CN102916085A - 氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用 - Google Patents
氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102916085A CN102916085A CN201210424918XA CN201210424918A CN102916085A CN 102916085 A CN102916085 A CN 102916085A CN 201210424918X A CN201210424918X A CN 201210424918XA CN 201210424918 A CN201210424918 A CN 201210424918A CN 102916085 A CN102916085 A CN 102916085A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thin
- film transistor
- film
- insulating barrier
- photodiode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
本发明提供一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用，在基板上制备薄膜晶体管及光电二极管，其中，薄膜晶体管包括栅极、第一绝缘层、有源区、漏极、源极及第二绝缘层，光电二极管包括n极电极、n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及p极电极。本发明采用铟镓锌氧化物薄膜作为薄膜探测器的薄膜晶体管的有源区，其制作工艺适合大尺寸面板；铟镓锌氧化物薄膜载流子迁移率大约是非晶硅的20~50倍，可将有源像素应用于本发明中，从而降低信号噪声，使本发明在满足大尺寸薄膜探测器的同时有效提高图像质量，进一步，还可以提高薄膜探测器的开口率和成像速度；本发明为低成本的薄膜探测器，应用于X射线平板探测器。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化物半导体薄膜探测器、其制备方法及其电路结构，该薄膜探测器应用于X射线平板探测器。
背景技术
有源像素（APS，active pixel sensor）是一种包含放大电路的像素，每个有源像素由一个光电二极管和一个放大器（驱动晶体管）构成，主要应用于CMOS成像电路。有源像素是与无源像素（PPS, passive pixel sensor）相对的，在无源像素中只包含一个光电二极管和一个开关晶体管，光电二极管的信号不经放大直接从开关晶体管输出。无源像素的缺点是信号噪声大，信号输出速度有限；另一方面随着图像尺寸增加，信号传输路径增加，导致噪声更大。有源像素解决了无源像素信号噪声大的问题，因此在CMOS成像中得到广泛应用。
CMOS是在单晶硅上制作的，则成像的尺寸受硅片尺寸限制，在需要更大尺寸成像的领域如X射线数字成像，由于玻璃基板的尺寸（8代线：2.2m×2.4m）可以做到远大于单晶硅硅片（12英寸晶圆），因此X射线探测器中的薄膜探测器普遍采用基于玻璃基板的薄膜晶体管（ThinFilm Transistor，TFT）。不过，由于玻璃不能经受高温，一般采用等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD）在低温下制作非晶硅TFT。非晶硅载流子迁移率远小于单晶硅，为了保证晶体管有同样的速度，必须增加TFT沟道的宽长比，这样就增加了TFT的面积。而在一个像素中，只有光电二极管是有效感光区域，如果TFT所占面积过大，就会降低成像质量和动态范围。由于非晶硅过低的载流子迁移率导致不能在像素中集成放大器，目前的采用非晶硅TFT的薄膜探测器主要采用无源像素。
为解决非晶硅载流子迁移率低的问题，在液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）、有机发光二极管（Organic Light-EmittingDiode，OLED）显示领域出现了低温多晶硅（Low Temperature Poly-silicon，LTPS）代替非晶硅制作TFT的情况。低温多晶硅薄膜的载流子迁移率大约是非晶硅的100倍，其制作方法是，在基板上沉积非晶硅薄膜，然后对非晶硅薄膜进行准分子激光煺火以形成多晶硅薄膜。由于多晶硅薄膜载流子迁移率远大于非晶硅薄膜载流子迁移率，所以TFT面积可以大幅减小。低温多晶硅也有薄膜探测器领域的应用，如上海奕瑞光电子科技有限公司专利CN102403329。但是由于准分子激光退火成本高，低温多晶硅薄膜目前主要应用于中小尺寸面板。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用，用于解决现有技术中大尺寸薄膜探测器由于载流子迁移率低导致的信号噪声高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
1）提供一基板，在所述基板上沉积第一金属层，刻蚀所述第一金属层以形成栅极；
2）在所述基板及栅极上沉积第一绝缘层；
3）在所述第一绝缘层上物理气相沉积一铟镓锌氧化物薄膜，刻蚀所述铟镓锌氧化物薄膜以形成有源区；
4）在所述有源区及第一绝缘层上沉积第二金属层，刻蚀所述第二金属层以形成源极和漏极；
5）在步骤4）之后获得的结构上沉积第二绝缘层，刻蚀所述第二绝缘层以形成薄膜晶体管并暴露出部分漏极；
