CN106910796B - 射线探测基板及其制造方法、射线探测装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种射线探测基板及其制造方法、射线探测装置，属于显示技术领域。所述射线探测基板包括：衬底基板，衬底基板上设置有光电二极管，光电二极管包括两个掺杂层和本征层，本征层位于两个掺杂层之间，两个掺杂层的排布方向平行于衬底基板。本申请解决了X射线探测装置的性能较差的问题，提高了X射线探测装置的性能，本申请用于射线探测装置。

Description

射线探测基板及其制造方法、射线探测装置
技术领域
本申请涉及显示技术领域，特别涉及一种射线探测基板及其制造方法、射线探测装置。
背景技术
X射线(也称伦琴射线)探测装置能够对待检测部件的内部形状和结构进行探测。X射线探测装置包括：X射线源、间接型X射线探测基板和显示器。在使用X射线探测装置时，可以将待检测部件置于X射线源和X射线探测基板之间，X射线源能够发出X射线，X射线在穿过待检测部件后射入X射线探测基板，间接型X射线探测基板能够根据射入的X射线生成电信号，并将生成的电信号输入显示器，使得显示器显示图像。
相关技术中，间接型X射线探测基板包括衬底基板，衬底基板上形成有光电二极管，光电二极管上方又覆盖有闪烁层。闪烁层能够将射入闪烁层的X射线转换为可见光，并将可见光射入光电二极管，光电二极管能够将射入光电二极管的可见光转换成电信号。示例的，光电二极管包括叠加设置的两个掺杂层和本征层，该本征层位于两个掺杂层之间，两个掺杂层的叠加方向(也即本征层的厚度方向)垂直于衬底基板。
本征层的厚度(也即两个掺杂层之间的距离)越大，光电二极管的光电转换效率越高。由于相关技术中无法在衬底基板上制造较厚的光电二极管，进而无法制造包含较厚本征层的间接型X射线探测基板，因此，X射线探测基板中光电二极管的光电转换效率较低，X射线探测装置的性能较差。
发明内容
为了解决X射线探测装置的性能较差的问题，本发明实施例提供了一种射线探测基板及其制造方法、射线探测装置。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种射线探测基板，所述射线探测基板包括：
衬底基板，
所述衬底基板上设置有光电二极管，所述光电二极管包括两个掺杂层和本征层，所述本征层位于两个掺杂层之间，所述两个掺杂层的排布方向平行于所述衬底基板。
可选的，设置有所述光电二极管的衬底基板上设置有闪烁层；
所述衬底基板上设置有阳极图案和阴极图案；
设置有所述阳极图案和所述阴极图案的衬底基板上设置有所述光电二极管；
其中，所述两个掺杂层包括第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层中的自由电子个数小于空穴个数，所述第二掺杂层中的自由电子个数大于空穴个数，所述第一掺杂层与所述阴极图案相连接，所述第二掺杂层与所述阳极图案相连接。
可选的，所述第一掺杂层中靠近所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度；
所述第二掺杂层中靠近所述阳极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述阳极图案的区域的离子掺杂浓度。
可选的，所述衬底基板上依次形成有：源漏极图案、源漏极绝缘层、所述阴极图案、所述光电二极管、有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案、树脂封装图案和所述闪烁层；
其中，所述源漏极图案中的漏极图案为所述阳极图案，所述有源层图案通过所述源漏极绝缘层上的过孔与所述源漏极图案相连接，所述栅极图案、所述源漏极图案、所述有源层图案、所述源漏极绝缘层和所述栅极绝缘层组成薄膜晶体管。
可选的，所述有源层图案在所述衬底基板上的正投影区域位于所述栅极图案在所述衬底基板上的正投影区域内。
可选的，设置有所述阳极图案和所述阴极图案的衬底基板上设置有第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管，
所述第一光电二极管靠近所述薄膜晶体管设置，所述第三光电二极管远离所述薄膜晶体管设置，所述第二光电二极管设置在所述第一光电二极管和所述第三光电二极管之间；
所述第一光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置，所述第二光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第一光电二极管的方向依次设置，所述第三光电二极管的第二掺杂层和第一掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置；
所述漏极图案包括第一平板电极、第二平板电极和第三平板电极，所述第一平板电极设置在所述衬底基板上，且平行于所述衬底基板，所述第二平板电极和所述第三平板电极均固定设置在所述第一平板电极上，且均垂直于所述衬底基板，所述第二平板电极位于所述第一光电二极管和所述第二光电二极管之间，所述第三平板电极位于所述第三光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧；
所述阴极图案包括第四平板电极和第五平板电极，所述第四平板电极位于所述第一光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧，所述第五平板电极位于所述第二光电二极管与所述第三光电二极管之间。
可选的，所述射线探测基板为伦琴射线探测基板。
第二方面，提供了一种射线探测基板的制造方法，所述方法包括：
在衬底基板上形成光电二极管，所述光电二极管包括两个掺杂层和本征层，所述本征层位于两个掺杂层之间，所述两个掺杂层的排布方向平行于所述衬底基板。
可选的，在所述在衬底基板上形成光电二极管之后，所述方法还包括：
