CN103681701A - 光电转换元件、x射线平板探测装置及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光电转换元件、X射线平板探测装置及其制作方法，该光电转换元件包括光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；第一半导体层位于底电极上；第二半导体层覆盖所述第一半导体层；第三半导体层覆盖所述第二半导体层；第三半导体层包覆第二半导体层的侧面，形成光电转换层的侧表面。本发明所提供的光电转换元件的第二半导体层的侧表面被第三半导体层包覆，第三半导体层成为光电转换元件的侧墙，将开口设置于朝向钝化层的方向上，大大减少杂质进入开口的可能性，同时，该结构开口处不会受刻蚀等工艺影响，避免了常规结构中由于刻蚀在侧表面产生界面态，减小了漏电流，提高了探测的灵敏度和准确性。
Description
技术领域
本发明属于平板图像探测器领域，特别是涉及一种接触垫；另外，本发明还涉及一种平板图像探测器及其制作方法。
背景技术
随着数字影像技术的发展，平板图像探测器在医疗、工业及其它领域得到了越来越广泛的应用，提高平板图像探测器的性能、良率和可靠性是业界的持续追求。平板图像探测器通过与柔性电路板（FPC）、集成电路（IC）等外部元件的绑定即可实现与驱动电路、读出电路的连接。平板图像探测器包括由若干像素单元构成的像素阵列，像素单元将光转换为电荷之后，在驱动电路的作用下，存储在像素单元中的电荷被传输到读出电路，读出电路会对电信号作进一步的放大、模/数转换等处理，最终获得图像信息。
现有平板图像探测器的像素结构如图1所示，其包括设置在基板100上的栅极110；覆盖基板100和栅极110的栅绝缘膜111；栅绝缘膜111上设置于栅极110上方的有源层120；设置于有源层120上方的源极130a、漏极130b以及与漏极130b电连接的光电转换元件的底电极140d；覆盖该源漏层的钝化层131，该钝化层131上有一暴露底电极140d的接触孔；通过该接触孔在底电极140d上方形成的n型半导体层140a、本征半导体层140b和p型半导体层140c；设置在p型半导体层140c上方的刻蚀阻挡层150；第二钝化层160，该第二钝化层160上有一暴露刻蚀阻挡层150的第二接触孔；表层导电层170，通过第二接触孔与刻蚀阻挡层150电连接；设置于表层导电层170上方的遮光层180；表层绝缘层190。
现有平板图像探测器光电转换元件的截面如图2所示，从上到下依次为p型半导体层140c、本征半导体层140b和n型半导体层140a。
这种结构的缺陷在于，P型层140c,本征层140b,n型层140a,在进行该三层刻蚀的时候会在侧墙140e形成缺陷，刻蚀完成后，由于还需要经过几道工艺(不是三道曝光工艺)才能将侧墙140e保护起来，该过程中会侧墙140e会受杂质污染，而产生大量的漏电流。同时由于n型层140c的电阻较大而产生较大的信号残余。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光电转换元件、平板图像探测器及其制作方法。通过所述光电转换元件，可以减小该光电转换元件的漏电流，提高探测灵敏度和准确性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种光电转换元件，包括：
光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；
所述第一半导体层位于底电极上；
所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；
所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层；
所述第三半导体层包覆所述第二半导体层的侧面，形成所述光电转换层的侧表面。
优选地，所述第一半导体层的边缘与包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层之间被所述第二导体层隔开。
优选地，所述第一半导体层的边缘到包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层的距离为0.5μm-10μm。
优选地，所述第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层包含硅作为主要成分。
优选地，所述第一半导体层是n型半导体层，所述第二半导体层是本征半导体层，所述第三半导体层是p型半导体层。
优选地，所述光电转换层的侧表面与所述底电极之间的夹角为70°-90°。
优选地，所述底电极的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。
为实现上述目的，实施例还提供了一种X射线平板探测装置，包括：
一基板，形成于所述基板上的像素阵列，所述像素阵列包括：
多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条数据线，相邻的扫描线和相邻的数据线限定一像素区域；设置于所述像素区域的像素单元，所述像素单元包括一薄膜晶体管以及如上所述的光电转换元件；底电极，与所述第一半导体电连接；表面导电层，与所述第三半导体电连接。
优选地，所述薄膜晶体管包括依次形成于所述基板上的栅极，栅绝缘层，有源层，源极，漏极和钝化层。
