[实用新型]一种红外光电材料铅盐薄膜的退火设备

说明书

本实用新型涉及红外光电材料领域，具体涉及一种红外光电材料铅盐薄膜的退火设备。包括加热装置，所述加热装置内设置气氛系统，所述气氛系统用于调节气氛及流速；所述加热装置底部中间位置设置铅盐光敏薄膜；所述铅盐光敏薄膜两端均设置电极；所述电极通过电阻测试夹具连接电阻测试设备，所述电阻测试设备上设置显示器，所述显示器用于观察电阻曲线变化，电阻曲线到达同一凸点完成退火。本发明设计了实施监测功能，克服了现有技术当中在同一退火工艺下退火差异性较大的问题，提高了成品率。

技术领域

本实用新型涉及红外光电材料领域，具体涉及一种红外光电材料铅盐薄膜的退火设备。

背景技术

铅盐(PbS/PbSe/PbTe)作为一种具有NaCl结构的窄禁带半导体材料，具有良好的光电效应、量子效率高、噪声低等优点，因此被广泛用于制造红外探测器、光发射器、太阳能电池等半导体器件。随着近年来薄膜材料的广泛研究与应用，关于铅盐薄膜材料的制备研究已有不少报道，其制备工艺主要有化学浴沉积法、电化学沉积法、真空蒸镀法、溅射沉积法和原子层沉积法等。通常直接制备的铅盐薄膜不具有光探测特性，需要通过掺杂—即“敏化”过程来实现红外探测功能。

目前，广泛使用的退火工艺包括用碘及用空气或者氧气等技术，但主要的障碍是工艺重复性不高，产品稳定性较低。尤其是物理蒸镀铅盐薄膜，前期制备工艺参数较多，不同批次的铅盐薄膜厚度不同。因此薄膜退火过程中，难以及时知晓薄膜电导性能，只能等到退火结束后方可判断。要想通过退火获得好的性能，只能依靠大量的实验获得良好敏化条件，使实验过程复杂繁琐。

例如，发明名称为退火炉退火工艺，申请日为2018.08.23，申请号为201810969076.3公开了一种退火炉退火工艺，退火炉包括外壳和退火炉门，所述外壳内嵌有高温保温材料、热循环风机、电热管、温控探温头和主控设备，所述热循环风机、电热管、温控探温头均与主控设备连接；退火工艺具体包括以下步骤：退火炉预热；装料；工作；结束。传统的铅盐薄膜退火装置所用原理和以上专利大同小异，该类装置主要缺陷在于，铅盐薄膜在退火过程中实验者并不能及时掌握知道薄膜随着退火时间的性能变化情况，一切蒙在“鼓”里，只等退火结束方可知晓，导致有时退火“不足”，有时退火“过头”，无法一次性得到最佳性能的铅盐薄膜。特别是铅盐薄膜在本来制备过程中就有不均匀性的问题存在，所以及时后续退火采用统一退火工艺，也会导致产品稳定性的问题。

基于此，针对由于铅盐薄膜的局部均匀性及批次差异性导致的同一退火工艺下稳定性较差的问题，本实用新型提出了一种对退火中的铅盐薄膜电阻实时电阻测试设备，通过测试分析退火过程薄膜电阻随时间变化的曲线，获得最佳退火的工艺条件。因此，本实用新型解决的技术问题是如何既克服同一退火工艺下铅盐薄膜差异性大的问题,也弥补前期铅盐薄膜制备中的单一薄膜不均匀及多次制备重复性较差的先天不足，简单便捷，大大提高了产品的成品率。

特别是，在制备铅盐阵列相机芯片时，因为一个芯片含有成千上万铅盐光敏像素单元，退火条件更加复杂多变，采用本发明的新型设备，通过以单一铅盐薄膜在退火下电阻变化规律作为参考，决定铅盐芯片的退火条件，将极大的简化退火难度，提高芯片成品率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种红外光电材料铅盐薄膜的退火设备，克服了现有技术当中在同一退火工艺下退火差异性较大的问题，提高成品率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种红外光电材料铅盐薄膜的退火设备，其特征在于，包括加热装置，所述加热装置内设置气氛系统，所述气氛系统用于调节气体成分及其流速，在加热装置进行加热时，进行调节气体气氛及流速；所述加热装置底部中间位置放置铅盐光敏薄膜；所述铅盐光敏薄膜两端均设置电极；所述电极通过电阻测试夹具连接电阻测试设备，所述电阻测试设备上配有显示器，所述显示器用于实时观察电阻曲线变化，在退火过程中，当电阻曲线到达某一凸点(即电阻最大值)完成退火，然后冷却至室温。