CN106291654B - 辐射检测器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辐射检测器，其具有多个像素。该辐射检测器包括：基底；基底上的薄膜晶体管；闪烁层，其位于薄膜晶体管的远离基底的一侧，用于将辐射转换成光；以及光电传感器，其位于薄膜晶体管的远离基底且靠近闪烁层的一侧，用于将光转换成电荷。光电传感器和薄膜晶体管处于垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中。光电传感器包括与闪烁层光学耦合的光电转换层。

Description

辐射检测器及其制造方法

技术领域

本发明涉及光电技术，更具体地讲，涉及辐射检测器及其制造方法。

背景技术

直接转换辐射检测器通常包括辐射接收器、处理器和电源。通常，辐射接收器具有由Gd₂O₂S或CsI制成的闪烁层、大面积的非晶硅传感器阵列和读出电路。闪烁层将辐射(例如，X射线光子)转换成可见光。然后，大规模集成非晶硅传感器阵列将可见光转换成电子，然后，这些电子被读出电路数字化。数字化的信号被发送到计算机以用于图像显示。

间接转换辐射检测器通常包括由Gd₂O₂S或CsI制成的闪烁层、PIN光电二极管和薄膜晶体管。闪烁层将辐射(例如，X射线光子)转换成可见光。PIN光电二极管将可见光转换成电信号以用于图像显示。

发明内容

一方面，本发明提供一种辐射检测器，其具有多个像素，所述辐射检测器包括：基底；基底上的薄膜晶体管；闪烁层，其位于薄膜晶体管的远离基底的一侧，用于将辐射转换成光；以及光电传感器，其位于薄膜晶体管的远离基底且靠近闪烁层的一侧，用于将光转换成电荷；光电传感器和薄膜晶体管处于垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中；光电传感器包括与闪烁层光学耦合的光电转换层。

可选地，辐射检测器还包括绝缘层，其位于光电转换层的靠近薄膜晶体管的一侧；光电传感器、薄膜晶体管和绝缘层处于垂直堆叠的多层结构中的三个不同的垂直堆叠的层中。

可选地，光电传感器还包括与光电转换层耦接的驱动电极和感测电极；感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极。

可选地，感测电极通过绝缘层中的过孔电连接至漏极。

可选地，感测电极位于绝缘层的远离薄膜晶体管的一侧，以及光电传感器还包括位于感测电极的靠近光电转换层的一侧上的电介质层。

可选地，在基底的俯视图中，光电转换层在基底上的投影与薄膜晶体管在基底上的投影重叠。

可选地，光电转换层构造为实质上接收闪烁层所转换的所有光。

可选地，光电转换层的面积与一个像素的面积实质上相同。

可选地，驱动电极和感测电极处于同一层。

可选地，辐射检测器还包括钝化层，其位于闪烁层的靠近光电转换层的一侧。

可选地，光电转换层包括钙钛矿材料。

可选地，钙钛矿材料包括CH₃NH₃PbI₃。

可选地，基底为柔性基底。

可选地，辐射检测器为x射线检测器。

另一方面，本发明提供了一种制备辐射检测器的方法，该辐射检测器包括多个像素并且具有垂直堆叠的多层结构，所述方法包括：在基底上形成薄膜晶体管；形成光电传感器，光电传感器和薄膜晶体管形成在垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中；其中形成光电传感器的步骤包括：在薄膜晶体管的远离基底的一侧上形成光电转换层；以及在光电转换层的远离薄膜晶体管的一侧上形成闪烁层。

可选地，所述方法还包括在光电转换层的靠近薄膜晶体管的一侧上形成绝缘层；光电传感器、薄膜晶体管和绝缘层形成在垂直堆叠的多层结构中的三个不同的垂直堆叠的层中。

可选地，形成光电传感器的步骤还包括：形成驱动电极和感测电极；将驱动电极和感测电极电连接至光电转换层；以及将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极。

可选地，将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极的步骤包括：在绝缘层中形成过孔；以及通过该过孔将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极。

