CN111430392A - 平板探测器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种平板探测器及制备方法。平板探测器包括：衬底基板；第一电极层，设置在衬底基板的一侧；光电转换层，设置在第一电极层背离衬底基板的一侧，光电转换层具有背离第一电极层一侧的第一表面；绝缘结构层，设置在光电转换层背离衬底基板的一侧，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，以暴露第一表面；第二电极层，设置在绝缘结构层背离衬底基板的一侧，第二电极层在衬底基板上的正投影覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影。本文通过将第二电极层在衬底基板上的正投影设置为覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影，减小了光电二极管的暗态漏电流，提升了平板探测器的光电特性。
Description
技术领域
本公开涉及传感器技术领域，更具体地，涉及一种平板探测器及制备方法。
背景技术
X射线检测广泛应用于现代医疗影像检测中，目前最先进的直接数字化X射线摄影(Digital Radiography，DR)是在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或者二维的X射线探测器直接把X射线信息转化为数字图像信息。二维平板探测技术中关键部件是获取图像的平板探测器(Flat Panel Detector，FPD)。
在采用PIN光电二极管的平板探测器中，光电二极管结构产生的暗态漏电流偏大，影响了平板探测器的光电特性。
发明内容
本发明实施例提供了一种平板探测器及制备方法，用以解决平板探测器中光电二极管暗态漏电流偏大的问题。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种平板探测器，包括：
衬底基板；
第一电极层，设置在衬底基板的一侧；
光电转换层，设置在第一电极层背离衬底基板的一侧，光电转换层具有背离第一电极层一侧的第一表面；
绝缘结构层，设置在光电转换层背离衬底基板的一侧，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，第一表面暴露；
第二电极层，设置在绝缘结构层背离衬底基板的一侧，第二电极层在衬底基板上的正投影覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影。
在一示例性实施例中，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与第一表面平齐。
在一示例性实施例中，绝缘结构层包括第一绝缘层和第一平坦层，第一绝缘层位于光电转换层和第一平坦层之间。
在一示例性实施例中，光电转换层还具有朝向第一电极层一侧的第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间的侧壁，侧壁与第一表面之间的夹角为75°至85°。
在一示例性实施例中，衬底基板包括基板和设置于基板上的薄膜晶体管，第一电极层与薄膜晶体管的漏电极连接。
在一示例性实施例中，第一电极层与漏电极同层设置。
在一示例性实施例中，衬底基板还包括覆盖薄膜晶体管的第二绝缘层、设置于第二绝缘层背离基板一侧的第二平坦层和设置于第二平坦层背离基板一侧的第三绝缘层，第二绝缘层上开设有中间过孔，中间过孔暴露漏电极，第二平坦层上在中间过孔位置开设第一过孔，第一过孔暴露漏电极，第三绝缘层在第一过孔位置开设第二过孔，第二过孔暴露漏电极，第一电极层设置于第二绝缘层背离基板的一侧并通过第二过孔与漏电极连接。
在一示例性实施例中，第一电极层在基板上正投影覆盖薄膜晶体管的有源层在基板上的正投影。
在一示例性实施例中，平板探测器还包括覆盖第二电极层和绝缘结构层的第四绝缘层和设置于第四绝缘层背离衬底基板一侧的偏置电极层，第四绝缘层上开设有暴露第二电极层的第三过孔，偏置电极层通过第三过孔与第二电极层连接。
本发明实施例还提供了一种平板探测器的制备方法，包括：
在衬底基板的一侧形成第一电极层；
在第一电极层背离衬底基板的一侧形成光电转换层，光电转换层具有背离第一电极层一侧的第一表面；
在光电转换层背离衬底基板的一侧形成绝缘结构层，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，第一表面暴露；
在绝缘结构层背离衬底基板的一侧形成第二电极层，第二电极层在衬底基板上的正投影覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影。