6）在所述暴露的漏极上依次沉积n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及透明导电层形成四层薄膜，刻蚀所述四层薄膜以形成光电二极管；
7）在所述形成有薄膜晶体管及光电二极管的基板上沉积第三绝缘层，刻蚀所述第三绝缘层以暴露出部分透明导电层，而后沉积第三金属层，刻蚀所述第三金属层以形成连接至透明导电层的电极。
可选地，所述第一、第二和第三绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
可选地，所述第一、第二和第三金属层的材料为钼/铝/钼的合金。
可选地，所述物理气相沉积为溅射工艺。
本发明还提供一种氧化物半导体薄膜探测器，该薄膜探测器由有源像素以矩阵形式排列，其中，所述有源像素包括形成于基板上的薄膜晶体管和光电二极管、覆盖于所述薄膜晶体管和光电二极管的第三绝缘层、以及穿过所述第三绝缘层连接于所述光电二极管的电极，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：位于所述基板上的栅极，形成于所述栅极及基板上的第一绝缘层，形成于所述第一绝缘层上并与所述栅极相对应的、由铟镓锌氧化物薄膜构成的有源区，以及结合于所述有源区之上的第二绝缘层、漏极和源极；所述光电二极管包括：形成于所述第一绝缘层上的、作为n极电极的漏极，依次位于所述n极电极上的n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及p极电极。
可选地，所述第一、第二和第三绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
可选地，所述第一、第二和第三金属层的材料为钼/铝/钼的合金。
本发明还提供一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路结构，其特征在于，所述电路结构由有源像素以矩阵形式排列，其中，各该有源像素至少包括光电二极管以及铟镓锌氧化物薄膜晶体管；各该有源像素中，所述光电二极管的n极连接于所述薄膜晶体管的源极，所述光电二极管的p极连接于偏置电压；各行有源像素的薄膜晶体管的栅极相连，并连接于控制单元；各列有源像素的薄膜晶体管的源极相连，并连接于数据采集单元。
可选地，所述薄膜晶体管包括：复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管，其中，所述光电二极管的n极连接于所述复位薄膜晶体管的源极及所述源跟随薄膜晶体管的栅极；所述复位薄膜晶体管的漏极连接于正极电源，复位薄膜晶体管的栅极连接复位信号；所述源跟随薄膜晶体管的漏极连接于正极电源，所述源跟随薄膜晶体管的源极连接于所述行选择薄膜晶体管的漏极；所述行选择薄膜晶体管的源极连接于数据采集单元，所述行选择薄膜晶体管的栅极连接于控制单元。
如上所述，本发明的一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用，具有以下有益效果：
1）本发明采用铟镓锌氧化物（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）薄膜作为薄膜探测器的薄膜晶体管的有源区；
2）IGZO薄膜的制作工艺（溅射工艺）适合大尺寸面板；
3）IGZO薄膜比非晶硅薄膜有更高的载流子迁移率（IGZO载流子迁移率大约是非晶硅的20~50倍），从而提高薄膜探测器开口率和成像速度；
4）在不降低开口率的前提下，由于IGZO具有较高的载流子迁移率，所以薄膜晶体管面积可以相应减小，在像素单元中能够增加驱动晶体管（复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管），形成有源像素，从而降低信号噪声，在满足薄膜探测器往大尺寸发展的同时有效提高图像质量；
5）本发明为大尺寸、低成本的薄膜探测器，应用于X射线平板探测器。
附图说明
图1至图7显示为本发明的一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法的各步骤的结构示意图，其中，图7也为本发明一种氧化物半导体薄膜探测器的结构示意图。
图8显示为本发明一种氧化物半导体薄膜探测器的电路图。
图9显示为本发明一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路图。
图10显示为本发明一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的像素版图。
图11显示为本发明一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的时序图。
元件标号说明
10基板
11栅极
12第一绝缘层
13有源区
141漏极
142源极
15第二绝缘层
161透明导电层
162p掺杂非晶硅层
163本征非晶硅层
164n掺杂非晶硅层
17第三绝缘层
18电极
2有源像素
21薄膜晶体管
211复位薄膜晶体管
212源跟随薄膜晶体管
213行选择薄膜晶体管
22光电二极管
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图11。需要说明的是，具体实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
以下将详细阐述本发明的一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用的实施方式及工作原理，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用。
