CN102544024A

CN102544024A - 一种tft探测基板及其制作方法、x射线探测器

Info

Publication number: CN102544024A
Application number: CN2010106125110A
Authority: CN
Inventors: 郭炜; 李禹奉; 王路; 孙增辉; 张航; 王珂
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-29
Also published as: CN102544024B

Abstract

本发明提供了一种TFT探测基板及其制作方法、X射线探测器，涉及光电技术领域，为能够对生物和环境进行有效保护，且有效降低成本而发明。所述TFT探测基板包括：基板，所述基板上设有栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极，所述栅线层的上方设有数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT源极和TFT漏极，所述TFT漏极与所述数据线相连接，所述栅线和所述数据线之间限定有像素区域，所述像素区域内设有光电二极管，所述TFT源极与光电二极管相连接，所述栅线层由依次沉积的铝钕金属层和钼金属层所形成；所述数据线层由钼金属层所形成。本发明可用于X射线探测器中。

Description

一种TFT探测基板及其制作方法、X射线探测器

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种TFT探测基板及其制作方法、X射线探测器。

背景技术

目前，硅基薄膜晶体管(Si TFT，Si Thin Film Transistor)有源寻址技术与非晶硅(a-Si)光电二极管这种光敏感元件结合，发展出大面积二维传感器件，例如TFT探测基板，该探测基板包括TFT和光电二极管，当光信号照射光电二级管时，所感生的光生电荷量将反映光照信息，TFT沟道的关闭和导通来控制该光照信息的储存和读取。这种二维传感器件能以近乎100％的光利用率传递光信息，其具有高传感能力、高灵敏度、高灰度级和快速响应的优点。能对大面积、高信息容量的图像信息进行数据储存、分析和按需要进行各种处理。该技术已经广泛应用于医疗检测、材料探伤、海关安检等领域。

图1为现有技术中一种TFT探测基板的剖面结构示意图，如图1所示，该TFT探测基板包括：基板，基板上设有栅线层，栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极1，所述栅线层上设有栅绝缘层2，栅绝缘层2上设置有有源层，所述有源层包括非晶硅层3和掺杂非晶硅层4(又称为欧姆接触层)，有源层上设置有数据线层，数据线层中包括数据线、TFT漏极5和TFT源极6，TFT漏极5与数据线相连接，所述栅线和所述数据线之间限定有像素区域，像素区域内设有光电二极管7，与TFT源极6相连接，光电二极管7上设置有第一透明导电层9，数据线层上还设置有钝化层8，钝化层8上设置有树脂层10，树脂层10上设置有第二透明导电层11，导电金属层12穿过第二透明导电层11和钝化层8与第一透明导电层相连接，另外，导电金属层12的上方还设置有第二树脂层15。

其中，栅极层由依次沉积的铝钕(AlNd)层、铬(Cr)层和氮化铬(CrNx)层所形成，数据线层由Cr层所形成，这样来讲，在图1所示探测基板的制作过程中，Cr的使用会导致含有Cr⁶⁺的废水及废酸等工艺副产物的排放，而Cr⁶⁺是一种对人体和动植物具有很大危害的金属离子，因此对生物和环境具有潜在威胁，而且，含有Cr⁶⁺的废水及废酸必须经过严格的后续处理过程，成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种TFT探测基板及其制作方法、X射线探测器，能够对生物和环境进行有效保护，且有效降低成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种TFT探测基板，包括：

基板，所述基板上设有栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极，所述栅线层的上方设有数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT漏极和TFT源极，所述TFT漏极与所述数据线相连接，所述栅线和所述数据线之间限定有像素区域，所述像素区域内设有光电二极管，所述TFT源极与光电二极管相连接，其中，

所述栅线层由依次沉积的铝钕(AlNd)金属层和钼(Mo)金属层所形成；

所述数据线层由Mo金属层所形成。

一种X射线探测器，包括X射线源和探测装置，其中，所述检测装置包括本发明实施例提供的TFT探测基板。

一种TFT探测基板的制作方法，包括：

提供一基板；

在所述基板上依次沉积铝钕金属层和Mo金属层，通过构图工艺，形成栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极；

在形成有栅线层的基板上沉积Mo金属层，通过构图工艺，形成数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT漏极和TFT源极。