在一示例性实施例中，在光电转换层背离衬底基板的一侧形成绝缘结构层，包括：
在光电转换层背离衬底基板的一侧形成绝缘结构薄膜；
对绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面进行去材料处理，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，第一表面暴露。
在一示例性实施例中，对绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面进行去材料处理，包括：
采用化学机械研磨的方式研磨绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面，去除绝缘结构薄膜材料，使得第一表面暴露。
本发明实施例提供了一种平板探测器和制备方法，通过将第二电极层在衬底基板上的正投影设置为覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影，补偿了光电转换层侧壁位置的电压差，有效避免了光电转换层的侧壁坡度造成偏压不足的问题，减小了光电二极管的暗态漏电流，提升了平板探测器的光电特性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为一种平板探测器的结构图；
图2为一种平板探测器的剖面图；
图3为本发明实施例一种平板探测器的结构图；
图4为本发明实施例形成栅金属层图案后的示意图；
图5为本发明实施例形成有源层图案后的示意图；
图6为本发明实施例形成源漏电极层图案后的示意图；
图7a为本发明实施例形成中间孔图案后的示意图
图7b为本发明实施例形成第一过孔图案后的示意图；
图8为本发明实施例形成第二过孔图案后的示意图；
图9为本发明实施例形成第一电极层图案后的示意图；
图10为本发明实施例形成光电转换层图案后的示意图；
图11为本发明实施例形成第二电极层图案后的示意图；
图12为本发明实施例形成第三过孔图案后的示意图；
图13为本发明实施例另一种平板探测器的结构图。
附图标记说明
1-平板探测器；1a-检测区；1b-驱动电路区；10-衬底基板；11-基板；12-薄膜晶体管；121-栅极；122-栅绝缘层；123-有源层；124-源电极；125-漏电极；126-栅线；127-数据线；131-第二绝缘层；131a-中间孔；132-第二平坦层；133-第三绝缘层；14-光电二极管；141-第一电极层；142-光电转换层；142a-第一表面；142b-第二表面；142c-侧壁；143-第二电极层；15-绝缘结构层；151-第一绝缘层；152-第一平坦层；16-第四绝缘层；161-第三过孔；17-偏置电极层；171-偏置电极；172-偏置信号线；21-扫描驱动电路；22-数据驱动电路。
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明白，下文中将结合附图对本申请实施例进行详细说明。在不冲突的情况下，本申请实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本发明的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中各部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本发明的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。
本说明书中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。
在本说明书中，在使用极性相反的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化的情况等下，“源电极”及“漏电极”的功能有时互相调换。因此，在本说明书中，“源电极”和“漏电极”可以互相调换。
图1为一种平板探测器的结构图，图2为一种平板探测器的剖面图。如图1和图2所示，平板探测器1，尤指X射线平板探测器，包括多个检测区1a和设置于多个检测区1a外围的驱动电路区1b，检测区1a包括薄膜晶体管12和光电二极管14，光电二极管14的第一电极层141与薄膜晶体管12的漏电极125通过过孔连接，光电二极管14的第二电极层143与偏置信号线172连接，驱动电路区1b包括扫描驱动电路21和数据驱动电路22，薄膜晶体管12的栅极121通过栅线126与栅连接电极和扫描驱动电路21连接，薄膜晶体管12的源电极124通过数据线127与数据驱动电路22连接，其中栅线126和数据线127垂直交叉限定出多个检测区1a。