优选地，所述扫描线与所述栅极位于同一层，所述数据线与所述源极和漏极位于同一层。
优选地，所述光电转换元件的底电极位于所述源漏层，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接，所述第一半导体层通过所述钝化层上的第一接触孔与所述底电极电连接。
优选地，所述表面导电层靠近所述数据线一侧的边缘与所述数据线平行。
优选地，所述X射线平板探测装置还包括位于所述薄膜晶体管钝化层上的遮光层，通过所述钝化层上的第二接触孔与所述薄膜晶体管的源极电连接；
所述遮光层与所述表面导电层绝缘。
优选地，所述遮光层同时覆盖所述数据线，并与数据线连接至相同外围电路。
优选地，所述表面导电层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；
所述表面导电层与所述数据线绝缘。
优选地，还包括，位于所述表面导电层上方的遮光层，遮挡所述薄膜晶体管区域。
优选地，所述第三半导体层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；
所述第三半导体层与所述数据线绝缘。
优选地，沿数据线方向，每隔20-30个像素单元，沿扫描线方向相邻的两像素单元的表面导电层跨过所述数据线上方电连接。
优选地，所述表面导电层的材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
优选地，所述遮光层的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。
为实现上述目的，实施例还提供了一种X射线平板探测装置的制作方法，包括：
提供衬底，在所述衬底上方依次形成栅极，栅绝缘层和有源层；
在所述有源层及栅绝缘层上形成所述薄膜晶体管的源极及漏极、光电转换元件的底电极；
在所述源极、漏极以及底电极上方形成钝化层，刻蚀所述钝化层形成暴露所述底电极的第一接触孔；
在所述底电极和钝化层上方形成第一半导体层，所述第一半导体层通过所述第一接触孔与所述底电极电连接；
在所述第一半导体层上方形成第二半导体层，所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；
在所述第二半导体层上方形成覆盖所述第二半导体层的第三半导体层，以形成光电转换元件，所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层的侧表面；
在所述第三半导体层上方形成表面导电层；
在所述薄膜晶体管区域上方形成遮光层。
优选地，所述第一半导体层和第二半导体层使用同一张掩膜板分两次进行曝光，但可以使用不同的生产工艺。
优选地，所述第一半导体层的曝光量比第二半导体层的曝光量大。
优选地，所述第一半导体层是n型半导体层，所述第二半导体层是本征半导体层，所述第三半导体层是p型半导体层。
优选地，所述钝化层的材料为有机或无机绝缘膜。
优选地，所述钝化层为单层或多层结构。
优选地，所述栅绝缘层的材料为氮化硅。
优选地，所述表面导电层的材料为透明导电氧化物。
优选地，所述表面导电层的材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
优选地，所述制作方法还包括：在所述钝化层、表层导电层上形成表层绝缘层。
优选地，所述表层绝缘层的材料为氮化硅。
优选地，所述栅极、源极、漏极、底电极的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。
优选地，所述栅极、源极、漏极、底电极的材料为铝钼合金。
与现有技术相比，本发明实施例提供的方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的光电转换元件的第二半导体层的侧表面被第三半导体层包覆，第三半导体层成为光电转换元件的侧墙，将开口设置于朝向钝化层的方向上，相比现有技术的结构可以大大减少杂质进入开口的可能性，减小了漏电流，提高了探测的灵敏度和准确性。同时由于P型层覆盖本征层及N型层，上电极可直接将侧墙覆盖，减小由于P型层电阻较大而引起的信号残余。
附图说明
图1是现有技术X射线平板探测装置的像素剖面图；
图2是现有技术光电转换元件的剖面图；
图3是本发明提供的一种光电转换元件的剖面图；
图4是本发明实施例一提供的一种X射线平板探测装置的像素剖面图；
图5是本发明实施例一提供的一种X射线平板探测装置的像素顶视图；
图6是本发明提供的一种X射线平板探测装置的公共电极布局图；
图7是本发明实施例二提供的一种X射线平板探测装置的像素剖面图；
图8是本发明实施例三提供的一种X射线平板探测装置的像素剖面图；
图9是本发明实施例三提供的一种X射线平板探测装置的像素顶视图；
图10是本发明实施例三提供的一种激光修复的示意图；
图11是本发明实施例四提供的一种X射线平板探测装置的像素顶视图；
图12到图17是本发明实施例五提供的一种X射线平板探测装置的制作方法。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
正如背景技术所述， 现有光电转换元件的结构容易在制造工程中在侧墙处残留杂质，产生大量漏电流，从而影响探测装置的灵敏度和准确性。