实施例一
如图1至图7所示，本发明提供一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
如图1所示，首先执行步骤1），提供一玻璃基板10，在所述基板10上低温等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD）第一金属层，刻蚀所述第一金属层以形成栅极11。所述第一金属层为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）。
如图2所示，在步骤2）中，在所述基板10及栅极11上低温PECVD沉积第一绝缘层12，其中，所述第一绝缘层12为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，具体地，在本实施例一中，所述第一绝缘层12的为氮化硅。
如图3所示，在步骤3）中，在所述第一绝缘层12上溅射一氧化物半导体薄膜，刻蚀所述氧化物半导体薄膜以形成（TFT）有源区13，其中，所述氧化物半导体薄膜为铟镓锌氧化物（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）。
如图4所示，在步骤4）中，在所述有源区13及第一绝缘层12上低温PECVD沉积第二金属层，刻蚀所述第二金属层以形成源极142和漏极141。所述第二金属层的为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）。
如图5所示，在步骤5）中，在步骤4）之后获得的结构上低温PECVD沉积第二绝缘层15，刻蚀所述第二绝缘层15以形成薄膜晶体管（ThinFilm Transistor，TFT），同时暴露出部分漏极141，此时，保留的第二绝缘层15覆盖所述TFT的源极142及其余部分的漏极141，即形成覆盖TFT的第二绝缘层15。其中，所述第二绝缘层15为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，具体地，在本实施例一中，所述第二绝缘层15的为氮化硅。
需要说明的是，由于IGZO薄膜构成的有源区13比非晶硅有更高的载流子迁移率，一方面促使电荷传输更快，所以成像速度更快；另一方面，使单个薄膜晶体管的面积减小，在不减小开口率的前提下在像素中增加驱动晶体管形成有源像素，进而提高成像质量；进一步，由于单个薄膜晶体管的面积减小，可以进一步减小以增加开口率。
需要进一步说明的是，在本实施例一中，所述薄膜晶体管（TFT）包括复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管，促使预制备的光电二极管与所述薄膜晶体管形成带有驱动晶体管的有源像素，图1至图7中所述复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管只以一个薄膜晶体管代替，其中，所述薄膜晶体管包括栅极11、第一绝缘层12、有源区13、漏极141、源极142及第二绝缘层15。
如图6所示，在步骤6）中，在所述暴露的漏极141上依次低温PECVD沉积n掺杂非晶硅层164、本征非晶硅层163、p掺杂非晶硅层162及透明导电层161形成四层薄膜，刻蚀所述四层薄膜以形成光电二极管（Photoelectric Diode，PD）。其中，在本实施例一中，所述透明导电层161为铟锡金属氧化物（Indium Tin Oxides，ITO），经过刻蚀后透明导电层161为所述光电二极管的p极电极；位于所述n掺杂非晶硅层164下的漏极141同时作为光电二极管的n极电极，换言之，TFT的部分漏极141与光电二极管的n极电极共用。
如图7所示，在步骤7）中，在形成有薄膜晶体管（TFT）及光电二极管（PD）的基板10上低温PECVD沉积第三绝缘层17，刻蚀所述第三绝缘层17以暴露出部分透明导电层161，而后低温PECVD沉积第三金属层，刻蚀所述第三金属层以形成连接至透明导电层161的电极18。其中，所述第三绝缘层17为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，具体地，在本实施例一中，所述第三绝缘层17的为氮化硅；所述第三金属层为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo），则所述电极18为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）且将作为P极电极的透明导电层161引出。
本发明的一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法具有以下有益效果：
1）本发明采用铟镓锌氧化物（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）薄膜作为薄膜探测器的薄膜晶体管（TFT）的有源区；
2）IGZO薄膜的制作工艺（溅射工艺）适合大尺寸面板；
3）IGZO薄膜比非晶硅薄膜有更高的载流子迁移率（IGZO载流子迁移率大约是非晶硅的20~50倍），从而提高薄膜探测器开口率和成像速度；
4）在不降低开口率的前提下，由于IGZO具有较高的载流子迁移率，所以TFT面积可以相应减小，在像素单元中能够增加驱动晶体管（复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管），形成有源像素，从而降低信号噪声，在满足薄膜探测器往大尺寸发展的同时有效提高图像质量；
