本发明专利技术涉及功能薄膜材料制备技术，提供了掺铊碘化铯（ＣｓＩ：Ｔｌ）薄膜的制备方法。提供了一种制备掺铊碘化铯（ＣｓＩ：Ｔｌ）薄膜的方法，采用热蒸发方式实现对５０～１００μｍ掺铊碘化铯（ＣｓＩ：Ｔｌ）薄膜的制备，在衬底上制备出均匀、致密、与衬底粘附良好、与ＣＭＯＳ工艺兼容、性能优良的掺铊碘化铯（ＣｓＩ：Ｔｌ）薄膜，可被广泛应用于Ｘ射线探测器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能薄膜材料制备技术，提供了掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的一种制备方法。
技术介绍
自从X光被伦琴发现以来，它在人类面前展示了越来越广泛的用途，从最初的X光 感光底片照片到后来的X光光电探测器件，从航空航天到高能物理，从军事到医疗再到安 检设备，从生产到生活再到科学研究、宇宙探寻，这种可怕的射线显示出它独有的魅力。而 其中，X射线用于的探测技术更是当中最为重要的发展方向。CsI:Tl是一种性能优异的闪烁体材料，不但光产额高而且辐照强度好，易于同 硅光电管进行光谱匹配，且机械性能优良，生产成本相对较低，同时能像光导纤维一样被 激发。利用C⑶作为图像记录的X光探测系统中，所用CsI:Tl的作用是将X光转换为可 记录的可见光，其各项性能直接影响后面的图像处理结果。现阶段，我国在X光的探测方 面所用到的闪烁体材料，无论是CsI:Tl还是NaI:Tl都还停留在块材的阶段，在中国专利 94112210. 7 “下降法生长大尺寸碘化铯(CsI)晶体新技术”、中国专利97112901. 0 “基于碘 化铯的闪烁材料及其制备方法”、中国专利200310109480. 7 “以单质粉末为脱氧剂的掺铊 碘化铯晶体生长技术”和中国专利96116387. 9 “非真空下降法生长掺铊碘化铯晶体的工艺 技术”中都是制备碘化铯晶体的新技术和新工艺，碘化铯晶体的制备技术已经非常成熟，但 是国内还未见制备掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的报道。由于掺铊碘化铯晶体做为块状材料 在应用上存在缺陷，即体积较大、不轻便、不易集成化、与探测器相连需要额外的连接设备 (如光导纤维)等。所以用于X射线探测以及其他领域应用的CsI:Tl晶体，体积较大，各方 面性能也有待提高，特别是在集成化方面有着很大的不足。因此，将CsI Tl晶体薄膜化，使它在薄膜级别的性能保持优异，对此后它与X射线 探测器件的结合有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述的不足，提出了热蒸发的方法来实现对掺铊碘化铯(CsI:Tl) 薄膜的制备，在衬底上制备出均勻、致密、与衬底粘附良好、与CMOS工艺兼容、性能优良的 掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜。附图说明附图1为热蒸发法制备CsI:Tl薄膜的工艺流程图附图2为蒸发舟结构示意图1 钼舟；2 蒸发电极；3 =CsI (Tl)粉末。附图3为蒸发舟示意图(1)蒸发舟侧面图；1为5 7cm ； (2)蒸发舟俯视图L为 8 12cm ；D 为 3 6cm附图4为真空蒸发室结构示意图1 钼舟；2 蒸发电极；3 =CsI (Tl)粉末；4 衬底基片；5 蒸发室具体实施方案(1)原材料的选取本专利技术选用的原材料是纯度均为99. 99%的CsI和TlI晶体，镀膜前将两种晶体混 和在一起，混和晶体中二者摩尔比大致为1000/(0. 5 5. 0)(2)衬底的选取选用了 P型单晶Si、η型单晶Si、玻璃材料和镀有二氧化硅薄膜的P型单晶硅三 种基片作为衬底。(3)蒸发舟的制作选用了金属钼为材料，制成舟状容器，固定在蒸发电极上。⑷热蒸发热蒸发系统采用钨作为螺旋状的电阻加热源，对基片进行电阻加热。将需要镀膜 的衬底上架，同时采用钼舟为蒸发源，钼舟固定在电阻丝上，把CsI (Tl)粉末均勻的撒在舟 上。