CN108646283B - 一种x射线探测器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种X射线探测器件及其制作方法，该光栅极型X射线探测器包括衬底；底部栅电极，其形成在所述衬底上；下栅绝缘层，其形成在底部栅电极上；源电极和漏电极，其形成在栅绝缘层上且相互隔开，并与底部栅极有一定相互交叠区域；沟道半导体层，其形成在所述源电极和漏电极上；电荷收集电极，其形成在栅绝缘层上，并与所述源电极和漏电极分别由一定交叠区域；X射线光电导层，其形成在电荷收集电极和上栅绝缘层上；上电极，其形成在所述X射线光电导层上。本发明的X射线探测器件通过采用纵向堆叠的器件结构设计，采用高迁移率沟道半导体层材料和高灵敏度X射线光电导材料，能够实现高灵敏度快速X射线探测。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种光栅极型X射线探测器件及其制作方法。
背景技术
X射线成像设备是目前被广泛应用的医学影像设备，X射线成像能够让医生看到生物体中器官和组织的细节部分，是精准医疗过程中的重要设备。快速X射线成像能够实现对生物体器官的动态成像，是X射线实时成像技术的重要发展方向。X射线探测器件是X射线成像系统的和心部件之一，可以实现高质量的即时X射线成像。因此，应用上对X射线探测器件的响应速度和灵敏度提出了更高的要求。
目前，市场上的X射线探测器件绝大多数采用横向分布的方式制作，所形成的像素尺寸较大，填充因子小，缺乏内增益功能，因此难以实现高质量的X射线成像。另外，现有的X射线探测器件还没有采用高迁移率的半导体材料作为开关材料，且现有X射线探测器的X射线光电导材料的光电增益也不高，所以难以形成快速，高分辨率的X射线成像。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一目的在于：提供一种X射线探测器件，该X射线探测器件同时具有传感器、放大器和开关的功能，将其应用于X射线探测和成像中能够有效提高平板X射线探测器的响应速度、分辨率、灵敏度和信噪比。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案：
一种X射线探测器件，其特征在于，包括：
衬底；
底部栅电极，其形成在所述衬底上且位于衬底中间位置；
下栅绝缘层，其形成在底部栅电极上；
沟道半导体层，其形成于下栅绝缘层上且位于底部栅电极顶部；
源电极和漏电极，其形成在下栅绝缘层上且分别位于沟道半导体层左右两侧；
上栅绝缘层，其覆盖在所述沟道半导体层、源电极及漏电极上；
电荷收集电极，其形成在所述上栅绝缘层上且在垂直方向上位于所述源电极及漏电极之间，其在衬底上的投影与底部栅电极有一定交叠；
X射线光电导层，其形成并覆盖于所述电荷收集电极及上栅绝缘层上；
上电极，其形成并覆盖在所述X射线光电导层上，且所述上电极与X射线光电导层的接触为金属欧姆接触或PN结接触或肖特基结接触。
本发明的X射线探测器件，通过在X射线光电导层上形成一层上电极，使用时，在上电极上施加偏压，以在X射线光电导层中形成电场，电场的存在使得X光照产生的电子空穴对迅速分离，一种载流子被电荷收集电极收集，并且在沟道半导体中感应出相应的载流子，使得沟道半导体中的半导体浓度增大，能够有效增大光电流，提高了X射线探测器件的光电特性，从而提高使用了本发明的X射线探测器件的灵敏度。特别是，沟道半导体层由高迁移率的半导体材料制成，使器件的响应速度得到有效增大。
作为一种具体的实施例，所述下栅绝缘层直接地、完整地覆盖在所述底部栅电极及衬底上表面上。
作为一种具体的实施例，所述沟道半导体层的宽度大于底部栅电极的宽度且小于下栅绝缘层的宽度。该沟道半导体层的宽度大于底部栅电极的宽度，可以增加沟道半导体层与源电极及漏电极的接触面积，减少接触电阻。
作为一种具体的实施例，所述源电极及漏电极部分覆盖所述沟道半导体层且与所述底部栅电极具有一交叠区，该漏电极及源电极与底部栅极所形成的交叠区，使得导电沟道中的电场分布更佳。
