein Eloxierverfahren beschrieben. Bei diesem Verfahren lässt sich die Dicke der anodischen Oxidschicht durch die beim Eloxieren angelegte Spannung steuern. Zum Unterschied von den üblichen eloxierten Ueberzügen auf Aluminium, die zu Schutz- oder Zierzwecken dienen, stellt die erfindungsgemäss erzeugte Oxidschicht eine Sperrschicht dar. Diese Art von Überzug wird in einem Elektrolyten erzeugt, der nicht oder kaum imstande ist, die Oxidschicht zu lösen. Als Ergebnis erhält man eine porenfreie (von winzigen Löchern freie), dichte und harte Oberflächenschicht.
Die Erfindung umfasst mehrere Verfahren zum Entfernen von Teilen des Trägers nach dem Eloxieren derart, dass; ein eine Aussparung in dem metallischen Träger überbrückender dünner, harter Film freigelegt wird, holme dass dieser Film beschädigt werden kann. Dieser Film in an seinem Unfang einstückig mit dem Metall geformt un dnicht etwa,wie es bisher üblich war, aufgeklebt. Da das Aluminiumoxid in amorpher, nicht kristalliner Form vorliegt, ist die Wärmeleitfähigkeit gering. Mit diesem Film kann z.B. eine Messstelle eines Thermoelements leichter absorbierte Wärme durch Strahlung abgeben.
Auf den durch chemische Reaktion an der Oberfläche des Trägers entstandenen dünnen, und dem Träger einstückigen Film werden thermoelektrische Sieffe aufgedampft. Halbleiter von hohes Molekulargewicht, die die Vorteile hoher thermoelektrischer Kraft, geringer Warmeleitfähigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit bishen werden bevorzugt. Beispiele dafür sind Wismuttel @@@@ Bleiselenid, Bleiselenid unddergleischem. Obwohl diese SToffe @te arteigene elektrische Kennwerte aufweisen, kann @ufg @mpfte Filme aus diesen Stoffen bisher als filmförmige Det @oren nicht mit Erfolgt verwendet werden. Schwäch@@ dem @@ kalischen Eigenschalften der bisher bekannt An eiltung @e haben dem Bedampfungsverfahren Grenzen gerstet. Deshalb wird angenommen, dass dies die @rsache für die Verseh dreterung der elektrischen Eigenscharten der Herbleiter wo die sich durch starkes elektrischen Rauscher niedrige t@@ selektrische Kraft und hohen elektrischen Widerstand be@ @bar machten. Es ist anzunehmen, dass diese Fehler auf die unvollkommene Kristallinität der thermoelektrischen überzüge und auf Sperrschichten zwischen kristallinen Grensflächen rückzuführen sind.
Ein besonderer Nachteil der bekannten Dünnfilmträger ist der, dass sie sich mehr genügend erhitzen lassen, z.B. im Vakuum.
Die Trägerwerkstoffe, die Klebstoffe oder beide waren nicht temperaturbestindig genug; es trat z.B. Schmelzen auf, oder sie zersetzten sich unter Entwicklung von Gas, welches das Arbeiten im Hochvakuum unmöglich machte. Im Gegensatz dazu sind die mit dem Träger einstückig geformten Filme, wie die Aluminiumoxidfalme gemäss @ Erfindung, sehr beständig und lassen sich auf die für das Aufdampfen von Halbleiterschichten von hohem Gütegrad erforderliche Temperatur erhitzen, ohne dass der Träger Schaden leidet, und ohne dass das Vakuum zerstört wird. Ferner ergeben sich daraus verbesserte thermoelektrische Elgenschaften. Darüber hinaus ist der dynamische Bereich für einen Detektor gemäss der Erfindung wesentlich weiter, als es bisher der Fall war. Wegen seiner Hochtemperaturbeständigkeit lässt sich der Detektor zum Messen von starken Energiequellen, z.B. CO2-Lasern, verwenden.
Ein anderes besonderes Merkmal liest dar dass die erfin dungsgemäss hergestellten Filme nicht eben zu sein brauchen.
Um die Strahlun;sabsorption zu verbessern, kann der Empfänger als Schwarzkörperhohlraum, z.B. konisch, ausgebildet sein.
