CN103730533B - 光电转换设备、其制造方法以及x 光图像检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光电转换设备、其制造方法和X光图像检测器。光电转换设备至少包括光电二极管装置。该光电二极管装置包括下部电极和上部电极、置于所述下部电极和上部电极之间的光电转换层，其中，所述光电转换层包括图案化的边缘表面，所述光电转换层的尺寸小于所述下部电极，且置于所述下部电极的表面上。所述光电二极管装置还包括至少覆盖所述光电转换层的图案化的边缘表面的保护膜。除了形成有接触孔的区域之外的所述保护膜和所述下部电极形成有相同形状的图案。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电转换设备、其制造方法以及X光图像检测器。尤其是，本发明涉及一种光电二极管阵列基板、其制造方法以及配备有光电二极管阵列基板的X光图像检测器，在所述光电二极管阵列基板中，分别连接到薄膜晶体管（下文称为TFT）的光电二极管（下文称为PD）布置成矩阵。
背景技术
光电转换设备用于诸如图像传感器和X光图像检测器的装置。尤其是，采用平板（诸如PD阵列基板）的X光图像检测器被称为平板X光检测器（也被称为平板检测器，平板检测器在下文中被称为FPD）。对应于图像信号的数字化的最新发展，由用于静态图像的FPD取代传统的模拟胶片正在摄像装置的领域中推进，且由用于运动图像的FPD取代图像增强器II正在荧光设备的领域中推进。因此，FPD在医学图像诊断设备的领域中是重要的装置。
根据其将X光转换成电荷所用的方法，FPD分成直接转换类型的装置和间接转换类型的装置。直接转换类型的装置使用由诸如硒（Se）的材料形成的转换层来将X光直接转换成电荷。间接转换类型的装置使用由诸如碘化铯（CsI）的材料制成且被安装在上述的PD阵列基板上的闪烁体，来利用该闪烁体将X光转换成可见光线并相继地利用PD执行光电转换。相比于直接转换类型，间接转换类型具有较高的S/N比率且能够利用低剂量的X光辐射拍摄图像。因此，正开发很多间接转换类型的FPD，这是因为其能够实现患者照射量的降低。尤其是，对于荧光设备，需要灵敏度较高的PD来实现患者照射量的较大程度的降低。
对于具有高灵敏度的PD装置而言，需要下列特性：“高量子效率”，使得尽管光子量非常小，但仍实现有效的光电转换；“暗电流小”，使得在转换后保持小的电子量；以及“二极管电容小”，使得限制成像滞后并实现高速响应。这些特性可以通过增大光电转换层的厚度来实现。然而，光电转换层的厚度增大可导致在制造过程中，具体而言，在形成层的步骤中以及随后的步骤中，发生层分离，发生层分离已成为问题。
导致该问题的主要因素为源于构成装置的层之间的收缩差异造成的膜应力，所述收缩差异是因在成层工艺中从高温状态到室温的温度改变而造成的。通过降低成层温度，可以减少大部分收缩，且可以解决待在基板的整个部分中发生的层分离，这可以容易地想象到。然而，其几乎不能解决局部层分离以及在那一点处的膜应力集中，局部层分离是当局部地造成层收缩差异时产生的，例如，在基部上形成的图案化的结构的边缘处发生收缩差异时。而且，其意味着，限制成层温度，成层温度对于控制光电转换层的膜性能而言是重要的因素。因此，为了增大膜性能的可控制性，还需要不导致其中发生层分离的结构。
通常，已提出解决层分离的多种技术。日本未审查的专利申请公布（JP-A）No.2009-147203以及No.2004-063660公开了这样的结构：鉴于因由非晶硅制成的光电转换层及其基部未紧密联接在一起而导致的光电转换层的层分离，至少其上有光电转换层的隔离的图案的基部不包括由氮化硅制成的层。
然而，尤其当形成厚的光电转换层时，该层在其成层和处理步骤期间可明显地收缩。因此，在基部包括氮化硅膜的区域和基部不包括氮化硅膜的区域之间的粘附性的差异以及在基部中的结构之间的线膨胀系数的差异已在基部上的不同的图案化结构的边缘上形成源于光电转换层中的层收缩的应力集中，这已导致局部产生的层分离。如上所述，现有技术不能解决层分离问题且导致低生产率以及使装置受污染从而影响其他基板。
鉴于这一点，JP-A No.2009-147203以及JP-A No.2010-067762公开了这样的结构：在对光电转换层进行成层和加工期间，整个基部由下部电极层形成。由此，没有部件来导致光电转换层的基部中发生应力集中，这减少了局部层分离。
然而，在现有技术中，下部电极层是通过在对光电转换层进行图案化之后进行的图案化过程而形成的，这是因为在加工光电转换层期间，整个基部是由下部电极层形成的。作为补充的解释，执行各种加工步骤，诸如光刻和蚀刻，使得光电转换层的边缘表面裸露。这意味着，光电转换层的边缘表面被抗蚀剂材料、下部电极的金属材料和包括这些材料的杂质污染。该情况导致这样的问题：污染可在光电二极管的两个电极之间形成漏电路径且暗电流增大。而且，为图案化的光电转换层形成保护膜，这导致引起泄露。
鉴于这一点，JP-A No.2010-067762公开了一种在形成保护膜之前通过氢等离子体对光电转换层的被污染的边缘表面进行清洁处理的方法。具体而言，在上部电极是导电的氧化物膜（诸如ITO（铟锡氧化物）膜）的情况下清洁处理可以还原上部电极，因此上部电极由已知的光屏蔽金属形成且通过在ITO上部电极上形成钝化层来形成掩模结构。
然而，在现有技术中，以上方法可以使光电二极管的孔径特性变差且使制造步骤复杂。而且，以上方法仅提供了通过清洁处理来补救污染情况的解决方案，且可以认为，通过该方法并未完全消除污染。JP-A No.2004-063660公开了一种在形成光电转换层之前通过图案化来加工下部电极的方法。该方法实际提供了不产生漏电路径的效果，但未解决如上所述的关于层分离的问题。换言之，JP-A No.2004-063660公开了对现有技术中不相容的“层分离”和“漏电的对策”这两个问题起作用的技术，但未彻底地解决这两个问题。