作为一种具体的实施例，所述电荷收集电极在垂直方向上分别与源电极及漏电极有一交叠区，使得导电沟道中的电场分布更佳。
作为一种具体的实施例，所述X射线光电导层直接覆盖在电荷收集电极上表面上且将电荷收集电极及裸露的上栅绝缘层上表面全部覆盖。
作为一种具体的实施例，所述上电极直接地、完整地覆盖在X射线光电导层上表面上。
作为一种具体的实施例，本发明的器件还包括直接地、完整地覆盖在上电极表面的保护层，用以防止器件内部结构受潮或氧化，起到保护作用。
为了使得由上电极向X射线光电导层的电场均匀，使得光生载流子能够尽可能多的被电荷收集电极收集，形成光电信号，本发明实施例采用上电极覆盖整个X射线光电导层。当然，上电极也可以只覆盖部X射线光电导层，但其光生电子空穴对的分离能力则相对削弱，光响应灵敏度也会相应有所下降。
作为一种具体的实施例，当所述上电极与X射线光电导层的接触为金属接触时，所述上电极由金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌或透明导电塑料中的任意一种或多种制成；当所述上电极与X射线光电导层的接触为PN结接触时，所述上电极由重掺杂半导体材料制成。也即所述上电极的材料具有优良的导电性，容易在器件顶部形成较大的电场，使沟道半导体产生更多载流子；当所述上电极与X射线光电导层的接触为肖特基结接触时，所述上电极由金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌或透明导电塑料中的任意一种或多种制成；其功函数与半导体材料满足形成肖特基结的条件。
作为一种具体的实施例，所述沟道半导体层的材料采用单晶硅、非晶硅、多晶硅、金属氧化物半导体或有机半导体材料中的一种或者几种。所采用的沟道半导体材料的迁移率较高，制备工艺简单，造价较低，不仅能够有效提高器件响应速度，还降低生产成本。
作为一种具体的实施例，所述X射线光电导层由选自直接X射线探测材料中的氧化铅、钙钛矿、碘化汞或甲氨碘化铅的任意一种或他们的组合制成。该X射线光电导层的吸收和转换效率较高，对X光照的响应灵敏较大，该沟道半导体层的载流子浓度随着X剂量大小变化而变化。
本发明的第二目的在于提供一种X射线探测器件的制作方法，其特征在于依次包括以下步骤：
在衬底上制备图形化的底部栅电极；
制备将所述衬底及底部栅电极全部覆盖的下栅绝缘层；
在下栅绝缘层上制备沟道半导体层并图形化，图形化后的沟道半导体层位于底部栅电极上方；
分别在所述下栅绝缘层上制备源电极及漏电极，所述源电极及漏电极分别位于沟道半导体层左右两侧；
制备覆盖在源电极、漏电极及沟道半导体层上表面的上栅绝缘层；
在上栅绝缘层上制备在垂直方向上位于所述源电极和漏电极之间的电荷收集电极，该电荷收集电极在衬底上的投影与底部栅电极有一定交叠；
制备覆盖于所述电荷收集电极及上栅绝缘层上的X射线光电导层；
制备覆盖于X射线光电导层上表面的上电极；
采用化学湿法或者等离子体干法刻蚀的方法进行源、漏和底部栅极电极的开孔，使得电极暴露出来。
作为一种具体的实施例，所述在衬底上制备底部栅电极具体为：在衬底表面利用薄膜沉积工艺生长或沉积一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成底部栅电极。
作为一种具体的实施例，制备覆盖所述衬底及底部栅电极的下栅绝缘层具体为：利用薄膜沉积工艺，在底部栅电极及衬底裸露部分的上表面沉积形成下栅绝缘层。
作为一种具体的实施例，采用薄膜沉积工艺在下栅绝缘层表面沉积形成沟道半导体层，并将所述沟道半导体层光刻成预定图形，形成沟道半导体层。
作为一种具体的实施例，采用溅射镀膜法在下栅绝缘层的上表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成部分覆盖沟道半导体层且在垂直方向上与底部栅电极存在交叠区的源电极及漏电极。
作为一种具体的实施例，制备覆盖所述源电极、漏电极及沟道半导体层的上栅绝缘层具体为：利用薄膜沉积工艺，在源电极、漏电极及沟道半导体层的上表面沉积形成上栅绝缘层。