Der Vorteil der Kegelform (und ähnlicher Hohlraumf.ormen) liegt darin, dass der Kegel Strahlung sämtlicher Wellenlängen nahezu vollständing absorbiert, selbst wenn er auf seiner Innenseite mit einem unyollständig absorbierenden Material beschichtet ist. Daher stellt eine mit einem konischen Kollektor hergestellte Thermosäule einen echten Bezugsnorm-Detektor dar, dessen elektrische Ausgangsleistung nur von der in den Kegel (oder einen ähnlichen Hohlraum) eintretenden Strahlungsenergie, nicht aber von der Spektralverteilung der einfallenden Strahlung, abhängt. Diese Eigenschaft erlangt noch grössere Bedeutung im Balle von höheren Wellenlängen (über 10 m), bei denen die Absorption durch schwarze, ebene Schichten abzunehmen beginnt.
Die Hauptvorteile der Erfindung sind unter anderem eine grössere Robustheit wegen der arteigenen Festigkeit des Films, und weil der Film mit seinem Rahmen aus einem Stück besteht, eine leichtere Herstellungamöglichkeit und infolgedessen geringere Fertigungskosten, die Möglichkeit, Dünnfilmträger der yerschiedensten Formen herzustellen, die Möglichkeit, halb leitende Stoffe mit besseren thermoelektrischen Kennwerten zufriedenstellend aufzudampfen, und die Erzeugung hochtemperaturbervändiger Detektoren mit einem weiteren Bereich, als er bisher zur Verfügung stand.
Zur wo erden Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Dezug genommen.
Fig. @ 2 und 3 zeigen schematische Querschnitte durch einen gemäse der Erfindung bearbeiteten metallträger.
Fig. ist eine Draufsicht auf einen Detektor gemäss der Erfindung Fig. zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Detektor gemäss der Erfindung.
Fig. e zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine konische *5:usführungsform gemass der Erfindung.
Fig. 7 zeigt einen schematischen Querschnitt einer Vakuumbedampfungsvorrichtung zur Durchführung der Erfindung.
Fig. 8 zeigt schematisch einen Teil eines Detektors mit einer Thermoelement-Verbindungsstelle gemäss der Erfindung.
Fig. 9 ist eine schematische Draufsicht auf einen Detektor gemäss der Erfindung.
Fig. 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Detektor gemäss der Erfindung.
Fig. 11 ist ein Querschnitt durch eine besondere Ausführungsform gemäss der Erfindung.
Zur Durchfüilrung der Erfindung wird ein geeignetes Metall, wie Aluminium, durch Stanzen, Ziehen, Drehen, Schneiden und/oder Schmieden geformt Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Hohlraum 20 in dem Metallträger 22 ausgebildet worden. Die Aussenfläche 24 wird hochgradig poliert. Das Polieren kann mechanisch odeer elektrolytisch durchgeführt werden. Es hat den Zweck, eine äusserst glatte Oberfläche auszubilden, die Keinerlei Poren oder einspringen de Winkel aufweist.
Nach dem Verformen und nach dem Polieren der Oberfläche 24 wird die polierte Oberfläche anodisch oxydiert, um eine dünne, harte Sperrschicht 26 herzustellen.
Bei einer typischen Anwendung zur Herstellung einer Thermosäule beträgt die Gesamtdicke des metallträgers, gemessen längs der Seitenwand 28, etwa 1,6 bis 3,2 mm. Die Metallträger können aus Aluminiumblech hergestellt werden, wobei die Aussparungen z.B. vor dem Eloxieren erzeugt werden Können.
Im allgemeinen werden die Träger vor dem anodischen Oxydieren aus dem Blech ausgeschnitten; sie kännen aber auch je nach der verwendeten Schneidvorrichtung nach dem anodischen Oxydieren ausgeschnitten werden, wenn sich eine mechanische Beschädigung der Oberfläche dabei vermeiden lässt. Geeignete Dicken der durch anodische Oxydation erzeugten Schicht 26 liegen im Bereich von etwa 0,1 bis 1 µ.
Eine eloxierte Schicht von vorteilhafter Art lässt sich in verdünnten Lösungen von Ammoniumcitrat und Citronensäure oder von Ammoniumtartrat und Weinsäure bei einem pH-Wert von etwa 5 herstellen. Ein typischer Elektrolyt besteht aus destilliertem Wasser, 0,5 g/l Ammoniumcitrat und 0,5 g/l Citronensäure.
Die besondere Zusammensetzung des Elektrolyten hat die Aufgabe, die Ausbildung einer Porosität in der Oxidschicht infolge Angriffs durch die Elektrolytlösung zu vermeiden.