如上所述，为了得到具有高灵敏性的光电二极管，增大S/N比率是必须的，且需要充分地降低暗电流。而且，毫无疑问，制造不发生层分离的装置是基本前提。如上所述，在现有技术中，可以分开实现且不能同时实现“不导致层分离的结构”和“不导致漏电路径的结构”，这一点已由本发明人证实。
因此，同时实现这两种结构是待解决的问题，但同时实现这两种结构造成诸如制造成本增大和开口率减小或填充因子减小的第二问题并不是优选的。本发明寻求解决该问题。
发明内容
本申请公开了：示例性的光电转换设备，每个光电转换设备包括光电二极管，该光电二极管具有高的灵敏度且其结构不导致光电转换层发生层分离；制造光电转换设备的方法，每一方法实现了制造光电转换设备而不增大其制造成本；以及X光图像检测器，每一X光图像检测器配备有如本发明的实施方式所述的光电转换设备。
本发明的一个实施方式是一种包括光电二极管装置的光电转换设备。该光电二极管装置包括彼此面对的下部电极和上部电极以及置于下部电极和上部电极之间的光电转换层，其中，所述光电转换层包括图案化的边缘表面，所述光电转换层的尺寸小于下部电极的尺寸，且所述光电转换层置于所述下部电极的表面上且位于所述下部电极的表面内侧。该光电二极管装置还包括保护膜，所述保护膜至少覆盖所述光电转换层的图案化的边缘表面。除了形成接触孔的区域之外的保护膜以及下部电极形成有相同形状的图案，其中，接触孔形成在保护膜中以连接所述上部电极和待置于所述保护膜上的偏压线。
本发明的另一实施方式是包括光电二极管装置的光电转换设备。所述光电二极管装置包括彼此面对的下部电极和上部电极以及置于所述下部电极和所述上部电极之间的光电转换层，其中，所述光电转换层从下部电极侧按顺序包括n+-硅层、本征-硅层和p+-硅层。上部电极、p+-硅层和本征硅层的在p+-硅层侧的一部分形成有相同形状的图案。本征-硅层具有台阶形状。该光电二极管装置还包括至少覆盖p+-硅层的图案化的边缘表面和本征硅层的该部分的图案化的边缘表面的保护膜。除了形成有接触孔的区域之外的该保护膜、下部电极、n+-硅层以及本征硅层的在n+-硅层侧的一部分形成有相同形状的图案，其中，所述接触孔在保护膜中形成以连接上部电极和待置于所述保护膜上的偏压线。
在上述每一光电转换设备中，优选的是，下部电极和上部电极彼此面对，且下部电极从所述上部电极突伸一突伸长度，且本征-硅层的层厚度小于该突伸长度。
本发明的另一实施方式是一种制造包括光电二极管装置的光电转换设备的方法，所述光电二极管装置包括彼此面对的下部电极和上部电极、置于所述下部电极和所述上部电极之间的光电转换膜。该方法包括：形成待形成下部电极的金属层；以及通过在待形成所述下部电极的所述金属层上按顺序形成待形成所述光电转换层的层和待形成所述上部电极的金属层，以及通过对待形成所述上部电极的所述金属层和待形成所述光电转换层的层进行图案化，来形成所述光电转换层和所述上部电极。该方法还包括：形成待形成保护膜的层；对待形成保护膜的层以及待形成下部电极的金属层图案化，保留待形成保护膜的层的一部分，该部分至少覆盖所述光电转换层的图案化的边缘表面。
本发明的另一实施方式是一种制造包括光电二极管装置的光电转换设备的方法，所述光电二极管装置包括彼此面对的下部电极和上部电极、置于所述下部电极和所述上部电极之间的光电转换层，其中所述光电转换层包括n+-硅层、本征-硅层、p+-硅层。所述方法包括：形成待形成下部电极的金属层；以及通过在待形成所述下部电极的所述金属层上按顺序形成待形成所述n+-硅层的层、待形成所述本征-硅层的层和待形成所述p+-硅层的层和待形成所述上部电极的金属层，以及通过对待形成所述上部电极的所述金属层和待形成所述p+-硅层的层和待形成所述本征-硅层的层进行图案化至所述本征-硅层的中间厚度，来形成所述光电转换层和所述上部电极。该方法还包括：形成待形成保护膜的层；以及对待形成所述保护膜的所述层、待形成所述本征-硅层的所述层的保留部分、待形成所述n+-硅层的所述层和待形成所述下部电极的所述金属层进行图案化，其中，保留待形成所述保护膜的所述层的一部分来至少覆盖所述p+-硅层的图案化的边缘表面以及所述本征-硅层的图案化的边缘表面。
在上述每种方法中，优选的是，待形成本征-硅层的层所形成的厚度小于下部电极从所述上部电极突伸的突伸长度。
在上述每种方法中，优选的是，对待形成保护膜的层、待形成下部电极的金属层进行图案化包括将待形成下部电极的金属层以及待形成保护膜的层图案化为相同形状的图案。
将在下文描述说明性实施方式的其他特征。
附图说明
现将参考示例性的、非限制性的附图仅通过示例描述实施方式，其中，在多个附图中相似的元件具有相似的附图标记。
图1是示出待安装在示例1的光电装换设备上的阵列基板的俯视图；
图2A到图2C是沿着图1的II-II线所作的截面图，其示出示例1的结构和变型示例的结构；
图3A到图3J是示出待安装在示例1的光电转换设备上的阵列基板的制造步骤的截面图；
图4是示出具有执行辐射成像的功能的光电转换设备的结构的截面图；
图5是示出待安装在示例2的光电转换设备上的阵列基板的截面图；
图6A到图6J是示出待安装在示例2的光电转换设备上的阵列基板的制造步骤的截面图；
图7是总体示出本发明的实施方式的光电转换设备的效果的曲线图；
图8是示出待安装在传统的光电转换设备上的阵列基板的截面图；
图9A到图9I是示出待安装在传统的光电转换设备上的阵列基板的制造步骤的截面图；
图10是示出在待安装在传统的光电转换设备上的阵列基底的制造步骤中导致的光电转换层的层分离的示例的图；
图11是示出待置于示例2的光电转换设备中的光电转换层的结构的截面图；以及
图12是本发明的实施方式的X光图像检测器的透视图。
具体实施方式
下文将参考附图描述光电转换设备、光电转换设备的制造方法以及X光图像检测器的示例性实施方式。本领域的普通技术人员将明白，本文结合这些附图给出的描述仅仅是出于示例性目的，且不意图以任何方式限制潜在实施方式的范围，潜在实施方式的范围可通过参考所附的权利要求书而确定。
