光敏陶瓷之二

1.光敏电阻瓷的制造

（1) 光敏电阻瓷

①原料

制造光敏电阻时一般选用 CdS、CdSe 等Ⅱ～Ⅵ族化合物作为原料。原料要有极高的纯度，一般要求5个9 (即99. 999%) 对有害杂质要严加控制，如铁含量达0. 001%时，光敏阻的灵敏度将显著下降。当然，使用掺杂剂也必须十分注意纯度。

原料的粒度也是一个重要指标，应该是超细粉末，以得到好的光导性能，一般粒径在0.05～1μm范围内。

②掺杂

掺杂物分为两类。一类是施主掺杂剂，有ⅢA和ⅦA族元素。如Al、Ga, In等三价金属的化合物，NH4Cl4及其他卤化物。另一类敏化剂（活化剂）是受主掺杂剂，有Ⅰ族和Ⅴ族元素如Cu、Ag、Au 的卤化物、硫酸盐、硝酸盐等。

掺Cu量适当能提高光电导体的灵敏度，但过量的 Cu 会使光电导体性能不稳定。如Cu 掺杂量超过8X10-4时，光电导体性能不稳定。掺CI的 CdS形成的是n型半导体，受主Cu所形成的陷阱中心减小光电导体的电导率。随掺Cu量的不同，光电导体的光电导率或者说亮电阻也随之改变。合适的掺Cu量，可以得到大的暗、亮电阻比。

③助熔剂

CdS的熔点为 1750℃, 为了降低烧结温度，要加入助熔剂，常用的助熔剂有CdCl2 、ZnCl2、NaCl、CaCl2、LiCI等卤化物。助熔剂的熔点应比 CdS低，能在烧结温度熔化，促进 CdS烧结。如CdCl2 的熔点为568℃, 烧成温度高于此温度就行。但烧成时残留的CdCl2 会慢慢与 CdS及电极材料 In 起化学反应，影响CdS光敏电阻的稳定性。为此，制造过程中，需要严格控制CdCl2 的用量，并将烧成的光敏片在蒸发电极之前先在碱水中洗涤。

④分散剂

助熔剂虽然能促进烧结，但会使 CdS形成粗晶。而光敏电阻及其他光导材料都要求获得细晶，以使颗粒之间接触点增加，电阻增加，即暗电阻高，这正是光敏电阻所需要的。微细的光导电粉末作感光粉也可使感光层均匀。分散剂的熔点要比助熔剂的熔点高，否则起不到分散剂的作用，且要求能溶于水而不与光导电粉末起化学反应，以便烧成后洗掉。

常用分散剂有 NaF、Cal2, NaBr, CaBr2, NaCl, CaCl2, Na2SO4、CaCO3, Na2CO3、CaO等。由于不同物质的烧结温度不同，同一物质有时可作助熔剂有时亦可作分散剂。

（2) 烧结膜光敏电阻瓷

①基板的清洗

烧结膜光敏电阻是把配好的浆料用喷枪喷到基板上，或用丝网印刷的办法印到基板上，基板表面的物理化学性质、表面平滑程度、清洁程度等等对烧结膜的光电导性影响很大，因此要对基板进行清洗。清洗方法是先用盐酸煮洗。之后用蒸馏水洗净，再加入洗液煮洗，最后用去离子水反复煮洗。另外还有在丙酮或乙醇中超声清洗，干燥后待用。

②浆料的配制

烧结膜光敏电阻浆料的配制工艺列于下表

③烧成

将上述混合液用喷枪喷膜，干燥，放入管式炉中进行烧成。烧成气氛为中性氮气氛，约600℃保温一段时间后随炉冷却，即得光敏电阻材料。

（3) 光敏电阻用电极

光敏电阻瓷加上电极便可制成光敏电阻器。理想的电极是电极材料与光电导体之间不产生接触势垒，并且要求电极材料不与光电导体产生化学反应，不受光照、温度或外加电压变化的影响。

对n型半导体，应选择功函数比半导体功函数小的金属材料作电极材料；对p型半导体则相反。实验证明，对于CdS、CdSe光敏电阻器，用金、银，铜、碳，铂作电极材料，不能形成欧姆接触，可利用真空蒸发的方法，把铟、镓蒸镀到CdS、CdSe光电导体上，以达到欧姆接触的目的。铟的熔点为155℃, 镓的熔点仅29. 8C, 都相当低，因此，可用熔融法制作电极。在生产过程中也可利用铟锡合金作欧姆接触电极。