5）本发明为大尺寸、低成本的薄膜探测器，应用于X射线平板探测器。
实施例二
如图7所示，本发明提供一种氧化物半导体薄膜探测器，该薄膜探测器由有源像素以矩阵形式排列，其中，所述有源像素包括形成于玻璃基板10上的薄膜晶体管和光电二极管、覆盖于所述薄膜晶体管和光电二极管的第三绝缘层17、以及穿过所述第三绝缘层17连接于所述光电二极管的电极18。其中，所述第三绝缘层17为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，具体地，在本实施例二中，所述第三绝缘层17的为氮化硅；所述电极18为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）。
所述薄膜晶体管包括：位于所述基板10上的栅极11，形成于所述栅极11及基板10上的第一绝缘层12，形成于所述第一绝缘层12上并与所述栅极相对应的、由氧化物半导体薄膜构成的有源区13，以及结合于所述有源区13之上的第二绝缘层15、漏极141和源极142。其中，所述氧化物半导体薄膜为铟镓锌氧化物（IGZO）；所述栅极11、漏极141及源极142的材料为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）；所述第一绝缘层12和第二绝缘层15的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。具体地，在本实施例二中，所述第一绝缘层12和第二绝缘层15均为氮化硅；且所述栅极11与所述第一绝缘层12垂直对应。
需要说明的是，由于IGZO薄膜构成的有源区13比非晶硅有更高的载流子迁移率，一方面促使电荷传输更快，所以成像速度更快；另一方面，使单个薄膜晶体管的面积减小，在不减小开口率的前提下在像素中增加驱动晶体管形成有源像素，进而提高成像质量；进一步，由于单个薄膜晶体管的面积减小，可以进一步减小以增加开口率。
需要进一步说明的是，在本实施例二中，所述薄膜晶体管（TFT）包括复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管，促使光电二极管与薄膜晶体管形成带有驱动晶体管的有源像素，图7中所述复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管只以一个薄膜晶体管代替，其中，所述薄膜晶体管包括栅极11、第一绝缘层12、有源区13、漏极141、源极142及第二绝缘层15。
所述光电二极管包括：形成于所述第一绝缘层12上的、作为n极电极的漏极141，依次位于所述n极电极上的n掺杂非晶硅层164、本征非晶硅层163、p掺杂非晶硅层162及p极电极。其中，所述p极电极为透明导电层161，在本实施例二中，所述透明导电层161为铟锡金属氧化物（Indium Tin Oxides，ITO）；位于所述n掺杂非晶硅层164下的漏极141同时作为光电二极管的n极电极，换言之，薄膜晶体管的漏极141与光电二极管的n极电极共用；所述电极18穿过所述第三绝缘层17连接于作为p极电极的透明导电层161，从而通过所述电极18将所述光电二极管的P极电极引出。
本发明的一种氧化物半导体薄膜探测器具有以下有益效果：
1）本发明采用铟镓锌氧化物（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）薄膜作为薄膜探测器的薄膜晶体管（TFT）的有源区；
2）IGZO薄膜的制作工艺（溅射工艺）适合大尺寸面板；
3）IGZO薄膜比非晶硅薄膜有更高的载流子迁移率（IGZO载流子迁移率大约是非晶硅的20~50倍），从而提高薄膜探测器开口率和成像速度；
4）在不降低开口率的前提下，由于IGZO具有较高的载流子迁移率，所以TFT面积可以相应减小，在像素单元中能够增加驱动晶体管（复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管），形成有源像素，从而降低信号噪声，在满足薄膜探测器往大尺寸发展的同时有效提高图像质量；
5）本发明为大尺寸、低成本的薄膜探测器，应用于X射线平板探测器。
实施例三
如图8至图11所示，本发明提供一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路结构，所述电路结构由有源像素2以矩阵形式排列，其中，各该有源像素2至少包括光电二极管22以及铟镓锌氧化物（IGZO）薄膜晶体管21。
如图8所示，各该有源像素中，所述光电二极管22的n极连接于所述薄膜晶体管21的源极，所述光电二极管的p极连接于偏置电压VSS；各行有源像素2的薄膜晶体管21的栅极相连，并连接于用于控制所述薄膜晶体管21的通断的控制单元Gate；各列有源像素2的薄膜晶体管21的源极相连，并连接于用于控制所述薄膜晶体管21源极信号输出的数据采集单元Data。
曝光时，薄膜晶体管21关断，X射线通过闪烁体（未显示在图中）转变为可见光后，由光电二极管22采集并转换为电荷积累在p极电极和n极电极；曝光结束后，在控制单元Gate的控制下，当薄膜晶体管21导通时，积累于光电二极管22的n极电极的电荷传输到薄膜晶体管21的源极，再传输到数据采集单元Data。
需要说明的是，由于IGZO薄膜构成的有源区13比非晶硅有更高的载流子迁移率，一方面促使电荷传输更快，所以成像速度更快；另一方面，使单个薄膜晶体管的面积减小，在不减小开口率的前提下在像素中增加驱动晶体管形成有源像素，进而提高成像质量；进一步，由于单个薄膜晶体管的面积减小，可以进一步减小以增加开口率。