在形成有所述光电二极管的衬底基板上形成闪烁层；
在所述在衬底基板上形成光电二极管之前，所述方法还包括：
在所述衬底基板上形成阳极图案和阴极图案；
所述在衬底基板上形成光电二极管，包括：
在形成有所述阳极图案和所述阴极图案的衬底基板上形成所述光电二极管；
其中，所述两个掺杂层包括第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层中的自由电子个数小于空穴个数，所述第二掺杂层中的自由电子个数大于空穴个数，所述第一掺杂层与所述阴极图案相连接，所述第二掺杂层与所述阳极图案相连接。
可选的，所述在形成有所述阳极图案和所述阴极图案的衬底基板上形成所述光电二极管，包括：
在形成有所述阳极图案和所述阴极图案的衬底基板上形成非晶硅层；
对形成有所述非晶硅层的衬底基板进行退火处理；
对退火处理后的非晶硅层进行图案化处理，得到非晶硅图案；
采用离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到所述第一掺杂层和所述第二掺杂层，所述非晶硅图案中未被掺杂的部分为本征层；
对形成有所述第一掺杂层、所述本征层和所述第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到所述光电二极管。
可选的，所述采用离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到所述第一掺杂层和所述第二掺杂层，包括：
采用轻重掺杂共用的离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到第一掺杂层和第二掺杂层；
其中，所述第一掺杂层中靠近所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度；所述第二掺杂层中靠近所述阳极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述阳极图案的区域的离子掺杂浓度。
可选的，在所述衬底基板上形成阳极图案和阴极图案，包括：
在所述衬底基板上依次形成：源漏极图案、源漏极绝缘层和所述阴极图案，其中，所述源漏极图案中的漏极图案为所述阳极图案；
在所述在衬底基板上形成光电二极管之后，所述方法还包括：
在形成有所述光电二极管的衬底基板上依次形成：有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案；
在形成有所述光电二极管的衬底基板上形成闪烁层，包括：
在形成有所述有源层图案、所述栅极绝缘层、所述栅极图案和所述树脂封装图案的衬底基板上形成所述闪烁层；
其中，所述有源层图案通过所述源漏极绝缘层上的过孔与所述源漏极图案相连接，所述栅极图案、所述源漏极图案、所述有源层图案、所述源漏极绝缘层和所述栅极绝缘层组成薄膜晶体管。
可选的，所述有源层图案在所述衬底基板上的正投影区域位于所述栅极图案在所述衬底基板上的正投影区域内。
可选的，所述非晶硅图案包括三个非晶硅块，
所述采用离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到所述第一掺杂层和所述第二掺杂层，包括：采用离子注入工艺对所述三个非晶硅块进行掺杂，得到三个第一掺杂层和三个第二掺杂层，每个非晶硅块中未被掺杂的部分为本征层；
所述对形成有所述第一掺杂层、所述本征层和所述第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到所述光电二极管，包括：对形成有三个第一掺杂层、三个本征层和三个第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管；
其中，所述第一光电二极管靠近所述薄膜晶体管设置，所述第三光电二极管远离所述薄膜晶体管设置，所述第二光电二极管设置在所述第一光电二极管和所述第三光电二极管之间；所述第一光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置，所述第二光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第一光电二极管的方向依次设置，所述第三光电二极管的第二掺杂层和第一掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置；
所述漏极图案包括第一平板电极、第二平板电极和第三平板电极，所述第一平板电极设置在所述衬底基板上，且平行于所述衬底基板，所述第二平板电极和所述第三平板电极均固定设置在所述第一平板电极上，且均垂直于所述衬底基板，所述第二平板电极位于所述第一光电二极管和所述第二光电二极管之间，所述第三平板电极位于所述第三光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧；所述阴极图案包括第四平板电极和第五平板电极，所述第四平板电极位于所述第一光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧，所述第五平板电极位于所述第二光电二极管与所述第三光电二极管之间。
第三方面，提供了一种射线探测装置，所述射线探测装置包括第一方面所述的射线探测基板。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
衬底基板上设置的光电二极管的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板，在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该光电二极管所在的射线探测装置的性能较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种射线探测基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种射线探测基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种射线探测基板的仰视图；