作为一种具体的实施例，所述在上栅绝缘层上制备电荷收集电极具体为：采用薄膜制备工艺在上栅绝缘层的上表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成电荷收集电极；所形成的电荷收集电极在垂直方向上分别与源电极及漏电极有一交叠区。
作为一种具体的实施例，在电荷收集电极上制备X射线光电导层具体为：在电荷收集电极表面以及裸露的上栅绝缘层上表面沉积形成X射线光电导层。
作为一种具体的实施例，所述制备覆盖整个X射线光电导层的上电极具体为：采用溅射镀膜法在所述X射线光电导层的表面生长一层导体材料形成上电极；或采用离子注入法生长重掺杂半导体材料形成上电极。
作为一种具体的实施例，本发明所述制作方法还包括在上电极上表面制备保护层，具体为：利用薄膜沉积工艺，在上电极上表面沉积形成保护层，用以防止器件内部结构受潮或氧化，起到保护作用。
作为一种具体的实施例，所述导体材料为金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌或透明导电塑料中的任意一种或多种；所述重掺杂半导体材料为非晶硅、多晶硅、金属氧化物或有机半导体材料中的任意一种或多种。
作为一种具体的实施例，所述制备X射线光电导层的材料为非晶硒、氧化铅、碘化汞或钙钛矿结构半导体材料中的任意一种或多种。
作为一种具体的实施例，所述制备上栅绝缘层、下栅绝缘层及保护层的材料为绝缘性材料中的氧化铝、二氧化硅或氮化硅的任意一种或多种。
上面所述溅射镀膜法可以是磁控溅射。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明所述的X射线探测器件的截面图；
图2是本发明所述的X射线探测器件在X射线照条件下等效电路图；
图3是本发明所述的X射线探测器件在加不同剂量X射线照射和不加X射线条件下输出曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
本发明所述的X射线探测器件可用于制备直接X射线探测器。
本发明实施例的X射线探测器件为纵向堆叠的器件结构，包括：衬底11，衬底的材料为玻璃或者塑料。底部栅电极12，其形成在所述衬底11上且位于衬底11中间位置。下栅绝缘层13，其形成在所述底部栅电极12上，且直接地、完整地覆盖在底部栅电极12及衬底11上表面上。沟道半导体层16，其形成在下栅绝缘层13上且位于底部栅电极顶部，沟道半导体层16的宽度大于底部栅电极的宽度且小于下栅绝缘层的宽度。源电极14和漏电极15，其形成在下栅绝缘层上且分别位于沟道半导体层16左右两侧，同时部分覆盖所述沟道半导体层且与所述底部栅电极具有一交叠区，该漏电极及源电极与底部栅极所形成的交叠区，使得导电沟道中的电场分布更佳。上栅绝缘层17，其覆盖在所述电极14、漏电极15及沟道半导体层16上。电荷收集电极18，形成在所述上栅绝缘层上且在垂直方向上位于所述源电极及漏电极之间，其在衬底上的投影与底部栅电极有一定交叠，在垂直方向上分别与源电极及漏电极有一交叠区。X射线光电导层19，形成在电荷收集电极18上并将电荷收集电极及裸露部分的上栅绝缘层17上表面全部覆盖。上电极20，其形成在所述X射线光电导层19上，且与X射线光电导层19的接触为金属接触或PN结接。保护层21，其形成在上电极上，并全部覆盖上电极层20。其中，当与沟道半导体层19的接触为金属接触时，上电极20的制成材料为导体材料；当与沟道半导体层的接触为PN结接触时，上电极20的制成材料为重掺杂半导体材料。
本发明实施例的X射线探测器件，通过在X射线光电导层19上表面形成一层由导体材料或重掺杂半导体材料形成的上电极20，使用时，上电极20上施加偏电压，便在X射线光电导层19中形成电场，电场的存在使得X射线相互作用产生的电子空穴对迅速分离，增大了光生载流子的寿命，使得一种载流子被电荷收集电极18所收集并在沟道半导体层16中感应出相应的载流子。当本实施例所述器件工作在亚阈值区时，上电极20的设置能够有效增大光电流，提高了X射线探测器件光电特性，从而增强对X射线感应的灵敏度。同时，由于沟道半导体层16采用具有较大迁移率的材料，使得本实施例所述光栅极X射线探测器件具有较快的响应速度，而且同时具备开关、放大器、传感器和电容的功能。
