CN117374159A - 一种方形czt探测器电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电极制备领域，具体是一种方形CZT探测器电极的制备方法。本发明提供的方法在方形CZT探测器电极的制备过程中，在进行阳极镀膜时，预先采用光刻胶保护4个侧面及阴极面，能够避免晶体侧面被镀到金属而导致短路问题，并保护了阴极的抛光面，利于后续阴极面的镀膜；本方法亦可应用于先进行阴极镀膜再进行阳极镀膜的步骤。本发明所述方法不仅解决了晶体侧面被镀到金属导致短路的问题，而且不会对已镀好的电极造成污染，同时没有晶体崩边或碎裂风险，工艺步骤得到简化，提高了生产效率。实验表明，本发明所述方法得到的电极的综合合格率达95％，崩边率达3％左右。
Description
技术领域
本发明涉及电极制备领域，具体是一种方形CZT探测器电极的制备方法。
背景技术
在CZT探测器的电极制备过程中，由于晶体是方形的，在使用PVD工艺对晶体的阳极和阴极镀金属电极时，会将金属镀到晶体的4个侧面上，而侧面如果有金属的话会导致探测器短路，因此需避免晶体侧面被镀到金属，现有技术是通过镀完阴极、阳极的金属后，对晶体侧面进行抛光的方式将侧面的金属去除，此方法在抛光时易导致晶体崩边或碎裂，增加了晶体报废的风险，并且抛光过程中抛光液等化学品易污染已经镀好的电极。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种方形CZT探测器电极的制备方法，本发明提供的方法能够避免晶体侧面被镀到金属导致短路的问题，
本发明提供了一种方形CZT探测器电极的制备方法，包括以下步骤：
在方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除；
在所述方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶，得到方形CZT探测器电极；
或者，
在方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶；
在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除，得到方形CZT探测器电极。
本申请发明人创造性地发现，方形CZT探测器电极的制备过程中，在进行阳极镀膜时，预先采用光刻胶保护4个侧面及阴极面，能够避免晶体侧面被镀到金属而导致短路问题，并保护了阴极的抛光面，利于后续阴极面的镀膜；本方法亦可应用于先进行阴极镀膜再进行阳极镀膜的步骤。
本发明提供的方形CZT探测器电极的制备方法可以先进行阳极镀膜，再进行阴极镀膜，也即包括以下步骤：
在方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除；
在所述方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶，得到方形CZT探测器电极。
本发明首先在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后。具体而言，本发明采用光刻胶将方形CZT晶体的阴极面和4个侧面覆盖完全后，对得的方形CZT晶体进行加热成型，在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层。在本发明的某些实施例中，本发明将光刻胶从距方形CZT晶体的阴极面中心上方1到2厘米处滴下，直到所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面被所述光刻胶覆盖完全后，对得的方形CZT晶体进行加热使得其阴极面和4个侧面上覆盖的光刻胶成型后，进行冷却。本发明所述光刻胶选自正性光刻胶。在一些实施例中，本发明所述光刻胶选自AZ6100系列正性光刻胶。本发明所述光刻胶保护层由光刻胶成型得到；所述成型的温度为110℃～120℃；所述成型的时间为5min～8min。在一些实施例中，本发明所述成型的温度为120℃；所述成型的时间为5min。
本发明在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除。具体而言，由于采用光刻胶将方形CZT晶体的阴极面和4个侧面覆盖完全时，可能存在部分光刻胶流到阳极面的情况，因此对所述方形CZT晶体的阳极面进行正性光刻之前，还包括对所述方形CZT晶体的阳极面采用丙酮或甲醇进行清洗，以去除流到阳极面的残余光刻胶。
本发明对所述方形CZT晶体的阳极面进行正性光刻；具体而言即对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行涂胶和曝光显影。更具体而言，本发明对所述方形CZT晶体的阳极面进行旋涂光刻胶并加热成型后，再进行曝光显影。本发明进行旋涂光刻胶所用的光刻胶为正性光刻胶，所述正性光刻胶和上述一样，不再赘述。本发明所述旋涂的转速为2500～3500转/分钟，优选为3000转/分钟；所述旋涂的时间为1～2min，优选为1min。本发明所述加热成型的温度为100～110℃，优选为105℃；所述加热成型的时间为2～3min，优选为2min。
本发明对所述方形CZT晶体的阳极面进行正性光刻后，对所述阳极面进行镀金属，又称阳极镀膜。本发明所述镀金属的方式包括电子束镀金属或磁控溅射镀金属。本发明所述镀金属具体为镀金或镀铂。本发明所述镀金属的厚度为10～30nm。在本发明的某些实施例中，本发明所述镀金属的厚度为10nm。