如背景技术的描述中所示出的，传统的结构几乎不同时实现“不导致光电转换层发生层分离的结构”和“在其中不产生漏电路径的结构”，这是因为这二者是不相容的从而不能同时实现。而且，试图同时实现这二者，可导致制造成本增大和开口率或填充因子下降的问题。
鉴于以上，本发明的实施方式提供了这样的结构：至少当待形成光电转换层的层形成并被图案化时，下部电极层保持作为该光电转换层的基部的整个部分。由此，不存在因由半导体形成的光电转换层和由金属形成的下部电极层之间的粘附性以及该光电转换层和该下部电极层的膨胀和/或收缩而局部导致应力差异的区域，这可以为限制光电转换层的层分离提供很大的作用。
而且，如上所述，图案化的上部电极和图案化的光电转换层形成在已设置为基部的整个部分的下部电极层上，且在该条件下，构成保护膜的层形成在待形成下部电极的层和图案化的上部电极以及图案化的光电转换层的上面。换言之，在已裸露出光电转换层之后就立刻形成待成为保护膜的层来覆盖图案化的边缘表面。由此，不需要对图案化的光电转换层的裸露的边缘表面进行不想要的制造步骤，这可以避免因污染而产生漏电路径。
此后，用相同形状的图案形成该保护膜和下部电极以完成光电二极管装置。此时，重要的是，通过相同的光刻方法进行保护膜和下部电极的图案化。为了对下部电极进行刚才的图案化过程，可通过不同的光刻过程分开处理保护膜和下部电极。然而，当光刻过程分开执行时，需要考虑到制造裕度（诸如这些图案的移位）来设计装置，这导致减小了有源区的面积和光电转换层的面积。这意味着，二极管的接收光的灵敏性因填充因子的减小而降低。而且，用于这些部件的分开的光刻过程自然地增大要使用的掩模的数量以及制造步骤的数量。因此，通过使用相同形状的图案形成保护膜和下部电极，可以实现以上效果，且二极管的性能（诸如，接收光的灵敏性）不变差且不提高制造成本。
而且，本实施方式的结构提供了不同于现有效果的组合的以下效果。即，光电二极管阵列由多个层和多个层间膜组成，其中，部件通过接触孔彼此连接。在该结构中，增大接触孔的深度（层间膜的厚度）导致制造过程中的各种问题，例如，因对厚的层间膜进行蚀刻处理导致生产周期延长、因延长的蚀刻时间段导致光致抗蚀剂膜的质量变化以及发生粘连、以及由于因蚀刻处理导致的光致抗蚀剂的小孔部贯通而产生的层间短路。然而，在本实施方式中，覆盖光电转换层的图案化的边缘表面的保护膜刚好位于如上所述的下部电极存在的区域上，这使为了形成接触孔而蚀刻的层减少了一层且提供了减少制造过程中可以导致的问题的另外的效果。
对于栅极层的端子部分处的构造的具体示例，传统的结构需要对光电二极管保护膜、TFT钝化层和栅极绝缘层这三个层进行蚀刻处理。对比之下，在本发明的实施方式中，不需要对TFT钝化层和栅极绝缘层这两个层以外的层进行蚀刻处理，这提供了良好效果。
示例1
首先，将参考图1、图2A到图2C描述示例1的阵列基板的结构。
图1是示出待安装在本示例的光电转换设备上的阵列基板的俯视图。在该阵列基板上，设置有多个栅极线2和多个信号线18，其正交交叉以形成矩阵形状。在对应于栅极线2和信号线18的交叉的每个位置处，栅极线2和信号线18连接至作为开关元件的薄膜晶体管101，且该薄膜晶体管101布置成连接至光电二极管102。栅极线2和信号线18分别连接到端子104。
图2A是沿着图1的线II-II所作的截面图。提供了基板1，该基板上放置有栅极线2和栅极绝缘层3，且图案化的半导体层4形成于基板1、栅极线2和栅极绝缘层3的上面。在半导体层4上，设置有源电极5和漏电极6，源电极5和漏电极6彼此隔开的距离对应于沟道长度，接着，形成钝化层7以覆盖源电极5和漏电极6来形成薄膜晶体管101。然后，在钝化层7上布置光电二极管102。每个光电二极管102包括面向彼此的下部电极9和上部电极13、形成在下部电极9和上部电极13之间的图案化的光电转换层103、以及作为保护膜的第一保护膜14。除了形成有接触孔的区域之外的第一保护膜14和下部电极用相同形状的图案形成。按照从下侧（下部电极这一侧）开始的这一顺序，图案化的光电转换层103由n+-掺杂的氢化非晶硅层（n+-Si层）10、本征氢化非晶硅层（i-Si层）11和p+-掺杂的氢化非晶硅层（p+-Si层）12组成。而且，源电极5和下部电极9通过穿过钝化层7形成的第一接触孔8而彼此相连接，以将薄膜晶体管101连接至光电二极管102。在该示例中，如图2B和图2C中所示的，另一下部电极9b可以另外地布置在下部电极9和n+-Si层10之间，以直接连接至光电转换层103。
在工件上，布置有第二保护膜15、偏压线19和信号线18。上部电极13和偏压线19通过穿过第二保护膜15形成的第二接触孔16a以及穿过第一保护膜14形成的第三接触孔17a而彼此连接。漏电极6和信号线18通过穿过第二保护膜15形成的第二接触孔16b以及穿过钝化层7形成的第三接触孔17b而彼此连接。信号线18和自端子延伸的引接线25通过穿过栅极绝缘层3和钝化层7形成的第三接触孔17c而彼此连接。
另外，在工件上，形成第三保护膜20来覆盖薄膜晶体管101、光电二极管102、信号线18以及第三接触孔17c。端子104的结构为，引接线25和端子电极22通过穿过栅极绝缘层3和钝化层7形成的第四接触孔21而彼此连接。
接着，将参考图3A到图3J描述具有上述结构的阵列基板的制造方法。图3A到图3J是示出待安装在本示例的光电转换设备上的阵列基板的制造步骤。