采用上述技术方案后，本发明实施例提供的TFT探测基板及其制作方法、X射线探测器，TFT探测基板的栅线层由AlNd和Mo金属形成，数据线层由Mo金属形成，相对于Cr，Mo是一种温和金属，对人体和动植物危害较小，因此，能够对生物和环境进行有效保护。另外，采用Mo还可以简化制作过程后续的副产物的处理过程，有效降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种TFT探测基板的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的TFT探测基板的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的TFT探测基板的另一种剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的TFT探测基板的制作方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明提供的TFT探测基板的一个实施例的剖面结构示意图，需要说明的是，图2只是TFT探测基板的一部分，本领域技术人员可以理解TFT探测基板包括多个图2所示的部分构成，本实施例中只以此部分为例进行说明。

如图2所示，本实施例的TFT探测基板，包括：

基板，基板上设有栅线层，栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极1，所述栅线层上设有栅绝缘层2，栅绝缘层2上设置有有源层，有源层包括非晶硅层3和掺杂非晶硅层4，有源层上设置有数据线层，数据线层中包括数据线、TFT漏极5和TFT源极6，TFT漏极5与数据线相连接，所述栅线和所述数据线之间限定有像素区域，像素区域内设有光电二极管7，与TFT源极6相连接；

其中，所述栅线层由依次沉积的AlNd金属层和Mo金属层所形成；具体的，形成所述栅线层的AlNd金属层的厚度为2000至4000埃，形成所述栅线层的Mo金属层的厚度为400至800埃；所述数据线层由Mo金属层所形成；具体的，形成所述数据线层的Mo金属层的厚度为2000至4000埃。

其中，光电二极管7上设置有第一透明导电层9，通常为ITO(铟锡氧化物)或IZO(铟锌氧化物)，透明导电层9上还设置有钝化层8，钝化层8上设置有树脂层10，树脂层10上设置有第二透明导电层11，第二透明导电层11通常为低温ITO或IZO透明导电层，导电金属层12通过穿过第二透明导电层11和钝化层8的过孔16与第一透明导电层9相连接。另外，导电金属层12的上方还设置有第二树脂层15。

本实施例提供的TFT探测基板，栅线层由AlNd和Mo金属形成，数据线层由Mo金属形成，相对于Cr，Mo是一种温和金属，对人体和动植物危害较小，因此，能够对生物和环境进行有效保护。另外，采用Mo还可以简化制作过程后续的副产物的处理过程，有效降低成本。

本实施例中，光电二极管7为PIN结构，从上至下分别P型区、本征区和N型区。在本实施例的制作过程中，光电二极管7形成于数据线层之后，具体的，需要依次沉积N型区、本征区和P型区，然后通过干法刻蚀工艺形成光电二极管7的结构，所述干法刻蚀工艺中采用的工艺气体通常包括氟化硫(SF₆)，SF₆对于Mo表面具有腐蚀作用，易导致TFT源极6的表面损伤，因而易导致电子陷阱的增加而造成漏电流的增加，严重影响通过探测面板所获得的图像质量。

因此，作为本实施例的一种改进，为避免SF₆对于Mo表面的腐蚀损伤，本实施例中，所述数据线层上设有刻蚀保护层13，刻蚀保护层13上设置有过孔14，光电二极管7通过过孔14与TFT源极6相连接。以使在光电二极管7的干法刻蚀过程，对数据线层的Mo金属层表面进行有效保护，避免其受到SF₆的腐蚀损伤。而且，即使SF₆使过孔14处与光电二极管7相连接的TFT源极6的表面产生轻微损伤，这种轻微损伤可以被Mo与光电二极管7中的N型区与Mo界面产生的MoxSiy所弥补。具体的，刻蚀保护层13为氮氧化物层，例如氮氧化硅(SixOyNz)等，刻蚀保护层的厚度为200至1000埃。

另外，作为本实施例的一种改进，如图2所示，光电二极管7的横向宽度大于过孔14的宽度，使刻蚀保护层13深入到光电二极管7的内部，这种结构可以有效减小本实施例的漏电流。