可选地，感测电极形成在绝缘层的远离薄膜晶体管的一侧；所述方法还包括在感测电极的靠近光电转换层的一侧上形成电介质层。

可选地，形成光电转换层的步骤是通过旋涂钙钛矿材料进行的。

附图说明

以下附图仅仅用于示例性示出根据本发明的示例，而不用于限制本发明的范围。

图1是示出常规间接转换辐射检测器的结构的示图。

图2是示出一些实施例中的辐射检测器的结构的示图。

图3是示出一些实施例中的辐射检测器的结构的示图。

具体实施方式

参照附图将更具体描述本发明。应当注意，下文中提供的一些实施例的描述仅仅用于示例和描述，而不是用于穷举或者将本发明限于所公开的具体形式。

常规辐射检测器包括具有多个像素的薄膜晶体管(TFT)阵列基板，每个像素均包括TFT。图1是示出常规辐射检测器的结构的示图。如图1所示，常规辐射检测器包括基底101、基底101上的TFT 102、与TFT 102基本上处于同一水平面上的光电传感器104、TFT 102和光电传感器104的远离基底101的一侧上的绝缘层105、以及绝缘层105的远离基底101的一侧上的闪烁层103。通常，光电传感器104为PIN光电二极管104。参照图1，PIN光电二极管104包括P型区域106、N型区域108、以及介于P型区域106和N型区域108之间的本征区域107。闪烁层103将辐射R(例如，X射线)转换成光L，PIN光电二极管104将光L转换成电荷。

在常规辐射检测器中，如图1所示，光电传感器104和TFT 102基本上布置在同一水平面上，例如，光电传感器104在该水平面上的横向移动将被TFT 102阻挡。因此，光电传感器104的光敏面积受到同一水平面上的TFT的限制。在常规辐射检测器中，较大的光敏面积需要较大的像素面积来匹配较大的光电传感器，从而导致开口率和检测分辨率降低。

因此，本发明提供一种辐射检测器及其制造方法，其能够基本上避免由于现有技术的局限性和缺点所导致的一个或多个问题。一方面，本发明提供一种新颖的辐射检测器及其制造方法，其能够基本上避免由于现有技术的局限性和缺点所导致的一个或多个问题。在一些实施例中，本发明的辐射检测器包括多个像素，并且所述多个像素中的至少一个具有垂直堆叠的多层结构。在一些实施例中，辐射检测器包括：基底；基底上的薄膜晶体管；薄膜晶体管的远离基底的一侧上的闪烁层，用于将辐射转换成光；以及光电传感器，包括位于薄膜晶体管的远离基底并且靠近闪烁层的一侧上的光电转换层。该光电转换层与闪烁层光学耦合，用于将光转换成电荷。所述光电传感器和薄膜晶体管属于所述垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层。如本文中所使用的，术语“光学耦合”表示至少一个耦合元件适于直接或间接地将光施加给另一个耦合元件。

如本中所使用的，术语“垂直堆叠”表示多层或多个元件被布置成在垂直方向上间隔开的多层或多个元件，而每层或每个元件在该检测器的某一垂直区域或范围内延伸。可选地，垂直堆叠的多层或多个元件实质上可以在垂直方向上对齐(例如，布置成一列)。可选地，垂直堆叠的多层或多个元件在基底上的投影彼此重叠。可选地，一个或多个层或元件可以相对于其他层或元件在横向上存在偏移。可选地，一个或多个层或元件在基底上的投影与其他层或元件在基底上的投影不重叠。

如本中所使用的，术语“闪烁层”表示辐射检测器中的构造为用于将辐射转换成光的一个功能层。可选地，闪烁层是一包括冷光物质的冷光层。

图2是示出一些实施例中的辐射检测器的结构的示图。图2示出了一些实施例中的辐射检测器的一个像素。参照图2，该实施例中的辐射检测器包括基底201、基底201上的薄膜晶体管202、薄膜晶体管202的远离基底201的一侧上的用于将辐射转换成光的闪烁层203、以及薄膜晶体管202的远离基底201并且靠近闪烁层203的一侧上的用于将光转换成电荷的光电传感器PS。光电传感器PS和薄膜晶体管202处于辐射检测器的垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中。如图2所示，光电传感器PS包括光电转换层204，其处于薄膜晶体管202的远离基底202且靠近闪烁层203的一侧上。光电转换层204光学耦合至闪烁层203。

在一些实施例中，辐射检测器包括用于产生诸如X射线或伽马射线之类的辐射R的辐射源。辐射检测器包括多个像素，例如用于感测辐射R的光敏像素。闪烁层203将辐射R转换层光L，而光电传感器将光L转换成电荷。基于这些电荷，辐射检测器在每个像素中输出与辐射量相对应的检测信号。