首先，如图3A所示，制备由能够抵抗住即将进行的加热过程的基础材料形成的基板1，例如，具有大的表面积且不昂贵的硅晶圆和玻璃。在基板1上，通过使用由金属形成的单层或多层来形成厚度为200nm到500nm的栅极线2和来自端子的引接线25，所述金属通常用作具有低电阻的接线材料，诸如Cr、Mo、Al及其制成的合金。然而，引接线25并不局限于与栅极线2在同一层形成。接着，通过使用氮化硅层或氧化硅层或者多个氮化硅层或多个氧化硅层铺设厚度为200nm到500nm的栅极绝缘层3，然后铺设厚度为100nm到400nm的半导体层4，其中，半导体层4设置为由氢化非晶硅和n+-掺杂的氢化非晶硅制成的多层结构或者称为IGZO的氧化物半导体（包括铟（In）、镓（Ga）和锌（Zn）的氧化物半导体）制成的层。半导体层4在栅电极上图案化为岛形状。之后，通过使用与栅极线2的金属层相同的金属层，在图案化的半导体层4上形成厚度为100nm到200nm的源电极5和漏电极6，该源电极5和该漏电极6彼此分隔的距离为沟道长度。在工件上，通过使用氮化硅层或氧化硅层或者多个氮化硅层或多个氧化硅层铺设厚度为100nm到500nm的钝化层7，以形成作为开关元件的薄膜晶体管101。
然后，如图3B中所示，在钝化层7中形成第一接触孔8，铺设厚度约为40nm到200nm的诸如ITO、Cr、基于钼的合金的材料制成的金属层以形成下部电极9。由此，下部电极9通过第一接触孔8连接至源电极5。
如图2B和图2C所示，当在下部电极9和稍后形成的n+-Si层之间布置另一下部电极9b时，将待形成该另一下部电极9b的层铺设在下部电极9a的层上。待布置在此处的另外的下部电极9b优选地与n+-Si层10进行欧姆接触且粘附（优于下部电极9a与n+-Si层的欧姆接触以及粘附）且优选地与下部电极9a极佳地粘附。而且，更优选的是，该另一下部电极9b的结构使得即使在光电转换层103通过蚀刻处理而裸露的情况下也不会导致下列误动作，其中，该误动作为这一状况：该另一下部电极与光电转换层103一起被蚀刻，且金属杂质污染光电转换层103的蚀刻表面。例如，另一下部电极9b由诸如Cr和Ni的材料制成的厚度为10nm到100nm的金属层形成。
接着，如图3C所示，在作为覆盖整个区域的基部的下部电极9的层上，铺设厚度为0.5μm到2.5μm的待形成光电转换层103（诸如pin二极管）的多层结构，其中，该多层结构由n+-Si层10、i-Si层11和p+-Si层12组成，再将待形成上部电极13的由诸如ITO的材料形成的透明导电层铺设成厚度为20nm到100nm。这里，待成为光电转换层103的该多层结构是在200℃到350℃的基板温度下通过CVD过程铺设的。
接着，如图3D中所示，通过使用同样的抗蚀剂掩模，从顶层开始按顺序蚀刻上部电极13的层和构成光电转换层103的多层结构以形成几乎相同的岛形状。如上所述，由于构成光电转换层103的多层结构已铺设得较厚，对该结构进行蚀刻可导致突出的侧蚀（这一现象为：一结构图案化成比抗蚀剂图案小的形状）。鉴于这一点，当选择性地蚀刻上部电极13的层时，上部电极13形成为在每一侧部比图案化的光电转换层103的最终尺寸小约1μm到5μm。这避免形成上部电极13比图案化的光电转换层103大的伞衣形状的结构，使得光电转换层103的锥形形状在良好状态中且提高了后续步骤中的形成在包括上部电极13的结构上的层的涂布性能。如上所述，将光电转换层103形成为岛形状在物理上避免了串扰（其为这一现象：由光电转换产生的电荷进入到相邻的光电转换元件）的产生，还避免了光电转换层103与栅极线2和信号线18的结构叠置从而降低每个线的寄生电容。
接着，如图3E中所示，通过使用氮化硅层或氧化硅层或者多个氮化硅层或多个氧化硅层，在下部电极层、图案化的上部电极以及图案化的光电转换层上，形成厚度为100nm到500nm的待形成第一保护膜14的层。由于在图案化的光电转换层103的边缘表面已裸露出之后，就立刻对图案化的边缘表面进行最低要求的清洁过程（诸如洗涤）且接着由第一保护膜14覆盖，因此，图案化的光电转换层103的边缘表面上的污染可以降低到最低水平。
接着，如图3F所示，第一保护膜14的层和下部电极9的层用抗蚀剂掩模（其图案比上部电极13的图案大）从顶层开始按顺序进行蚀刻，以形成为几乎相同的形状，来形成光电二极管102。当蚀刻第一保护膜14时，下部电极9的层作为覆盖处理区域的整个部分的基部存在，且下部电极9的层用作蚀刻阻挡层。该结构允许通过蚀刻处理而选择性移除形成第一保护膜14的层，以保留放置有抗蚀剂掩模的位置处的一部分，这不过度增大层间膜的厚度且有助于降低装置的生产周期且有助于降低在形成接触孔的后续步骤中可以导致的源于蚀刻处理的损害。
如图3G中所示，通过沉积或涂覆诸如丙烯酸树脂的材料形成透明的层间有机层（透明的层间介电层），来形成第二保护膜15。在该层中，通过光刻法形成第二接触孔16a和第二接触孔16b。
如图3H中所示，在第一保护膜14、钝化层7以及钝化层7和栅极线2的层的分层结构中，分别同时形成第三接触孔17a、第三接触孔17b、第三接触孔17c。之后，铺设厚度为200nm到500nm的与栅极线2的金属层相同的金属层，来形成信号线18和偏压线19。由此，偏压线19通过第三接触孔17a连接至上部电极13，信号线18通过第三接触孔17b连接至漏电极6，信号线18通过第三接触孔17c连接至从端子延伸出的引接线25。通过有机层间膜将信号线18与栅极线2以及光电转换层103分离开的这一结构降低了信号线18的寄生电容且提供了噪声降低的效果。
如图3I所示，通过使用由诸如丙烯酸树脂材料形成的透明的层间有机层（透明的层间介电层）、氮化硅层或氧化硅层或多个氮化硅层或多个氧化硅层，通过沉积过程或涂覆过程形成1.0μm到2.0μm的第三保护膜20。接着，通过光刻法对使该层图案化，来移除一部分进而形成端子104。
最后，如图3J中所示，第四接触孔21形成于钝化层7和栅极绝缘层3的分层结构中，接着，通过由具有极佳的端子导电性的金属材料（诸如ITO）制成的层来形成厚度约为20nm到150nm的端子电极22。该过程建立了端子电极22与从端子延伸出的引接线25的连接，且形成自栅极线2、信号线18和偏压线19延伸的端子104。
