[發(fā)明專利]增強(qiáng)硅基成像器件紫外響應(yīng)的有機(jī)金屬薄膜制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810041823.3
• 申請日: 2008-08-18
• 公開（公告）號: CN101339920A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大偉;田鑫;劉猛;倪爭技;黃元申;莊松林
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: H01L21/82
• 分類號: H01L21/82;H01L27/146;H01L27/148;H01L31/18;H01L31/09;H01L31/0232
• 代理公司: 上海東創(chuàng)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 寧芝華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)金屬薄膜的真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)，具體涉及到一種增強(qiáng)硅基成像器件紫外響應(yīng)的變頻材料：有機(jī)金屬配價(jià)物Alq₃粉末作為鍍膜材料的真空蒸鍍制備方法。

背景技術(shù)

光電探測器中的成像器件，如CCD(Charge?Coupled?Device，電荷耦合器件)、CMOS(Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor，附加金屬氧化物半導(dǎo)體組件)等都在紫外波段響應(yīng)很弱，這是由紫外光在多晶硅中穿透深度很小(＜2nm)而造成的。自CCD和其它光探測器投入商業(yè)生產(chǎn)以來，人們就一直致力于尋找一種能提高探測器紫外響應(yīng)能力的方法。為了提高探測器對紫外輻射的敏感性，可行的一種辦法是在硅基成像器件光敏窗口上鍍一層可以將紫外光轉(zhuǎn)化為可見光的變頻膜。目前可以使用紫外變頻材料來制備用于探測器紫外感光的變頻膜。

目前薄膜的制備方法很多，如氣相生成法、液相生成法、氧化法、擴(kuò)散與涂布法、電鍍法等等。真空蒸發(fā)鍍膜法屬于物理氣相生成法，其工藝為把待鍍膜的基片或工件置于高真空室里，通過加熱使蒸發(fā)材料氣化(或升華)而沉淀到某一溫度的基片或工件的表面上，從而形成一層薄膜。在高真空環(huán)境中成膜，可防止膜的污染和氧化，便于得到潔凈、細(xì)密、符合預(yù)定要求的薄膜，因此，這種制膜方法目前得到了廣泛的應(yīng)用。

為了提高硅基成像器件紫外響應(yīng)，國外已經(jīng)研制出了選用Lumogen或coronene為材料的兩種有機(jī)變頻薄膜。但其共同缺點(diǎn)是：有機(jī)變頻薄膜存在著隨時(shí)間變化衰減老化問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對目前成像器件對紫外輻射的弱響應(yīng)以及有機(jī)變頻薄膜容易隨時(shí)間衰減老化問題，提供一種制備變頻薄膜的方法。

增強(qiáng)硅基成像器件紫外響應(yīng)的有機(jī)金屬薄膜制備方法，其特征在于：選取經(jīng)預(yù)烘烤的有機(jī)金屬配價(jià)物Alq₃粉末作為鍍膜材料，采取真空蒸鍍法在硅基成像器件光敏元表面將紫外變頻材料蒸鍍成膜。

所述的經(jīng)預(yù)烘烤的有機(jī)金屬配價(jià)物Alq₃粉末烘烤時(shí)間為6-12小時(shí)，溫度：300℃。

所述制備變頻薄膜的真空蒸鍍法，蒸鍍條件為：真空度：2×10^-3Pa；光學(xué)監(jiān)控波長：500nm；薄膜厚度：光學(xué)厚度125nm；蒸發(fā)電流：20A；烘烤溫度：200℃。

在上述的增強(qiáng)硅基成像器件紫外響應(yīng)的變頻薄膜制備方法中，選取烘烤過的Alq₃材料，是為了防止鍍膜過程中材料的噴濺。

對光敏元進(jìn)行預(yù)處理，一般做法為先用去離子水超聲清洗光敏元15min，然后在酒精中超聲清洗15min，再用烘箱烘干待用；可以使光敏元表面清潔，能夠得到粘附性更好的薄膜。

本發(fā)明解決了鍍膜材料因突然受熱而飛濺的問題，得到了致密均勻的薄膜，該薄膜不但有效提高了硅基成像器件紫外響應(yīng)的能力，而且克服了有機(jī)變頻薄膜隨時(shí)間衰減老化的問題。采用本發(fā)明所述的方法制備的有機(jī)金屬薄膜，可以使得紫外光(250～380nm)轉(zhuǎn)換為可見光(峰值發(fā)射波長為510nm)。將其運(yùn)用到硅基成像器件上，能夠有效增強(qiáng)硅基成像器件對紫外光的敏感度，將探測區(qū)域拓展到紫外波段。

附圖說明

圖1：為本發(fā)明使用的真空鍍膜裝置示意圖；

圖2：為本發(fā)明制備的薄膜截面示意圖。

11.光敏元，12.細(xì)密鐵絲網(wǎng)，13.Alq₃鍍膜材料，14.蒸發(fā)舟，15.鐘罩，22.Alq₃薄膜。

具體實(shí)施方式

增強(qiáng)硅基成像器件紫外響應(yīng)的有機(jī)金屬薄膜制備方法，首先將選取的有機(jī)金屬配價(jià)物Alq₃粉末作為鍍膜材料，烘烤時(shí)間為6-12小時(shí)，優(yōu)選8小時(shí)，溫度：300℃。

本發(fā)明使用的真空鍍膜裝置如圖1所示。將經(jīng)過預(yù)烘烤的Alq₃鍍膜材料13放在與蒸發(fā)電極相連的蒸發(fā)舟14上，處理過的光敏元11放置在基片架上。對高真空室進(jìn)行抽氣，真空度：2×10^-3Pa；待鐘罩15內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到所需的數(shù)值后，便可對蒸發(fā)舟14加熱進(jìn)行蒸鍍，蒸發(fā)電流：20A；烘烤溫度：200℃；光學(xué)監(jiān)控波長：500nm；薄膜厚度：光學(xué)厚度125nm；蒸鍍完畢后，關(guān)閉高真空閥門，通過充氣閥向鐘罩15內(nèi)放氣，然后打開鐘罩，取出蒸鍍好的光敏元11。蒸鍍的Alq₃薄膜材料形成Alq₃薄膜22位于光敏元11表面。

由于Alq₃材料(13)因放氣問題會引起飛濺，本發(fā)明采用一細(xì)密鐵絲網(wǎng)12放置于蒸發(fā)舟14上。對上述細(xì)密鐵絲網(wǎng)的規(guī)格沒有特別限定，通常以不阻礙Alq₃材料氣化分子且達(dá)到防飛濺效果為宜。