应当理解的是，本发明实施例的X射线探测器件同时具有光电传感器和光电开关的功能，即本发明实施例的X射线探测器件即可以作为光电开关使用，也可以作为光电传感器使用。
其中，如图1所示，本发明实施例的下栅绝缘层13覆盖所述底部栅电极12和衬底11。
沟道半导体层16形成在下栅绝缘层13上且位于底部栅电极顶部。
所述源电极14和漏电极15与所述底部栅电极之间具有一交叠区。通过漏极、源极与底部栅极形成一定交叠区，使得导电沟道中的电场分布更佳。应当理解的是，所述源电极14与所述底部栅电极之间具有一定交叠区，漏电极15与所述底部栅电极之间也具有一定交叠区。
为了使得由上电极20向沟道半导体层16的电场均匀，使得光生载流子能够尽可能多的被电荷收集电极18收集，从而在沟道半导体层16中感应出更多的载流子，形成光电信号，本发明实施例采用上电极20覆盖整个X射线光电导层19。当然，所述上电极20也可以只覆盖部分X射线光电导层，但其光生电子空穴对的分离能力则相对削弱，X射线响应灵敏度也会相应有所下降。
本实施例所述底部栅电极12的下表面与衬底11相连，上表面与下栅绝缘层13的下表面相连。下栅绝缘层13的上表面与沟道半导体层16的下表面相连。沟道半导体层16的上表面同时与源电极14、漏电极15及上栅绝缘层17的下表面相连。上栅绝缘层17的上表面与电荷收集电极18的下表面相连，电荷收集电极18的上表面与X射线光电导层19的下表面相连，X射线光电导层19的上表面与上电极20的下表面相连，上电极20的上表面与保护层21的下表面相连。
为了使得本实施例所述器件性能更优，上电极20所采用的导体材料为金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌、透明导电塑料或导电化合物等材料中的任意一种或多种。在本实施例中，所述金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌、透明导电塑料、导电化合物等材料，以及重掺杂半导体材料均为透明或者半透明导体材料，不仅有优良的导电性，容易在顶部形成较大的电场，而且能够使得光照损失小，使半导体接受到的光子数多。
X射线光电导层19所采用的材料为非晶硒，氧化铅，碘化汞或钙钛矿结构半导体材料中的任意一种或多种。该X射线光电导层19所产生的载流子浓度随着X射线剂量的变化而变化，而且对X射线具有较高的灵敏度。
沟道半导体层16所采用的材料为单晶硅、多晶硅、金属氧化物或有机半导体材料中的一种或者任意组合。由于所采用的半导体材料的迁移率较高，制备工艺简单，造价较低；因此，所制成的沟道半导体层的电子迁移率较高，不仅能够有效提高器件性能，还能够使得生产成本降低。同时，沟道半导体层16的宽度大于底部栅电极的宽度且小于下栅绝缘层的宽度，可以增加沟道半导体层与源电极及漏电极的接触面积，减少接触电阻
源电极14和漏电极15所采用的材料为铝、钼、铬、钛、镍中的任意一种或多种，其电导率高，可有效减少噪声。
下栅绝缘层13，上栅绝缘层17和保护层21所采用的材料为氧化铝、二氧化硅、氮化硅等介电材料中的一种或任意组合。
底部栅电极12所采用的材料为铝、钼、铬、钛、镍、金属以及氧化铟锡、氧化铟锌、透明导电塑料、导电玻璃中一种或任意组合。
衬底11可采用玻璃或塑料材质。
本发明实施例的X射线探测器件同时具有光电传感器和光电开关的功能。
图2为X射线探测器件在X射线照条件下等效电路图；可等效为X射线光电导与双栅薄膜晶体管的集成器件。其中X射线照射会使得X射线光电导层中载流子浓度增大，对薄膜晶体管的顶栅电压产生影响，改变薄膜晶体管的电流大小。当上电极20、底部栅极12及源电极14加上合适偏压时，若薄膜晶体管器件的输出电流小于M时，其处于关闭状态；若输出电流大于或等于M时，其处于开启状态，起到光电开关的作用。例如，在实际电路中，认为当该薄膜晶体管器件输出电流小于1nA时,该薄膜晶体管器件处于关闭状态，当该薄膜晶体管器件输出电流大于或等于1nA时，该薄膜晶体管器件处于开启状态。
