CN103296035B

CN103296035B - X射线平板探测器及其制造方法

Info

Publication number: CN103296035B
Application number: CN201210050414.6A
Authority: CN
Inventors: 殷华湘; 王玉光; 董立军; 陈大鹏
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN103296035A

Abstract

根据本发明的一方面，提供一种X射线平板探测器及其制造方法。X射线平板探测器包括按照矩阵排列的多个像素单元，每一个像素单元包括在绝缘衬底上集成在一起的一个传感器和一个像素读出电路，其中，所述像素读出电路包括位于至少一个薄膜晶体管，所述至少一个薄膜晶体管位于所述传感器的上电极下方，并且所述至少一个薄膜晶体管中的至少一个与所述传感器相连接。根据本发明的X射线平板探测器可以将传感器和复杂的像素读出电路集成在一起，以获得改善的图像质量和降低的制造成本。

Description

X射线平板探测器及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，更具体地，涉及X射线平板探测器及其制造方法。

背景技术

X射线是一种波长约为10-0.01纳米之间的超短电磁波，对应的频率在3×10¹⁶Hz到3×10¹⁹Hz之间，波粒二相性对应的能量在120eV至120keV之间。X射线是中性高能光子流，对所辐射的物体具有超强的穿透作用以及荧光、加热、感光、电离等作用。X射线穿过物体后，因物体吸收和散射而使其强度或者相位变化，其信号变化内容与物体的材料、结构、厚度、缺陷等特性有关，因此可以通过信号检测应用于非接触式的物体内部形貌成像、成分分析中，在医疗影像检测、工业生产安全检测、天文探测、高能粒子检测、环境安全探测等多个领域中得到广泛应用。

在过去的一个世纪里，X射线成像技术经历了胶片一增感屏成像技术、影像增强器成像技术、计算机X射线成像技术(CR)、平板探测器成像(FPD)和计算机层析扫描技术(CT)的历史。相比传统的模拟胶片成像技术，数字化的X射线平板探测器(FPD：FlatPanelDetector)具有实时成像、清晰度高、后端处理方便等的特点：图像动态范围高；量子检测效率高，超过50％；存贮文件介质为数字文件，可方便后端处理，提高信噪比及图像质量，并进行存储、修改、检索与传递等。目前数字化的X射线平板探测器中对X射线信号的探测主要是半导体探测器，它通过检测X射线与物体材料内层电子作用产生的光电效应来实现。

数字化的X射线平板探测器分为三种类型：电荷耦合器件(CCD)探测器11、间接转换式TFT平板探测器12以及直接转换式TFT平板探测器13，如图1所示。

电荷耦合器件(CCD)探测器11包括用于接收X射线并产生荧光的闪烁体100、用于检测荧光的CCD传感器或102，以及位于闪烁体100和CCD传感器102之间用于缩小图像尺寸的透镜101。闪烁体100可以由掺铊碘化铯(CsI:Tl)、掺铽硫氧化钆(Gd₂S₂O:Tb)、碲化镉(CdTe)、高纯硅等组成，入射X射线与闪烁体100交互反应发生光电作用产生强度不同的荧光。如果不需要缩小图像尺寸，透镜101可以由光导替代，以实现闪烁体100和CCD传感器102之间的光耦合。CCD传感器或102可以由CMOS成像传感器(CMOSImagerSensor，CIS)替代。电荷耦合器件(CCD)探测器11的缺点是光学耦合系统会降低到所产生的光子数，从而增加系统的噪声并降低影像质量，同时产生几何失真和，同时不能应用于大面积的探测器中，成本昂贵。

间接转换式TFT平板探测器12包括用于接收X射线并产生荧光的闪烁体100、用于检测荧光的光电二极管103、以及用于访问特定的光电二极管103的薄膜晶体管(TFT)104。闪烁体100的组成材料及作用如上文所述。光电二极管103可以是非晶硅光电二极管或其他薄膜材料的光电二极管。TFT104可以形成在大面积平板绝缘衬底(玻璃、塑料、氧化硅片、石英、绝缘层覆盖钢片等)，通常是M×N的重复阵列。间接转换式TFT平板探测器12的每个像素拥有各自的TFT104，作为开关晶体管，每个TFT104与对应的光电二极管103相连。由此，可以对单个像素进行独立控制，实现像素读出与处理，有效地提高图像质量与读出速度。间接转换式TFT平板探测器12的优点是大面积均匀、低成本。