降下钟罩使其完全密合，低真空抽至1.3Pa，调整充气针阀使气压维持在6.7Pa，进行 离子轰击15分钟以上，且轰击电流维持在IOOmA以上；蒸发时旋转基片架；蒸发电流小于 500mA,大于100mA，此时，蒸镀室的真空度被抽到5. 6X 10_3pa左右，蒸镀完毕之后，保持系 统原有的大气压约10小时，再取出基片。本专利技术的优点薄膜制备过程简单、费用低廉，制备的薄膜均勻和连续性好、易于 集成化，克服了传统掺铊碘化铯晶体做为块状材料在应用上存在的体积较大、不轻便、不易 集成化、与探测器相连需要额外的连接设备(如光导纤维)的缺点，可以有力的推动X射线 探测器集成化的发展。权利要求掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的制备方法，包括(1)原材料的选取、(2)衬底的选取、(3)蒸发舟的制作、(4)通过热蒸发法制备(CsI:Tl)薄膜；其中热蒸发法制备薄膜的过程包括(5)固定衬底和蒸发舟，添加蒸发材料、(6)抽真空、(7)蒸发、(8)取件。2.按权利要求1所述的掺铊碘化铯(CsI Tl)薄膜的制备方法，其特征在于原材料是纯 度均为99. 99%的CsI和TlI晶体，其混和晶体中二者摩尔比大致为1000/(0. 5 5. 0)。3.按权利要求1所述的掺铊碘化铯(CsI Tl)薄膜的制备方法，其特征在于所选取的硅 三种不同的材料作为衬底分别为Φ型单晶Si、n型单晶Si、玻璃材料和镀有二氧化硅薄膜 的P型单晶硅。4.按权利要求1所述的掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的制备方法，其特征在于蒸发舟以金属钼为材料，制成图2所示的舟状容器(1)，夹在蒸发电极(2)之间，用以盛放蒸发材料 ⑶。5.按权利要求1所述的掺铊碘化铯(CsI Tl)薄膜的制备方法，其特征在于通过热蒸发 制备掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的条件包括采用钨作为螺旋状的电阻蒸发源，对基片进行 电阻加热。低真空抽至1. 3Pa，调整充气针阀使气压维持在6. 7Pa，进行离子轰击15分钟以 上，且轰击电流维持在IOOmA以上；蒸发时旋转基片架附(图4中(4))，电流小于500mA，大 于 100mA。全文摘要本专利技术涉及功能薄膜材料制备技术，提供了掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的制备方法。提供了一种制备掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的方法，采用热蒸发方式实现对50～100μm掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜的制备，在衬底上制备出均匀、致密、与衬底粘附良好、与CMOS工艺兼容、性能优良的掺铊碘化铯(CsI:Tl)薄膜，可被广泛应用于X射线探测器。文档编号C30B23/02GK101967678SQ20091006011公开日2011年2月9日 申请日期2009年7月27日 优先权日2009年7月27日专利技术者刘爽, 张佳宁, 钟智勇 申请人:电子科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
掺铊碘化铯（ＣｓＩ：Ｔｌ）薄膜的制备方法，包括（１）原材料的选取、（２）衬底的选取、（３）蒸发舟的制作、（４）通过热蒸发法制备（ＣｓＩ：Ｔｌ）薄膜；其中热蒸发法制备薄膜的过程包括（５）固定衬底和蒸发舟，添加蒸发材料、（６）抽真空、（７）蒸发、（８）取件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爽，张佳宁，钟智勇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：90
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