将参照图4描述作为示例1的应用的辐射成像装置的结构。图4是示出与示例1相关的具有执行辐射成像功能的光电转换设备的结构的截面图。在图2A中示出的示例1的结构上，构造成将辐射线转换成可见光且由诸如碘化铯（CsI）的材料制成的磷光体23（闪烁体）通过直接成层方法（诸如粘结和沉积）形成在第三保护膜20（透明的层间介电层）上。接着，在产生的表面上，形成磷光体保护膜24。
接着，将参照图2A描述示例1的阵列基板的操作。
利用下部电极9和源电极5，光电二极管102连接至薄膜晶体管101。薄膜晶体管101通过栅极线2和漏电极6连接至信号线18。光电二极管102通过上部电极13连接至偏压线19。
首先，使薄膜晶体管101接通，将信号线18的电势设置到下部电极9。电压施加到下部电极9以及上部电极13，以使下部电极9和上部电极13具有反向偏压的偏压线19的电势。之后，使薄膜晶体管101断开，来保持薄膜晶体管101和光电二极管102的各自的状态，其中，例如，所保持的状态为：光电二极管102的反向偏压状态，使得施加到下部电极9和上部电极13的电压分别具有0V的电势和-5V的电势，以及薄膜晶体管101的半导体层4中形成的沟道部的高阻抗状态（断开状态），使得低于阈值电压（诸如-10V）的电压施加至栅极线2。在这些状态下，当在薄膜晶体管101或光电二极管102中存在漏电时，由于漏电导致的电荷移动产生噪声，且利用该装置几乎不能拍摄普通的图像。
当光从保持在上述状态下的光电二极管102的上部电极13侧进入光电转换层103时，在该光电转换层103中产生电子-空穴对。由于偏压，电子和空穴分别朝着下部电极9和上部电极13移动。如本示例中示出的，在光电转换层103包括本征氢化非晶硅层11的情况下，通过使用可见光作为入射光，光电转换的效率变得较高。当光进入时，电子充入到下部电极9中，且下部电极9的电势变得较低。另一方面，空穴朝着上部电极13移动，但并不充电，这是因为上部电极13连接至偏压线19。因此，上部电极13保持恒定的电势。换言之，在光入射之前和之后，仅下部电极9的电势改变。
之后，薄膜晶体管101接通，通过信号线18传输电荷，以将下部电极9的电势设置成与光入射之前的电平相同的最初电平。此时，利用连接至信号线18的集成电路测量传输的电荷量。已转换的、移动的且充电的电子的量根据入射光的量变化，且所测量的电荷量变化。通过映射从布置成矩阵形状的光电二极管中的每个光电二极管获得的电荷的量，可以获得利用该装置拍摄的图像。
接着，将参照图3A到图3J、图7、图8、图9A到图9I以及图10描述示例1的阵列基板的效果。图8是示出待安装在传统的光电转换设备上的阵列基板的截面图。图9A到图9I是示出待安装在传统的光电转换设备上的阵列基板的制造步骤的截面图。图10是示出待安装在传统的光电转换设备上的阵列基板的制造步骤中产生的光电转换层的层分离的示例的图。
为了形成光电转换层103，形成厚层，且使该厚层图案化成岛形状。由于该层是在高温下形成的，其可导致当放置在室温且大气压下时发生层收缩且层发生大的弯曲或层分离的问题。传统上，通过在以下的条件下形成层来解决该问题：使基板温度下降至刚好不使半导体性能变差的极限，来降低层的收缩量。
然而，在传统技术（如图8中所示）中，当具有不同热膨胀系数的元件(诸如钝化层7和图案化的下部电极9)形成在基部中且在该基部上待形成有该厚层（如图9C中所示），可导致以下问题。在该结构中，各个元件具有彼此不同的热收缩量，以及在图案化的下部电极9的边缘处产生膜应力集中，这产生光电转换层沿着图案化的下部电极的表面201发生的局部层分离202，如图10中所示的。
鉴于这一点，在本示例中，在光电转换层103的层形成步骤以及图案化步骤中，基部的整个区域已由待形成下部电极9的层形成，如图3C中所示。该结构不产生这样的部分：其因粘附至基部以及光电转换层的膨胀和/或收缩而局部产生应力差异，且该结构为限制光电转换层103的分离提供了很大的作用。
作为防止层分离的对策，在将待形成下部电极9的层设置为覆盖在光电转换层103的成层步骤以及沉积光电转换层103的图案化步骤中使用的整个区域的基部的情况下，自然地在光电转换层103的图案化过程之后，形成图案化的下部电极9。换言之，图案化下部电极9的层所需的过程（诸如光刻法和蚀刻处理）需要在图案化的光电转换层103的边缘表面露出之后进行。当在图案化的光电转换层103的边缘表面露出的条件下进行上述过程时，导致基本上污染图案化的光电转换层103的边缘表面。该边缘表面的污染可导致光电二极管102的漏电路径的产生，且导致漏电流增大，换言之，在光电二极管102反向偏压的情况下，导致暗电流增大且光电二极管的特性变差。
在本发明的示例中，在图案化的光电转换层103和图案化的上部电极13形成在基部（在该基部中，提供下部电极9的层来覆盖整个区域）上这一结构上形成第一保护膜14的层，如图3E所示。换言之，在图案化的光电转换层103的边缘表面露出之后，就立刻形成第一保护膜14的层。由此，图案化的光电转换层103的露出的边缘表面不需要经受不必要的处理，且可以避免因污染而产生漏电路径。
为了描述以上效果，图7示出了对于各种量的入射光，对应于经受光电转换的电荷的二极管电流的测量结果的概况。在曲线图中的入射光的量非常小的区域中，传统结构的二极管电流不以与光量成比例的方式下降且在暗电流的值处饱和。另一方面，在该区域中，本示例的二极管电流几乎以与光量成比例的方式下降。该改进实现了具有高的灵敏性的光电转换设备，这允许当装置应用于辐射成像时在低辐射量下拍摄图像且允许提供能够降低患者辐射照射的医学诊断设备。
之后，如图3F所示，用同样的掩模图案形成第一保护膜14和下部电极9，来实现光电二极管102。由于通过相同的光刻步骤利用相同掩模图案执行该过程，因此不需要考虑制造裕度，诸如当该过程分成两个光刻步骤时可以导致的它们的图案的移位。产生的结构不使二极管的接收光的灵敏性因填充因子的减小而下降，且不增大待在加工中使用的掩模的数量以及不增大制造步骤的数量。
本示例不导致在形成光电二极管的过程中和之后发生层分离，限制因图案化的光电转换层的边缘表面上的漏电路径而产生的暗电流的大小，不使二极管的现有特性（例如，接收光的灵敏性）变差，且不提高制造成本。