图4为相关技术提供的一种射线探测基板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种射线探测基板的制造方法的方法流程图；
图6为本发明实施例提供的一种射线探测基板的制造方法的方法流程图；
图7-1为本发明实施例提供的一种射线探测基板的局部结构示意图；
图7-2为本发明实施例提供的另一种射线探测基板的局部结构示意图；
图7-3为本发明实施例提供的又一种射线探测基板的局部结构示意图；
图7-4为本发明实施例提供的再一种射线探测基板的局部结构示意图；
图7-5为本发明另实施例提供的一种射线探测基板的局部结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种射线探测基板的结构示意图，如图1所示，该射线探测基板可以包括：衬底基板1，衬底基板1上设置有光电二极管，光电二极管包括两个掺杂层和本征层02，本征层02位于两个掺杂层之间，两个掺杂层的排布方向平行于衬底基板1。
其中，两个掺杂层包括第一掺杂层011和第二掺杂层012，第一掺杂层011中的自由电子个数小于空穴个数(也即第一掺杂层为P型掺杂层)，第二掺杂层012中的自由电子个数大于空穴个数(也即第二掺杂层为N型掺杂层)。
综上所述，由于本发明实施例提供的射线探测基板中，衬底基板上设置的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板。在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该射线探测基板所在的射线探测装置的性能较好。
需要说明的是，设置有光电二极管的衬底基板1上设置有闪烁层3，该闪烁层3可以用于将X射线源发出的X射线转换为可见光，并将可见光射入光电二极管，光电二极管能够将射入光电二极管的可见光转换成电信号输出。
请继续参考图1，衬底基板1上还设置有阴极图案4和阳极图案5；设置有阴极图案4和阳极图案5的衬底基板1上设置有光电二极管。第一掺杂层011与阴极图案4相连接，第二掺杂层012与阳极图案5相连接。在需要控制光电二极管工作时，可以通过阳极图案5和阴极图案4分别向光电二极管中的第二掺杂层012和第一掺杂层011输入电压。
可选的，该第一掺杂层011中靠近阴极图案4的区域的离子掺杂浓度可以大于远离阴极图案4的区域的离子掺杂浓度；第二掺杂层012中靠近阳极图案5的区域的离子掺杂浓度大于远离阳极图案5的区域的离子掺杂浓度。也即，光电二极管的掺杂层中靠近电极的区域的离子掺杂浓度高于远离电极的区域的离子掺杂浓度，在重掺杂(离子掺杂浓度较高)的区域，掺杂层与电极的欧姆接触效果较好，在轻掺杂(离子掺杂浓度较低)的区域，晶格畸变的程度较低。
示例的，衬底基板1上依次形成有：源漏极图案、源漏极绝缘层7、阴极图案4、光电二极管、有源层图案8、栅极绝缘层9、栅极图案10、树脂封装图案11和闪烁层3；其中，源漏极图案包括源极图案6和漏极图案5，该漏极图案5也即是阳极图案5，有源层图案8通过源漏极绝缘层7上的过孔与源漏极图案相连接，栅极图案10、源漏极图案、有源层图案8、源漏极绝缘层7和栅极绝缘层9组成薄膜晶体管。也即，衬底基板1上还设置有薄膜晶体管，且薄膜晶体管中的漏极图案5为阳极图案5，薄膜晶体管与光电二极管相连接，实现了通过薄膜晶体管控制光电二极管工作的效果。
进一步的，本发明实施例中在光电二极管之后形成有源层图案8，从而防止了在制造光电二极管过程中的高温活化工艺对有源层图案8性能的影响。有源层图案8在衬底基板1上的正投影区域位于栅极图案10在衬底基板1上的正投影区域内。也即是，栅极图案10位于有源层图案8的上方，且栅极图案10将有源层图案8完全遮挡，使得X射线源发出的X射线不会照射到有源层图案8上，防止了X射线对有源层图案8性能的影响。
需要说明的是，本发明实施例提供的射线探测基板中的衬底基板1上可以设置有一个或多个光电二极管，图2为本发明实施例提供的另一种射线探测基板的结构示意图，图2中以衬底基板1上设置有三个光电二极管为例进行说明。
如图2所示，设置有阴极图案4和阳极图案5的衬底基板1上设置有第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C，第一光电二极管A靠近薄膜晶体管设置(具体为靠近薄膜晶体管中的有源层图案设置)，第三光电二极管C远离薄膜晶体管设置，第二光电二极管B设置在第一光电二极管A和第三光电二极管C之间，使得第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C沿靠近薄膜晶体管到远离薄膜晶体管的方向依次排布。
第一光电二极管A的第一掺杂层011和第二掺杂层012沿朝向第二光电二极管B的方向依次设置，第二光电二极管B的第一掺杂层011和第二掺杂层012沿朝向第一光电二极管A的方向依次设置，第三光电二极管C的第二掺杂层012和第一掺杂层011沿朝向第二光电二极管B的方向依次设置。
进一步的，漏极5(也即阳极图案5)包括第一平板电极51、第二平板电极52和第三平板电极53，第一平板电极51设置在衬底基板1上，且平行于衬底基板1，第二平板电极52和第三平板电极53均固定设置在第一平板电极51上，且均垂直于衬底基板1，第二平板电极52位于第一光电二极管A和第二光电二极管B之间，第三平板电极53设置在第三光电二极管C远离第二光电二极管B的一侧。
阴极图案4可以包括第四平板电极41和第五平板电极42，第四平板电极41位于第一光电二极管A远离第二光电二极管B的一侧，第五平板电极42位于第二光电二极管B与第三光电二极管C之间。