Die Dicke des auf dem Aluminium hergestellten Films wird durch die Eloxierspannung bestimmt und beträgt ungefähr 13,5 # je Volt Eloxierspannung. Es ist aber auch möglich, einen mit dem Träger einstückigen Film auf chemischem Wege anders als durch anodische elektrolyt; Oxydation herzustellen, und man kann dazu auch andere Metall als Aluminium verwenden.
Der Überzug kann erzeugt werden, indem man den ganzen Gegenstand oder nur eine Seite 24 desselben eloxiert. Wenn der ganze Gegenstand eloxiert et wird, muss die eloxierte Deckschicht am Boden der Aussparung oder eines Teils derselben entfernt werden. Dies kann durch Abschleifen der Oberflächen oder durch Wegätzen mit einem Hydroxid wie z.B. konzentrierter Kalilauge, erfolgen.
Wie Fig. 3 zeigt, verwendet man bei freiliegender Metalloberfläche der Aussparung 26 ein Ätzmittel 30, das die Überzugsschicht 26 nicht angreift, um das Trägermetall 32 abzutragen.
Ein typisches Beispiel für ein solches Ätzmittel ist 25-prezentige Salzsäure. Der Waterbleibt ein Oxidfilm, der mit dem metllischen Träger aus einem Stück besteht. Wie sich deutlicher aus Fig. 4 ergibt. Wie dieser Film rings um seinen Umfang herum abgetützt.
In Anbetracht der zueserst geringen Dicke und der hohen Festigkeit, mit der sich die Gemicht gemäss der Erfindung herstellen lässt, kann man wie Fig. 5 zeigt, ein Thermoelement mit einem Film herstellen, der Leichter Wärme durch Strahlung abgeben kann. Gleichzeitig erhöht der mit seinem Träger einstückig geformte Film des @kontakt in der durch den Pfeil 38 angedeuteten P@ @m@e ein Maximum, weil er in enger Berührung mit dem Träger steht und ein Wärmeisolierender Klebstoff, wie #ner üblich war, nicht erforderlich ist.
Lafo@ des @@@ den Isoliervermögene der Oxidseh@ erhä@@ die @ame elektrische Isolation, so was raschlä@ @@@ @rvoir 22 vermieden werden.
Herstellung @@@ moelement-Verbindungsstelle ersich @@@ ist thermoelektrischem Material von dem Film bis auf das Wärmereservoir 22 und eine Schicht 42 aus einem anderen thermoelektrischen Material von der von dem Film getragenen Schicht 44 zu einem anderen Teil des Wärmereservoirs 22. Auf dem dünnen Film wird die Meßstelle 46 gebildet. Leitungen 47 und 48 verbinden die thermoelektrisehen Stoffe mit einem Messgerät, wie einem (nicht dargestellten) empfindlichen Galvanometer. An. den Kontaktstellen 49 und 50 werden elektrische Verbindungemetalle, wie Silber, Gold oder Indium, auf die thermoelektrischen Schichten aufgedampft. An -diesen Verbindungsmetallen werden die Leitungen durch Löten, mit Hilfe eines leitfähigen Metallkitts oder nach ähnlichen, in der Halbleitertechnik bekannten Herstellungsverfahren' befertigt. Die Leitungen 47 und 48 sind feine M-etalldrähte, s.B. aus Gold.
Die bisher bekannten filmförmigen Detektoren konnten nicht in besonderen Ausbildungsformen, d.h. in anderen als ebenen Formen, hergestellt werden; dies wird erst durch die'Erfindung ermöglicht. Solche nicht-ebenen Ausbildungen der Oxidschicht, z.B. in Form eines Hohlraums, können im Sinne der Erfindung die verschiedensten Gestalten aufweisen. Nicht-ebene Ausbildungsformen stellen einen besonderen technischen Fortschritt dar, weil sie es ermöglichen, eine der wirksamsten Arten von schwarzen Körpern, nämlich einen konischen Hohlraum, herzustellen, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Innenfläche 60 kann mit einem Material, wie Lampenruss, Platinschwarz oder Goldschwarz, beschichtet sein, um die Strahlungsabsorption zu erhöhen. Hierdurch entsteht die charakteristische "Sehwarzkörperhohlraum"-absorption, die sich besonders -für die genaue Messung von Strahlung eignet, welche aus unterschiedlichen Wellenlängen zusammengesetzt ist, und die daher ein ideales Absorptionsorgan darstellt.
Die konisch geformte oxydierte Schicht 62 in Fig. 6 trägt thermoelektrische Stoffe, die s.B. eine Messstelle 64 bilden.
Die Vergleichsstelle 66 wird von einem Wärmereservoir 68 getragen.