而且，本示例的结构还提供了以下效果，这些效果并不是现有效果的组合。阵列基板由多个层和多个层间膜组成，其中，元件通过接触孔彼此连接。在该结构中，增大接触孔的深度（层间膜的厚度）在制造过程中导致各种问题，诸如，因对厚的层间膜进行蚀刻处理导致生产周期延长、因延长的蚀刻时间段导致光致抗蚀剂膜的质量变化以及发生粘连、由于因蚀刻处理导致的光致抗蚀剂的小孔部贯通而产生的层间短路。然而，在本示例中，如以上所述的结构，覆盖光电转换层103的图案化的边缘表面的第一保护膜14刚好位于存在下部电极9的区域上，这将使为形成接触孔而蚀刻的层减小了一层且提供了另外的效果，即能够减少在制造过程中可能导致的上述问题。
具体示出栅极层的端子部件时，传统的结构需要对包括第一保护膜14、钝化层7、和栅极绝缘层3的三个层间膜进行蚀刻处理，如图9I中所示。然而，本示例不需要对包括钝化层7和栅极绝缘层3的两个层间膜以外的层间膜进行蚀刻处理，如图3J中所示。
示例2
接着，将参考图5描述示例2的阵列基板的结构。图5是示出待安装在示例2的光电转换设备上的阵列基板的结构的截面图，且对应于沿着用于示例1的图1的线II-II所作的截面图。
提供了基板1，该基板上放置有栅极线2和栅极绝缘层3，且图案化的半导体层4形成于基板1、栅极线2和栅极绝缘层3的上面。在半导体层4上，设置有源电极5和漏电极6，源电极5和漏电极6彼此隔开的距离对应于沟道长度，接着，形成钝化层7以覆盖源电极5和漏电极6来形成薄膜晶体管101。然后，在钝化层7上布置光电二极管102。每个光电二极管102包括面向彼此的下部电极9和上部电极13、形成在下部电极9和上部电极13之间的图案化的光电转换层103、以及作为保护膜的第一保护膜14。除了形成接触孔的区域之外的第一保护膜14和下部电极以相同形状的图案形成。按照从下侧开始的这一顺序，图案化的光电转换层103由n+-掺杂的氢化非晶硅层10、本征氢化非晶硅层11和p+-掺杂的氢化非晶硅层12组成。I-Si层形成台阶形状。而且，源电极5通过在钝化层7上形成的第一接触孔8连接至下部电极9，以将薄膜晶体管101连接至光电二极管102。
在工件上，布置有第二保护膜15、偏压线19和信号线18。上部电极13和偏压线19通过穿过第二保护膜15形成的第二接触孔16a以及穿过第一保护膜14形成的第三接触孔17a而彼此连接。漏电极6和信号线18通过穿过第二保护膜15形成的第二接触孔16b以及穿过钝化层7形成的第三接触孔17b而彼此连接。信号线18和自端子延伸的引接线25通过穿过栅极绝缘层3和钝化层7形成的第三接触孔17c而彼此连接。
另外，在工件上，形成第三保护膜20来覆盖薄膜晶体管101、光电二极管102、信号线18以及第三接触孔17c。端子104的结构为，引接线25和端子电极22通过穿过栅极绝缘层3和钝化层7形成的第四接触孔21而彼此连接。
接着，将参考图6A到图6J描述具有上述结构的阵列基板的制造方法。图6A到图6J是示出本示例的待安装在光电转换设备上的阵列基板的制造步骤的截面图。
图6A到图6C中示出的步骤与示例1中的步骤相同。
接着，如图6D中所示，待形成上部电极13的层和待形成p+-Si层12的层利用相同的抗蚀剂掩模从顶层开始顺序蚀刻且形成几乎相同的形状。相继地，通过执行第一蚀刻处理以将i-Si层11蚀刻至中间厚度，该层的上部被图案化成几乎与上部电极13和p+-Si层12相同的图案化形状，且该层的下部得以保留且覆盖整个处理区域。在这样的半蚀刻处理中，关于蚀刻处理的控制以及剩余层的平面内分布产生了问题。然而，在本示例中，在形成薄膜晶体管101的沟道部时用于半导体层4的半蚀刻技术也可用于i-Si层11，且i-Si层11形成为至少比半导体层4厚。因此，在中间厚度控制停止蚀刻i-Si层11的裕度大。而且，在对i-Si层11进行半蚀刻处理之后，剩余层的平面内分布需要刚好在以下水平：层的至少一部分保留在整个处理区域上。因此，可以形成i-Si层11而不增大制造技术的困难程度。
假设对光电转换层103蚀刻直至露出下部电极9的层的情况，取决于下部电极9的材料，蚀刻处理以相当大的程度进行，且图案化的光电转换层103的边缘表面能够被包括下部电极9的材料的污染物污染。鉴于这一点，由于蚀刻过程在i-Si层11的中间厚度处停止，因此下部电极9的层未裸露且通过i-Si层11的蚀刻过程露出的表面（下文称为边缘表面）未被包括下部电极9的材料的污染物污染。如上所述，由于光电转换层103已铺设为较厚，因此蚀刻该结构可导致突出的侧蚀（这一现象为：该层被图案化成其尺寸比抗蚀图的尺寸小）。鉴于这一点，当选择性地蚀刻上部电极13的层时，上部电极13形成为在每一侧部比图案化的光电转换层103的最终尺寸小约1μm到5μm。这避免了形成上部电极13比光电转换层103大的伞衣形状的结构，这使得光电转换层103的锥形形状处于良好状态且提高了后续步骤中形成在包括上部电极13的结构上的层的涂布性能。
接着，如图6E中所示，通过使用氮化硅层或氧化硅层或者多个氮化硅层或多个氧化硅层，形成厚度为100nm到500nm的待形成第一保护膜14的层，以覆盖上部电极13、p+-Si层12和i-Si层11的图案化的边缘表面。由于在图案化的i-Si层11的边缘表面已露出之后，就立刻对该边缘表面进行最低要求的清洁过程（诸如洗涤）且接着由第一保护膜14覆盖，因此，图案化的i-Si层11的边缘表面上的污染可以降低到最低程度。