其中，本发明实施例的薄膜晶体管器件还可以作为光电传感器使用。
如图3所示，在一定范围内，当采用不同剂量的X射线照射至本发明实施例的薄膜晶体管器件，其中开启电压发生漂移。X射线剂量越大，漂移越明显，即X射线剂量越大，器件开启所需要的底部栅极12的电压越小。而在相同底部栅电极12电压VBG下，X射线剂量越大，漏电极15输出的电流Ids越大。通过采用不同X射线剂量照射到本发明所述薄膜晶体管器件，可得到不同的源电极13输出电流。以不同X射线剂量得到的对应电流建立数据库，在其他环境下，通过薄膜晶体管器件暴露在不同光照环境先的电流强度，就可得到该环境下X射线剂，此时薄膜晶体管器件起到光电传感器的作用。
下面详细描述本实施例所述X射线探测器件的制作方法，其具体包括以下步骤：
(1)在衬底11上制备底部栅电极12；具体地，采用溅射镀膜法在衬底11的表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成位于衬底中间位置的底部栅电极12。
(2)制备覆盖所述衬底11及底部栅电极12的下栅绝缘层13，具体地：利用薄膜沉积工艺，在底部栅电极12及衬底裸露部分的上表面沉积形成下栅绝缘层13。
(3)在下栅绝缘层13上制备沟道半导体层16，具体地，采用薄膜沉积工艺在下栅绝缘层表面沉积形成半导体层，并将所述沟道半导体层光刻成预定图形，形成沟道半导体层16，所制成的沟道半导体层16位于底部栅电极顶部且其宽度大于底部栅电极的宽度并小于下栅绝缘层的宽度。
(4)在下栅绝缘层13上制备源电极14和漏电极15，具体地：采用溅射镀膜法在沟道半导体层16和部分下栅绝缘层13的上表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成位于沟道半导体层16左右两侧且部分覆盖沟道半导体层16的源电极14及漏电极15，所形成的源电极14及漏电极15在垂直方向上与底部栅电极12存在交叠区的源电极14和漏电极15。
(5)制备覆盖所述源电极14、漏电极15及沟道半导体层16的上栅绝缘层17，具体地：利用薄膜沉积工艺，在源电极14、漏电极15及沟道半导体层16的上表面沉积形成上栅绝缘层17。
(6)在上栅绝缘层17上制备电荷收集电极18，具体地：采用溅射镀膜法在上栅绝缘层17的上表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成电荷收集电极18；所形成的电荷收集电极18在垂直方向上分别与源电极14及漏电极15有一交叠区。
(7)在电荷收集电极18上制备X射线光电导层19具体为：采用薄膜沉积工艺在电荷收集电极18表面以及裸露的上栅绝缘层17上表面沉积形成X射线光电导层19。
(8)制备覆盖整个X射线光电导层19的上电极20具体为：采用溅射镀膜法在所述X射线光电导层19的表面生长一层导体材料形成上电极20；或采用离子注入法生长重掺杂半导体材料形成上电极20。
(9)采用等离子体刻蚀的方法进行底部栅电极，源电极，漏电极和上电极的开孔，使得电极暴露出来。
(10)制备覆盖所述上电极20的保护层21具体为：利用薄膜沉积工艺，在上电极20的上表面沉积形成保护层21，保护层21用于防水气及氧化。其中，所述溅射镀膜法可以是磁控溅射等。
实施例二：
本发明所述的X射线探测器件结构可用制备直接X射线平板探测器。其中，本实施例的X射线探测器件的结构、工作原理和制备过程与实施例1所述的技术方案基本相同，其主要区别在于：在制备直接X射线平板探测器时，需要将实施例1所述的直接X射线探测器制备成阵列。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (24)
1.一种X射线探测器件，其特征在于，包括：
衬底；
底部栅电极，其形成在所述衬底上且位于衬底中间位置；