在本实施例三中，如图9所示，所述薄膜晶体管包括：复位薄膜晶体管211、源跟随薄膜晶体管212、行选择薄膜晶体管213，其中，所述光电二极管22的n极连接于所述复位薄膜晶体管211的源极及所述源跟随薄膜晶体管212的栅极；所述复位薄膜晶体管211的漏极连接于正极电源VDD，复位薄膜晶体管211的栅极连接复位信号RST；所述源跟随薄膜晶体管212的漏极连接于正极电源VDD，所述源跟随薄膜晶体管212的源极连接于所述行选择薄膜晶体管213的漏极；所述行选择薄膜晶体管213的源极连接于数据采集单元Data，所述行选择薄膜晶体管213的栅极连接于控制单元Gate。
为使本领域技术人员进一步理解本发明的实施方式，结合图10及图11，以下将详细说明本发明的工作原理：
复位薄膜晶体管211用来清空光电二极管22的电荷。每次曝光前，为复位信号RST提供高电平，则通过栅极与所述复位信号RST连接的复位薄膜晶体管211导通，从而使积累于光电二极管22的n极的电荷被清空，而后为复位信号RST提供低电平，关断复位薄膜晶体管211。
曝光时，薄膜晶体管（复位薄膜晶体管211、源跟随薄膜晶体管212、行选择薄膜晶体管213）关断，X射线通过闪烁体（未显示在图中）转变为可见光后，由光电二极管22采集并转换为电荷积累在p极电极和n极电极。
源跟随薄膜晶体管212用来放大光电二极管n极的电压。曝光完成后，控制单元Gate输出高电平脉冲，源跟随薄膜晶体管212和行选择薄膜晶体管213同时导通，积累于光电二极管22的n极电极的电荷，经过源跟随薄膜晶体管212放大后，经行选择薄膜晶体管213源极输出到数据采集单元Data。其中，控制单元Gate高电平脉冲持续的时间t取决于后续积分电路的参数设置（如图11所示）。
综上所述，本发明一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用，具有以下有益效果：
1）本发明采用铟镓锌氧化物（Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO）薄膜作为薄膜探测器的薄膜晶体管（TFT）的有源区；
2）IGZO薄膜的制作工艺（溅射工艺）适合大尺寸面板；
3）IGZO薄膜比非晶硅薄膜有更高的载流子迁移率（IGZO载流子迁移率大约是非晶硅的20~50倍），从而提高薄膜探测器开口率和成像速度；
4）在不降低开口率的前提下，由于IGZO具有较高的载流子迁移率，所以TFT面积可以相应减小，在像素单元中能够增加驱动晶体管（复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管），形成有源像素，从而降低信号噪声，在满足薄膜探测器往大尺寸发展的同时有效提高图像质量；
5）本发明为大尺寸、低成本的薄膜探测器，应用于X射线平板探测器。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：
1）提供一基板，在所述基板上沉积第一金属层，刻蚀所述第一金属层以形成栅极；
2）在所述基板及栅极上沉积第一绝缘层；
3）在所述第一绝缘层上物理气相沉积一铟镓锌氧化物薄膜，刻蚀所述铟镓锌氧化物薄膜以形成有源区；
4）在所述有源区及第一绝缘层上沉积第二金属层，刻蚀所述第二金属层以形成源极和漏极；
5）在步骤4）之后获得的结构上沉积第二绝缘层，刻蚀所述第二绝缘层以形成薄膜晶体管并暴露出部分漏极；
6）在所述暴露的漏极上依次沉积n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及透明导电层形成四层薄膜，刻蚀所述四层薄膜以形成光电二极管；
7）在所述形成有薄膜晶体管及光电二极管的基板上沉积第三绝缘层，刻蚀所述第三绝缘层以暴露出部分透明导电层，而后沉积第三金属层，刻蚀所述第三金属层以形成连接至透明导电层的电极。
2.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于：所述第一、第二和第三绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
3.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于：所述第一、第二和第三金属层的材料为钼/铝/钼的合金。
4.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于：所述物理气相沉积为溅射工艺。
5.一种氧化物半导体薄膜探测器，该薄膜探测器由有源像素以矩阵形式排列，其中，所述有源像素包括形成于基板上的薄膜晶体管和光电二极管、覆盖于所述薄膜晶体管和光电二极管的第三绝缘层、以及穿过所述第三绝缘层连接于所述光电二极管的电极，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：位于所述基板上的栅极，形成于所述栅极及基板上的第一绝缘层，形成于所述第一绝缘层上并与所述栅极相对应的、由铟镓锌氧化物薄膜构成的有源区，以及结合于所述有源区之上的第二绝缘层、漏极和源极；所述光电二极管包括：形成于所述第一绝缘层上的、作为n极电极的漏极，依次位于所述n极电极上的n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及p极电极。
6.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜探测器，其特征在于：所述第一、第二和第三绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