基于此，本发明实施例提供了一种光电转换元件，该光电转换元件包括：光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；所述第一半导体层位于底电极上；所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层；所述第三半导体层包覆所述第二半导体层的侧面，形成所述光电转换层的侧表面。
在这种结构下，光电转换元件的侧墙为第三半导体层，第一半导体层与第三半导体层之间的开口朝下。这样可以很好地保护开口部分不受杂质影响，减小漏电流的产生。
基于上述光电转换元件，本发明实施例还提出了一种X射线平板探测装置，包括：一基板，形成于所述基板上的像素阵列，所述像素阵列包括多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条数据线，相邻的扫描线和相邻的数据线限定一像素区域；设置于所述像素区域的像素单元，所述像素单元包括一薄膜晶体管以及如上所述的光电转换元件；底电极，与所述第一半导体电连接；表面导电层，与所述第三半导体电连接。
基于上述X射线平板探测装置，本发明实施例还提出了该平板探测装置的制作方法，包括：
提供衬底，在所述衬底上方依次形成栅极，栅绝缘层和有源层；
在所述有源层及栅绝缘层上形成所述薄膜晶体管的源极及漏极、光电转换元件的底电极；
在所述源极、漏极以及底电极上方形成钝化层，刻蚀所述钝化层形成暴露所述底电极的第一接触孔；
在所述底电极和钝化层上方形成第一半导体层，所述第一半导体层通过所述第一接触孔与所述底电极电连接；
在所述第一半导体层上方形成第二半导体层，所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；
在所述第二半导体层上方形成覆盖所述第二半导体层的第三半导体层，以形成光电转换元件，所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层的侧表面；
在所述第三半导体层上方形成表面导电层；
在所述薄膜晶体管区域上方形成遮光层。
以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。
实施例一
如图3-5所示，分别为本实施例光电转换元件240的截面图、X射线平板探测器的像素截面图以及X射线平板探测器的像素顶视图。
首先，如图3所示，该光电转换元件240为一堆叠结构。由下至上分别为第一半导体层240a、第二半导体层240b和第三半导体层240c。其中，第二半导体层240b覆盖第一半导体层240a，第三半导体层240c覆盖第二半导体层240b及其侧边。因此，该光电转换元件240的侧墙240e为第三半导体层240c。相比于如图2所示的现有技术光电转换元件240的界面。本发明第一半导体层240a与第三半导体层240c之间的开口朝下设置。这样设计可以有效防止后续制造工艺中杂质对第二半导体层240b的影响，达到减小漏电流的目的。
本发明中，第一半导体层240a、第二半导体层240b和第三半导体层240c以硅为主要成分。理想的，第一半导体层240a为n型半导体层，第二半导体层240b为本征半导体层，第三半导体层240c为p型半导体层。当然，也可以采用第一半导体层240a为p型半导体层，第三半导体层240c为n型半导体层的设计。但由于p型半导体层的多子为空穴，n型半导体的多子为电子，所以电子只能从n型半导体导出。因此，采用前者的结构时，电流从第一半导体层240a流出；采用后者的结构时，电流从第三半导体层240c流出。实际使用中，可以根据需要选择。
进一步地，第一半导体层240a的边缘与第三半导体层240c的侧墙240e之间被第二半导体层240b隔开，形成一开口结构。为了减小漏电流，该距离越大越好，但随着距离的增大，电阻也会相应地增大。当采用第二半导体层240b为本征半导体层的结构时，由于本征半导体层的电阻比n型半导体层的电阻大的多，所以随着开口的增大，电阻也会明显增加。理想地，第一半导体层240a的边缘到第三半导体层240c侧墙240e的距离为0.5μm-10μm，更进一步的可以为 1.5μm-3μm。
进一步地，漏电流的大小还与光电转换元件240的侧墙240e与第一半导体层240a之间的夹角有关。一般，该角度越接近90°，漏电流越小。一般地，该角度为70°-90°时为较理想的范围。需要说明的是，对于本专利提出的结构对该角度没有这样的限定，角度为70°-90°并不构成对本发明的限定，所以本发明相对工艺更加简单。
进一步地，将上述光电转换元件240运用于X射线平板探测器，该X射线平板探测器包括多条扫描线201；与所述多条扫描线201交叉的多条数据线202，相邻的扫描线201和相邻的数据线202限定一像素区域；设置于所述像素区域的像素单元，所述像素单元包括一薄膜晶体管以及如权利要求1所述的光电转换元件240；底电极240d，与所述第一半导体电连接；表面导电层270，与所述第三半导体电连接。
该X射线平板探测器的像素结构如图4-5所示。其包括设置在基板200上的栅极210；覆盖基板200和栅极210的栅绝缘膜211；栅绝缘膜211上设置于栅极210上方的有源层220；设置于有源层220上方的源极230a、漏极230b以及与漏极230b电连接的底电极240d；覆盖该源漏层的钝化层231，该钝化层231上有一暴露底电极240d的接触孔；通过该接触孔在底电极240d上方形成的上述光电转换元件240；覆盖光电转换元件240以及薄膜晶体管的表层导电层270；设置于表层导电层270上方的遮光层280；表层绝缘层290。