下栅绝缘层，其形成在底部栅电极上；
沟道半导体层，其形成于下栅绝缘层上且位于底部栅电极顶部；
源电极和漏电极，其形成在下栅绝缘层上且分别位于沟道半导体层左右两侧；
上栅绝缘层，其覆盖在所述沟道半导体层、源电极及漏电极上；
电荷收集电极，其形成在所述上栅绝缘层上且在垂直方向上位于所述源电极及漏电极之间，其在衬底上的投影与底部栅电极有一定交叠；
X射线光电导层，其形成并覆盖于所述电荷收集电极及上栅绝缘层上；
上电极，其形成并覆盖在所述X射线光电导层上，且所述上电极与X射线光电导层的接触为金属欧姆接触或PN结接触或肖特基结接触。
2.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：
所述下栅绝缘层直接地、完整地覆盖在所述底部栅电极及衬底表面上。
3.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：
所述沟道半导体层的宽度大于底部栅电极的宽度且小于下栅绝缘层的宽度。
4.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：
所述源电极及漏电极部分覆盖所述沟道半导体层且与所述底部栅电极具有一交叠区。
5.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：所述电荷收集电极在垂直方向上分别与源电极及漏电极有一交叠区。
6.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：所述X射线光电导层直接覆盖在电荷收集电极上表面上且将电荷收集电极及裸露的上栅绝缘层上表面全部覆盖。
7.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：
所述上电极直接地、完整地覆盖在X射线光电导层上表面上。
8.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：
还包括直接地、完整地覆盖在上电极表面的保护层。
9.根据权利要求1～8任一权利要求所述的X射线探测器件，其特征在于：当所述上电极与X射线光电导层的接触为金属欧姆接触时，所述上电极由金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌或透明导电塑料中的任意一种或多种制成；
当所述上电极与X射线光电导层的接触为PN结接触时，所述上电极由重掺杂半导体材料制成；
当所述上电极与X射线光电导层的接触为肖特基结接触时，所述上电极由金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌或透明导电塑料中的任意一种或多种制成；其功函数与半导体材料满足形成肖特基结的条件。
10.根据权利要求1～8任一权利要求所述的X射线探测器件，其特征在于：所述沟道半导体层的材料采用单晶硅、非晶硅、多晶硅、金属氧化物半导体或有机半导体材料中的一种或者几种。
11.根据权利要求1所述的X射线探测器件，其特征在于：所述X射线光电导层由选自直接X射线探测材料中的氧化铅、钙钛矿、碘化汞或甲氨碘化铅的任意一种或他们的组合制成。
12.如权利要求1所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于依次包括以下步骤：
在衬底上制备图形化的底部栅电极；
制备将所述衬底及底部栅电极全部覆盖的下栅绝缘层；
在下栅绝缘层上制备沟道半导体层并图形化，图形化后的沟道半导体层位于底部栅电极上方；
分别在所述下栅绝缘层上制备源电极及漏电极，所述源电极及漏电极分别位于沟道半导体层左右两侧以定义器件的有效沟道长度；
制备覆盖在源电极、漏电极及沟道半导体层上表面的上栅绝缘层；
在上栅绝缘层上制备在垂直方向上位于所述源电极和漏电极之间的电荷收集电极，该电荷收集电极在衬底上的投影与底部栅电极有一定交叠；
制备覆盖于所述电荷收集电极及上栅绝缘层上的X射线光电导层；