在本发明的另一个实施例中，如图3所示，光电二极管7设置有第一透明导电层9，钝化层8的上方设置有树脂层10，树脂层10上设置有导电金属层12，树脂层8上还设置有过孔16，导电金属层12通过过孔16与第一透明导电层9相连接。与图2所示的实施例相比，取消了第二透明导电层10，不影响TFT探测基板的正常工作，且可以简化制作工艺过程，降低制作成本。

本发明提供TFT探测基板，可用于医疗检测装置、材料探伤装置、安检装置中。

相应的，本发明还提供了一种X射线探测器，包括X射线源、探测装置和控制系统，其中，所述探测装置包括本发明实施例提供的TFT探测基板。

本发明提供的X射线探测器，工作过程中，X射线源和探测面板同时运动，对待检物进行X射线扫描，探测面板用于接收被待测物吸收后的X射线，并将所接收到的X射线转化为可供记录的电信号，控制系统对所述电信号进行处理形成对应的图像。

本实施例提供的X射线探测器，包括TFT探测基板，且该探测基板中，栅线层由AlNd和Mo金属形成，数据线层由Mo金属形成，相对于Cr，Mo是一种温和金属，对人体和动植物危害较小，因此，能够对生物和环境进行有效保护。另外，采用Mo还可以简化X射线探测器制作过程后续的副产物的处理过程，有效降低成本

相应的，本发明实施例还提供了一种上述TFT探测基板的制作方法，如图4所示，包括下列步骤：

步骤101，提供一基板。

所述基板可为硅基板。

步骤102，在所述基板上依次沉积AlNd金属层和Mo金属层，通过构图工艺，形成栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极；

本发明实施例中，构图工艺包括曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺。

步骤103，在形成有栅线层的基板上沉积Mo金属层，通过构图工艺，形成数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT漏极和TFT源极。

本发明实施例提供的TFT探测基板的制作方法，栅线层由AlNd和Mo金属形成，数据线层由Mo金属形成，相对于Cr，Mo对人体和动植物危害较小，因此，能够对生物和环境进行有效保护。另外，采用Mo还可以简化制作过程后续的副产物的处理过程，有效降低成本。

下面以图3所示的TFT探测基板的制作过程为例，对本发明实施例提供的TFT探测基板的制作方法进行详细描述，本实施例包括：

步骤201，提供一基板。

步骤202，在所述基板上依次沉积AlNd金属层和Mo金属层，通过构图工艺，形成栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极。

其中，AlNd金属层的厚度为2000～4000埃、Mo金属层的厚度为400～800埃。

步骤203，在栅线层上沉积栅极绝缘薄膜，以形成栅绝缘层；

其中，栅绝缘层为氮化硅(SiN_X)，厚度为3500～5000埃。

步骤204，在栅绝缘层上，沉积非晶硅薄膜和掺杂非晶硅薄膜，通过构图工艺，形成包括非晶硅层和N型掺杂非晶硅层的有源层。

其中，非晶硅层的厚度为1300～2500埃，N型掺杂非晶硅层的厚度为300～1000埃。

步骤205，在有源层上沉积Mo金属层，通过构图工艺，形成数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT漏极和TFT源极，通过构图工艺，形成TFT漏极和源极之间的沟道。