以间接平板探测器为例，如图1所示，平板探测器1通过扫描驱动电路21来控制薄膜晶体管12的开关状态。光电二极管14在偏置信号线172输入的偏置电压作用下开始工作，X射线转换层将X射线转化为可见光，光电二极管14将可见光转化为电信号，并进行存储，在扫描驱动电路21的作用下，薄膜晶体管12被逐行开启，光电二极管14所转换的电荷被传输到数据驱动电路22，数据驱动电路22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。
在采用PIN光电二极管结构的平板探测器时，光电二极管结构产生的暗态漏电流偏大，影响平板探测器的光电特性。经本申请发明人研究发现，光电二极管产生暗态漏电流的主要原因包括：如图2所示，受光电转换层142刻蚀工艺的限制，光电转换层142经刻蚀后的侧壁142c不是垂直于第一电极层141，而是保持一倾角α，倾角α约为75°～85°。也就是，形成的光电转换层142的截面为梯形，第二电极层143位于光电转换层142上表面的中部，第二电极层143在基板11上的正投影未完全覆盖光电转换层142在基板11上的正投影，图2所示的两条虚线A的外侧为非覆盖区，在第一电极层141与第二电极层142之间加载偏压后，例如在第一电极层141加正电压，第二电极层143加负电压时，光电转换层142的侧壁142c处电场弱于中间位置的电场，侧壁142c处的无效偏压将产生较大的漏电流，使平板探测器1的光电特性降低。
为了解决平板探测器中光电二极管暗态漏电流偏大的问题，本发明实施例提供了一种平板探测器，包括衬底基板；第一电极层，设置在衬底基板的一侧；光电转换层，设置在第一电极层背离衬底基板的一侧，光电转换层具有背离第一电极层一侧的第一表面；绝缘结构层，设置在光电转换层背离衬底基板的一侧，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，第一表面暴露；第二电极层，设置在绝缘结构层背离衬底基板的一侧，第二电极层在衬底基板上的正投影覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影。
下面结合附图具体说明本实施例平板探测器的技术方案。图3为本发明实施例一种平板探测器的结构图。如图3所示，平板探测器1包括：
衬底基板10；
第一电极层141，设置在衬底基板10的一侧；
光电转换层142，设置在第一电极层141背离衬底基板10的一侧，光电转换层142具有背离第一电极层141一侧的第一表面141a；
绝缘结构层15，设置在光电转换层142背离衬底基板10的一侧，绝缘结构层15背离衬底基板10一侧的表面与衬底基板10的距离小于或等于第一表面142a与衬底基板10的距离，暴露出第一表面142a；
第二电极层143，设置在绝缘结构层15背离衬底基板10的一侧，第二电极层143在衬底基板10上的正投影覆盖光电转换层142在衬底基板10上的正投影。
在本实施例中，第一电极层141、光电转换层142和第二电极层143构成光电二极管14。
本实施例通过将第二电极层在衬底基板上的正投影设置为覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影，即光电转换层位于第一电极层和第二电极层限定的范围内，在第一电极层和第二电极层间施加偏置电压时，可以完全覆盖光电转换层，进而补偿了光电转换层的倾斜的侧壁产生的电压差，有效避免了光电二极管侧壁坡度造成偏压不足的问题，减小了光电二极管的暗态漏电流，提升了平板探测器的光电特性。
在一示例性实施例中，如图3所示，绝缘结构层15背离衬底基板10一侧的表面可以与第一表面142a位于同一平面内，即绝缘结构层15背离衬底基板10一侧的表面可以与第一表面142a平齐。在一示例中，绝缘结构层15背离衬底基板10一侧的表面与第一表面142a平齐可以通过化学机械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)的方法实现。其中，化学机械研磨亦称为化学机械抛光，其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术，是机械加工中可以实现表面全局平坦化的技术。
在一示例性实施例中，如图3所示，绝缘结构层15包括第一绝缘层151和第一平坦层152，第一绝缘层151位于光电转换层142和第一平坦层152之间。第一平坦层的材质包括光敏性有机树脂。
在一示例性实施例中，如图3所示，光电转换层142还具有朝向第一电极层141一侧的第二表面142b，以及位于第一表面142a和第二表面142b之间的侧壁142c，侧壁142c与第二表面142b之间的夹角为75°至85°。绝缘结构层15覆盖侧壁142c，并暴露出第一表面142a。
