[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于寬波段硅基探測(cè)器的混合熒光薄膜的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310228843.2
• 申請(qǐng)日: 2013-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103289680A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶春先;何梁;張大偉;盧忠榮;洪瑞金;黃元申
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09K11/06
• 分類(lèi)號(hào): C09K11/06;H01L31/101;H01L31/0216;H01L31/0232
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紫外增強(qiáng)鍍膜技術(shù)，特別涉及一種用于寬波段硅基探測(cè)器的混合熒光薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小，一般的成像器件如CCD、CMOS?等都在紫外波段響應(yīng)很弱。自CCD、CMOS等光電探測(cè)器投入商業(yè)生產(chǎn)以來(lái)，人們就一直致力于尋找一種能提高探測(cè)器紫外響應(yīng)能力的方法。為了提高探測(cè)器對(duì)紫外輻射的敏感性,可行的一種辦法是在器件上鍍一層可以將紫外光轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的變頻膜。熒光物質(zhì)很多，但是能夠把UV和EUV光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的物質(zhì)還需要滿足一定的條件：首先，它們的發(fā)射光譜必須與CCD匹配，且波長(zhǎng)范圍盡可能在寬的光譜區(qū)域內(nèi)。其次，它們必須在UV和EUV到可見(jiàn)光的轉(zhuǎn)換過(guò)程中有很高的轉(zhuǎn)換效率，且效率與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。再次，它們的化學(xué)性質(zhì)要比較穩(wěn)定，輻照和放置中衰減的比較慢。Lumogen或者Coronene均為滿足上述條件的熒光物質(zhì)而被廣泛使用，具有各自有優(yōu)勢(shì)的同時(shí)又各有缺陷：Coronene在深紫外波段卻表現(xiàn)出很高的量子產(chǎn)率，但在近紫外波段的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低；Lumogen與Coronene的相應(yīng)波段相反。兩種單質(zhì)在實(shí)際使用中無(wú)法實(shí)現(xiàn)在更寬紫外波段的有效響應(yīng)靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)在的紫外光轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的變頻膜無(wú)法實(shí)現(xiàn)在更寬紫外波段的有效響應(yīng)靈敏度的問(wèn)題，提出一種用于寬波段硅基探測(cè)器的混合熒光薄膜的制備方法，將Lumogen粉末與Coronene粉末按特定工藝進(jìn)行混合旋涂成膜，該混合薄膜克服了單種熒光材料在部分波段響應(yīng)弱的缺陷，在光譜響應(yīng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)增強(qiáng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種用于寬波段硅基探測(cè)器的混合熒光薄膜的制備方法，具體包括如下步驟：

1）用瑪瑙研缽分別對(duì)Lumogen粉末和Coronene粉末進(jìn)行研磨的前處理，處理后粉末放入指定燒杯中；

2）用甲苯溶液作為溶劑，硝化棉膠體溶液作為粘合劑，一起放入步驟1）中裝有熒光粉末的燒杯，在配置過(guò)程中，采用磁力攪拌器對(duì)混合溶液進(jìn)行邊加熱邊攪拌，制成懸浮膠體溶液；

3）取適量懸浮膠體溶液，滴入光敏面上或者石英玻璃基片上，同時(shí)，將樣品真空吸附在旋涂?jī)x上，旋涂成膜。

所述Lumogen粉末和Coronene粉末質(zhì)量比為1:1。

所述步驟1）中各稱(chēng)取經(jīng)過(guò)瑪瑙研缽充分研磨的Lumogen粉末和Coronene粉末0.2g，步驟2）再用量筒量取10ml甲苯溶劑，并用滴管吸取6ml硝化棉溶液，然后將它們充分混合，再經(jīng)過(guò)步驟3）旋涂成膜的混合變頻薄膜發(fā)射光譜集中在500nm～600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明用于寬波段硅基探測(cè)器的混合熒光薄膜的制備方法，不會(huì)破壞兩種熒光材料的晶體結(jié)構(gòu)特性，從而保證了兩種熒光材料成膜前后發(fā)光特性的一致性；相對(duì)于傳統(tǒng)的熱蒸發(fā)工藝，該制備工藝操作簡(jiǎn)單，材料利用率大幅提高，而且省時(shí)高效，降低實(shí)驗(yàn)成本，有利于硅基成像器件的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。

具體實(shí)施方式

用于寬波段硅基探測(cè)器的混合熒光薄膜的制備方法：

首先，利用瑪瑙研缽分別對(duì)Lumogen粉末和Coronene粉末進(jìn)行研磨的前處理，處理后放入指定燒杯中。

其次，利用甲苯溶液作為溶劑、硝化棉膠體溶液作為粘合劑，一起放入裝有熒光粉末的燒杯，在配置過(guò)程中，采用磁力攪拌器對(duì)混合溶液進(jìn)行邊加熱邊攪拌，制成懸浮膠體溶液。

最后，取適量懸浮膠體溶液，滴入光敏面上或者石英玻璃基片上，同時(shí)，將樣品真空吸附在旋涂?jī)x上，旋涂成膜。

本發(fā)明所制備的混合變頻薄膜能夠有效吸收紫外光，激發(fā)光譜涵蓋深紫外到近紫外；然后發(fā)射出可見(jiàn)光，發(fā)射光譜集中在500nm～600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，并且不影響可見(jiàn)光的透過(guò)率。同時(shí)，該薄膜彌補(bǔ)了單種熒光材料在部分波段量子效率低的缺陷。

在探測(cè)器光敏面上腹膜過(guò)程：

一、對(duì)石英基片2進(jìn)行清洗，清洗分為三步：

（1）用無(wú)水乙醇反復(fù)擦洗石英基片，至基片表面光潔為止；

（2）用超聲清洗器對(duì)基片進(jìn)行二次處理，加熱清洗20分鐘；

（3）用超純水再對(duì)基片進(jìn)行多次清洗。

二、溶膠的制備：

（1）用托盤(pán)天平用托盤(pán)天平分別各稱(chēng)取0.2g經(jīng)過(guò)瑪瑙研缽充分研磨的lumogen?S0795粉末和coronene粉末，即1:1質(zhì)量至平地?zé)恐校礉舛纫笤儆昧客擦咳?0ml甲苯溶劑，并用滴管吸取6ml硝化棉溶液，然后將它們充分混合；

（2）將整個(gè)燒瓶放在磁力攪拌器上，放入磁子，調(diào)整好攪拌速度和加熱溫度后，啟動(dòng)攪拌器，加熱攪拌30分鐘。