在一些实施例中，多个像素被布置在基底上。辐射检测器还包括沿着第一方向的多条栅线和沿着第二方向的多条数据线。多条栅线和多条数据线彼此交叉，形成多个交叉点。栅线被构造为向对应TFT提供扫描信号。数据线将来自辐射检测器的检测信号发送到集成电路。响应于扫描信号，TFT导通，从而将来自光电传感器的检测信号发送到数据线。每个TFT包括栅极、有源层、源极、漏极和介于有源层和栅极之间的栅绝缘层。可以使用各种适当材料制备有源层。适当有源层材料的示例包括，但不限于，非晶硅、多晶硅、金属氧化物(例如，ITO、IZTO、IGTO)等。源极和漏极与有源层接触。可选地，可以在有源层和源极之间、有源层和漏极之间形成欧姆接触层，以降低接触电阻。可选地，TFT的漏极与光电传感器的感测电极电连接。

可以使用各种适当材料来制备基底。适于制备基底的材料的示例包括，但不限于，玻璃、石英、聚酰亚胺、聚酯等。可选地，基底为柔性基底(例如，聚酰亚胺基底)。可选地，基底为相对非柔性的基底(例如，玻璃基底)。

可以使用任何适当的闪烁材料制备闪烁层203。在一些实施例中，闪烁材料为将辐射(例如，X射线)转换成可见光的光波长转换材料。闪烁材料的示例包括，但不限于，铊激活的碘化铯(CsI(Tl))，钠激活的碘化铯(CsI(Na))、铊激活的碘化钠(NaI(Tl))、硫化锌或氧化锌(ZnS或ZnO)、铈激活的钇铝钙钛矿(YAP(Ce))、铈激活的钇铝石榴石(YAG(Ce))、锗酸铋(BGO)、铕激活的氟化钙(CaF(Eu))、铈激活的镥铝石榴石(LuAG(Ce))、铈掺杂的硅酸钆(GSO)、钨酸镉(CdWO4；CWO)、钨酸铅(PbWO4；PWO)、钨酸铋钠(NaBi(WO4)2；NBWO)、碲掺杂的硒化锌(ZnSe(Te))、铈激活的溴化镧(LaBr3(Ce))、溴化铈(CeBr3)、铈激活的氯化镧(LaCl3(Ce))、或其组合。可选地，闪烁材料为铊激活的碘化铯(CsI(Tl))。可选地，闪烁层203的厚度在大约400μm至大约1000μm的范围内。