在一示例性实施例中，如图3所示，衬底基板10包括：
基板11；
薄膜晶体管12，设置于基板11上，薄膜晶体管12包括设置在基板11上的栅电极121；覆盖栅电极121的栅绝缘层122；设置于栅绝缘层122上的有源层123；设置于有源层123背离基板11一侧的源电极124和漏电极125，源电极124邻近漏电极125的一端设置在有源层123上，漏电极125邻近源电极124的一端设置在有源层123上，源电极124与漏电极125之间形成导电沟道；
第二绝缘层131，设置在薄膜晶体管12背离基板11一侧，第二绝缘层131开设有用于暴露漏电极125的中间过孔；
第二平坦层132，设置在第二绝缘层131背离基板11一侧，第二平坦层132在中间过孔位置开设有第一过孔，漏电极125通过第一过孔暴露出来；
第三绝缘层133，设置在第二平坦层132上，第三绝缘层133在第一过孔位置开设第二过孔，漏电极125通过第二过孔暴露出来；
其中，第一电极层141设置于第三缘层133背离基板11的一侧，并通过第二过孔与漏电极125连接。
在一示例性实施例中，第一电极层141在基板11上的正投影可以覆盖有源层123在基板11上的正投影，从而第一电极层141可以防止光照射到薄膜晶体管12，保证薄膜晶体管工作稳定性。
在一示例性实施例中，衬底基板10还包括与栅电极121同层设置并与栅电极121连接的栅线和删连接电极，扫描驱动电路通过栅线和栅连接电极向薄膜晶体管发送开关信号。
在一示例性实施例中，衬底基板10还包括数据线，数据线与源电极124同层设置并连接，光电二极管存储的电信号通过数据线传输到数据驱动电路，数据驱动电路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。
在一示例性实施例中，如图3所示，平板探测器1还包括：设置于第二电极层143和绝缘结构层15上的第四绝缘层16和设置于第四绝缘层16背离衬底基板10一侧的偏置电极层17，第四绝缘层16上开设第三过孔，第二电极层143通过第三过孔暴露出来，偏置电极层17通过第三过孔与第二电极层143连接。在一示例中，偏置电极层包括偏置电极171和与偏置电极连接的偏置信号线，偏置电极和偏置信号线为一体结构。偏置电压通过偏置信号线加载在光电二极管的第一电极层141和第二电极层143上。
下面通过本实施例平板探测器的制备过程进一步说明本实施例技术方案。本实施例中所说的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，是相关技术中成熟的制备工艺。沉积可采用溅射、蒸镀、化学气相沉积等已知工艺，涂覆可采用已知的涂覆工艺，刻蚀可采用已知的方法，在此不做具体的限定。在本实施例的描述中，需要理解的是，“薄膜”是指将某一种材料在基板上利用沉积或涂覆工艺制作出的一层薄膜。若在整个制作过程当中该“薄膜”无需构图工艺或光刻工艺，则该“薄膜”还可以称为“层”。若在整个制作过程当中该“薄膜”还需构图工艺或光刻工艺，则在构图工艺前称为“薄膜”，构图工艺后称为“层”。经过构图工艺或光刻工艺后的“层”中包含至少一个“图案”。
(1)形成栅金属层图案。形成栅金属层图案包括：在基板11上沉积第一金属薄膜，通过构图工艺对第一金属薄膜进行构图，如图4所示，在基板11上形成栅金属层图案，栅金属层图案包括栅线、栅电极121和栅连接电极图案。图4为本发明实施例形成栅金属层图案后的示意图。
(2)形成有源层图案。形成有源层图案包括：在形成有前述图案的基板上依次沉积栅绝缘薄膜和有源层薄膜，通过构图工艺对有源层薄膜进行构图，如图5所示，形成覆盖栅金属层图案的栅绝缘层122，以及设置在栅绝缘层122上的有源层123图案，有源层123的位置与栅电极121的位置相对应。图5为本发明实施例形成有源层图案后的示意图。
(3)形成源漏金属层图案。形成源漏金属层图案包括：在形成有前述图案的基板上沉积第二金属薄膜，通过构图工艺对第二金属薄膜进行构图，如图6所示，形成设置在栅绝缘层122上源电极124和漏电极125图案，源电极124邻近漏电极125的一端设置在有源层123上，漏电极125邻近源电极124的一端设置在有源层123上，源电极124与漏电极125之间形成导电沟道。图6为本发明实施例形成源漏电极层图案后的示意图。
(4)形成中间孔图案。形成中间孔图案包括：在形成前述图案的基板上沉积第二绝缘薄膜，通过构图工艺对第二绝缘薄膜进行构图，在第二绝缘薄膜上形成用于暴露漏电极125的中间过孔131a，第二绝缘薄膜形成第二绝缘层131。图7a为本发明实施例形成中间孔图案后的示意图。