由于本发明光电转换元件240的侧墙240e被第三半导体层240c包覆，因此可以省略现有技术中的第二钝化层160。进一步地，由于不需要在第三半导体层240c上方刻蚀第二钝化层160形成第二接触孔，因此现有技术的刻蚀阻挡层150也可以一同省略。
本实施例中，第一半导体层240a为n型半导体层，第二半导体层240b为本征半导体层，第三半导体层240c为p型半导体层。由于电子从n型半导体层流出，因此可以经由n型半导体层下方的底电极240d将电流导入至漏极230b中。如果将第一半导体层240a与第三半导体层240c的材料互换，由于电子只能从n型半导体层流出，为了将信号传递到漏极230b中，需要改变成膜顺序，即先形成光电转换元件240，再形成源漏层。但通常光电转换元件240的三层膜均采用低温成膜形成，而金属层则采用高温成膜。若采用这样的顺序，则在用高温成金属膜时会破坏光电转换元件240的物理特性，造成元件失效等后果。当然，在不改变成膜顺序的条件下，也可以通过打孔将上层电流信号导入到漏极230b，但这样会大大增加工艺复杂度。故本发明优选采用第一半导体层240a为n型半导体层，第二半导体层240b为本征半导体层，第三半导体层240c为p型半导体层的设计。
进一步地，如图5-6所示，表面导电层270靠近数据线202一侧的边缘与数据线202平行。并且沿数据线202方向，每隔一定数量的像素单元，沿扫描线201方向相邻的两像素单元的表面导电层270跨过数据线202上方电连接。表面导电层270用于提供公共电压信号。这样设计的原因是，由于数据线202全程处于传递信号的状态，若表面导电层270与数据线202形成交叠，会产生很大的寄生电容，影响探测结果的准确性。故要求表面导电层270与数据线202的交叠面积越小越好，但为了给整面像素施加相同的公共信号，必须将所有的像素的公共电极连通起来。此外，由于扫描线201只在扫描所在行时才打开，与表面导电层270产生的寄生电容会小很多。因此，本发明采用沿数据线202方向相邻像素的公共电极跨过扫描线201电性相连；沿数据线202方向，每隔一定数量的像素单元，沿扫描线201方向相邻的两像素单元的表面导电层270跨过数据线202上方电连接的方式实现整面表面导电层270的互联。在达到上述目的的同时，尽可能地减小寄生电容。理想地，上述间隔数量为20-30个。这样，即使某些连接部发生缺陷导致无法传递信号，也可以通过同一列的其它连接部传递信号。当然，间隔的数量可以根据平板的尺寸、像素数等参数进行调整，并不限于上述范围。
本实施例中，遮光层280形成于表面导电层270上方，遮光层280如果用绝缘层形成，其可以浮接（floating）；但大多数情况下遮光层280是用金属形成的，所以不能浮接（floating），否则一块金属孤岛在绝缘层中，在高压下(比如ESD)，会累积电荷，而且这些电荷还很难散去，影响器件性能。
进一步地，表面导电层270的材料优选为透明氧化物半导体，可以使氧化铟锡或氧化铟锌。遮光层280、栅极层、源漏层、底电极240d的材料可以为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。
实施例二
图7为实施例二的像素截面图。本实施例与实施例一的结构类似，区别在于第三半导体层240c靠近薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层231。这样设计的优点是：这样一来，240c可以与导电层270共享工艺，两者可以可是曝光，使用同样的掩膜板。
实施例三
图8为实施例三的像素截面图，图9为实施例三的像素顶视图。实施例三与实施例一的区别在于第三半导体层240c与表面导电层270不覆盖薄膜晶体管区域，遮光层280通过钝化层231上的第二接触孔与源极230a电性相连。这样设计的好处在于遮光层280的电压由数据线202提供，因此表层导电层290不需要覆盖薄膜晶体管区域，因此可以防止表层导电层290与源漏级以及栅极之间产生的寄生电容。此外，当面板内出现坏点需要修复时，往往会利用激光将坏点所在像素的薄膜晶体管切断。如图10所示，切断位置可以是图中A处，也可以是B处。本实施例的优点在于，切断时不会切到表层导电层290，可以防止切断后表层导电层290与源漏极230a,230b或者栅极发生短路造成修复失败的情况。
实施例四
图11为实施例四的像素顶视图。实施例四在实施例三的基础上，将遮光层280延伸到数据线202上方，并与数据线202连接至相同外围电路。这样设计的好处在于：现有工艺一般都以金属形成遮光层，将其与数据线连到一起，可以提高数据线可靠性，降低数据线断线开路的几率，降低数据线的电阻。
实施例五
本实施例将介绍上述X射线平板探测器的制作方法。
如图12所示，首先利用湿刻工艺在基板上形成栅极和扫描线201。具体地，先利用等离子溅射成膜方法在基板上形成金属膜，该金属膜的材料可以为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。再在该金属膜上涂覆光刻胶，之后利用带有特定图案的掩膜板对该金属膜进行紫外线曝光，将溶解的光刻胶冲洗后进行湿法刻蚀。之后将光刻胶剥离并洗净即可。然后利用干刻工艺在栅极和扫描线201上形成栅绝缘层211，栅绝缘层211的材料为可以为氮化硅。
接着，如图13所示，利用干刻工艺在栅绝缘层211上方形成有源层220。具体地，可以采用CVD（化学气相沉积）工艺进行成膜。之后使用掩膜板进行曝光，再进行干刻，即可形成特定的有源层220图案。一般地，有源层220的材料为含硅的半导体材料。
