增强光电图像传感器紫外探测薄膜的制备

　　0　引言

　　由于紫外光对CCD、CMOS等光电成像传感器的硅基底透射很浅(<2 nm),所以CCD、CMOS等光电成像器件对紫外光基本上不响应[2]。为了增强CCD、CMOS等光电成像器件对紫外光的响应,一种有效的方法是在CCD、CMOS等光电成像器件的光敏面镀上一层“紫外-可见”变频薄膜,将紫外光转化为可见光[3]。

　　Zn2SiO4∶Mn荧光粉末材料由于其具有粒子直径小,稳定性好,荧光量子效率高等优点,在无机光致发光器件、LED照明等领域引起了人们的广泛关注。但Zn2SiO4∶Mn在CCD、CMOS光电传感器紫外响应方面的研究和应用国内外却鲜有报道。文中用“旋涂法”法制备了Zn2SiO4∶Mn紫外增强薄膜,并对其可作为CCD、CMOS光电传感器紫外响应增强用薄膜的可行性进行了定量分析.

　　1　实验与测试

　　1·1　实验原料与设备

　　实验采用的原料为Zn2SiO4∶Mn、硝化棉、丁酯。Zn2SiO4∶Mn为无机稀土荧光粉,平均粒子直径为7·7μm,呈白色粉末状。熔点大于1 500℃. CIE色度坐标(0·208, 0·704),余辉时间为中等级(1 ms~0·1 s)[4]。硝化棉(可见纤维素硝酸酯)分子式为[C6H7O2(ONO2)a(OH)3-a]n,白色或微黄色棉絮状。丁酯用作有机树脂增塑剂,分子式为(CH2)3CH3PO4。实验用“旋涂”法旋转涂膜,所用旋涂机为BSE-1016.旋转镀膜机。

　　1·2　Zn2SiO4∶M n紫外探测薄膜的制备

　　1·2·1　石英基片的清洗依次用甲苯,乙醇超声清洗至少1遍,再用去离子水冲洗;将清洗后的基片放入HCl中浸泡至少5 min;浸泡后的基片用去离子水冲洗后用氮气吹干待用。

　　1·2·2　溶胶的配制

　　量取适量硝化棉加入洁净的玻璃容器中;称取适量的Zn2SiO4∶Mn无机荧光粉加入硝化棉中;充分搅拌制成溶胶。

　　1·2·3　旋转镀膜

　　将洗净的石英基片嵌于镀膜机上,在基片上滴上2滴配制好的溶胶;以一定的加速度启动旋转镀膜机,最后旋转速度达到5 000 r/min,持续一定时间;以一定的负加速度制动旋转镀膜机,制得初步薄膜;在制得的初步薄膜上滴上2滴丁酯,再次旋转,制得样品。

　　1·2·4　烘烤

　　将取出的样品立即放入程控电炉(SXL-1002)中进行烘烤,先70℃烘烤1 h,再120℃烘烤0·5 h.自燃冷却后取出样品,制成Zn2SiO4∶Mn薄膜。

　　1·3　Zn2SiO4∶M n紫外探测薄膜性能测试

　　用SP-1702型紫外可见光谱反射仪测定薄膜的透射光谱和吸收光谱。用ZLX-PL-I系列PL光致发光光谱测量系统测定薄膜的激发光谱和发射光谱。

　　2　结果与分析