Die Abmessungen, d.h. die Dicke der konischen Oxidschicht und die Abmessungen des in Fig 6 dargestellten Wärmereservoirs, können denjenigen entsprechen, die in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben worden sind. Mehrere Mess- und Vergleichsstellen, die um den Kegel herum angeordnet sind, können miteinander zu einer Thermosäule verbunden werden.
Geeignete thermoelektrische Stoffe sind Wismut und Antimon, die auch schon bisher verwendet worden sind. Zu den halbleitenden Stoffen, die erst im Sinne der Erfindung verwendet werden können, gehören thermoelektrische Stoffe, wie z.B. Bleitellurid. Die Halbleiter werden wegen ihrer höheren thermoelektrischen Kraft und ihrer geringeren Wärmeleitfähigkeit bevorzugt. Bei den bisher bekannten thermischen Detektoren konnten diese Halbleiter aus praktische Zwecke nicht verwendet werden Es wird angenommen; dass die dem Abscheidungsverfahren bisher gesetzten Grenzen für den hohen elektrischen Widerstand und das hochgradige Rauschen verantwortlich waren. Bei Verwendung des mit dem Träger einstückig geformten Films von hoher Festigkeit gemäss der Erfindung, der keinen Klebstoff benötigt, um an dem metallischen Träger anzuhaften, lässt sich die Bedampfung mit halbleitenden Stoffen bei hohen Temperaturen durchführen, wobei der Film und der metallische Träger erhitzt werden. Infolgedessen werden die Schwierigkeiten, die sich bei den bisher bekannten thermischen Detektoren mit halbleitenden thermoelektrischen Stoffen in bezug auf den hohen Widerstand und das starke Rauschen eingestellt haben, durch die Erfindung praktisch ausgeschaltet.
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung eines Bedampfungsvorganges. Die Kammer 70 in der Glocke 72 wird evakuiert.
Ein Ofen 74 enthält zwei Boote, wie bei 76, zum Unterbringen von thermoelektrischen Stoffen. Der Ofen wird durch Widerstandsheizung, Elektronenbeschuss oder dergleichen erhitzt.
Der zu bedampfende Gegenstand befindet sich bei 78, und der -Erhitzer 80 hält ihn auf der gewünschten Temperatur. Ein Schirm 82 zwischen der Metalldampfquelle und dem zu fenden Gegenstand steuert die Metalldampfströmung. Unmittelbar vor dem zu bedampfenden Gegenstand befindet sich eine Maske 84, die die Form der aufzudampfenden Schicht bestimmt Wenn mehrere Beläge aufgedampft werden sollen, bringt man die Maske zunächst in eine bestimmte Stellung, während einer der aufzudampfenden Stoffe in seinem Behälter erhitzt wird. Stobald sich ein Belag aus diesem Stoff von der gewünschten Dicke gebildet hat, verschiebt man die Maske, erhitzt einen zweiten Stoff und dampft ihn auf, bis sich ein Belag von dem gewünschten Gewicht und der gewünschten Gestalt gebildet hatO Man kann auch mit mehreren Masken arbeiten. Unter Umständen kann man sich der Photätzung bedienen, um einen selektiven Oberflächenüberzug zu erhalten.
Fig. 8 ist eine vergrösserte Teilansicht und zeigt das Ergebnis des Bedampfungsvorganges unter Verwendung der Maske. Ein erster thermoelektrischer Stoff 85 verläuft zwischen dem Metall 86 und dem dünnen Film 88, wobei die Treniinie 89 die Trennlinie zwischen Metall und Film ist. Durch die Bedampfung mit Hilfe der Maske ist ein zweiter thermoelektrischer Stoff 90 aufgedampft worden, der wie die Abbildung zeigt, den ersten Stoff so überlappt, dass auf dem Film eine messstelle 92 entstanden ist. Eine Vergleichsstelle 94 befindet sich aus dem metallträger, wo die beiden Stoffe sich überlappen, usw.
Man verwendet Masken mit vielen Öffnungen, so dass sich Thermoelemente mit vielen Verbindungsstellen in zwei Bedampfungsvorgängen herstellen lassen. Fig. 9 zeigt die Ergebnisse der Herstellung einer solchen Thermosäule. Hier haben sich auf einer Strecke von 2 mm zwanzig Verbindungsstellen gebildet.