图3为本发明实施例提供的一种射线探测基板的仰视图，需要说明的是，图1和图2分别示出的是射线探测基板的截面图，而图3示出的是射线探测基板的仰视图，且图3中的射线探测基板的衬底基板上共设置有四个光电二极管。
X射线检测广泛应用于医疗、安全、无损检测、科研等领域，在国计民生中日益发挥着重要作用。在实际使用中，X射线检测普遍使用胶片照相法。X射线胶片照相的成像质量较高，能正确提供被测试件体貌和缺陷真实情况的可靠信息，但是，它具有操作过程复杂、运行成本高、结果不易保存且查询携带不便以及评片人员眼睛易受强光损伤等缺。为了解决上述问题，20世纪90年代末出现了使用X射线数字照相(英文：DigitaI Radiography；简称：DR)检测技术的X射线探测装置，其像元尺寸可小于0.1毫米，因而其成像质量及分辨率几乎可与胶片照相媲美，同时还克服了胶片照相中表现出来的缺点，也为图像的计算机处理提供了方便。由于电子转换模式不同，数字化X射线照相检测可分为直接转换型和间接转换型。
直接转化型X射线平板探测装置由射线接收器、命令处理器和电源组成。射线接收器中包含有闪烁晶体屏、大面积非晶硅传感器阵列以及读出电路等。其中，闪烁晶体屏用来将X射线光子转换成可见光，与其紧贴的大规模集成非晶硅传感器阵列将屏上的可见光转换成电子，然后由读出电路将其数字化，传送到计算机中形成可显示的数字图像。
间接型X射线探测装置包括：X射线源、间接型X射线探测基板和显示器。间接型X射线探测基板包括衬底基板，衬底基板上形成有光电二极管，光电二极管上方又覆盖有闪烁层。闪烁层能够将射入闪烁层的X射线转换为可见光，并将可见光射入光电二极管，光电二极管能够将射入光电二极管的可见光转换成电信号。示例的，光电二极管包括叠加设置的两个掺杂层和本征层，该本征层位于两个掺杂层之间，两个掺杂层的叠加方向(也即本征层的厚度方向)垂直于衬底基板。
图4为相关技术提供的一种射线探测基板的结构示意图，如图4所示，该射线探测基板包括衬底基板121，衬底基板121上形成有光电二极管122，光电二极管122上方又覆盖有闪烁层123。光电二极管122包括叠加设置的两个掺杂层1221和本征层1222，该本征层1222位于两个掺杂层1221之间，两个掺杂层1221的叠加方向(也即本征层的厚度方向)垂直于衬底基板121。本征层1222的厚度(也即两个掺杂层1221之间的距离)越大，光电二极管122的光电转换效率越高。由于相关技术中无法在衬底基板121上制造较厚的光电二极管122，进而无法制造包含较厚本征层1222的射线探测基板，因此，射线探测基板12中光电二极管122的光电转换效率较低，射线探测装置的性能较差。
而本发明实施例中的光电二极管中的本征层02设置在两个垂直于衬底基板1的掺杂层01之间，使得本征层02的厚度方向平行于衬底基板1，在衬底基板1上设置光电二极管时，不会受到光电二极管制造工艺的影响，从而能够在衬底基板上形成较厚的本征层，进而提高在衬底基板上设置的光电二极管的光电转换效率。
进一步的，由于射线探测装置的性能较好，因此射线探测装置中的X射线光源仅仅需要发出较少的X射线就可以实现图像的显示，所以，减少了射线探测装置的能耗。示例的，本发明实施例提供的射线探测基板可以为伦琴射线探测基板，也即X射线探测基板。
综上所述，由于本发明实施例提供的射线探测基板中，衬底基板上设置的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板。在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该射线探测基板所在的射线探测装置的性能较好。
图5为本发明实施例提供的一种射线探测基板的制造方法的方法流程图，如图5所示，该射线探测基板的制造方法可以包括：
步骤501、在衬底基板上形成光电二极管，光电二极管包括两个掺杂层和本征层，本征层位于两个掺杂层之间，两个掺杂层的排布方向平行于衬底基板；
综上所述，由于本发明实施例提供的射线探测基板的制造方法所制造的射线探测基板中，衬底基板上设置的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板。在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该射线探测基板所在的射线探测装置的性能较好。
可选的，在步骤501之后，所述方法还包括：
在形成有光电二极管的衬底基板上形成闪烁层；
在步骤501之前，该射线探测基板的制造方法还可以包括：在衬底基板上形成阳极图案和阴极图案；
步骤501可以包括：在形成有阳极图案和阴极图案的衬底基板上形成光电二极管；
其中，两个掺杂层包括第一掺杂层和第二掺杂层，第一掺杂层中的自由电子个数小于空穴个数，第二掺杂层中的自由电子个数大于空穴个数，第一掺杂层与阴极图案相连接，第二掺杂层与阳极图案相连接。
可选的，在形成有阳极图案和阴极图案的衬底基板上形成光电二极管，包括：在形成有阳极图案和阴极图案的衬底基板上形成非晶硅层；对形成有非晶硅层的衬底基板进行退火处理；对退火处理后的非晶硅层进行图案化处理，得到非晶硅图案；采用离子注入工艺对非晶硅图案进行掺杂，得到第一掺杂层和第二掺杂层，非晶硅图案中未被掺杂的部分为本征层；对形成有第一掺杂层、本征层和第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到光电二极管。
可选的，采用离子注入工艺对非晶硅图案进行掺杂，得到第一掺杂层和第二掺杂层，包括：采用轻重掺杂共用的离子注入工艺对非晶硅图案进行掺杂，得到第一掺杂层和第二掺杂层；其中，第一掺杂层中靠近阴极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离阴极图案的区域的离子掺杂浓度；第二掺杂层中靠近阳极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离阳极图案的区域的离子掺杂浓度。