接着，如图14所示，类型形成栅极的工艺，采用等离子溅射成膜、曝光、湿法工艺在栅绝缘膜和有源层220上方形成源漏极230a,230b、数据线202和光电转换元件240的底电极240d。材料与栅极相同，可以为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。此后，对有源层220进行沟道刻蚀。
接着，利用CVD工艺形成钝化层231覆盖下方元件，再通过曝光和干刻工艺在钝化层231上形成第一接触孔，以暴露光电转换元件240的底电极240d。钝化层231可以为单层或多层结构，其材料可以为氮化硅。
接着，如图15、16所示，利用与钝化层231类似的光刻工艺在钝化层231和低电极上方形成第一半导体层240a。所述第一半导体层240a通过第一接触孔与底电极240d接触。
接着，采用相同方法在第一半导体层240a上依次形成第二半导体层240b和第三半导体层240c。第三半导体层240c包覆第二半导体层240b及其侧面，因此该光电转换元件240的侧墙240e为第三半导体层240c。需要注意的是，第一半导体层240a和第二半导体层240b可以采用同一张掩膜板，这样可以节约成本，但仍需分别进行曝光，采用不通的生产工艺。一般地，第一半导体层240a的曝光量要比第二半导体层240b的曝光量大。需要说明的是，还可以通过控制刻蚀工艺开控制控制第一半导体层240a和第二半导体层240b额边缘间距。
第一半导体层240a、第二半导体层240b和第三半导体层240c的材料可以为以硅为主要材料的半导体材料，此处优选为第一半导体层240a采用n型半导体层、第二半导体层240b采用本征半导体层、第三半导体层240c采用p型半导体层，以形成光电二极管结构。
接着，在第三半导体层240c和薄膜晶体管区域上方形成表面导电层270。其同样可以采用CVD、曝光、干刻的顺序形成。表面导电层270的材料可以为透明导电氧化物，如氧化铟锡、氧化铟锌等。
接着，如图17所示，在薄膜晶体管区域上方形成遮光层280，遮光层280的形成工艺与栅极层类似。根据结构的不同，遮光层280可以与表面导电层270电连接也可以通过钝化层231上第二接触孔与源极230a电连接。采用后者结构时，在形成钝化层231时同时完成第一接触孔和第二接触孔的刻蚀。遮光层280的材料为不透明导电材料，如铝、钕、钼、铬、银中的一种或多种的组合。但以上列举的材料不能构成对本发明的限定。
一般，为了达到保护以及平坦化的目的，会在最后形成一层表层绝缘层，形成方法类似栅绝缘层211。表层绝缘层的材料可以为氮化硅。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (32)
1. 一种光电转换元件，包括：
光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；
所述第一半导体层位于底电极上；
所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；
所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层；
所述第三半导体层包覆所述第二半导体层的侧面，形成所述光电转换层的侧表面。
2.如权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于：
所述第一半导体层的边缘与包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层之间被所述第二导体层隔开。
3.如权利要求2所述的光电转换元件，其特征在于：
所述第一半导体层的边缘到包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层的距离为0.5μm-10μm。
4.如权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于：
所述第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层包含硅作为主要成分。
5.如权利要求4所述的光电转换元件，其特征在于：
所述第一半导体层是n型半导体层；
所述第二半导体层是本征半导体层；
所述第三半导体层是p型半导体层。
6.如权利要求5所述的光电转换元件，其特征在于：
所述光电转换层的侧表面与所述底电极之间的夹角为70°-90°。
7.一种X射线平板探测装置，包括一基板，形成于所述基板上的像素阵列，所述像素阵列包括：
多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条数据线，相邻的扫描线和相邻的数据线限定一像素区域；设置于所述像素区域的像素单元，所述像素单元包括一薄膜晶体管以及如权利要求1所述的光电转换元件；底电极，与所述第一半导体电连接；表面导电层，与所述第三半导体电连接。
8.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述薄膜晶体管包括依次形成于所述基板上的栅极，栅绝缘层，有源层，源极，漏极和钝化层。
9.如权利要求8所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述扫描线与所述栅极位于同一层，所述数据线与所述源极和漏极位于同一层。