7.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜探测器，其特征在于：所述第一、第二和第三金属层的材料为钼/铝/钼的合金。
8.一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路结构，其特征在于，所述电路结构由有源像素以矩阵形式排列，其中，各该有源像素至少包括光电二极管以及铟镓锌氧化物薄膜晶体管；各该有源像素中，所述光电二极管的n极连接于所述薄膜晶体管的源极，所述光电二极管的p极连接于偏置电压；各行有源像素的薄膜晶体管的栅极相连，并连接于控制单元；各列有源像素的薄膜晶体管的源极相连，并连接于数据采集单元。
9.根据权利要求8所述的将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路结构，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管，其中，所述光电二极管的n极连接于所述复位薄膜晶体管的源极及所述源跟随薄膜晶体管的栅极；所述复位薄膜晶体管的漏极连接于正极电源，复位薄膜晶体管的栅极连接复位信号；所述源跟随薄膜晶体管的漏极连接于正极电源，所述源跟随薄膜晶体管的源极连接于所述行选择薄膜晶体管的漏极；所述行选择薄膜晶体管的源极连接于数据采集单元，所述行选择薄膜晶体管的栅极连接于控制单元。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210424918XA CN102916085A (zh) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | 氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210424918XA CN102916085A (zh) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | 氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102916085A true CN102916085A (zh) | 2013-02-06 |
Family
ID=47614388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210424918XA Pending CN102916085A (zh) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | 氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102916085A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103165635A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-19 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种射线探测器及其制作方法 |
| WO2014173078A1 (zh) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | 北京京东方光电科技有限公司 | 薄膜晶体管、其制作方法和阵列基板 |
| EP2919269A3 (en) * | 2014-03-10 | 2015-10-21 | dpiX, LLC | Photosensor arrays for detection of radiation and process for the preparation thereof |
| CN106847988A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-13 | 东南大学 | 基于平板显示tft基板的大面积红外探测器件及其驱动方法 |
| CN106876332A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、指纹识别单元以及薄膜晶体管及其制造方法 |
| WO2017161716A1 (zh) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | Pin光电二极管、x射线探测像元、装置及其探测方法 |
| US9786856B2 (en) | 2015-08-20 | 2017-10-10 | Dpix, Llc | Method of manufacturing an image sensor device |
| US9929215B2 (en) | 2016-07-12 | 2018-03-27 | Dpix, Llc | Method of optimizing an interface for processing of an organic semiconductor |
| CN110277418A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-24 | 北京大学深圳研究生院 | 一种钙钛矿图像传感器的像素单元及其制备方法 |
| CN111129051A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-05-08 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器像素结构及其制备方法 |
