CN108269817A - X射线传感器的阵列基板、制造方法及x射线传感器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及传感器技术领域，提出一种X射线传感器的阵列基板的制造方法，X射线传感器的阵列基板包括衬底基板，以及设置在衬底基板上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件，该制造方法包括：在薄膜晶体管器件的第一钝化层之上形成第一平坦化层；在第一平坦化层之上形成第二电极层，第二电极层能够遮挡薄膜晶体管器件；在第二电极层之上形成光电二极管器件。使用该制造方法制造的阵列基板像素填充率较高、灵敏度较高。

Description

X射线传感器的阵列基板、制造方法及X射线传感器

技术领域

本公开涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种X射线传感器的阵列基板、X射线传感器的阵列基板的制造方法及安装有该X射线传感器的阵列基板的X射线传感器。

背景技术

X射线传感器的阵列基板在每个像素区通常包括：光电二极管器件和薄膜晶体管器件。其中，光电二极管器件的主要作用是接收光，并通过光伏效应把光信号转换成电信号，而薄膜晶体管器件的主要作用是作为控制开关和传递光伏效应产生的电信号。

参照图1所示的现有技术中X射线传感器的阵列基板的结构图。X射线传感器的阵列基板包括设于衬底基板1上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件。薄膜晶体管器件包括栅极层2、栅极绝缘层3、有源层4、第一电极层5以及第一钝化层6等等；光电二极管器件包括半导体层10、透明电极层11、第三钝化层12、第三电极13、第二平坦化层14以及第四钝化层15等等。薄膜晶体管器件和光电二极管器件是同层设计，那么薄膜晶体管器件上面将不能设置光电二极管器件，光电二极管器件的面积较小；而且光电二极管器件的第三电极13不仅需要连接走线与光电二极管器件，还需要作为遮挡层挡住光线避免光线射入薄膜晶体管器件，因此，需要将第三电极13设计的较宽，较宽的第三电极13会遮挡光线射入光电二极管器件。因此，这种设计的X射线传感器的阵列基板的像素填充率较低，大部分在55％-60％，从而造成X射线传感器的灵敏度较低。

因此，有必要研究一种X射线传感器的阵列基板、X射线传感器的阵列基板的制造方法及安装有该X射线传感器的阵列基板的X射线传感器。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种X射线传感器的阵列基板、X射线传感器的阵列基板的制造方法及安装有该X射线传感器的阵列基板的X射线传感器，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的像素填充率较低以及灵敏度较低的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种X射线传感器的阵列基板的制造方法，X射线传感器的阵列基板包括衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件，所述制造方法包括：

在薄膜晶体管器件的第一钝化层之上形成第一平坦化层；

在所述第一平坦化层之上形成第二电极层，所述第二电极层能够遮挡所述薄膜晶体管器件；

在所述第二电极层之上形成光电二极管器件。

在本公开的一种示例性实施例中，在形成所述第一平坦化层之后，所述制造方法还包括：

在所述第一平坦化层之上形成第二钝化层。

在本公开的一种示例性实施例中，所述制造方法还包括：

在形成所述第一钝化层时，在所述第一钝化层中形成第一通孔；

在形成所述第一平坦化层时，在所述第一平坦化层中形成第二通孔；

在形成所述第二钝化层时，在所述第二钝化层中形成第三通孔；

其中，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔之间依次连通，使所述第二电极层依次贯穿所述第三通孔、所述第二通孔以及所述第一通孔与所述薄膜晶体管器件的第一电极层连接。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述第二电极层之上形成光电二极管器件，包括：

在所述第二电极层之上形成半导体层，所述半导体层在所述衬底基板上的投影能够覆盖所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板上的投影；

在所述半导体层之上形成透明电极层。

根据本公开的一个方面，提供一种X射线传感器的阵列基板，X射线传感器的阵列基板包括衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件，所述阵列基板还包括：

第一平坦化层，形成于所述薄膜晶体管器件的第一钝化层之上；

第二电极层，形成于所述第一平坦化层之上，所述第二电极层能够遮挡所述薄膜晶体管器件，所述光电二极管器件形成于所述第二电极层之上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述阵列基板还包括：

第二钝化层，形成于所述第一平坦化层与所述第二电极层之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述阵列基板还包括：

第一通孔，形成于所述第一钝化层中；

第二通孔，形成于所述第一平坦化层中；

第三通孔，形成于所述第二钝化层

其中，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔之间依次连通，所述第二电极层依次贯穿所述第三通孔、所述第二通孔以及所述第一通孔与所述薄膜晶体管器件的第一电极层连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述光电二极管器件包括：