可以使用任何适当的光电转换材料和任何适当的方法来制备光电转换层204。在一些实施例中，光电转换材料为钙钛矿材料。可选地，光电转换材料为有机-无机卤化铅钙钛矿材料。在一些实施例中，钙钛矿材料的特征在于结构基体AMX3，具有以八面体共角MX₆形成的三维网络，其中M为可以采用X阳离子的八面体配位的金属阳离子，A为通常位于MX₆八面体之间的12次对称配位空穴(12-fold coordinated hole)中的阳离子。可选地，A和M为金属阳离子，即，钙钛矿材料为金属氧化物钙钛矿材料。在一些实施例中，A为有机阳离子，M为金属阳离子，即，钙钛矿材料为有机-无机杂化钙钛矿材料。可选地，钙钛矿材料是表达式为AMX3、AMX4、A2MX4、A3MX5、A2A′MX5或AMX3-nX′n的钙钛矿材料，其中A和A′为从有机阳离子、金属阳离子及其组合中独立选择的钙钛矿材料；M为金属阳离子或金属阳离子的任意组合；X和X′是从阴离子和阴离子的任意组合中独立选择的；n介于0至3之间。可选地，上述任一钙钛矿表达式中的重复或多元素(例如，A2MX4中的A2或X4)可以不同。例如，A2MX4的结构实际上可以为AA′MXX′X″X′″。可选地，上述任一钙钛矿表达式中的重复或多元素(例如，A2MX4中的A2或X4)可以相同。阳离子和阴离子基团可以为任意价数。可选地，阳离子和/或阴离子的价数可以为1、2、3、4、5、6或7。可选地，阳离子和/或阴离子可以为一价原子。可选地，阳离子和/或阴离子可以是二价原子。可选地，阳离子和/或阴离子可以是三价原子。金属阳离子可以选自元素周期表d区中的IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB、IIIA、IVA和VA族中的金属元素。可选地，金属阳离子为Li、Mg、Na、K、Rb、Cs、Be、Ca、Sr、Ba、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、La、Zr、Nb、Tc、Ru、Mo、Rh、W、Au、Pt、Pd、Ag、Co、Cd、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Hg、B、Al、Ga、In、Tl、C、Si、Ge、Sn、Pb、P、As、Sb、Bi、O、S、Se、Te、Po或其组合。可选地，金属阳离子是选自元素周期表中的d区的IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族中的过渡金属。可选地，过渡金属为选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Tc、Ru、Mo、Rh、W、Au、Pt、Pd、Ag、Mn、Co、Cd、Hf、Ta、Re、Os、Ir、Hg或其组合中的金属。可选地，金属阳离子是选自IIIA、IVA和VA族中的后过渡金属。可选地，金属阳离子是Al、Ga、In、Tl、Sn、Pb、Bi或其组合。可选地，金属阳离子为选自IIIA、IVA、VA和VIA族中的半金属。可选地，金属阳离子为B、Si、Ge、As、Sb、Po或其组合。可选地，金属阳离子为选自IA族中的碱金属。在一些实施例中，金属阳离子为碱金属Li、Mg、Na、K、Rb或Cs。可选地，金属阳离子为选自IIA族中的碱土金属。在一些实施例中，金属阳离子为Be、Ca、Sr或Ba。可选地，金属阳离子为诸如Ce、Pr、Gd、Eu、Tb、Dy、Er、Tm、Nd、Yb或其组合的镧系元素。可选地，金属阳离子是Ac、Th、Pa、U、Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、Es、Fm、Md、No、Lr或其组合的锕系元素。可选地，金属阳离子是二价金属阳离子。二价金属的非限制性示例包括Cu⁺²、Ni⁺²、Co⁺²、Fe⁺²、Mn⁺²、Cr⁺²、Pd⁺²、Cd⁺²、Ge⁺²、Sn⁺²、Pb⁺²、Eu⁺²和Yb⁺²。可选地，金属阳离子为三价金属阳离子。三价金属的非限制性示例包括Bi⁺³和Sb⁺³。可选地，金属阳离子是Pb⁺²。可选地，有机阳离子为包括至少一个有机基团(包含一个或多个碳链或烃链或一个或多个有机基)的阳离子。适当的钙钛矿材料的示例包括，但不限于，CH₃NH₃PbI₃、CH₃NH₃PbCl₃、CH₃NH₃PbBr₃、CH₃NH₃PbICl₂、CH₃NH₃PbIBr₂、CH₃NH₃PbClI₂、CH₃NH₃PbClBr₂、CH₃NH₃PbBrI₂、CH₃NH₃PbBrCl₂、CH₃NH₃PbIClBr或其组合。可选地，钙钛矿材料为CH₃NH₃PbI₃。

参照图2，该实施例中的辐射检测器还包括光电转换层204的靠近薄膜晶体管202的一侧上的绝缘层205。光电传感器PS、薄膜晶体管202和绝缘层205处于垂直堆叠的多层结构中的三个不同的垂直堆叠的层中。

在一些实施例中，如图2所示，光电传感器PS(包括光电转换层204)和TFT 202在垂直方向上基本对齐，因此光电传感器PS在基底201上的投影(包括光电转换层204的投影)与TFT 202在基底201上的投影重叠。

在一些实施例中，光电转换层204的面积与一个像素的面积基本上相同。例如，在一些实施例中，光电传感器PS(包括光电转换层204)、绝缘层205和TFT 202在垂直方向上基本对齐，因此光电传感器PS在基底201上的投影(包括光电转换层204的投影)与TFT202和绝缘层205在基底201上的投影重叠。

图3是示出一些实施例中的辐射检测器的结构的示图。图3示出了一些实施例中的辐射检测器的一个像素。在一些实施例中，如图3所示，光电传感器PS(包括光电转换层204)和TFT 202处于垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中。然而，光电传感器PS(包括光电转换层204)在横向上相对于TFT 202存在偏移，因此光电传感器PS在基底201上的投影(包括光电转换层204的投影)与TFT 202在基底201上的投影不重叠。

本发明提供了一种新颖的辐射检测器，其中光电传感器和薄膜晶体管处于垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中。通过在不同于TFT的区域的垂直区域设置光电传感器，可以获得较大的光敏面积。例如，本发明的辐射检测器中的光电转换层可以被制备成面积基本上与一个像素的面积、或者像素中的绝缘层的面积或闪烁层的面积相同。通过具有较大的光敏面积，闪烁层转换的基本上所有的光均可被光电转换层接收到。因此，本发明的辐射检测器相对于具有PIN光电二极管的常规间接转换辐射检测器而言具有更高的分辨率。