可选的，在衬底基板上形成阳极图案和阴极图案，包括：在衬底基板上依次形成：源漏极图案、源漏极绝缘层和阴极图案，其中，源漏极图案中的漏极图案为阳极图案；
在步骤501之后，该射线探测基板的制造方法还可以包括：在形成有光电二极管的衬底基板上依次形成：有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案；
在形成有光电二极管的衬底基板上形成闪烁层，可以包括：在形成有有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案的衬底基板上形成闪烁层；其中，有源层图案通过源漏极绝缘层上的过孔与源漏极图案相连接，栅极图案、源漏极图案、有源层图案、源漏极绝缘层和栅极绝缘层组成薄膜晶体管。
可选的，有源层图案在衬底基板上的正投影区域位于栅极图案在衬底基板上的正投影区域内。
可选的，非晶硅图案包括三个非晶硅块，采用离子注入工艺对非晶硅图案进行掺杂，得到第一掺杂层和第二掺杂层，包括：采用离子注入工艺对三个非晶硅块进行掺杂，得到三个第一掺杂层和三个第二掺杂层，每个非晶硅块中未被掺杂的部分为本征层；对形成有第一掺杂层、本征层和第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到光电二极管，包括：对形成有三个第一掺杂层、三个本征层和三个第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管；
其中，第一光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向第二光电二极管的方向依次设置，第二光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向第一光电二极管的方向依次设置，第三光电二极管的第二掺杂层和第一掺杂层沿朝向第二光电二极管的方向依次设置；漏极图案包括第一平板电极、第二平板电极和第三平板电极，第一平板电极设置在衬底基板上，且平行于衬底基板，第二平板电极和第三平板电极均固定设置在第一平板电极上，且均垂直于衬底基板，第二平板电极位于第一光电二极管和第二光电二极管之间，第三平板电极位于第三光电二极管远离第二光电二极管的一侧；阴极图案包括第四平板电极和第五平板电极，第四平板电极位于第一光电二极管远离第二光电二极管的一侧，第五平板电极位于第二光电二极管与第三光电二极管之间。
综上所述，由于本发明实施例提供的射线探测基板的制造方法所制造的射线探测基板中，衬底基板上设置的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板。在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该射线探测基板所在的射线探测装置的性能较好。
图6为本发明实施例提供的一种射线探测基板的制造方法的方法流程图，如图6所示，该射线探测基板的制造方法可以包括：
步骤601、在衬底基板上依次形成：源漏极图案、源漏极绝缘层和阴极图案，其中，源漏极图案中的漏极图案为阳极图案。
图7-1为本发明实施例提供的一种射线探测基板的局部结构示意图，如图7-1所示，在步骤601中，可以在衬底基板上首先采用涂覆、磁控溅射、热蒸发或者等离子体增强化学气相沉积法(英文：Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition；简称：PECVD)等方法形成源漏极材质层。然后，采用构图工艺对该源漏极材质层进行处理得到如图7-1所示的源漏极图案，也即在衬底基板1上形成源极图案6和漏极图案5，示例的，该漏极图案5的形状可以为齿梳状。
示例的，源漏极材质可以为：钼、铝、钛、铜、钕或铌。一次构图工艺可以包括：光刻胶涂覆、曝光、显影、刻蚀和光刻胶剥离，因此，采用一次构图工艺对源漏极材质层进行处理包括：在源漏极材质层上涂覆一层光刻胶，然后采用掩膜版对光刻胶进行曝光，使光刻胶形成完全曝光区和非曝光区，之后采用显影工艺进行处理，使完全曝光区的光刻胶被去除，非曝光区的光刻胶保留，之后对完全曝光区在源漏极材质层上的对应区域进行刻蚀，刻蚀完毕后剥离非曝光区的光刻胶即可。
在形成源漏极图案后，可以在形成有源漏极图案的衬底基板1上采用涂覆、磁控溅射、热蒸发或PECVD等方法形成源漏极绝缘层7；最后，可以在形成有源漏极绝缘层7的衬底基板1上形成阴极图案4。源漏极绝缘层的材质可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝或氧化钛。阴极图案的材质可以与源漏极图案的材质相同。
需要说明的是，步骤601中形成的源漏极图案中的漏极图案5也可以复用为光电二极管的阳极图案。
步骤602、在形成有源漏极图案、源漏极绝缘层和阴极图案的衬底基板上形成光电二极管。
示例的，光电二极管可以包括两个掺杂层和本征层，本征层位于两个掺杂层之间，两个掺杂层的排布方向平行于衬底基板。第一掺杂层中的自由电子个数小于空穴个数，第二掺杂层中的自由电子个数大于空穴个数，第一掺杂层与阴极图案相连接，第二掺杂层与阳极图案相连接。
在形成光电二极管时，如图7-2所示，可以首先在形成有源漏极图案、源漏极绝缘层7和阴极图案4的衬底基板1上形成非晶硅层M；然后可以对形成有非晶硅层M的衬底基板1进行退火处理(退火温度可以为300摄氏度～600摄氏度)；并对退火处理后的非晶硅层M进行图案化处理，得到如图7-3所示的非晶硅图案N；之后，可以采用离子注入工艺对非晶硅图案N靠近源漏极图案和远离源漏极图案的两端进行掺杂，得到如图7-4所示的第一掺杂层011和第二掺杂层012。
需要说明的是，在掺杂的过程中，非晶硅图案N中未被掺杂的部分为本征层02，在掺杂形成包含较多电子的第二掺杂层时，可以向非晶硅层中注入磷化氢气体，在掺杂形成包含较多空穴的第一掺杂层时，可以向非晶硅层中注入硼化氢气体；进一步的，还需要对形成有第一掺杂层011、本征层02和第二掺杂层012的衬底基板1进行活化处理，得到光电二极管。活化处理可以为快速热退火(英文：rapid thermal annealing；简称：RTA)或高温烘烤(英文：OVEN)，活化处理的活化温度可以为350摄氏度～700摄氏度。