半导体层，形成于所述第二电极层之上，所述半导体层在衬底基板上的投影能够覆盖所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板上的投影；

透明电极层，形成于所述半导体层之上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述光电二极管器件还包括：

第三钝化层，形成于所述透明电极层之上；

第四通孔，形成于所述第三钝化层中；

第三电极，形成于所述第三钝化层之上，并贯穿所述第四通孔与所述透明电极层连接，所述第三电极在所述衬底基板上的投影与所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板上的投影相隔离开。

根据本公开的一个方面，提供一种X射线传感器，包括：

上述任意一项所述的X射线传感器的阵列基板。

本公开的X射线传感器的阵列基板的制造方法，在薄膜晶体管器件的第一钝化层之上形成第一平坦化层，在第一平坦化层之上形成第二电极层，第二电极层能够遮挡所述薄膜晶体管器件；在第二电极层之上形成光电二极管器件。一方面，通过设置在光电二极管器件下方的第二电极层遮挡薄膜晶体管器件，避免在光电二极管器件的上方设置遮挡，使光电二极管器件的感光面积增大，提高阵列基板的灵敏度。另一方面，光电二极管器件与薄膜晶体管器件没有设置在同一层，光电二极管器件的设计面积可以增大很多，使阵列基板像素填充率提高，导致灵敏度提高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出现有技术中X射线传感器的阵列基板的结构图。

图2示意性示出本发明的X射线传感器的阵列基板的制造方法的流程图。

图3示意性示出本发明的X射线传感器的阵列基板的结构图。

图中：

1、衬底基板；

2、栅极层；

3、栅极绝缘层；

4、有源层；

5、第一电极层；

6、第一钝化层；

7、第一平坦化层；

8、第二钝化层；

9、第二电极层；

10、半导体层；

11、透明电极层；

12、第三钝化层；

13、第三电极；

14、第二平坦化层；

15、第四钝化层。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

本示例实施方式中首先提供了一种X射线传感器的阵列基板的制造方法，X射线传感器的阵列基板可以包括衬底基板1，以及设置在衬底基板1上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件。参照图2所示的X射线传感器的阵列基板的制造方法的流程图，该制造方法可以包括以下步骤：

步骤S10，在薄膜晶体管器件的第一钝化层6之上形成第一平坦化层7。

步骤S20，在所述第一平坦化层7之上形成第二电极层9，所述第二电极层9能够遮挡所述薄膜晶体管器件。

步骤S30，在所述第二电极层9之上形成光电二极管器件。

根据本示例实施例中X射线传感器的阵列基板的制造方法，一方面，通过设置在光电二极管器件下方的第二电极层9遮挡薄膜晶体管器件，避免在光电二极管器件的上方设置遮挡，使光电二极管器件的感光面积增大，提高阵列基板的灵敏度。另一方面，光电二极管器件与薄膜晶体管器件没有设置在同一层，光电二极管器件的设计面积可以增大很多，使阵列基板像素填充率提高，导致灵敏度提高。

下面，将对本示例实施方式中的X射线传感器的阵列基板的制造方法进行进一步的说明。

在步骤S10中，在薄膜晶体管器件的第一钝化层6之上形成第一平坦化层7。

薄膜晶体管器件可以包括：形成在衬底基板1之上的栅极层2，形成在栅极层2之上的栅极绝缘层3，形成在部分栅极绝缘层3之上的有源层4，形成在有源层4以及其余部分栅极绝缘层3之上的第一电极层5，即源漏极层，以及形成在第一电极层5之上的第一钝化层6。

上述栅极层2、栅极绝缘层3、有源层4、源漏极层以及第一钝化层6的形成可以采用蒸镀工艺、溅射工艺、光刻工艺等等。

衬底基板1可以为玻璃基板、塑料基板或其他种类的基板。第一钝化层6可以采用无机绝缘膜，如氮化硅、氧化硅等等，或有机绝缘膜，如树脂材料。

在形成第一钝化层6时，可以在第一钝化层6中形成第一通孔；可以通过光刻工艺同时形成第一钝化层6以及第一通孔。

在本示例实施方式中，在形成第一钝化层6之后，在第一钝化层6之上形成第一平坦化层7，使整个薄膜晶体管器件的上表面较为平坦化。第一平坦化层7可以为无机绝缘膜，如氮化硅、氧化硅等等，或有机绝缘膜，如各种树脂材料。第一钝化层6的厚度较薄，能够使整个薄膜晶体管器件的上表面较为平坦化即可。