接着，如图6F所示，利用具有比上部电极13的图案大的图案的抗蚀剂掩模，从顶层开始按顺序对第一保护膜14的层、i-Si层11的剩余部分的层、n+-Si层10和下部电极9进行蚀刻，以形成几乎相同形状的图案。由此，光电二极管102形成一结构，其中，i-Si层11具有台阶形状，至少第一保护膜14和下部电极9由相同的图案形成。在该步骤中，图案化的下部电极9形成为比图案化的上部电极13的尺寸大约1μm到3μm，以确保对它们进行图案化的裕度，从而避免图案移位。当第一保护膜14的层、i-Si层11的层、以及n+-Si层10被蚀刻时，下部电极9的层作为覆盖整个处理区域的基部存在，且下部电极9的层用作蚀刻阻挡层。该结构允许通过蚀刻处理选择性地去除待成为第一保护膜14的层，留下设置有抗蚀剂掩模的部分，这不过度增大层间膜的厚度且有助于降低装置的生产周期以及降低在形成接触孔的随后步骤中可导致的源于蚀刻处理的损害。
如关于图6D的说明中所述的，假设下部电极9的层作为蚀刻阻挡层露出，可产生源于包括下部电极9的材料的污染物的相当大程度的污染，且污染影响i-Si层11的下部分的边缘表面。然而，由于i-Si层11形成台阶形状，i-Si层11的边缘表面上的从上部电极13到下部电极9的路径长度通过i-Si层11的对应于台阶形状的梯级的部分（在水平方向而非厚度方向延伸的区域）的长度而延长。而且，这样的形状允许形成不受对下部电极9、i-Si层11的上部分的边缘表面以及i-Si层11的台阶形状的梯级进行的蚀刻处理污染的区域。尤其当i-Si层11的层厚度小于i-Si层11的台阶的梯级的长度时，换言之，当i-Si层11的层厚度小于图案化的下部电极9从图案化的上部电极13突伸的长度时，边缘表面上的从上部电极13到下部电极9的路径长度变得比具有非台阶形状的结构的路径长度长，且边缘表面上的路径可以提供较高的电阻。
对应于图6G到图6I的随后步骤和示例1的步骤相同。
示例2提供了与示例1的效果相同的效果。将参照图6A到图6I和图11描述另外的效果。
接着，如图6D所示，待形成上部电极13的层和待形成p+-Si层12的层利用相同的抗蚀剂掩模从顶层开始按顺序进行蚀刻且形成几乎相同的图案形状。相继地，执行蚀刻i-Si层11至中间厚度的第一蚀刻处理以形成该层的上部分并保留该层的覆盖整个表面的下部分，该层的上部分形成的图案形状几乎与上部电极13和p+-Si层12的图案形状相同。如果光电转换层103被蚀刻至直到下部电极9的层露出，则根据下部电极9的材料，该蚀刻处理可在相当大的程度上进行，图案化的光电转换层103的边缘表面可以通过包括下部电极9的材料的污染物污染。鉴于这一点，由于蚀刻处理在i-Si层11的中间厚度处停止，则下部电极9的层未露出且通过i-Si层11的蚀刻处理露出的表面未受到包括下部电极9的材料的污染物污染。
接着，如图6E所示，该表面经受最低要求的清洁过程，诸如洗涤，接着在图案化的光电转换层103的边缘表面已露出后，就立刻通过第一保护膜14覆盖该表面，以将对图案化的i-Si层11的边缘表面的污染降低至最小程度。如图6F所示，利用比上部电极13的掩模图案大的掩模图案按顺序执行蚀刻第一保护膜14的层、i-Si层11的层、n+-Si层10的层以及下部电极9的层的第二蚀刻处理，且接着使i-Si层11形成台阶形状。
图11示出与示例2相关的i-Si层11的台阶形状。由于在i-Si层11的下部分的边缘表面303露出的情况下进行第二蚀刻处理，因此，可以产生由包括下部电极9的材料的污染物造成的大程度的污染，且该污染影响i-Si层11的下部分的边缘表面。然而，由于i-Si层11形成为台阶形状，在i-Si层11的边缘表面上的从上部电极13到下部电极9的路径长度通过i-Si层11的对应于台阶形状的梯级的部分302的长度延长。尤其当i-Si层11的层厚比i-Si层11的台阶的梯级部分302的长度小时，在边缘表面上的从上部电极13到下部电极9的路径长度明显地比具有非台阶形状的结构长，且该边缘表面上的路径可以提供更大的电阻。
根据以上结构和工艺，可以限制由对下部电极9的蚀刻处理造成的对图案化的i-Si层11的边缘表面的污染，且可以降低边缘表面路径上的暗电流的大小。
图12是采用与上述任一示例相关的光电转换设备的X光图像检测器的透视图。图12示出了X光图像检测器（平板检测器）401、测试对象402、X光403以及X光源404。
本发明可应用于光电二极管阵列基板、其制造方法以及配备有PD阵列基板的X光图像检测器，在光电二极管阵列基板上，连接至薄膜晶体管的光电二极管排列成矩阵。
根据以上实施方式，可以提供：配备有具有高灵敏度且具有不导致光电转换层发生分离的结构的光电二极管的光电转换设备；制造光电转换设备的方法，该方法实现了制造该装置，而不增大成本；以及X光图像检测器，其配备有该光电转换设备。
尽管已使用特定的术语描述本发明的实施方式，但这样的描述仅出于说明的目的，且应当理解，在不脱离所附权利要求书的精神或范围的条件下，可以进行改变和变动。例如，尽管在上述示例中PIN光电二极管用作光电二极管，但MIS（金属绝缘体硅）光电二极管可以替代PIN光电二极管而使用。
Claims (14)
1.一种光电转换设备，包括：
光电二极管装置，所述光电二极管装置包括：
彼此面对的下部电极和上部电极，
光电转换层，所述光电转换层设置在所述下部电极和所述上部电极之间，所述光电转换层包括图案化的边缘表面，所述光电转换层的尺寸小于所述下部电极的尺寸，且所述光电转换层位于所述下部电极的表面上，以及
保护膜，所述保护膜至少覆盖所述光电转换层的所述图案化的边缘表面，所述保护膜形成与所述下部电极相同形状的图案，所述保护膜包括接触孔，所述接触孔连接所述上部电极和待置于所述保护膜上的偏压线。
2.根据权利要求1所述的光电转换设备，包括：
多个所述光电二极管装置；
多个所述偏压线，所述多个偏压线分别设置在所述光电二极管装置中的一个光电二极管装置的所述保护膜上，通过所述接触孔连接至所述光电二极管装置中的所述一个光电二极管装置的所述上部电极；
多个扫描线；
多个与所述扫描线正交交叉的信号线；以及