可选的，在采用离子注入工艺对非晶硅图案进行掺杂时，可以采用轻重掺杂共用的离子注入工艺对非晶硅图案进行掺杂，且得到的第一掺杂层中靠近阴极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离阴极图案的区域的离子掺杂浓度，得到的第二掺杂层中靠近阳极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离阳极图案的区域的离子掺杂浓度。也即，光电二极管的掺杂层中靠近电极的区域的离子掺杂浓度高于远离电极的区域的离子掺杂浓度，在重掺杂(离子掺杂浓度较高)的区域，掺杂层与电极的欧姆接触效果较好，在轻掺杂(离子掺杂浓度较低)的区域，晶格畸变的程度较低。本发明实施例中采用离子注入的方式进行掺杂能够实现准确的控制掺杂的离子的浓度。
需要说明的是，本发明实施例提供的射线探测基板中的衬底基板1上可以设置有一个或多个光电二极管，本发明实施例中以衬底基板1上设置有三个光电二极管为例进行说明。示例的，图7-3中的非晶硅图案N可以包括三个非晶硅块N1，在采用离子注入工艺对三个非晶硅块N1进行掺杂后，可以得到如图7-4所示的三个第一掺杂层011和三个第二掺杂层012，每个非晶硅块N1中未被掺杂的部分为本征层02；在对形成有三个第一掺杂层011、三个本征层02和三个第二掺杂层012的衬底基板1进行活化处理后，能够得到第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C。
步骤603、在形成有光电二极管的衬底基板上依次形成：有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案；
在衬底基板1上形成光电二极管后，可以在形成有光电二极管的衬底基板1上形成有源材质层，然后采用一次构图工艺对该有源材质层进行处理得到如图7-5所示的有源层图案8。然后，可以在形成有有源层图案8的衬底基板1上形成栅极绝缘层9，并在栅极绝缘层9上形成栅极材质层，以及采用一次构图工艺对该栅极材质层进行处理，得到如图7-5所示的栅极图案10。最后，可以在形成有栅极图案10的衬底基板1上形成树脂层，并采用一次构图工艺对树脂层进行处理得到树脂封装图案11。
其中，有源层图案通过源漏极绝缘层上的过孔与源漏极图案相连接，栅极图案、源漏极图案、有源层图案、源漏极绝缘层和栅极绝缘层组成薄膜晶体管。也即，衬底基板1上还设置有薄膜晶体管，且薄膜晶体管中的漏极图案5与光电二极管相连接，实现了通过薄膜晶体管控制光电二极管工作的效果；进一步的，有源层图案8在光电二极管之后形成，从而防止了在制造光电二极管过程中的高温活化工艺对有源层图案8性能的影响。
可选的，有源层图案8在衬底基板1上的正投影区域位于栅极图案10在衬底基板1上的正投影区域内。也即是，栅极图案10位于有源层图案8的上方，且栅极图案10将有源层图案8完全遮挡，使得X射线源发出的X射线不会照射到有源层图案8上，防止了X射线对有源层图案8性能的影响。
可选的，有源层图案的材质可以为非晶硅、低温多晶硅、铟镓锌氧化物、为铟钛氧化锌或氧氮化锌。栅极绝缘层的材质可以与源漏极绝缘层的材质相同。栅极图案的材质可以与源漏极图案的材质相同。
步骤604、在形成有有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案的衬底基板上形成闪烁层。
在步骤604中可以在形成有有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案的衬底基板上形成闪烁层3，得到如图2所示的射线探测基板。需要说明的是，形成闪烁层3的具体步骤可以参考相关技术，本发明实施例在此不做赘述。
图2、图7-1、图7-2、图7-3、图7-4和图7-5所示的射线探测基板包括三个光电二极管，分别为第一光电二极管A、第二光电二极管B和第三光电二极管C，其中，第一光电二极管A靠近薄膜晶体管设置，第三光电二极管C远离薄膜晶体管设置，第二光电二极管B设置在第一光电二极管A和第三光电二极管C之间。
第一光电二极管A的第一掺杂层011和第二掺杂层012沿朝向第二光电二极管B的方向依次设置，第二光电二极管B的第一掺杂层011和第二掺杂层012沿朝向第一光电二极管A的方向依次设置，第三光电二极管C的第二掺杂层012和第一掺杂层011沿朝向第二光电二极管B的方向依次设置。
进一步的，漏极5(也即阳极图案5)包括第一平板电极51、第二平板电极52和第三平板电极53，第一平板电极51设置在衬底基板1上，且平行于衬底基板1，第二平板电极52和第三平板电极53均固定设置在第一平板电极51上，且均垂直于衬底基板1，第二平板电极52位于第一光电二极管A和第二光电二极管B之间，第三平板电极53设置在第三光电二极管C远离第二光电二极管B的一侧。阴极图案4可以包括第四平板电极41和第五平板电极42，第四平板电极41位于第一光电二极管A远离第二光电二极管B的一侧，第五平板电极42位于第二光电二极管B与第三光电二极管C之间。
可选的，闪烁层的材质可以为硫氧化钆、碘化铯或碘化汞。
本发明实施例中的光电二极管中的本征层设置在两个垂直于衬底基板的掺杂层之间，使得本征层的厚度方向平行于衬底基板，在衬底基板上设置光电二极管时，不会受到光电二极管制造工艺的影响，从而能够在衬底基板上形成较厚的本征层，进而提高在衬底基板上设置的光电二极管的光电转换效率。进一步的，由于射线探测装置的性能较好，因此射线探测装置中的X射线光源仅仅需要发出较少的X射线就可以实现图像的显示，所以，减少了射线探测装置的能耗。