制备覆盖于X射线光电导层上表面的上电极；
采用化学湿法或者等离子体干法刻蚀的方法进行源、漏和底部栅极电极的开孔，使得电极暴露出来。
13.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于：所述在衬底上制备底部栅电极具体为：
在衬底表面利用薄膜沉积工艺生长或沉积一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成底部栅电极。
14.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于，制备覆盖所述衬底及底部栅电极的下栅绝缘层具体为：
利用薄膜沉积工艺，在底部栅电极及衬底裸露部分的上表面沉积形成下栅绝缘层。
15.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于：采用薄膜沉积工艺在下栅绝缘层表面沉积形成沟道半导体层，并将所述半导体层光刻成预定图形，形成沟道半导体层。
16.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于，在所述下栅绝缘层上制备源电极和漏电极具体为：
采用溅射镀膜法在下栅绝缘层的上表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成部分覆盖沟道半导体层且在垂直方向上与底部栅电极存在交叠区的源电极及漏电极。
17.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于，制备覆盖所述沟道半导体层、源电极及漏电极的上栅绝缘层具体为：
利用薄膜沉积工艺，在沟道半导体层、源电极及漏电极上表面沉积形成上栅绝缘层。
18.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于，所述在上栅绝缘层上制备电荷收集电极具体为：
采用薄膜制备工艺在上栅绝缘层的上表面生长一层金属薄膜，并将所述金属薄膜光刻成预定图形，形成电荷收集电极；所形成的电荷收集电极在垂直方向上分别与源电极及漏电极有一交叠区。
19.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于，在电荷收集电极上制备X射线光电导层具体为：
在电荷收集电极表面以及裸露的上栅绝缘层上表面沉积形成X射线光电导层。
20.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于，所述制备覆盖整个X射线光电导层的上电极具体为：
采用溅射镀膜法在所述X射线光电导层的表面生长一层导体材料形成上电极；或采用离子注入法生长重掺杂半导体材料形成上电极。
21.根据权利要求12所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于：还包括在上电极上表面制备保护层，具体为：
利用薄膜沉积工艺，在上电极上表面沉积形成保护层。
22.根据权利要求20所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于：所述导体材料为金、银、铜、铝、钼、镍、氧化铟锡、氧化铟锌或透明导电塑料中的任意一种或多种；所述重掺杂半导体材料为非晶硅、多晶硅、金属氧化物或有机半导体材料中的任意一种或多种。
23.根据权利要求12～22中任一权利要求所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于：所述X射线光电导层的材料为非晶硒、氧化铅、碘化汞或钙钛矿结构半导体材料中的任意一种或多种。
24.根据权利要求12～22中任一权利要求所述的X射线探测器件的制作方法，其特征在于：所述上栅绝缘层、下栅绝缘层及保护层的材料为绝缘性材料中的氧化铝、二氧化硅或氮化硅的任意一种或多种。
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