其中，Mo金属层的厚度为2000～4000埃。

步骤206，在数据线层上沉积氮化硅薄膜，通过构图工艺，形成氮化硅刻蚀保护层，刻蚀保护层上设置有与所述TFT源极相连接的过孔。

其中，氮化硅刻蚀保护层厚度为200～1000埃。

步骤207.，在氮化硅刻蚀保护层沉积光电二级管PIN薄膜。

步骤208，在光电二极管PIN薄膜上，沉积ITO透明导电薄膜，通过构图工艺，形成ITO第一透明导电层。

其中，ITO第一透明导电层为400～1500埃。

步骤209，通过构图工艺，形成光电二极管，所述光电二极管穿过所述过孔与所述TFT源极相连接。

步骤210，在ITO第一透明导电层上沉积氮化硅薄膜，通过构图工艺，形成钝化层。

其中，钝化层的厚度为500～2000埃。

步骤211，在钝化层上沉积树脂薄膜，通过构图工艺，形成树脂层。

其中，树脂层的厚度为1.5～4微米。

步骤212，通过构图工艺，在所述钝化层上形成与所述透明导电层相连接的电极接触孔。

本步骤中，电极接触孔可以通过掩膜版曝光、显影、湿法刻蚀、剥离等构图工艺形成，还可以以树脂层作为掩膜版，进行干法刻蚀形成。

步骤213，在树脂层上依次沉积Mo金属层和AlNd金属层，通过构图工艺，形成导电金属层。

其中，Mo金属层的厚度为200～600埃，AlNd金属层的厚度为2000～4000埃。

接下来，还将沉积第二树脂层，以完成整个探测基板的制作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种TFT探测基板，包括：基板，所述基板上设有栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极，所述栅线层的上方设有数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT源极和TFT漏极，所述TFT漏极与所述数据线相连接，所述栅线和所述数据线之间限定有像素区域，所述像素区域内设有光电二极管，所述TFT漏极与光电二极管相连接，其特征在于，

所述栅线层由依次沉积的铝钕金属层和钼金属层所形成；

所述数据线层由钼金属层所形成。

2.根据权利要求1所述的TFT探测基板，其特征在于，形成所述栅线层的铝钕金属层的厚度为2000至4000埃，形成所述栅线层的钼金属层的厚度为400至800埃，形成所述数据线层的钼金属层的厚度为2000至4000埃。

3.根据权利要求1所述的TFT探测基板，其特征在于，所述数据线层上设置有刻蚀保护层，所述刻蚀保护层上设置有过孔，所述光电二极管通过所述过孔与所述TFT源极相连接。

4.根据权利要求3所述的TFT探测基板，其特征在于，所述刻蚀保护层为氮氧化物层。

5.根据权利要求4所述的TFT探测基板，其特征在于，所述刻蚀保护层的厚度为200至1000埃。

6.根据权利要求3所述的TFT探测基板，所述光电二极管的横向宽度大于所述过孔的宽度。

7.根据权利要求1所述的TFT探测基板，所述光电二极管上设置有透明导电层，所述透明导电层的上方设置有树脂层，所述树脂层上设置有导电金属层，所述树脂层上设置有过孔，所述导电金属层通过所述过孔与所述透明导电层相连接。

8.一种X射线探测器，包括X射线源和探测装置，其特征在于，所述检测装置包括权利要求1至权利要求7任一项所述的TFT探测基板。

9.一种TFT探测基板的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基板；

在所述基板上依次沉积铝钕金属层和钼金属层，通过构图工艺，形成栅线层，所述栅线层中包括栅线和与所述栅线连接的TFT栅极；

在形成有栅线层的基板上沉积钼金属层，通过构图工艺，形成数据线层，所述数据线层中包括数据线，TFT漏极和TFT源极。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述在形成有栅线层的基板上沉积钼金属层，通过构图工艺，形成数据线层后，所述方法还包括：

在形成有数据线层的基板上沉积刻蚀保护薄膜，通过构图工艺，形成刻蚀保护层，刻蚀保护层上设置有与所述TFT源极相连接的过孔；

在形成有刻蚀保护层的基板上沉积光电二极管薄膜；

通过构图工艺，形成光电二极管，所述光电二极管穿过所述过孔与所述TFT源极相连接。

11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述在形成有刻蚀保护层的基板上沉积光电二极管薄膜后，所述通过构图工艺，形成光电二极管前，所述方法还包括：

在形成有光电二极管薄膜的基板上，沉积透明导电薄膜，通过构图工艺，形成透明导电层；

所述通过构图工艺，形成光电二极管后，所述方法还包括：

在形成有光电二极管的基板上，沉积树脂薄膜，通过构图工艺，形成树脂层；

在形成有树脂层的基板上，沉积导电金属薄膜，通过构图工艺，形成导电金属层，所述导电金属层与所述透明导电层相连接。

12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述在形成有光电二极管的基板上，沉积树脂薄膜，通过构图工艺，形成树脂层后，所述在形成有树脂层的基板上，沉积导电金属薄膜，通过构图工艺，形成导电金属层前，所述方法还包括：

通过构图工艺，在所述树脂层上形成与所述透明导电层相连接的过孔，所述构图工艺包括干法刻蚀或湿法刻蚀。