直接转换式TFT平板探测器13包括用于将X射线直接转换成电荷信息的光电转换层105、以及用于访问特定的像素单元的薄膜晶体管(TFT)106。光电转换层105可以由非晶硒(a-Se)、碘化汞(HgI₂)、镉锌碲(CZT)、碘化铅(PbI₂)、氧化铅(PbO)、溴化碲(TlBr)、高纯硅、高纯锗等组成。该光电转换层105的一个电极与TFT106的一个电极相连，实现对探测信号的直接探测与控制。直接转换式TFT平板探测器13的每个像素拥有各自的TFT106，作为开关晶体管。直接转换式TFT平板探测器13的优点是提高了图像质量、空间分辨率，并且降低了噪声。

图2示出了现有技术的X射线平板探测器的电路示意图。X射线平板探测器200可以是电荷耦合器件(CCD)探测器、间接转换式TFT平板探测器以及直接转换式TFT平板探测器中的任意一种。在图2中示出了X射线平板探测器200包括3×3个像素。每一个像素包括一个像素电极201以及用于访问该像素电极201的开关晶体管202，开关晶体管202的漏电极与像素电极201相连接。扫描控制器203向特定的开关晶体管202的栅极选择性地施加电压，使得可以访问相应的像素电极201，实现像素信号的读出。电荷放大器204与开关晶体管202的源电极相连接，接收并放大像素信号，然后经由多路复用器205将该像素信号提供至图像处理电路进行处理。

上述常规的X射线平板探测器对单个像素没有独立的读出电路功能，而是将电荷放大器等设置在外部的芯片中。原因在于现有的TFT技术主要基于非晶硅材料，迁移率较低(～0.5cm2/Vs)。在有效像素尺寸(＜250μm×250μm，并且越来越小)中无法集成较多的晶体管，所以只能形成简单的开关电路。因此，必须将像素信号传送至外部的读出电路，这将需要进行串行读出与数据处理，带来较大的图像噪声、降低空间分辨率、影响响应速度。

虽然可以将多块CMOS像素读出电路封装在探测器像素点上，缩短像素信号传送的路径，以改善图像质量与响应速度，然而，这将极大的增加工艺复杂度与制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种包括集成在一起的传感器和像素读出电路的X射线平板探测器及其制造方法。

根据本发明的一方面，提供一种X射线平板探测器，包括按照矩阵排列的多个像素单元，每一个像素单元包括在绝缘衬底上集成在一起的一个传感器和一个像素读出电路，其中，所述像素读出电路包括位于至少一个薄膜晶体管，所述至少一个薄膜晶体管位于所述传感器的上电极下方，并且所述至少一个薄膜晶体管中的至少一个与所述传感器相连接。

根据本发明的另一方面，提供一种制造X射线平板探测器的方法，所述X射线平板探测器包括按照矩阵排列的多个像素单元，所述方法包括：在绝缘衬底上形成每个像素单元的读出电路；以及在每个像素单元的读出电路上形成每个像素单元的传感器。

根据本发明的X射线平板探测器可以将传感器和复杂的像素读出电路集成在一起，以获得改善的图像质量和降低的制造成本。

附图说明

图1示出了现有技术的三种类型的X射线平板探测器的原理图。

图2示出了现有技术的X射线平板探测器的电路示意图。

图3示出了根据本发明的第一实施方式的X射线探测器的结构示意图。

图4示出了根据本发明的第二实施方式的X射线探测器的结构示意图。

图5示出了根据本发明的第三实施方式的X射线探测器的结构示意图。

图6示出了根据本发明的第四实施方式的X射线探测器的结构示意图。

图7示出了根据本发明的第五实施方式的X射线探测器的结构示意图。

图8示出了根据本发明X射线探测器的像素读出电路示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。除非在下文中特别指出，半导体器件中的各个部分可以由本领域的技术人员公知的材料构成。

在本申请中，术语“半导体结构”指在经历制造半导体器件的各个步骤后形成的半导体衬底和在半导体衬底上已经形成的所有层或区域。

图3示出了根据本发明的第一实施方式的X射线探测器的结构示意图。X射线探测器300是一种直接转换式TFT平板探测器。在一个像素单元中，X射线探测器300包括在绝缘衬底301上形成的至少一个TFT302和一个传感器303。在图3中示出位于相同层面的2个TFT，并且采用虚线框标识了1个TFT。