在形成第一平坦化层7时，可以在第一平坦化层7中形成第二通孔；可以通过光刻工艺同时形成第一平坦化层7以及第二通孔，第二通孔与第一通孔连通。在本示例实施方式中，第二通孔与第一通孔为同中心转轴设计。

在形成第一平坦化层7之后，还可以在第一平坦化层7之上形成第二钝化层8。第二钝化层8可以为无机绝缘膜，如氮化硅、氧化硅等等，或有机绝缘膜，如各种树脂材料。当然，可以不设置第二钝化层8，通过第一平坦化层7可以达到使整个薄膜晶体管器件的上表面较为平坦化且绝缘的目的。

在形成第二钝化层8时，可以在第二钝化层8中形成第三通孔；可以通过光刻工艺同时形成第二钝化层8以及第三通孔，第三通孔与第二通孔以及第一通孔依次连通。在本示例实施方式中，第三通孔、第二通孔与第一通孔为同中心转轴设计。

在步骤S20中，在所述第一平坦化层7之上形成第二电极层9，所述第二电极层9能够遮挡所述薄膜晶体管器件。

在本示例实施方式中，第二电极层9为不透明的金属层。在形成第二钝化层8之后，可以通过蒸镀工艺、溅射工艺等等在第二钝化层8之上形成第二电极层9，第二电极层9覆盖整个第二钝化层8的上表面，从而将薄膜晶体管器件遮挡，避免上部的光线射至薄膜晶体管。当然，在没有设置第二钝化层8的情况下，可以将第二电极层9形成在第一平坦化层7之上。

在蒸镀、溅射等过程中，蒸镀材料不仅会形成在第二钝化层8或第一平坦化层7之上，而且会形成在第一通孔、第二通孔以及第三通孔的孔壁以及孔底；因此，形成的第二电极层9会依次贯穿第三通孔、第二通孔以及第一通孔与薄膜晶体管器件的第一电极层5连接，使薄膜晶体管器件能够控制光电二极管器件的开关并传递光电二极管器件由光伏效应产生的电信号。

在步骤S30中，在所述第二电极层9之上形成光电二极管器件。

光电二极管器件可以包括：形成在第二电极层9之上的半导体层10，形成在半导体层10之上的透明电极层11，形成在透明电极层11之上的第三钝化层12，以及形成在第三钝化层12之上的第三电极13；还可以包括形成在第三电极13之上的第二平坦化层14。

在本示例实施方式中，半导体层10在衬底基板1上的投影能够覆盖薄膜晶体管器件在所述衬底基板1上的投影，与现有技术相比半导体层10的面积增加较多，使光电二极管器件的感光面积增大，提高阵列基板的灵敏度。

在形成第三钝化层12时，可以在第三钝化层12中形成第四通孔，使第三电极13可以贯穿第四通孔与透明电极层11连接。如此设置，第三电极13仅仅作为光电二极管器件的上电极，不用作为薄膜晶体管器件的遮挡，因此，第三电极13的设置只需满足电阻要求即可，可以设计的较细较短，虽然也会对光电二极管器件造成遮挡，但是相对于现有技术中的遮挡面积减小很多，使光电二极管器件的感光面积增大，提高阵列基板的灵敏度。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

进一步的，本示例实施方式还提供了采用上述X射线传感器的阵列基板的制造方法制成的X射线传感器的阵列基板。X射线传感器的阵列基板可以包括衬底基板1，以及设置在所述衬底基板1上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件。参照图3所示的X射线传感器的阵列基板的结构图，该阵列基板还可以包括第一平坦化层7以及第二电极层9，第一平坦化层7形成于薄膜晶体管器件的第一钝化层6之上；第二电极层9形成于第一平坦化层7之上，第二电极层9能够遮挡薄膜晶体管器件，光电二极管器件形成于第二电极层9之上。

在本示例实施例中，所述阵列基板还可以包括第二钝化层8，第二钝化层8形成于所述第一平坦化层7与所述第二电极层9之间。

在本示例实施例中，所述阵列基板还可以包括第一通孔、第二通孔以及第三通孔；第一通孔形成于所述第一钝化层6中；第二通孔形成于所述第一平坦化层7中；第三通孔形成于所述第二钝化层8；其中，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔之间依次连通，所述第二电极层9依次贯穿所述第三通孔、所述第二通孔以及所述第一通孔与薄膜晶体管器件的第一电极层5连接。