综上所述，由于本发明实施例提供的射线探测基板的制造方法所制造的射线探测基板中，衬底基板上设置的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板。在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该射线探测基板所在的射线探测装置的性能较好。
本发明实施例提供了一种射线探测装置，该射线探测装置包括图1、图2或图3所示的射线探测基板。
进一步的，该射线探测装置可以为X射线探测装置，该射线探测装置还可以包括X射线源和显示器，该X射线源用于向射线探测基板上的闪烁层发出X射线，显示器与射线探测基板相连接。
综上所述，由于本发明实施例提供的射线探测装置中的射线探测基板中，衬底基板上设置的两个掺杂层的排布方向(也即本征层的厚度方向)平行于衬底基板。在需要提高光电二极管的光电转换效率时，由于本征层的厚度方向平行于衬底基板，设置本征层的厚度较大并不会影响衬底基板上光电二极管的整体厚度，因此，可以在衬底基板上设置具有较厚本征层的光电二极管，从而使得该射线探测基板所在的射线探测装置的性能较好。
本发明实施例提供的光电二极管实施例、射线探测基板实施例、射线探测基板的制造方法实施例以及射线探测装置实施例均可以互相参考，本发明实施例对此不作限定。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种射线探测基板，其特征在于，所述射线探测基板包括：
衬底基板，
所述衬底基板上设置有薄膜晶体管、阴极图案和光电二极管；
其中，所述光电二极管包括两个掺杂层和本征层，所述本征层位于两个掺杂层之间，所述两个掺杂层的排布方向平行于所述衬底基板；
所述薄膜晶体管中的漏极图案包括：平行于所述衬底基板的平板电极和垂直于所述衬底基板的平板电极，且平行于所述衬底基板的平板电极设置在所述衬底基板上，所述光电二极管和垂直于所述衬底基板的平板电极均设置在平行于所述衬底基板的平板电极上，且垂直于所述衬底基板的平板电极与所述光电二极管中的一个掺杂层接触，所述光电二极管中的另一个掺杂层与所述阴极图案接触。
2.根据权利要求1所述的射线探测基板，其特征在于，
设置有所述光电二极管的衬底基板上设置有闪烁层；
设置有所述漏极图案和所述阴极图案的衬底基板上设置有所述光电二极管；
其中，所述两个掺杂层包括第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层中的自由电子个数小于空穴个数，所述第二掺杂层中的自由电子个数大于空穴个数，所述第一掺杂层与所述阴极图案相连接，所述第二掺杂层与所述漏极图案相连接。
3.根据权利要求2所述的射线探测基板，其特征在于，
所述第一掺杂层中靠近所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度；
所述第二掺杂层中靠近所述漏极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述漏极图案的区域的离子掺杂浓度。
4.根据权利要求2或3所述的射线探测基板，其特征在于，
所述衬底基板上依次形成有：源漏极图案、源漏极绝缘层、所述阴极图案、所述光电二极管、有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案、树脂封装图案和所述闪烁层；
其中，所述源漏极图案包括所述漏极图案，所述有源层图案通过所述源漏极绝缘层上的过孔与所述源漏极图案相连接，所述栅极图案、所述源漏极图案、所述有源层图案、所述源漏极绝缘层和所述栅极绝缘层组成薄膜晶体管。
5.根据权利要求4所述的射线探测基板，其特征在于，
所述有源层图案在所述衬底基板上的正投影区域位于所述栅极图案在所述衬底基板上的正投影区域内。
6.根据权利要求4所述的射线探测基板，其特征在于，设置有所述漏极图案和所述阴极图案的衬底基板上设置有第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管，
所述第一光电二极管靠近所述薄膜晶体管设置，所述第三光电二极管远离所述薄膜晶体管设置，所述第二光电二极管设置在所述第一光电二极管和所述第三光电二极管之间；
所述第一光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置，所述第二光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第一光电二极管的方向依次设置，所述第三光电二极管的第二掺杂层和第一掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置；
所述漏极图案包括第一平板电极、第二平板电极和第三平板电极，所述第一平板电极设置在所述衬底基板上，且平行于所述衬底基板，所述第二平板电极和所述第三平板电极均固定设置在所述第一平板电极上，且均垂直于所述衬底基板，所述第二平板电极位于所述第一光电二极管和所述第二光电二极管之间，所述第三平板电极位于所述第三光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧；
所述阴极图案包括第四平板电极和第五平板电极，所述第四平板电极位于所述第一光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧，所述第五平板电极位于所述第二光电二极管与所述第三光电二极管之间。
7.根据权利要求1所述的射线探测基板，其特征在于，
所述射线探测基板为伦琴射线探测基板。
8.一种射线探测基板的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在衬底基板上形成薄膜晶体管和阴极图案；
在衬底基板上形成光电二极管；
其中，所述光电二极管包括两个掺杂层和本征层，所述本征层位于两个掺杂层之间，所述两个掺杂层的排布方向平行于所述衬底基板；