每一个TFT302包括在绝缘衬底301上形成的栅电极304、位于栅电极304上方的栅介质层305、位于栅介质层305上方的有源层306、以及位于有源层306上方的源电极307和漏电极308。源电极307和漏电极308位于栅电极304的两侧，在二者之间的有源层306中形成晶体管的沟道区(未示出)。根据电路的设计要求，不同的TFT可以由绝缘钝化层309隔开(未示出)，利用在绝缘钝化层309中形成的互连相连接(如图3所示)。

传感器303包括下电极310、上电极312以及夹在二者之间的光电转换层311。传感器303形成在绝缘钝化层309上方，并且由绝缘钝化层309与TFT302隔开。传感器303的下电极连接至一个TFT302的源电极。

绝缘衬底301可以由表面为二氧化硅层的硅片、玻璃、石英、塑料、绝缘层覆盖钢片中的至少一种形成。

栅介质层305可以由氧化硅，氮化硅，高K中的至少一种形成。高K包括HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、Al₂O₃、La₂O₃、ZrO₂和LaAlO中的至少一种。

有源层306可以由多晶硅或非晶态氧化物半导体形成。非晶态氧化物半导体定义为：半导体为宽带隙(＞＝2.0eV)非晶态金属氧化物半导体，其材料成分可为掺In的ZnO系半导体。

具体地，非晶态金属氧化物半导体包括选自InZnO和InZn[第三金属]O中的至少一种，第三金属包括选自Ga、Hf、Ta、Zr、Y、Al和Sn之一，其中，[In]/([In]+[第三金属])的原子计数比为35％～80％，[Zn]/([In]+[Zn])的原子计数比为40％～85％。优选的各元素原子计数比为[In]∶[第三金属]∶[Zn]∶[O]＝1∶1∶1∶1或者1∶1∶1∶2或者2∶2∶2∶1或者1∶1∶1∶4等。此外半导体还可为非晶态下的In₂O₃、ZTO(氧化锌锡)、AZO(氧化锌铝)、ITO(氧化铟锡)、IGO(氧化铟镓)、ZnO、SnO_x等二元或三元金属氧化物半导体材料或者其金属掺杂物。迁移率大于5cm2/Vs，为均匀型的离子性半导体。有源层306的厚度约为5～200nm，具备较低界面态，以及较高的环境稳定性。

与多晶、晶态与微晶半导体相比，非晶态氧化物半导体表现出短程有序，各向同性，制作工艺简单，易做成较均匀的大面积导电薄膜，十分有利于大规模基础TFT阵列的有源区制作。以典型材料IGZO为例，三元混合型非晶态氧化物金属半导体IGZO由In₂O₃、Ga₂O₃和ZnO构成，禁带宽度在3.4eV左右，是一种离子性非晶态N型半导体材料。In₂O₃中的In³⁺可以形成5S电子轨道，有利于载流子的高速传输；Ga₂O₃有很强的离子键，可以抑制O空位的产生；ZnO中的Zn²⁺可以形成稳定四面体结构，理论上可以使金属氧化物IGZO形成稳定较高导电的非晶结构。非晶态氧化物半导体属于离子性的非晶态半导体，导电通过大半径的原子外层电子云相互交叠而实现载流子输运，因而迁移率较大(10～100cm²/V·s)。

绝缘钝化层309可以由氧化硅、氮化硅、低K中的至少一种形成。低K包括SiLK、氢倍半硅氧烷(HDQ)、甲基倍半硅氧烷(MSQ)、纳米玻璃(Nanoglass)、基于碳掺杂氧化硅的材料中的至少一种。

光电转换层311可以由非晶硒(a-Se)、碘化汞(HgI₂)、镉锌碲(CZT)、碘化铅(PbI₂)、氧化铅(PbO)、溴化碲(TlBr)、高纯硅、高纯锗中的至少一种形成。

TFT302的栅电极304、源电极307、漏电极308、以及传感器303的下电极310、上电极312可以由Mo、Pt、Al、Ti、Co、Au、Cu、Ag、ITO、IZO和掺杂多晶硅中的至少一种形成。