在本示例实施例中，所述光电二极管器件可以包括半导体层10以及透明电极层11，半导体层10形成于所述第二电极层9之上，所述半导体层10在衬底基板1上的投影能够覆盖所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板1上的投影；透明电极层11形成于所述半导体层10之上。

在本示例实施例中，所述光电二极管器件还可以包括第三钝化层12、第四通以及第三电极13层；第三钝化层12形成于所述透明电极层11之上；第四通孔形成于所述第三钝化层12中；第三电极13，形成于所述第三钝化层12之上，并贯穿所述第四通孔与所述透明电极层11连接，所述第三电极13在所述衬底基板1上的投影与所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板1上的投影相隔离开。

X射线传感器的阵列基板的具体结构以及制造方法上述已经进行了详细说明，此处不再赘述。

进一步的，本示例实施方式还提供了一种X射线传感器，该X射线传感器可以包括上述的X射线传感器的阵列基板。X射线传感器的阵列基板的具体结构以及制造方法上述已经进行了详细说明，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种X射线传感器的阵列基板的制造方法，X射线传感器的阵列基板包括衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件，其特征在于，所述制造方法包括：

在薄膜晶体管器件的第一钝化层之上形成第一平坦化层；

在所述第一平坦化层之上形成第二电极层，所述第二电极层能够遮挡所述薄膜晶体管器件；

在所述第二电极层之上形成光电二极管器件。

2.根据权利要求1所述的X射线传感器的阵列基板的制造方法，其特征在于，在形成所述第一平坦化层之后，所述制造方法还包括：

在所述第一平坦化层之上形成第二钝化层。

3.根据权利要求2所述的X射线传感器的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

在形成所述第一钝化层时，在所述第一钝化层中形成第一通孔；

在形成所述第一平坦化层时，在所述第一平坦化层中形成第二通孔；

在形成所述第二钝化层时，在所述第二钝化层中形成第三通孔；

其中，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔之间依次连通，使所述第二电极层依次贯穿所述第三通孔、所述第二通孔以及所述第一通孔与所述薄膜晶体管器件的第一电极层连接。

4.根据权利要求1所述的X射线传感器的阵列基板的制造方法，其特征在于，在所述第二电极层之上形成光电二极管器件，包括：

在所述第二电极层之上形成半导体层，所述半导体层在所述衬底基板上的投影能够覆盖所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板上的投影；

在所述半导体层之上形成透明电极层。

5.一种X射线传感器的阵列基板，X射线传感器的阵列基板包括衬底基板，以及设置在所述衬底基板上的薄膜晶体管器件和光电二极管器件，其特征在于，所述阵列基板还包括：

第一平坦化层，形成于所述薄膜晶体管器件的第一钝化层之上；

第二电极层，形成于所述第一平坦化层之上，所述第二电极层能够遮挡所述薄膜晶体管器件，所述光电二极管器件形成于所述第二电极层之上。

6.根据权利要求5所述的X射线传感器的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括：

第二钝化层，形成于所述第一平坦化层与所述第二电极层之间。

7.根据权利要求6所述的X射线传感器的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括：

第一通孔，形成于所述第一钝化层中；

第二通孔，形成于所述第一平坦化层中；

第三通孔，形成于所述第二钝化层

其中，所述第一通孔、所述第二通孔以及所述第三通孔之间依次连通，所述第二电极层依次贯穿所述第三通孔、所述第二通孔以及所述第一通孔与所述薄膜晶体管器件的第一电极层连接。

8.根据权利要求5所述的X射线传感器的阵列基板，其特征在于，所述光电二极管器件包括：

半导体层，形成于所述第二电极层之上，所述半导体层在衬底基板上的投影能够覆盖所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板上的投影；

透明电极层，形成于所述半导体层之上。

9.根据权利要求8所述的X射线传感器的阵列基板，其特征在于，所述光电二极管器件还包括：

第三钝化层，形成于所述透明电极层之上；

第四通孔，形成于所述第三钝化层中；

第三电极，形成于所述第三钝化层之上，并贯穿所述第四通孔与所述透明电极层连接，所述第三电极在所述衬底基板上的投影与所述薄膜晶体管器件在所述衬底基板上的投影相隔离开。

10.一种X射线传感器，其特征在于，包括：

权利要求5～9任意一项所述的X射线传感器的阵列基板。