硒化铅光敏薄膜及可集成光电导传感器的制备方法与流程

技术特征：
1.一种硒化铅光敏薄膜的制备方法，包括步骤：制备铅盐薄膜基片：以可溶性铅盐、强碱、硒源和可溶性卤盐为原料，采用化学浴法在衬底上沉积形成卤素掺杂的硒化铅薄膜，制得铅盐薄膜基片；氧化处理：采用氧化剂溶液对所述卤素掺杂的硒化铅薄膜进行化学氧化，制得氧化薄膜基片；其中，所述氧化剂溶液为h2o2溶液或k2s2o8溶液；高温敏化处理：采用卤素混合气体对所述氧化薄膜基片进行敏化处理使得所述衬底上形成硒化铅光敏薄膜；其中，所述卤素混合气体为卤气与n2或o2的混合气体。2. 根据权利要求1所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述可溶性铅盐、强碱、硒源和可溶性卤盐的摩尔比为1 : 5～15 : 0.5～3.5 : 0.1～1。3.根据权利要求2所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述可溶性铅盐可以为硝酸铅、醋酸铅或氯化铅；所述硒源为二氧化硒、硒代硫酸钠、亚硒酸钠或亚硒酸钾。4.根据权利要求2所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述可溶性卤盐可以为氯化钾、氯化钠、溴化钾或溴化钠。5.根据权利要求1所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备铅盐薄膜基片的步骤包括：制备硒源溶液：将硒粉与亚硫酸钠按照摩尔比0.5～3.5 : 3～15的比例放入300 ml容器中加入去离子水，在60℃～90℃下边搅拌边加热8～12 h，过滤，得到所述硒源溶液；制备沉积溶液：先将所述可溶性铅盐加到强碱溶液中，在20℃～50℃的水浴中加热，并以转速为300～500 rpm搅拌至完全反应；再依次加入所述硒源溶液和所述可溶性卤盐，搅拌均匀得到无色透明的沉积溶液；沉积硒化铅薄膜：将所述沉积溶液置于50℃～80℃水浴锅，将所述衬底悬挂于所述沉积溶液的中下部，搅拌3～7 h在所述衬底上沉积形成所述卤素掺杂的硒化铅薄膜，得到所述铅盐薄膜基片。6. 根据权利要求1～5任一项所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，还包括在所述制备铅盐薄膜基片的步骤之前，对所述衬底进行清洗的步骤，将所述衬底放入铬酸洗液中浸泡4～6 h以完全去除有机和无机污染物，取出用去离子水冲洗，后依次放入装有乙醇、去离子水的烧杯中各超声10～30 min，氮气吹干，获得洁净的衬底。7. 根据权利要求1～5任一项所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述氧化处理的步骤包括：采用浓度为1
×
10-3
～1
×
10-2 mol/l的所述氧化剂溶液对所述卤素掺杂的硒化铅薄膜进行化学氧化处理10～60 min，使所述卤素掺杂的硒化铅薄膜的表层被氧化形成pbo和pbo
x
se
(1-x)
的混合物，且x为0.1～0.5，从而在所述衬底上形成氧化硒化铅薄膜，得到所述氧化薄膜基片。8. 根据权利要求7所述的硒化铅光敏薄膜的制备方法，其特征在于，所述高温敏化处理的步骤包括：将所述氧化薄膜基片置于250℃～500℃的退火炉中，通入所述卤素混合气体敏化处理20～90 min，在所述衬底上形成所述硒化铅光敏薄膜；其中，所述卤素混合气体中的卤气与n2或o2的体积比为0.1 : 10～2 : 1。9.一种可集成光电导传感器的制备方法，包括步骤：制备铅盐薄膜基片：以可溶性铅盐、强碱、硒源和可溶性卤盐为原料，采用化学浴法在衬底上沉积形成卤素掺杂的硒化铅薄膜，制得铅盐薄膜基片；
氧化处理：采用氧化剂溶液对所述卤素掺杂的硒化铅薄膜进行化学氧化，制得氧化薄膜基片；其中，所述氧化剂溶液为h2o2溶液或k2s2o8溶液；高温敏化处理：采用卤素混合气体对所述氧化薄膜基片进行敏化处理使得所述衬底上形成硒化铅光敏薄膜；其中，所述卤素混合气体为卤气与n2或o2的混合气体，制得敏化薄膜基片；得到集成的光电导传感器：依次对所述敏化薄膜基片进行钝化、光刻、物理处理、电极制备及封装处理，得到集成的光电导传感器。10.根据权利要求9所述的可集成光电导传感器的制备方法，其特征在于：所述得到集成的光电导传感器的步骤包括：先在所述敏化薄膜基片上镀厚度50～400 nm的钝化保护层，得到敏感元半成品；再采用光刻机并配合掩模板对所述敏感元半成品进行处理，直至在所述敏感元半成品上显影出需要集成的敏感元图形50～2000 μm；然后，采用蚀刻机对在所述敏感元半成品上显影出来的敏感元图形进行蚀刻处理，得到需要的敏感元图形；之后，在所述需要的敏感元图形上镀电极，制得敏感元；将所述敏感元切割成需要的尺寸，放入相配套的壳体中，进行绑线，封装得到所述集成的光电导传感器。

技术总结
本发明提供了一种硒化铅光敏薄膜的制备方法，包括步骤：以可溶性铅盐、强碱、硒源和可溶性卤盐为原料，采用化学浴法在衬底上沉积形成卤素掺杂的硒化铅薄膜，制得铅盐薄膜基片；采用氧化剂溶液对所述卤素掺杂的硒化铅薄膜进行化学氧化，制得氧化薄膜基片，其中，所述氧化剂溶液为H2O2溶液或K2S2O8溶液；采用卤素混合气体对所述氧化薄膜基片进行敏化处理使得所述衬底上形成硒化铅光敏薄膜；其中，所述卤素混合气体为卤气与N2或O2的混合气体。由上述方法制备的硒化铅光敏薄膜能够提高其光电灵敏度、响应速度快和分辨率高，有效延长使用寿命。另外，本发明还提供一种利用上述硒化铅光敏薄膜制备可集成光电导传感器的方法。敏薄膜制备可集成光电导传感器的方法。敏薄膜制备可集成光电导传感器的方法。


技术研发人员：古瑞琴 高胜国 汪静 郭海周 杨志博
受保护的技术使用者：郑州炜盛电子科技有限公司
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/4/5