Die Verbindungsstellen sind nintereinendergeschaltet und durch die Leitungen 96 und 95 mit einem (nicht dargestellten) Messgerät verbunden. die Messstellen 98 auf dem dünnen Film sind mit einem strahlungsabsorbierenden Stoff, wie einer Lampenrussschicht, beschichtet, die durch die gestrichelte Linie 99 dargestellt ist. Die Grenzen des geätzten Teils des dünnen-Films sind durch die ausgezogene Linie 100 dargestellt.
Fig. 10 zeigt einen typischen thermoelektrischen Schaltkreis, bei dem das Detektororgan 102 in der Kammer 104 untergebracht ist, die ein strahlungsdurchlässiges Fenster 106 aufweist.
Die Leitungen 107 und 108 sind mit einem Messgerät oder Verstärker 109 verbunden. Bei gewissen Ausführungsformen kann die Kammer 104 evakuiert sein, oder sie kann mit einem Inwertgas, wie Argon, gefüllt sein. Das Aggregat kann so hergestellt sein, dass cs einer Packung von genormter Grösse, z.B. einer "JEDEC TO -5"-Transsistorpackung, entspricht.
Der Detektor gemäss der Erfindung kann mit oder ohne Schutzkammer sowie mit oder c'hne Vakuum von einer Sonde getragen werden. Geeignete Werkstoffe für ein Schutzfenster zum Schutz des Detektororgans An einer nicht evakuierten Kammer sind Kaliumbromid, Polyathylenfolie oder kristallisches oder kompaktes Zinksulfid Einzelheiten einer besonderen Ausführungsform, bei der ein Detektor in einer Transkstorpackung von genormter mittlerer Grösse (TG-5) untergebracht ist, sind in Fig. 11 dargestellt.
Der Dünnfilm-Strahlungsdetektor 112 (mit absorbierendem aber zug) ist in der Behälterpackung 116 auf dem Träger 114 befestigt- Feine Drähte 118 und 120 von hoher Leitfähigkeit verbinden die Detektorstoffe an den Lötstellen 126 bzw. 128 mit den Signalleitungen 122 bzw. 124. Wo die Signalleitungen 122 und 124 durch den Gehäuseverschluss 130 hindurchgehen, sind sie von durch Glas isolierten Dichtungeb 132 bzw. 134 umgeben. Eine Erdleitung 136 ist elektrisch mit dem Gehäuseverschluss 130 verbunden. Der Träger 114 ist mit wärmeleitendem Kitt 137 an dem Geläuseverschluss 130 befestigt.
Das strahlungsdurchlässige Fenster 138 ist mit dem Kitt 140 an der Behälterpackung 116 befestigt. Die Gesamtabmessung Kann so gewählt werden, dass sie jedem beliebigen genormten Transistorteil oder dergleichen entspricht. Die in der Kammer befindliche Atmosphäre, z.B. Vakuum oder Inertgas, lässt sich leicht herstellene Zur Herstellung eines Detektors gemäss der Erfindung kann ein vorgeformter Träger entweder nur auf einer Seite oder auf seiner gesamten Oberfläche behandelt, z.B. eloxiert, werden.
Wenn der Träger auf seiner ganzen Oberfläche eloxiert wird, wird die eloxierte Schicht selektiv abgeschliffen oder abgeätzt. dann wird das freigelegte Trägermetall durch Ätzen, Photoätzen, chemisches Abschleifen oder photochemisches Abschleifen abgetragen. Die gleichen Verfahren können auch zum selektiven Entfornen bestimmter Flächen der aloxierten Schicht angewandt werden.
Ausser dem elektrolytischen Eloxieren von Aluminium und Aluminiumlegierungen, um eine Überzugsschicht darauf aufzutragen, kann man einen mit dem Träger einstückig geformten Film zum Aufbringen des Detektormaterials auch nach anderen methoden und aus anderen Überzugs schichten als Oxiden herstellen.
Zum Beispiei kann man sich der Plasma-Eloxierung bedienen, um A1203- und AlN-Filme auf Aluminium oder Ta2O3-Filme auf Tantal herzustellen. Eine SiO2-Schicht kann auf Silicium durch thermisches Oxydieren hergestellt werden0 Ferner kann man eine Siliciumnitridschicht (Si3N4) durch chemische Umsetzung an der Oberfläche eines Siliciumträgers -erzeugen0 Unter Umständen kann Silicium wegen seiner Wärmeleitfähigkeit und seiner elektrischen Halbleitereigenschaften Vorteile bieten.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Filmförmiger Strahlungsdetektor, gekennzeichnet durch einen dünnen, freitragenden Film, der an seinem Umfang von einen Träger abgestützt wird, wobei der Film aus einer mit dem Träger einstückig ausgebildeten chemischen Verbindung des Trägermaterials besteht und ein strahlungsempfindliches Material tragt

2. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger elektrisch leitfähig ist unG der dünne Film elektrisch isolierend ist und aus einer chemischen Verbindung des Materials einer Oberfläche des Trägers besteht.

3. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dünne Film eine niedrige Wärmekapazität aufweist, elektrisch isolierend ist, an seinem Umfang von einem elektrisch leitenden Träger abgestützt wird, sonst aber keinen Träger aufweist, und aus einem chemischen Reaktionsprodukt einer Oberfläche des Trägers besteht.

4. Filmförmiger Stra1lungsdetektor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dünne Film mehrere thermoelektrische Stoffe trägt, die eine starhlungsempfindliche Verbindungsstelle bilden.

5. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dünne Film mehrere Thermoelement-Messtellen trägt, und dass das Wärmereservoir mehrere Thermoelement-Vergleichsstellen trägtO

6. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 bis 5,, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoelement-Messstellen mit strahlungsabsorbierendem Material beschichtet sind.

7. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dünne Film konisch geformt ist.

8. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche des konischen Films mit strahlungsabsorbierendem Material beschichtet ist.

9. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Alumini' besteht.

10. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dünne Film aus einem Oxid des Trägermaterials besteht.

11. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, das der dünne Film eine oxydierte Schicht des Aluminiumträgers darstellt.

12. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 bis 119 dadurch gekennzeichnet, dass das strahlungsempfindliche Material ein halbleitender Stoff, wie bleitellurid, Wismuttellurid oder Bleiselenid, ist

13, Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die messstelle und die Vergleichsstelle des Thermoelements durch ein messgerät miteinander verbunden sind.

14. Filmförmiger Strahlungsdetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass er in einer kammer mit bestimmter Atmosphäre eingekapselt it, die mit einem strahlungsdurchlässigen Tenster versehen ist, und dass elektrische Anschlüsse für das strahlungsempfindliche Material in der Kammer vorgesahen sind.

15. Filmförmiges Thermoelement, gekennzeichnet durch einen elektrisch isolierenden, dünnen Film: von niedriger Wärmekapazität, der einen Spalt in einem Wärmereservoir überbrückt, an seinem gesamten Umfang einstückig mit dem Wärmereservoir ausgebildet ist und ein freitragendes chemisch reaktionsfählges Produkt des Werkstoffs des Wärmereservoirs darstellt d an Ort und Stelle auf einer Oberfläche des Wärmereservoirs entstanden ist, sowie ein von dem dünnen Film getragenes strahlungsempfindliches Material.

16. Verfahren sehr Herstellung von filmförmigen Strahlungsdetektoren ger-ass Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass man einen vorgefennten Träger auf mindestens einer Oberfläche so behandelt, dans sich darauf ein hochgradig fester, elektrisch isolierender Überzug aus einer chemischen Verbindung des Werkstoffs des Trägers bildet, und auf einer bestimmten Fläche das Material des Trägers von dem Überzug abträgt, so l!gs aic dünner Film hinterbleibt, der an seinein gesamten Umfang von dem Rest des Trägers getragen wird, mit diesem ans einem Stück besteht und die Aussparung in dem Träger Überbrückt, worauf man auf dem an diesem Umfang abgestützten Film Detektermaterial abscheidet.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass man den abgestützten Film vor ob der Abscheidung des Detektormaterials erhitzt.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeicb,net, -dass man einen Träger aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwendet und durch Eloxieren eine Oxidschicht auf dem Träger erzeugt.