本发明对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离后，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除。具体而言即将进行镀金属后的方形CZT晶体浸泡于光刻胶剥离液中进行剥离。在一些实施例中，所述剥离的温度为80℃～100℃，优选为85℃；所述剥离的时间为10～15min，优选为10min。本发明通过剥离能够去掉所述方形CZT晶体上的光刻胶，从而剥离镀在了光刻胶上的金属，使得所述方形CZT晶体的阳极面形成阳极图形，同时在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面上的光刻胶保护层也被去除；本发明对所述光刻胶剥离液无特殊限制，一般采用上述涂胶时所用的光刻胶配套的剥离液即可。
本发明对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离后，在所述方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后；具体和上述在方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层一样，不再赘述。
本发明在所述方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所得的方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶，得到方形CZT探测器电极。具体而言，由于采用光刻胶将方形CZT晶体的阳极面和4个侧面覆盖完全时，可能存在部分光刻胶流到阴极面的情况，因此对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属之前，还包括对所述方形CZT晶体的阴极面采用丙酮或甲醇进行清洗，以去除流到阴极面的残余光刻胶。
本发明对所述方形CZT晶体的的阴极面进行镀金属，又称阴极镀膜。本发明所述镀金属的方式包括电子束镀金属或磁控溅射镀金属。本发明所述镀金属具体为镀金或镀铂。本发明所述镀金属的厚度为10～30nm。在本发明的某些实施例中，本发明所述镀金属的厚度为10nm。
本发明对所述方形CZT晶体的的阴极面进行镀金属后，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶，得到方形CZT探测器电极。具体而言，本发明将阴极镀膜后的方形CZT晶体置于去胶液中进行光刻胶去除，得到方形CZT探测器电极。在一些实施例中，所述去胶液选自NMP去胶液。在一些实施例中，所述光刻胶去除的温度为80～100℃，优选为85℃；所述光刻胶去除的时间为10～15min，优选为10min。
本发明提供的方形CZT探测器电极的制备方法，也可以先进行阴极镀膜，再进行阳极镀膜，也即包括以下步骤：
在方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶；
在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除，得到方形CZT探测器电极。
本发明和上述方形CZT探测器电极的制备方法相比，仅仅只是阴极和阳极的镀膜次序不同，其它均一样，不再赘述。
本发明提供的方形CZT探测器电极的制备方法，包括以下步骤：在方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除；在所述方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶，得到方形CZT探测器电极；或者，在方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶；在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面覆盖完全并成型后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除，得到方形CZT探测器电极。与现有的CZT探测器电极的制备方法相比，本发明提供的方法不仅解决了晶体侧面被镀到金属导致短路的问题，而且不会对已镀好的电极造成污染，同时没有晶体崩边或碎裂的风险，工艺步骤得到简化，提高了生产效率。实验表明，本发明所述方法得到的电极结合电极外观及电性能测试结果的综合合格率达95％，崩边率达3％左右。
附图说明
图1为本发明所述方形CZT探测器电极的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明公开了一种方形CZT探测器电极的制备方法。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
以下结合实施例对本发明进行进一步阐述：
实施例1
图1为本发明所述方形CZT探测器电极的制备方法的流程图，如图1所示，依次按照阴极和侧面涂胶、烘烤光刻胶、阳极残余光刻胶去除、阳极涂胶、曝光显影、阳极镀膜、剥离、阳极和侧面涂胶、烘烤光刻胶、阴极残余光刻胶去除、阴极镀膜和光刻胶去除的步骤进行本发明所述方形CZT探测器电极的制备，具体如下：
步骤1)阴极和侧面涂胶：将方形CZT晶体放在金属托盘上，晶体的阴极面朝上，使用一次性塑料滴管吸取正性光刻胶10mL，将光刻胶从距晶体中心上方1到2厘米处滴下，保证光刻胶将晶体的阴极面铺满，同时保证从晶体阴极面流到晶体侧面的光刻胶能将4个侧面都覆盖，否则重新吸取10mL光刻胶重复上述操作，直至阴极面及4个侧面都被光刻胶覆盖。