而且，较大面积的光电转换层204可以采用基于溶液的涂覆方法方便地制备。从而，可以降低辐射检测器的制造成本。

参照图2，本发明的辐射检测器的光电传感器PS还包括驱动电极206和与光电转换层204耦合的感测电极207。感测电极207电连接至TFT 202的漏极208。可选地，驱动电极206向光电转换层204提供偏置电压信号。

可以使用各种适当的电极材料来制备驱动电极206和感测电极207。适当的电极材料的示例包括，但不限于，纳米银、石墨烯、纳米碳管、钼、铝、铬、钨、钛、钽、铜、及合金或含该材料的层压板。可以使用各种适当的制备方法来制备驱动电极206和感测电极207。例如，可以在基底上沉积驱动电极和感测电极材料(例如，通过溅射、气相沉积或溶液涂覆)；然后对其进行图案化(例如，通过诸如湿法蚀刻工艺的光刻)来形成驱动电极206和感测电极207。可选地，驱动电极206和感测电极207可以被旋涂到基底上。可选地，驱动电极206和感测电极207的厚度在大约50nm至大约200nm的范围内。

可选地，驱动电极206和感测电极207可以处于同一层。可选地，驱动电极206和感测电极207可以处于不同层。例如，感测电极207可以耦接至光电转换层204的一侧，而驱动电极206可以耦接至光电转换层204的另一侧。可选地，驱动电极206和感测电极207可以耦接至光电转换层204的同一侧。

参照图2，辐射检测器还包括一条或多条电极引线212，其将驱动电极206连接至一个或多个集成电路。可选地，一条或多条电极引线212与驱动电极206和感测电极207处于同一层，如图2所示。可选地，一条或多条电极引线212可以与驱动电极206和感测电极207处于不同层，并且通过一个或多个过孔连接至驱动电极206。可以使用各种适当的导电材料来制备一条或多条电极引线212。适当的导电材料的示例包括，但不限于，钼、铝、银、铬、钨、钛、钽、铜和合金或含该材料的层压板。

可以使用各种适当的绝缘材料和各种适当的制造方法来制备绝缘层205。例如，可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基底上沉积绝缘材料。适当的绝缘材料的例子包括，但不限于，聚酰亚胺、氧化硅(SiOy)、氮化硅(SiN_y，例如Si₃N₄)和氮氧化硅(SiO_xN_y)。

在一些实施例中，感测电极207通过绝缘层205中的过孔209电连接至TFT 202的漏极208。如图2所示，感测电极207处于绝缘层205的远离薄膜晶体管202的一侧上，而过孔209延伸穿过该绝缘层205。

参照图2，在一些实施例中，光电传感器PS还包括感测电极207的靠近光电转换层204的一侧上的电介质层210。可选地，驱动电极206和感测电极207处于同一层，而电介质层210位于驱动电极206和感测电极207的靠近光电转换层204的一侧上。通过在光电传感器电极(例如，感测电极207和驱动电极206)和光电转换层204之间设置电介质层210，可以更有效地降低光电传感器PS的漏电流。由于光电传感器PS中的漏电流被更有效地降低，因此可以使得光电传感器PS具有更低的噪声和更高的信噪比。在光电传感器电极和光电转换层204之间设置电介质层210的辐射检测器可以实现更高的分辨率。

可以使用各种适当的绝缘材料和各种适当的制备方法来制备电介质层210。例如，可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基底上沉积电介质材料。适当的电介质材料的例子包括，但不限于，聚酰亚胺、氧化硅(SiOy)、氮化硅(SiN_y，例如Si₃N₄)和氮氧化硅(SiO_xN_y)。在一些实施例中，电介质层210具有相对较小的厚度(例如，与辐射检测器的其他层相比)。可选地，电介质层210的厚度在大约20nm至200nm的范围内。

参照图2，该实施例中的辐射检测器还包括位于闪烁层203的靠近光电转换层204的一侧上的钝化层211。可以使用各种适当的钝化材料和各种适当的制备方法来制备钝化层211。例如，可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基底上沉积钝化材料。适当的钝化材料的例子包括，但不限于，聚酰亚胺、氧化硅(SiOy)、氮化硅(SiN_y，例如Si₃N₄)和氮氧化硅(SiO_xN_y)。