10.如权利要求9所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述光电转换元件的底电极位于所述源漏层，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接，所述第一半导体层通过所述钝化层上的第一接触孔与所述底电极电连接。
11.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述表面导电层靠近所述数据线一侧的边缘与所述数据线平行。
12.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述X射线平板探测装置还包括位于所述薄膜晶体管钝化层上的遮光层，通过所述钝化层上的第二接触孔与所述薄膜晶体管的源极电连接；
所述遮光层与所述表面导电层绝缘。
13.如权利要求14所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述遮光层同时覆盖所述数据线，并与数据线连接至相同外围电路。
14.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述表面导电层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；
所述表面导电层与所述数据线绝缘。
15.如权利要求14所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
还包括位于所述表面导电层上方的遮光层，遮挡所述薄膜晶体管区域。
16.如权利要求15所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述第三半导体层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；
所述第三半导体层与所述数据线绝缘。
17.如权利要求11所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
沿数据线方向，每隔20-30个像素单元，沿扫描线方向相邻的两像素单元的表面导电层跨过所述数据线上方电连接。
18.如权利要求7-17所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述表面导电层的材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
19.如权利要求7-18所述的X射线平板探测装置，其特征在于：
所述遮光层的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。
20.一种X射线平板探测装置的制作方法，所述X射线平板探测装置包括如权利要求1所述的光电转换元件，所述制作方法包括：
提供衬底，在所述衬底上方依次形成栅极，栅绝缘层和有源层；
在所述有源层及栅绝缘层上形成所述薄膜晶体管的源极及漏极、光电转换元件的底电极；
在所述源极、漏极以及底电极上方形成钝化层，刻蚀所述钝化层形成暴露所述底电极的第一接触孔；
在所述底电极和钝化层上方形成第一半导体层，所述第一半导体层通过所述第一接触孔与所述底电极电连接；
在所述第一半导体层上方形成第二半导体层，所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；
在所述第二半导体层上方形成覆盖所述第二半导体层的第三半导体层，以形成光电转换元件，所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层的侧表面；
在所述第三半导体层上方形成表面导电层；
在所述薄膜晶体管区域上方形成遮光层。
21.如权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述第一半导体层和第二半导体层使用同一张掩膜板分两次进行曝光。
22.如权利要求21所述的制作方法，其特征在于：
所述第一半导体层的曝光量比第二半导体层的曝光量大。
23.如权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述第一半导体层是n型半导体层；
所述第二半导体层是本征半导体层；
所述第三半导体层是p型半导体层。
24.如权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述钝化层的材料为有机或无机绝缘膜。
25.如权利要求24所述的制作方法，其特征在于：
所述钝化层为单层或多层结构。
26.如权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述栅绝缘层的材料为氮化硅。
27.如权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述表面导电层的材料为透明导电氧化物。
28.如权利要求27所述的制作方法，其特征在于：
所述表面导电层的材料为氧化铟锡或氧化铟锌。
29.如权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述制作方法还包括：在所述钝化层、表层导电层上形成表层绝缘层。
