随着智慧城市的不断推进,人们对于成像和观测手段的需求越来越高。短波红外（1-3μm）作为可见光频谱的重要拓展,因其与现行的可见光探测互补性好,越来越受到重视。PbS薄膜因其具有较窄的直接带隙（0.41e V）、较大的激子波尔半径（18nm）以及对整个短波红外光具有良好的光敏性等特点,常被用来制作短波红外光电导型探测器。化学浴沉积（CBD）技术是制备PbS红外光学薄膜最常用的方法,具有成本低、加工方便、可制备较大面积薄膜等优点,但存在制备过程不易控制、反应物不能持续添加、单次沉积的薄膜较薄（300-500 nm）以及膜层均匀性较差等问题。围绕上述PbS薄膜沉积的问题,本论文系统研究了基板清洗、反应物浓度、沉积温度以及溶液流场等对CBD法沉积PbS薄膜的影响,探讨了PbS薄膜沉积过程的热力学和动力学机理,并初步探索了PbS薄膜的敏化工艺。通过工艺条件的设计与优化,获得了单次沉积厚度达1.6μm、宏观形貌均匀、无孔洞、晶粒为方晶及禁带宽度达到0.46e V的高质量PbS薄膜。主要研究结果如下:研究了基片清洗工艺、沉积温度、反应物浓度以及基片放置位置等对PbS薄膜沉积的影响,结果表明:基片表面附着物会对薄膜表面形貌造成不利影响,通过适当的清洗方法去除基片表面附着物可得到无宏观孔洞的PbS薄膜;沉积温度过高会使反应速度过快,影响反应容器内的热场和流场,造成薄膜的剥落;反应物浓度过低会导致PbS薄膜厚度较薄,无法达到探测器制造所需的厚度,通过提升反应物浓度可大幅提升PbS薄膜厚度;通过有限元模拟和实验相对照,发现40℃为PbS薄膜沉积的最合适温度,将基片避开中心的热流区放置,制备的PbS光学薄膜宏观上更均匀,且基片背面沉积的薄膜的质量优于正面。系统研究了KOH浓度和反应时间对PbS薄膜材料的晶粒形貌和尺寸的影响,结果表明:在乙酸铅浓度为0.1mol/L、硫脲浓度为0.3mol/L、柠檬酸三钠浓度为0.2 mol/L以及沉积温度为40℃的条件下,KOH浓度对PbS晶型从圆晶向方晶的转变具有决定性作用,0.43mol/L为PbS晶型转变的热力学临界条件,KOH浓度低于0.43mol/L时圆晶不能转变成方晶;PbS薄膜沉积的动力学过程表现为小尺寸晶粒在基板附着、小尺寸晶粒积聚、小尺寸晶粒组成的团簇整体向大尺寸晶粒二次形核以及大尺寸晶粒二次生长四个阶段。搞清PbS薄膜生长的热力学和动力学机理后,在KOH浓度0.71mol/L、反应时间为2h的工艺条件下,获得了宏观形貌均匀、无孔洞、晶粒为方形、薄膜厚度达到1.6μm的高质量PbS薄膜。研究了随KOH浓度和反应时间的变化,PbS薄膜晶型、禁带宽度变化规律,结果表明:在乙酸铅浓度为0.1mol/L、硫脲浓度为0.3mol/L、柠檬酸三钠浓度为0.2 mol/L以及沉积温度为40℃的条件下,随着KOH浓度和反应时间的增加,PbS晶粒取向趋向于（2 0 0）晶面,晶粒逐渐变大,禁带宽度逐渐变小。在KOH浓度0.71mol/L、反应时间为2h的工艺条件下,获得的PbS薄膜的晶粒尺寸约600nm,禁带宽度为0.46e V。初步探索了PbS薄膜热氧敏化工艺,将PbS薄膜置于500℃纯氧氛围中退火1h后,在X射线衍射图谱中观察到了Pb OxS1-x混合相的产生以及晶型转变现象,退火使PbS晶粒发生了重排,导致择优取向从（2 0 0）晶面转变成（2 2 0）晶面。敏化处理后的PbS光敏薄膜光吸收发生了蓝移现象,禁带宽度增大至0.56e V,在1550nm入射光照射下发生了明显的光响应,证明500℃纯氧退火条件对PbS薄膜具有敏化作用,为后续红外探测器制备奠定了良好的基础。