有源层306可为多晶硅。

在绝缘衬底301上先形成高迁移率(大于30cm2/Vs)多晶硅，然后淀积电介质(如氧化硅，氮化硅，高K等)形成栅介质层，随后在其上溅射淀积金属并图形化形成栅电极，然后注入掺杂和激活形成源漏区，掺杂磷、砷等V族元素形成N+区，掺杂硼、铝、镓等III族元素形成P+区，分别形成N型与P型器件，构成CMOS电路；形成源漏区后，淀积绝缘保护层在开孔，淀积互连金属并图形化，连接各个TFT构成复杂电路；随后与上述类似淀积形成X射线探测器。

上述形成高迁移率(大于30cm2/Vs)多晶硅的方法可以是以下方法之一：(1)直接淀积较大晶粒多晶硅；(2)淀积非晶硅，经过快速热退火或者高能激光表面退火形成大晶粒多晶硅；(3)淀积非晶硅，经过长时间低温退火固相生长大晶粒多晶硅。

图4示出了根据本发明的第二实施方式的X射线探测器的结构示意图。在图4所示的X射线探测器中，TFT302的栅电极和栅介质层位于有源层的下方，并且栅介质层夹在有源层和栅电极之间，源电极和漏电极利用通道穿过栅介质层连接至下层的源区和漏区。然而，在根据本发明的第二实施方式的X射线探测器中，栅电极和栅介质层位于有源层的上方，并且栅介质层夹在有源层和栅电极之间。尽管根据本发明的第一实施方式的X射线探测器和根据本发明的第二实施方式的X射线探测器的结构存在着如上的不同之处，但两种结构的各个部分彼此对应，因此，在图4中采用与图3相同的附图标记标识两种结构的对应部分。

如图4所示，X射线探测器300是一种直接转换式TFT平板探测器。在一个像素单元中，X射线探测器300包括在绝缘衬底301上形成的至少一个TFT302和一个传感器303。在图4中示出位于相同层面的2个TFT，并且采用虚线框标识了1个TFT。

每一个TFT302包括在绝缘衬底301上形成的有源层306、位于有源层306上方的栅介质层305、位于栅介质层305上方的栅电极304、源电极307和漏电极308。源电极307和漏电极308位于栅电极304的两侧，利用通道穿过栅介质层305连接至下层的源区和漏区(未示出)，在二者之间的有源层306中形成晶体管的沟道区(未示出)。根据电路的设计要求，不同的TFT可以由绝缘钝化层309隔开(未示出)，利用在绝缘钝化层309中形成的互连相连接(如图4所示)。

图5示出了根据本发明的第三实施方式的X射线探测器的结构示意图。X射线探测器400是一种间接转换式TFT平板探测器。在一个像素单元中，X射线探测器400包括在绝缘衬底401上形成的至少一个TFT402和一个传感器403。在图5中示出位于相同层面的2个TFT，并且采用虚线框标识了1个TFT。

每一个TFT402包括在绝缘衬底401上形成的栅电极404、位于栅电极404上方的栅介质层405、位于栅介质层405上方的有源层406、以及位于有源层406上方的源电极407和漏电极408。源电极407和漏电极408位于栅电极404的两侧，在二者之间的有源层406中形成晶体管的沟道区(未示出)。根据电路的设计要求，不同的TFT可以由绝缘钝化层409隔开(未示出)，利用在绝缘钝化层409中形成的互连相连接(如图5所示)。

传感器403包括在绝缘衬底401上依次堆叠的信号电极410、第一导电类型的第一半导体层411、第二导电类型的第二半导体层412、下电极413、闪烁体414和上电极415，其中第一导电类型与第二导电类型相反。信号电极410连接至一个TFT402的源电极。

第一半导体层411和第二半导体层412形成光电二极管，用于检测闪烁体414在接收X射线时产生的荧光。

绝缘衬底401、栅介质层405、有源层406、绝缘钝化层409、TFT402的栅电极404、源电极407、漏电极408、以及传感器403的信号电极410、下电极413、上电极415可以由与第一实施方式的X射线探测器的相应部分的类似材料形成。

第一半导体层411和第二半导体层412可以由掺杂成不同导电类型的非晶硅形成。

闪烁体414可以由掺铊碘化铯(CsI:Tl)、掺铽硫氧化钆(Gd₂S₂O:Tb)、碲化镉(CdTe)和高纯硅中的至少一种形成。

图6示出了根据本发明的第四实施方式的X射线探测器的结构示意图。X射线探测器500是一种直接转换式TFT平板探测器。在一个像素单元中，X射线探测器500包括在绝缘衬底501形成的至少一个TFT502和一个传感器503。在图6中示出位于相同层面的4个TFT，并且采用虚线框标识了1个TFT。