多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管分别布置在所述扫描线中的一个扫描线与所述信号线中的一个信号线彼此交叉的交叉区域处，所述薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管均包括连接到所述扫描线中的一个扫描线的栅电极、在所述栅电极上的栅极绝缘层、在所述栅极绝缘层上的半导体层、在所述半导体层上的漏电极和源电极、以及在所述漏电极和所述源电极上的钝化层，所述漏电极连接到所述信号线中的一个信号线，所述源电极布置成面向所述漏电极，所述光电二极管装置中的每个光电二极管装置均布置在所述薄膜晶体管中的一个薄膜晶体管上，其中，所述源电极电连接至所述下部电极，
其中，所述薄膜晶体管和所述光电二极管装置排列成矩阵形状。
3.根据权利要求2所述的光电转换设备，还包括：
在所述光电二极管装置和所述薄膜晶体管上的透明的层间介电层；以及
在所述透明的层间介电层上的闪烁体，所述闪烁体被配置成将辐射线转换为可见光线以使所述光电转换设备执行辐射成像。
4.根据权利要求3所述的光电转换设备，还包括通向所述扫描线、所述信号线和所述偏压线的端子，
其中，所述透明的层间介电层形成于除了至少布置有所述端子的区域之外的区域上。
5.一种光电转换设备，包括：
光电二极管装置，所述光电二极管装置包括：
彼此面对的下部电极和上部电极，
光电转换层，所述光电转换层置于所述下部电极和所述上部电极之间，所述光电转换层从所述下部电极侧按顺序包括n+-硅层、本征-硅层和p+-硅层，所述上部电极、所述p+-硅层和所述本征-硅层的在所述p+-硅层侧的一部分形成有相同形状的图案，所述本征-硅层具有台阶形状，以及
保护膜，所述保护膜至少覆盖所述p+-硅层的图案化的边缘表面以及所述本征-硅层的所述部分的图案化的边缘表面，所述保护膜、所述下部电极、所述n+-硅层和所述本征-硅层的在所述n+-硅层侧的一部分形成相同形状的图案，所述保护膜包括接触孔，所述接触孔连接所述上部电极和待置于所述保护膜上的偏压线。
6.根据权利要求5所述的光电转换设备，
其中，所述下部电极和所述上部电极彼此面对，所述下部电极自所述上部电极伸出一突伸长度，以及
所述本征-硅层的层厚度小于所述突伸长度。
7.根据权利要求5所述的光电转换设备，包括：
多个所述光电二极管装置；
多个所述偏压线，所述多个偏压线分别设置在所述光电二极管装置中的一个光电二极管装置的所述保护膜上，通过所述接触孔连接至所述光电二极管装置中的所述一个光电二极管装置的所述上部电极；
多个扫描线；
多个与所述扫描线正交交叉的信号线；以及
多个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管多个分别布置在所述扫描线中的一个扫描线与所述信号线中的一个信号线彼此交叉的交叉区域处，所述薄膜晶体管中的每个薄膜晶体管均包括连接到所述扫描线中的一个扫描线的栅电极、在所述栅电极上的栅极绝缘层、在所述栅极绝缘层上的半导体层、在所述半导体层上的漏电极和源电极、以及在所述漏电极和所述源电极上的钝化层，所述漏电极连接到所述信号线中的一个信号线，所述源电极布置成面向所述漏电极，所述光电二极管装置中的每个光电二极管装置均布置在所述薄膜晶体管中的一个薄膜晶体管上，其中，所述源电极电连接至所述下部电极，
其中，所述薄膜晶体管和所述光电二极管装置排列成矩阵形状。
8.根据权利要求7所述的光电转换设备，还包括：
在所述光电二极管装置和所述薄膜晶体管上的透明的层间介电层；以及
在所述透明的层间介电层上的闪烁体，所述闪烁体被配置成将辐射线转换为可见光线以使所述光电转换设备执行辐射成像。
9.根据权利要求8所述的光电转换设备，还包括通向所述扫描线、所述信号线和所述偏压线的端子，
其中，所述透明的层间介电层形成于除至少布置有所述端子的区域之外的区域上。
10.一种制造光电转换设备的方法，所述光电转换设备包括光电二极管装置，所述光电二极管装置包括彼此面对的下部电极和上部电极以及置于所述下部电极和所述上部电极之间的光电转换层，所述方法包括以下步骤：
形成待形成所述下部电极的金属层；
通过在待形成所述下部电极的所述金属层上按顺序形成待形成所述光电转换层的层和待形成所述上部电极的金属层，以及通过对待形成所述上部电极的所述金属层和待形成所述光电转换层的层进行图案化，来形成所述光电转换层和所述上部电极；
形成待形成保护膜的层；以及
将待形成所述保护膜的层以及待形成所述下部电极的所述金属层图案化成相同形状的图案，其中，保留待形成所述保护膜的所述层的一部分来至少覆盖所述光电转换层的图案化的边缘表面。
11.一种制造光电转换设备的方法，所述光电转换设备包括光电二极管装置，所述光电二极管装置包括彼此面对的下部电极和上部电极以及置于所述下部电极和所述上部电极之间的光电转换层，所述光电转换层包括n+-硅层、本征-硅层和p+-硅层，所述方法包括以下步骤：
形成待形成所述下部电极的金属层；
通过在待形成所述下部电极的所述金属层上按顺序形成待形成所述n+-硅层的层、待形成所述本征-硅层的层和待形成所述p+-硅层的层和待形成所述上部电极的金属层，以及通过对待形成所述上部电极的所述金属层和待形成所述p+-硅层的层和待形成所述本征-硅层的层进行图案化至所述本征-硅层的中间厚度，来形成所述光电转换层和所述上部电极；
形成待形成保护膜的层；以及
将待形成所述保护膜的所述层、待形成所述本征-硅层的所述层的保留部分、待形成所述n+-硅层的所述层和待形成所述下部电极的所述金属层图案化成相同形状的图案，其中，保留待形成所述保护膜的所述层的一部分来至少覆盖所述p+-硅层的图案化的边缘表面以及所述本征-硅层的图案化的边缘表面。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，待形成所述本征-硅层的所述层所形成的厚度小于所述下部电极从所述上部电极突伸的突伸长度。
13.一种包括权利要求1所述的光电转换设备的X光图像检测器。
14.一种包括权利要求5所述的光电转换设备的X光图像检测器。
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