另一方面，本发明提供了一种制备辐射检测器的方法，该辐射检测器具有多个像素，每个像素均具有薄膜晶体管。该方法制备的辐射检测器具有垂直堆叠的多层结构。在一些实施例中，该方法包括：在基底上形成薄膜晶体管；形成光电传感器；以及在光电传感器的远离薄膜晶体管的一侧上形成闪烁层。根据该方法，光电传感器和薄膜晶体管形成在垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中。

在一些实施例中，形成光电传感器的步骤包括在薄膜晶体管的远离基底的一侧上形成光电转换层。可选地，闪烁层形成在光电转换层的远离薄膜晶体管的一侧。可以使用各种适当的光电转换材料和各种适当的制备方法来制备光电转换层。例如，可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基底上沉积光电转换材料。可选地，可以通过旋涂光电转换材料来形成光电转换层。可选地，光电转换材料为钙钛矿材料。可选地，光电转换材料为有机-无机卤化铅钙钛矿材料。可选地，光电转换材料为CH₃NH₃PbI₃。

在一些实施例中，所述方法还包括在光电转换层的靠近薄膜晶体管的一侧上形成绝缘层。光电传感器、薄膜晶体管和绝缘层形成在垂直堆叠的多层结构中的三个不同的垂直堆叠的层中。

可选地，光电传感器(包括光电转换层)和TFT形成为在垂直方向上基本对齐。可选地，光电传感器(包括光电转换层)和TFT形成为光电传感器在基底上的投影(包括光电转换层的投影)与TFT在基底上的投影重叠。

可选地，光电传感器(包括光电转换层)、绝缘层和TFT形成为在垂直方向上基本对齐。可选地，光电传感器(包括光电转换层)、绝缘层和TFT形成为光电传感器在基底上的投影(包括光电转换层的投影)与TFT和绝缘层在基底上的投影重叠。

可选地，光电传感器(包括光电转换层)和TFT形成在垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中。可选地，然而光电传感器(包括光电转换层)形成为相对于TFT在横向上存在偏移。可选地，光电传感器(包括光电转换层)形成为光电传感器在基底上的投影(包括光电转换层的投影)与TFT在基底上的投影不重叠。

在一些实施例中，形成光电传感器的步骤还包括：形成驱动电极和感测电极；将驱动电极和感测电极电耦接至光电转换层；以及将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏电极。可选地，驱动电极和感测电极形成为厚度在大约50nm至大约200nm的范围内。可选地，驱动电极和感测电极可以形成在同一层。可选地，驱动电极和感测电极可以形成在不同层。可选地，驱动电极和感测电极可以耦接至光电转换层的同一侧。可选地，驱动电极和感测电极可以耦接至光电转换层的两个不同侧。

在一些实施例中，所述方法还包括形成一条或多条电极引线，以及通过所述一条或多条电极引线将驱动电极电连接至一个或多个集成电路。可选地，所述一条或多条电极引线可以与驱动电极和感测电极形成在同一层。可选地，所述一条或多条电极引线212可以与驱动电极和感测电极形成在不同的层。可选地，所述一条或多条电极引线通过一个或多个过孔连接至驱动电极。可选地，所述方法还包括形成用于将一条或多条电极引线连接至驱动电极的过孔。

在一些实施例中，将感测电极电连接到薄膜晶体管的漏极的步骤包括：在绝缘层中形成过孔；以及将感测电极通过该过孔电连接到薄膜晶体管的漏极。可选地，所述过孔形成为延伸穿过绝缘层。

在一些实施例中，感测电极形成在绝缘层的远离薄膜晶体管的一侧。可选地，所述方法还包括在感测电极的靠近光电转换层的一侧上形成电介质层。可选地，驱动电极和感测电极形成在同一层，而电介质层形成在驱动电极和感测电极的靠近光电转换层的一侧。通过在光电传感器电极(例如，感测电极和驱动电极)与光电转换层之间设置电介质层，可以更有效地降低光电传感器的漏电流。由于更有效地降低了光电传感器PS的漏电流，光电传感器PS中会产生更小的噪声，从而可以获得更高的信噪比。在光电传感器电极和光电转换层之间设置电介质层的辐射检测器可以实现更高的分辨率。