每一个TFT502包括在绝缘衬底501上形成的栅电极504、位于栅电极504上方的栅介质层505、位于栅介质层505上方的有源层506、以及位于有源层506上方的源电极507和漏电极508。源电极507和漏电极508位于栅电极504的两侧，在二者之间的有源层506中形成晶体管的沟道区(未示出)。根据电路的设计要求，不同的TFT可以由绝缘钝化层509隔开(如图6所示)，利用在绝缘钝化层509中形成的互连相连接(如图6所示)。

传感器503包括下电极510、上电极512以及夹在二者之间的光电转换层511。传感器503形成在绝缘钝化层509上方，并且由绝缘钝化层509与TFT502隔开。传感器503的下电极连接至一个TFT502的源电极。

绝缘衬底501、栅介质层505、有源层506、绝缘钝化层509、光电转换层511、TFT502的栅电极504、源电极507、漏电极508、以及传感器503的下电极510、上电极512可以由与第一实施方式的X射线探测器的相应部分的类似材料形成。

图7示出了根据本发明的第五实施方式的X射线探测器的结构示意图。X射线探测器600是一种直接转换式TFT平板探测器。在一个像素单元中，X射线探测器600包括在绝缘衬底601上形成的至少一个TFT602和一个传感器603。在图7中示出位于两个层面的堆叠的8个TFT，并且采用虚线框标识了位于下部层面的1个TFT602和位于上部层面的1个TFT602′。

下部层面的TFT602包括在绝缘衬底601上形成的栅电极604、位于栅电极604上方的栅介质层605、位于栅介质层605上方的有源层606、以及位于有源层606上方的源电极607和漏电极608。源电极607和漏电极608位于栅电极604的两侧，在二者之间的有源层606中形成晶体管的沟道区(未示出)。

上部层面的TFT602′与下部层面的TFT602具有类似的结构，但形成在下部层面的TFT602上方的绝缘钝化层609中。

根据电路的设计要求，不同层面的TFT以及相同层面的TFT可以由绝缘钝化层609隔开(如图7所示)，利用在绝缘钝化层609中形成的互连和通道相连接(如图7所示)。

传感器603包括下电极610、上电极612以及夹在二者之间的光电转换层611。传感器603形成在绝缘钝化层609上方，并且由绝缘钝化层609与TFT602隔开。传感器603的下电极连接至一个TFT602的源电极。

绝缘衬底601、栅介质层605、有源层606、绝缘钝化层609、光电转换层611、TFT602的栅电极604、源电极607、漏电极608、以及传感器603的下电极610、上电极612可以由与第一实施方式的X射线探测器的相应部分的类似材料形成。

在替代的实施方式中，图6和7所示的X射线探测器的TFT电路部分也可以应用于间接转换式TFT平板探测器。与图3至5所示的X射线探测器相比，图6和7所示的X射线探测器在一个像素单元集成更多的横向布置或纵向堆叠的TFT，从而可以在一个像素单元形成复杂电路，甚至集成整个像素读出电路，从而改善电路性能。

图8示出了根据本发明X射线探测器的像素读出电路示意图。

在图8A中，像素读出电路包括两个TFTQ1和Q2。TFTQ1和Q2分别作为开关晶体管和复位晶体管。TFTQ1的栅极与行选择线702相连接，源电极和漏电极中的一个与信号线703相连接，源电极和漏电极中的另一个与传感器701的输出相连接。TFTQ2连接为源跟随器的形式，栅极接收复位信号，源电极和漏电极中的一个与传感器701的输出相连接，源电极和漏电极中的另一个与电源电压VDD相连接。

在图8B中，像素读出电路包括三个TFTQ3-Q5。图8B与图8A所示的像素读出电路的区别在于增加了一级放大器。TFTQ3-Q5分别作为开关晶体管、放大晶体管和复位晶体管。TFTQ3的栅极与行选择线702相连接，源电极和漏电极中的一个与信号线703相连接，源电极和漏电极中的另一个与TFTQ4的源电极和漏电极中的一个相连接。TFTQ4的栅极与传感器701的输出相连接，源电极和漏电极中的另一个与电源电压VDD相连接。TFTQ5连接为源跟随器的形式，栅极接收复位信号，源电极和漏电极中的一个与传感器701的输出相连接，源电极和漏电极中的另一个与电源电压VDD相连接。