30.根据权利要求29所述的制作方法，其特征在于：所述表层绝缘层的材料为氮化硅。
31.根据权利要求20所述的制作方法，其特征在于：
所述栅极、源极、漏极、底电极的材料为铝、钕、钼、铬、银中的一种或多种的组合。
32.根据权利要求31所述的制作方法，其特征在于：
所述栅极、源极、漏极、底电极的材料为铝钼合金。
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN103681701B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105428374A (zh) * | 2014-09-17 | 2016-03-23 | 凌巨科技股份有限公司 | 具有修复结构的光传感器 |
| CN107534050A (zh) * | 2015-05-19 | 2018-01-02 | 索尼公司 | 图像传感器、层叠型摄像装置和摄像模块 |
| CN107635620A (zh) * | 2015-05-12 | 2018-01-26 | Pixium视野股份公司 | 具有缠绕电阻器的光敏像素结构 |
| WO2018126679A1 (zh) * | 2017-01-04 | 2018-07-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | X射线探测器及其制造方法 |
| WO2019076130A1 (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 探测单元及其制作方法、平板探测器 |
| CN109786499A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-21 | 惠科股份有限公司 | 半导体、x射线探测器及显示设备 |
| CN110335876A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-10-15 | 上海天马微电子有限公司 | 放射线图像检测面板及其制作方法、放射线图像检测装置 |
| CN110783353A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 夏普株式会社 | 摄像面板 |
| WO2020078030A1 (zh) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 射线探测器和射线探测面板 |
| WO2020143486A1 (zh) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | 惠科股份有限公司 | 射线转换器和射线探测平板装置 |
| CN111430393A (zh) * | 2015-08-27 | 2020-07-17 | 中国科学院微电子研究所 | 一种x射线传感器及其制造方法 |
| CN111540813A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-14 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种光电传感器及其制作方法、探测基板及探测装置 |
| US11197993B2 (en) | 2015-06-24 | 2021-12-14 | Pixium Vision Sa | Photosensitive pixel structure with increased light absorption and photosensitive implant |
| WO2022188198A1 (zh) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | 武汉华星光电技术有限公司 | 驱动基板、显示面板及驱动基板的制备方法 |
| US11559684B2 (en) | 2017-07-14 | 2023-01-24 | Pixium Vision Sa | Photosensitive array |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477960A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Fujitsu Ltd | Manufacture of light-electron integrated circuit |
| JPH0242767A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Sharp Corp | 回路内蔵受光素子 |
| US20100276773A1 (en) * | 2006-04-28 | 2010-11-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion element and manufacturing method of photoelectric conversion element |
| CN102629613A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-08-08 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种x射线传感器的制作方法 |