在一些实施例中，所述方法还包括在闪烁层的靠近光电转换层的一侧上形成钝化层。

为了示意和描述目的已示出上述有关本发明的实施例的描述。其目的不是穷举或限制本发明为所公开的确切形式或示例性实施例。相应地，上述描述应当被认为是示意性的而非限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域从业人员而言将是显而易见的。选择和描述这些实施例的目的是为了说明本发明的原理和其最佳实施方式的实际应用，从而使得本领域技术人员理解本发明的各种实施例以及适于特定用途或所构思的实施方式的各种变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同限定，其中除非另有说明，所有术语以其最宽的合理意义解释。因此，术语“本发明”、“当前发明”等不必须将权利范围限制为具体实施例，并且对本发明示例性实施例的参考不隐含对本发明的限制，并且不应推断出这种限制。本发明仅由随附权利要求的精神和范围限定。此外，这些权利要求可涉及使用“第一”、“第二”等，并且跟有名词或元素。这种术语应当理解为一种命名方式而非意在对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非给出具体数量。所描述的任何优点和益处不一定适用于本发明的全部实施例。应当认识到的是，本领域技术人员在不脱离随附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可以对所描述的实施例进行变化。此外，本公开中没有元素和组成成分是意在贡献给公众的，无论是否在随附权利要求中明确地引用该元素或组成成分。

Claims (16)

1.一种辐射检测器，其特征在于，具有多个像素，所述辐射检测器包括：

基底；

基底上的薄膜晶体管；

闪烁层，其位于薄膜晶体管的远离基底的一侧，用于将辐射转换成光；以及

光电传感器，其位于薄膜晶体管的远离基底且靠近闪烁层的一侧，用于将光转换成电荷；光电传感器和薄膜晶体管处于垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中；光电传感器包括与闪烁层光学耦合的光电转换层；所述光电转换层包括钙钛矿材料；

所述辐射检测器还包括绝缘层，其位于光电转换层的靠近薄膜晶体管的一侧；光电传感器、薄膜晶体管和绝缘层处于垂直堆叠多层结构中的三个不同的垂直堆叠的层中，使得所述光电传感器和所述薄膜晶体管在垂直基底方向上被绝缘层在空间间隔开；

所述光电转换层的面积与一个像素的面积实质上相同。

2.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，光电传感器还包括与光电转换层耦接的驱动电极和感测电极；感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极。

3.如权利要求2所述的辐射检测器，其特征在于，感测电极通过绝缘层中的过孔电连接至漏极。

4.如权利要求2所述的辐射检测器，其特征在于，感测电极位于绝缘层的远离薄膜晶体管的一侧，以及光电传感器还包括位于感测电极的靠近光电转换层的一侧上的电介质层。

5.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，在基底的俯视图中，光电转换层在基底上的投影与薄膜晶体管在基底上的投影重叠。

6.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，光电转换层构造为接收闪烁层所转换的实质上所有的光。

7.如权利要求4所述的辐射检测器，其特征在于，驱动电极和感测电极处于同一层。

8.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，还包括钝化层，其位于闪烁层的靠近光电转换层的一侧。

9.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，钙钛矿材料包括CH₃NH₃PbI₃。

10.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，基底为柔性基底。

11.如权利要求1所述的辐射检测器，其特征在于，辐射检测器为x射线检测器。

12.一种制备辐射检测器的方法，其特征在于，该辐射检测器包括多个像素并且具有垂直堆叠的多层结构，所述方法包括：

在基底上形成薄膜晶体管；

形成光电传感器，光电传感器和薄膜晶体管形成在垂直堆叠的多层结构中的两个不同的垂直堆叠的层中；其中形成光电传感器的步骤包括在薄膜晶体管的远离基底的一侧上形成光电转换层；以及

在光电转换层的远离薄膜晶体管的一侧上形成闪烁层；

所述方法还包括在光电转换层的靠近薄膜晶体管的一侧上形成绝缘层；光电传感器、薄膜晶体管和绝缘层形成在垂直堆叠的多层结构中的三个不同的垂直堆叠的层中。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，形成光电传感器的步骤还包括：形成驱动电极和感测电极；将驱动电极和感测电极电连接至光电转换层；以及将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极的步骤包括：在绝缘层中形成过孔；以及通过该过孔将感测电极电连接至薄膜晶体管的漏极。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，感测电极形成在绝缘层的远离薄膜晶体管的一侧；所述方法还包括在感测电极的靠近光电转换层的一侧形成电介质层。

16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，形成光电转换层的步骤是通过旋涂钙钛矿材料进行的。