步骤2)烘烤光刻胶：将上述涂好胶的晶体用镊子夹取侧面，把晶体取放到托盘的干净区域，并将金属托盘放到烘箱内120℃烘烤5分钟后取出，并室温下冷却3分钟。
步骤3)阳极残余光刻胶去除：操作人员戴上无尘手套，用手将上述烘烤后的晶体从托盘上取下，并翻面使阳极面朝上，用棉签蘸取丙酮，将流到阳极面的残余光刻胶去除。
步骤4)阳极涂胶：用手捏住上述晶体的侧面，将晶体放到匀胶机的旋转台上，并开启真空吸附，后用一次性塑料滴管吸取3mL正性光刻胶从距离晶体中心上方1到2厘米处滴下，并开启旋转3000转/分钟，旋转1分钟，后将晶体取下到匀胶机的热板上105℃烘烤2分钟。
步骤5)曝光显影：将上述烘烤好的晶体进行曝光、显影操作。
步骤6)阳极镀膜：将上述显影后的晶体用电子束或磁控溅射设备对阳极镀金10nm。
步骤7)剥离：将上述镀膜后的晶体使用光刻胶配套的剥离液在85℃下浸泡10分钟，以去除光刻胶，得到阳极的电极。
步骤8)阳极和侧面涂胶：将上述剥离后的晶体放在金属托盘上，阳极面朝上，使用一次性塑料滴管吸取正性光刻胶10mL，将光刻胶从距晶体中心上方1到2厘米处滴下，保证光刻胶将晶体的阳极面铺满，同时保证从晶体阳极面流到晶体侧面的光刻胶能将4个侧面都覆盖，否则重新吸取10mL光刻胶重复上述操作，直至阳极面及4个侧面都被光刻胶覆盖。
步骤9)烘烤光刻胶：将上述涂好胶的晶体用镊子夹取侧面，把晶体取放到托盘的干净区域，并将金属托盘放到烘箱内120℃烘烤5分钟后取出，并室温下冷却3分钟。
步骤10)阴极残余光刻胶去除：操作人员戴上无尘手套，用手将上述烘烤后的晶体从托盘上取下，并翻面使阴极面朝上，用棉签蘸取丙酮或甲醇，将流到阳极面的残余光刻胶去除。
步骤11)阴极镀膜：将上述晶体用电子束或磁控溅射设备对阴极镀金10nm。
步骤12)光刻胶去除：将上述阴极镀完膜的晶体用NMP去胶液在85℃下浸泡10分钟，去除晶体上的光刻胶，电极制备即完成。
对所得电极进行电性能测试，所述电性能测试为电流测试及能谱测试，统计其综合合格率，综合合格率相比外观合格率更能体现出本发明所述方法的有效性，外观合格率主要受崩边率影响，综合合格率则包括崩边及电性能。本方案的综合合格率达95％，崩边率达3％左右。由此可见，此方法可保护作业过程中的阴极面及阳极面的抛光面，避免划伤或沾污，对提升电极附着力及降低探测器漏电流有改善效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种方形CZT探测器电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除；
在所述方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶，得到方形CZT探测器电极；
或者，
在方形CZT晶体的阳极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属，再去除所述方形CZT晶体上的光刻胶；
在所述方形CZT晶体的阴极面和4个侧面形成光刻胶保护层后，对所述方形CZT晶体的阳极面依次进行正性光刻、镀金属和剥离，所述方形CZT晶体的阳极面形成图形阳极并且所述光刻胶保护层被去除，得到方形CZT探测器电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光刻胶选自正性光刻胶。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述光刻胶选自AZ6100系列正性光刻胶。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光刻胶保护层由光刻胶成型得到；所述成型的温度为110℃～120℃；所述成型的时间为5min～8min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述方形CZT晶体的阳极面进行正性光刻之前，还包括对所述阳极面采用丙酮或甲醇进行清洗。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属之前，还包括对所述阴极面采用丙酮或甲醇进行清洗。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述方形CZT晶体的阳极面进行镀金属的方式包括电子束镀金属或磁控溅射镀金属；
对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属的方式包括电子束镀金属或磁控溅射镀金属。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述方形CZT晶体的阳极面进行镀金属为镀金或镀铂；
对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属为镀金或镀铂。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述方形CZT晶体的阳极面镀金属的厚度为10～30nm；
对所述方形CZT晶体的阴极面进行镀金属的厚度为10～30nm。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述剥离的温度为80～100℃；
所述剥离的时间为10～15min。
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2023
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