-
2012
- 2012-09-24 CN CN201210359417.8A patent/CN103681701B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477960A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Fujitsu Ltd | Manufacture of light-electron integrated circuit |
| JPH0242767A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Sharp Corp | 回路内蔵受光素子 |
| US20100276773A1 (en) * | 2006-04-28 | 2010-11-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Photoelectric conversion element and manufacturing method of photoelectric conversion element |
| CN102629613A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-08-08 | 北京京东方光电科技有限公司 | 一种x射线传感器的制作方法 |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105428374A (zh) * | 2014-09-17 | 2016-03-23 | 凌巨科技股份有限公司 | 具有修复结构的光传感器 |
| CN105428374B (zh) * | 2014-09-17 | 2017-09-29 | 凌巨科技股份有限公司 | 具有修复结构的光传感器 |
| CN107635620A (zh) * | 2015-05-12 | 2018-01-26 | Pixium视野股份公司 | 具有缠绕电阻器的光敏像素结构 |
| US11171163B2 (en) | 2015-05-12 | 2021-11-09 | Pixium Vision Sa | Photosensitive pixel structure with wrapped resistor |
| CN107635620B (zh) * | 2015-05-12 | 2021-06-08 | Pixium视野股份公司 | 具有缠绕电阻器的光敏像素结构 |
| CN107534050A (zh) * | 2015-05-19 | 2018-01-02 | 索尼公司 | 图像传感器、层叠型摄像装置和摄像模块 |
| US11197993B2 (en) | 2015-06-24 | 2021-12-14 | Pixium Vision Sa | Photosensitive pixel structure with increased light absorption and photosensitive implant |
| CN111430393A (zh) * | 2015-08-27 | 2020-07-17 | 中国科学院微电子研究所 | 一种x射线传感器及其制造方法 |
| US10690786B2 (en) | 2017-01-04 | 2020-06-23 | Boe Technology Group Co., Ltd. | X-ray detector and manufacturing method thereof |
| WO2018126679A1 (zh) * | 2017-01-04 | 2018-07-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | X射线探测器及其制造方法 |
| US11559684B2 (en) | 2017-07-14 | 2023-01-24 | Pixium Vision Sa | Photosensitive array |
| WO2019076130A1 (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 探测单元及其制作方法、平板探测器 |
| CN110783353A (zh) * | 2018-07-30 | 2020-02-11 | 夏普株式会社 | 摄像面板 |
| CN110783353B (zh) * | 2018-07-30 | 2023-08-08 | 夏普株式会社 | 摄像面板 |
| WO2020078030A1 (zh) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 射线探测器和射线探测面板 |
| US11275185B2 (en) | 2018-10-18 | 2022-03-15 | Beijing Boe Technology Development Co., Ltd. | Ray detector and ray detection panel |
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