在图8中分别示出了探测器的像素读出电路中探测器为一个TFT以上的复杂电路，即包含开关器与源跟随器的初级读出电路，或者包含敏感放大的信号预放大电路。在替代的实施方式中，探测器的像素读出电路可以包括更多功能模块，例如不仅包括信号预放大电路，而且可以包括整形器、ADC、驱动电路以形成全功能像素读出电路。所有这些电路由一系列的TFT组成。

上述包含复杂像素读出电路的X射线探测器阵列可以有效提高图像质量，降低信号的传输损耗与失真，提高空间分辨率；同时在像素内直接减低噪声，并放大信号提高响应速度，并可实现像素读出数字化，引入高精度计数电路，简化外围信号处理电路的难度。与硅基CMOS像素读出电路与CCD探测器相结合的X射线高效探测器相比，可以有效降低像素读出电路制造成本，并可实现与探测器层的直接集成，避免了使用复杂昂贵的像素逐点封装工艺。因此本发明对制备高分辨率、高质量、高响应速度的大面阵和低成本X射线探测器阵列提供较多的优势。

根据本发明的X射线探测器的方法包括在绝缘衬底上首先形成TFT，然后形成传感器。TFT器件包括氧化物TFT或多晶硅TFT，其中栅电极可以位于有源层上方或下方。

为了形成图3所示的根据本发明的第一实施方式的X射线探测器，根据本发明的第一实施方式的方法可以包括以下步骤。

在绝缘衬底301上先淀积金属形成栅电极，然后淀积电介质以形成栅介质层，再通过磁控溅射法淀积非晶态氧化物半导体形成薄膜晶体管(TFT)的有源层，然后在其上溅射淀积金属电极形成晶体管的源电极与漏电极，最终形成TFT与X射线探测器，TFT阵列通过互连形成各种功能电路；接着淀积绝缘钝化层，并进行绝缘介质的平坦化；然后进行互连通道的刻蚀，淀积TFT的互连金属，同时形成探测器的下电极；淀积X射线直接转换成电荷信息的薄膜层，随后淀积上电极，最后进行钝化封装焊接形成完整的平板探测器阵列。

为了形成图4所示的根据本发明的第二实施方式的X射线探测器，根据本发明的第二实施方式的方法可以包括以下步骤。

以上描述只是为了示例说明和描述本发明，而非意图穷举和限制本发明。因此，本发明不局限于所描述的实施例。对于本领域的技术人员明显可知的变型或更改，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种X射线平板探测器，包括按照矩阵排列的多个像素单元，每一个像素单元包括在绝缘衬底上集成在一起的一个传感器和一个像素读出电路，

其中，所述像素读出电路包括至少一个薄膜晶体管，所述至少一个薄膜晶体管位于所述传感器的上电极下方，并且所述至少一个薄膜晶体管中的至少一个与所述传感器相连接，

其中所述像素读出电路包括开关电路和复位电路。

2.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其中所述传感器包括上电极、下电极、以及夹在二者之间的光电转换层，并且所述至少一个薄膜晶体管中的至少一个与所述传感器的下电极相连接。

3.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其中所述传感器包括在绝缘衬底上依次堆叠的信号电极、第一导电类型的第一半导体层、第二导电类型的第二半导体层、下电极、闪烁体和上电极，其中第一导电类型与第二导电类型相反，并且所述至少一个薄膜晶体管中的至少一个与所述传感器的信号电极相连接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的X射线平板探测器，其中所述至少一个薄膜晶体管由绝缘钝化层隔开，利用在绝缘钝化层中形成的互连和/或通道相连接。

5.根据权利要求4中任一项所述的X射线平板探测器，其中所述至少一个薄膜晶体管形成在相同的层面上。

6.根据权利要求4中任一项所述的X射线平板探测器，其中所述至少一个薄膜晶体管形成在不同的层面上。

7.根据权利要求4所述的X射线平板探测器，其中所述至少一个薄膜晶体管包括有源层，该有源层由多晶硅或非晶态金属氧化物半导体组成。

8.根据权利要求7所述的X射线平板探测器，其中所述至少一个薄膜晶体管包括位于有源层下方的栅介质层和栅电极，所述栅介质层夹在栅电极和有源层之间。

9.根据权利要求7所述的X射线平板探测器，其中所述至少一个薄膜晶体管包括位于有源层上方的栅介质层和栅电极，所述栅介质层夹在栅电极和有源层之间。

10.根据权利要求7所述的X射线平板探测器，其中非晶态金属氧化物半导体包括选自InZnO和InZn[第三金属]O中的至少一种，第三金属包括选自Ga、Hf、Ta、Zr、Y、Al和Sn之一，其中[In]/([In]+[第三金属])的原子计数比为35％～80％，[Zn]/([In]+[Zn])的原子计数比为40％～85％。