所述薄膜晶体管中的漏极图案包括：平行于所述衬底基板的平板电极和垂直于所述衬底基板的平板电极，且平行于所述衬底基板的平板电极设置在所述衬底基板上，所述光电二极管和垂直于所述衬底基板的平板电极均设置在平行于所述衬底基板的平板电极上，且垂直于所述衬底基板的平板电极与所述光电二极管中的一个掺杂层接触。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
在所述在衬底基板上形成光电二极管之后，所述方法还包括：
在形成有所述光电二极管的衬底基板上形成闪烁层；
所述在衬底基板上形成光电二极管，包括：
在形成所述漏极图案和所述阴极图案后，在形成有所述漏极图案和所述阴极图案的衬底基板上形成所述光电二极管；
其中，所述两个掺杂层包括第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层中的自由电子个数小于空穴个数，所述第二掺杂层中的自由电子个数大于空穴个数；所述第一掺杂层与所述薄膜晶体管中的漏极图案直接连接，所述第二掺杂层与所述漏极图案直接连接。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在形成有所述漏极图案和所述阴极图案的衬底基板上形成所述光电二极管，包括：
在形成有所述漏极图案和所述阴极图案的衬底基板上形成非晶硅层；
对形成有所述非晶硅层的衬底基板进行退火处理；
对退火处理后的非晶硅层进行图案化处理，得到非晶硅图案；
采用离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到所述第一掺杂层和所述第二掺杂层，所述非晶硅图案中未被掺杂的部分为本征层；
对形成有所述第一掺杂层、所述本征层和所述第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到所述光电二极管。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述采用离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到所述第一掺杂层和所述第二掺杂层，包括：
采用轻重掺杂共用的离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到第一掺杂层和第二掺杂层；
其中，所述第一掺杂层中靠近所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述阴极图案的区域的离子掺杂浓度；所述第二掺杂层中靠近所述漏极图案的区域的离子掺杂浓度大于远离所述漏极图案的区域的离子掺杂浓度。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，
在衬底基板上形成薄膜晶体管和阴极图案，包括：
在所述衬底基板上依次形成：源漏极图案、源漏极绝缘层和所述阴极图案，其中，所述源漏极图案包括所述漏极图案；
在所述衬底基板上形成所述光电二极管之后，在形成有所述光电二极管的衬底基板上依次形成：有源层图案、栅极绝缘层、栅极图案和树脂封装图案；
在形成有所述光电二极管的衬底基板上形成闪烁层，包括：
在形成有所述有源层图案、所述栅极绝缘层、所述栅极图案和所述树脂封装图案的衬底基板上形成所述闪烁层；
其中，所述有源层图案通过所述源漏极绝缘层上的过孔与所述源漏极图案相连接，所述栅极图案、所述源漏极图案、所述有源层图案、所述源漏极绝缘层和所述栅极绝缘层组成薄膜晶体管。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，
所述有源层图案在所述衬底基板上的正投影区域位于所述栅极图案在所述衬底基板上的正投影区域内。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述非晶硅图案包括三个非晶硅块，
所述采用离子注入工艺对所述非晶硅图案进行掺杂，得到所述第一掺杂层和所述第二掺杂层，包括：采用离子注入工艺对所述三个非晶硅块进行掺杂，得到三个第一掺杂层和三个第二掺杂层，每个非晶硅块中未被掺杂的部分为本征层；
所述对形成有所述第一掺杂层、所述本征层和所述第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到所述光电二极管，包括：对形成有三个第一掺杂层、三个本征层和三个第二掺杂层的衬底基板进行活化处理，得到第一光电二极管、第二光电二极管和第三光电二极管；
其中，所述第一光电二极管靠近所述薄膜晶体管设置，所述第三光电二极管远离所述薄膜晶体管设置，所述第二光电二极管设置在所述第一光电二极管和所述第三光电二极管之间；所述第一光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置，所述第二光电二极管的第一掺杂层和第二掺杂层沿朝向所述第一光电二极管的方向依次设置，所述第三光电二极管的第二掺杂层和第一掺杂层沿朝向所述第二光电二极管的方向依次设置；
所述漏极图案包括第一平板电极、第二平板电极和第三平板电极，所述第一平板电极设置在所述衬底基板上，且平行于所述衬底基板，所述第二平板电极和所述第三平板电极均固定设置在所述第一平板电极上，且均垂直于所述衬底基板，所述第二平板电极位于所述第一光电二极管和所述第二光电二极管之间，所述第三平板电极位于所述第三光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧；所述阴极图案包括第四平板电极和第五平板电极，所述第四平板电极位于所述第一光电二极管远离所述第二光电二极管的一侧，所述第五平板电极位于所述第二光电二极管与所述第三光电二极管之间。
15.一种射线探测装置，其特征在于，所述射线探测装置包括权利要求1至7任一所述的射线探测基板。
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