| CN114615445A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-06-10 | 北京大学深圳研究生院 | 一种光电晶体管及其感光方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100238135A1 (en) * | 2006-06-12 | 2010-09-23 | Christopher James Brown | Image sensor and display |
| CN101997010A (zh) * | 2009-08-11 | 2011-03-30 | 元太科技工业股份有限公司 | 数字x光探测面板及其制作方法 |
| CN102751302A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-24 | 上海奕瑞影像科技有限公司 | 微晶硅薄膜探测器制备方法及其应用 |
-
2012
- 2012-10-30 CN CN201210424918XA patent/CN102916085A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100238135A1 (en) * | 2006-06-12 | 2010-09-23 | Christopher James Brown | Image sensor and display |
| CN101997010A (zh) * | 2009-08-11 | 2011-03-30 | 元太科技工业股份有限公司 | 数字x光探测面板及其制作方法 |
| CN102751302A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-10-24 | 上海奕瑞影像科技有限公司 | 微晶硅薄膜探测器制备方法及其应用 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103165635A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-19 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种射线探测器及其制作方法 |
| WO2014139222A1 (zh) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 北京京东方光电科技有限公司 | 射线探测器及其制作方法 |
| CN103165635B (zh) * | 2013-03-12 | 2016-03-02 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种射线探测器及其制作方法 |
| WO2014173078A1 (zh) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | 北京京东方光电科技有限公司 | 薄膜晶体管、其制作方法和阵列基板 |
| US9437742B2 (en) | 2013-04-24 | 2016-09-06 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Thin film transistor, manufacturing method thereof and array substrate |
| EP2919269A3 (en) * | 2014-03-10 | 2015-10-21 | dpiX, LLC | Photosensor arrays for detection of radiation and process for the preparation thereof |
| US9786856B2 (en) | 2015-08-20 | 2017-10-10 | Dpix, Llc | Method of manufacturing an image sensor device |
| WO2017161716A1 (zh) * | 2016-03-21 | 2017-09-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | Pin光电二极管、x射线探测像元、装置及其探测方法 |
| US9966492B1 (en) | 2016-03-21 | 2018-05-08 | Boe Technology Group Co., Ltd. | PIN photodiode, X-ray detecting pixel, X-ray detecting apparatus and detecting method thereof |
| US9929215B2 (en) | 2016-07-12 | 2018-03-27 | Dpix, Llc | Method of optimizing an interface for processing of an organic semiconductor |
| CN106847988A (zh) * | 2017-01-25 | 2017-06-13 | 东南大学 | 基于平板显示tft基板的大面积红外探测器件及其驱动方法 |