11.根据权利要求10所述的X射线平板探测器，其中[In]∶[第三金属]∶[Zn]∶[O]＝1∶1∶1∶1或者1∶1∶1∶2或者2∶2∶2∶1或者1∶1∶1∶4。

12.根据权利要求7所述的X射线平板探测器，其中非晶态金属氧化物半导体包括选自In₂O₃、ZTO、AZO、ITO、IGO、ZnO、SnO_x中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的X射线平板探测器，其中中非晶态金属氧化物半导体是掺杂的。

14.根据权利要求7所述的X射线平板探测器，其中形成所述有源层是大晶粒多晶硅层。

15.根据权利要求2所述的X射线平板探测器，其中光电转换层由选自非晶硒、碘化汞、镉锌碲、碘化铅、氧化铅、溴化碲、高纯硅和高纯锗中的至少一种组成。

16.根据权利要求3所述的X射线平板探测器，其中闪烁体由选自掺铊碘化铯、掺铽硫氧化钆、碲化镉和高纯硅中的至少一种组成。

17.根据权利要求4所述的X射线平板探测器，其中所述像素读出电路还包括放大电路、整形电路、ADC和驱动电路中的至少一部分。

18.一种制造X射线平板探测器的方法，所述X射线平板探测器包括按照矩阵排列的多个像素单元，所述方法包括：

在绝缘衬底上形成每个像素单元的读出电路，其中所述读出电路包括开关电路和复位电路；以及

在每个像素单元的读出电路上形成每个像素单元的传感器。

19.根据权利要求18所述的方法，其中形成读出电路包括形成至少一个薄膜晶体管。

20.根据权利要求19所述的方法，其中形成至少一个薄膜晶体管包括：

在绝缘衬底上形成栅电极；

在栅电极上形成栅介质层；

在栅介质层上形成有源层；以及

在有源层上栅电极的两侧形成源电极和漏电极。

21.根据权利要求19所述的方法，其中形成至少一个薄膜晶体管包括：

在绝缘衬底上形成有源层；

在有源层上形成栅介质层；

在栅介质上形成栅电极以及位于栅电极两侧的源电极和漏电极；以及

在栅介质中形成将源电极和漏电极分别连接至有源层的通道。

22.根据权利要求19所述的方法，其中在多个层面中形成所述至少一个薄膜晶体管。

23.根据权利要求19所述的方法，还包括

在所述至少一个薄膜晶体管上方形成绝缘钝化层，使得所述至少一个薄膜晶体管由绝缘钝化层隔开；以及

在绝缘钝化层中形成互连和/或通道，使得所述至少一个薄膜晶体管彼此相连接。

24.根据权利要求23所述的方法，其中形成传感器包括：

在绝缘钝化层上形成下电极；

在下电极上形成光电转换层；以及

在光电转换层上形成上电极，

其中，所述至少一个薄膜晶体管位于上电极下方。

25.根据权利要求23所述的方法，其中形成传感器包括：

在绝缘钝化层上或之中形成信号电极；

在信号电极上形成第一导电类型的第一半导体层；

在第一半导体层上形成第二导电类型的第二半导体层，其中第一导电类型与第二导电类型相反；

在第二半导体层上形成下电极；

在下电极上形成闪烁体；以及

在闪烁体上形成上电极，

其中，所述至少一个薄膜晶体管位于上电极下方。

26.根据权利要求20或21所述的方法，其中形成有源层包括：

通过淀积直接形成大晶粒多晶硅层。

27.根据权利要求20或21所述的方法，其中形成有源层包括：

通过淀积形成多晶硅层；以及

通过快速热退火或表面退火生长大晶粒多晶硅。

28.根据权利要求20或21所述的方法，其中形成有源层包括：

通过淀积形成多晶硅层；以及

通过长时间低温退火固相生长大晶粒多晶硅。