19. Verfahren nacii Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dasa man das Eloxieren in einer schwachen sauren Lösung durchführt, die die Oxidschicht nicht angreift, und eine harte, praktisch porenfreie Oxidschicht erzeugt. -

20. Verfahren nach Anspruch 16 bis 19:, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung einer lochfreien Oberfläche den memetallischen Träger an der zu behandelnden Oberfläche vor der Behandlung poliert.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dast man das Pol-er auf elektrolytischem Wege durchführt.

22. Verfahren nach Anspruch 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass man den metallischen Träger vor der Behandlung zu einer bestimmten Gestalt, die eins Aussparung aufweist, verformt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Aussparung in Form eines Hohlraums, insbesondere eines konischen Hohlraums, erzeugt.

24. Verfahren nach Anspruch 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Abscheidung mehrerer Detektorstoffe auf dem an seinem Umfang abgestützten Film eine Thermoelement-Verbindungsstelle erzeugt.

25. Verfahren nach Anspruch 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass man auf dem metallischen Träger einen elektrisch isolierenden Überzug von bestimmter Dicke erzeugt.

26. Verfahren nach Anspruch 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass man auf dem metaLlischen Träger eine Oxidschicht erzeugt.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass man die Behandlung des Trägers so steuert, dass sich eine Oxidschicht von bestimmter Dicke bildet.

28. Verfahren nach Anspruch 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass man das Detektormaterial durch Aufdampfen abscheidet.

29. Verfahren iacb Anspruch bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Abscheiden von halbleitenden Stoffen in gescnderten Schichten eine Thermoeleinent-Verbindungsstelle erzeugt.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass man durch teilweise überlappende, Abscheidung der halbleitenden thermoelektrischen Stoffe auf dem Trägerfilm mehrere Messstellen und auf dem metallischen Träger mehrere Vergleichsstellen abscheidet, die miteinander unter Bildung einer Thermosäule verbunden werden.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass man die Messstellen mit strahlungsabsorbierendem Material beschichtet.

32. Verfahren nach Anspruch 16 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass man als metallischen Träger einen solchen aus Aluminium verwendet und durch Eloxieren eine Oxidschicht-von etwa 0,1 bis 1 µ Dicke erzeugt.

33. Verfahren nach Anspruch 16 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass man das Eloxieren in einer Elektrolytlösung durchführt, die die Oxidschicht nicht angreift.

34. Verfahren zur Herstellung von thermischen Detektoren, da durch gekennzeichnet, dass man einen Aluminiumrohling zu einem einen Hohlraum auSweisenden Träger verformt auf dem Träger durch Eloxieren eine Oxidschicht von bestimmter Dicke erzeugt, die eloxierte Schicht auf gegenüberliegenden inneren und äusseren Oberflächen des Hohlraums so freilegt, dass sie an ihrem ganzen Umfang von dem Rest des metallischen Trägers abgestützt wird und mit diesem aus einem Stück besteht und dass man durch Abscheiden vonthermoelektrischen Stoffen auf der freigelegten eloxierten Schicht und auf dem metallischen Träger in bestimmter Anordnung derart, dass Teile der thermoelektrischen Stoffe sich überlappen, Thermoelement-Verbindungsstellen erzeugt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dassman die äussere Oberfläche des Hohlraums vor dem Eloxieren poliert und zur Erzeugung einer glatten, porenfreien Der fläche das Polieren auf elektrolytischem Wegw durchführt.

36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass man einen konischen Hohlraum erzeugte

37. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet,' das$ man den gesamten metallischen Träger eloxiert , die eloxierte Schicht auf der Oberfläche des Hohlraums des meta schen Trägers durch Entfernen mindestens eines Teils der eloxierten Schicht von der inneren Oberfläche des Hohlraums freilegt, und das verbleibende Trägermetall von der im. eren Oberfläche des Hohlraums durch Ätzen, Photoätzen, chemi sches Abschleifen oder photochemisches Abschleifen e fernt.

38. verfahren nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, dass man die innere Oberfläche des konischen Hohlraums nach dem Entfernen des Trägermetalls mit strahlungsabsorbierendem Material, wie Lampenruss, beschichtet,0

39. Verfahren nach Anspruch 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass man den thermischen Detektor in eine eine bestimmte Atmosphäre enthaltende Kammer einschliesst.

L e e r s e i t e