| CN106876332A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-06-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、指纹识别单元以及薄膜晶体管及其制造方法 |
| CN106876332B (zh) * | 2017-03-21 | 2020-04-21 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示装置、指纹识别单元以及薄膜晶体管及其制造方法 |
| CN110277418A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-24 | 北京大学深圳研究生院 | 一种钙钛矿图像传感器的像素单元及其制备方法 |
| CN110277418B (zh) * | 2019-06-21 | 2021-03-30 | 北京大学深圳研究生院 | 一种钙钛矿图像传感器的像素单元及其制备方法 |
| CN111129051A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-05-08 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器像素结构及其制备方法 |
| CN111129051B (zh) * | 2019-12-04 | 2022-11-04 | 上海奕瑞光电子科技股份有限公司 | 平板探测器像素结构及其制备方法 |
| CN114615445A (zh) * | 2020-11-05 | 2022-06-10 | 北京大学深圳研究生院 | 一种光电晶体管及其感光方法 |
| CN114615445B (zh) * | 2020-11-05 | 2024-05-31 | 北京大学深圳研究生院 | 一种光电晶体管及其感光方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102916085A (zh) | 氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用 | |
| CN101636691B (zh) | 显示器和显示器制造方法 | |
| US8803151B2 (en) | Semiconductor device | |
| US8368068B2 (en) | Display with photo sensor and manufacturing method thereof | |
| US6794682B2 (en) | Semiconductor device, method for manufacturing the same, and radiation detector | |
| US20160358951A1 (en) | Tft driving backplane and method of manufacturing the same | |
| CN105097675A (zh) | 阵列基板及其制备方法 | |
| CN107331669A (zh) | Tft驱动背板的制作方法 | |
| US8119465B1 (en) | Thin film transistor and method for fabricating the same | |
| JP2014006893A (ja) | 半導体装置及び半導体装置の駆動方法 | |
| CN102751302A (zh) | 微晶硅薄膜探测器制备方法及其应用 | |
| CN106024633A (zh) | 薄膜晶体管及阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置 | |
| CN107946324B (zh) | 光感测装置 | |
| US11830886B2 (en) | Flexible array substrate, manufacturing method thereof and display device | |
| US20120032582A1 (en) | Organic electroluminescent display unit and method for fabricating the same | |
| KR101400282B1 (ko) | 엑스레이용 이미지 센서 및 그의 제조 방법 | |
| CN104600028A (zh) | 低温多晶硅tft基板的制作方法及其结构 | |
| CN104599959A (zh) | 低温多晶硅tft基板的制作方法及其结构 | |
| KR20130074980A (ko) | 산화물 반도체 박막트랜지스터 및 그의 제조 방법 | |
| WO2010100824A1 (ja) | フォトダイオード、フォトダイオードを備えた表示装置及びその製造方法 | |
| JP2000156522A (ja) | 光電変換装置 | |
| JP6448784B2 (ja) | アクティブマトリクス基板 | |
| CN203071076U (zh) | 氧化物半导体薄膜探测器及将有源像素应用于该探测器的电路结构 | |
| CN100583417C (zh) | 互补式金属氧化物半导体薄膜晶体管的制造方法 | |
| CN202721129U (zh) | 微晶硅薄膜探测器结构及其电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130206 |