(5)形成第一过孔图案。形成第一过孔图案包括：在形成前述图案的基板上涂覆第二平坦薄膜，采用曝光、显影等工艺对第二平坦薄膜进行图案化处理，在中间过孔位置形成第一过孔134，第二平坦薄膜形成第二平坦层132，漏电极125通过第一过孔134暴露出来。图7b为本发明实施例形成第一过孔图案后的示意图。
(6)形成第二过孔图案。形成第二过孔图案包括：形成前述图案的基板上沉积第三绝缘薄膜，通过构图工艺对第三绝缘薄膜进行构图，如图8所示，在第一过孔位置形成第二过孔135图案，第三绝缘薄膜形成第三绝缘层133，第三绝缘层133覆盖第一过孔的孔壁。图8为本发明实施例形成第二过孔图案后的示意图。
通过以上制备过程形成衬底基板10。
(7)形成第一电极层图案。形成第一电极层图案包括：在衬底基板10上沉积第三金属薄膜，通过构图工艺对第三金属薄膜进行构图，如图9所示，形成第一电极层141图案，第一电极层141通过第二过孔与漏电极125连接，第一电极层141在衬底基板10上的正投影覆盖有源层123在衬底基板10上的正投影。图9为本发明实施例形成第一电极层图案后的示意图。
(8)形成光电转换层图案。形成光电转换层图案包括：在形成前述图案的衬底基板10上沉积光电转换薄膜，通过构图工艺对光电转换薄膜进行构图，如图10所示，形成光电转换层142图案，光电转换层142在衬底基板10上的正投影位于第一电极层141在衬底基板10正投影的范围内，光电转换层142具有背离第一电极层141一侧的第一表面142a和朝向第一电极层141一侧的第二表面142b以及第一表面142a和第二表面142b之间的侧壁142c，侧壁142c与第二表面142b之间存在75°～85°的夹角。光电转换层包括P层、I层以及N层，可以采用非晶硅材料，厚度可以为3μm-10μm，这里的I层为本征半导体层或掺杂浓度较低的近乎本征半导体的掺杂层，I层较厚，几乎占据了整个耗尽层，入射光中的绝大部分光在I层被吸收并产生大量的电子-空穴对。图10为本发明实施例形成光电转换层图案后的示意图。
(9)形成第二电极层图案。形成第二电极层图案包括：在形成前述图案的衬底基板10上沉积第一绝缘薄膜和第一平坦薄膜，如图11所示，采用化学机械研磨的方式研磨第一平坦薄膜表面，将第一平坦层薄膜的表面研磨平整并暴露出光电转换层142的第一表面142a，第一平坦薄膜背离衬底基板10的一侧表面与光电转换层142的第一表面142a平齐，在研磨后的前述衬底基板10上沉积透明导电薄膜，通过构图工艺对透明导电薄膜进行构图，形成第二电极层143图案，第二电极层143在衬底基板10上的正投影包含光电转换层142在衬底基板10上的正投影，第一绝缘薄膜形成第一绝缘层151，第一平坦薄膜形成第一平坦层152，其中“包含”是指一图案在基板上的正投影范围位于另一图案在基板上的正投影范围之内；或一图案在基板上的正投影范围与另一图案在基板上的正投影范围完全相同。图11为本发明实施例形成第二电极层图案后的示意图。
通过本实施例平板探测器的制备过程可以看出，在第一平坦薄膜沉积完成后，通过化学机械研磨的方式，将第一平坦层薄膜的上表面研磨平整且露出光电转换层的第一表面，然后通过传统制程制作出第二电极层，且将第二电极层在衬底基板上的正投影覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影，克服了现有光刻制程的不足，达到补偿光电二极管的倾斜的侧壁产生的电压差的目的，有效避免了光电二极管侧壁坡度造成偏压不足的问题，提升了平板探测器的光电特性，同时上述方法不增加构图工艺的制程，与现有技术工艺相兼容。
在一示例性实施例中，平板探测器的制备过程还可以包括；
(10)形成第三过孔图案。形成第三过孔图案包括：在形成前述图案的衬底基板10上沉积第四绝缘薄膜，通过构图工艺对第四绝缘薄膜进行构图，如图12所示，形成第三过孔161图案，第三过孔161内的第四绝缘薄膜被刻蚀掉，暴露出第二电极层143表面，第四绝缘薄膜形成第四绝缘层16。图12为本发明实施例形成第三过孔图案后的示意图。
(11)形成偏置电极层图案。形成偏置电极层图案包括：在形成前述图案的衬底基板上沉积第四金属薄膜，通过构图工艺对第四金属薄膜进行构图，如图3所示，形成偏置电极层17图案，偏置电极层17包括偏置电极171和与偏置电极171连接的偏置信号线，偏置电极171通过第三过孔与第二电极层143连接。
在上述实施例中，基板可以采用玻璃基板、石英基板。第一金属薄膜、第二金属薄膜、第三金属薄膜和第四金属薄膜的材料可以包括银Ag、铜Cu、铝Al和钼Mo中至少一种，可以是单层结构，也可以是多层复合结构，采用磁控溅射方法(Sputter)沉积。栅绝缘薄膜、第一绝缘薄膜、第二绝缘薄膜、第三绝缘薄膜和第四绝缘薄膜的材料可以包括硅氧化物SiOx、硅氮化物SiNx、氮氧化硅SiON、氧化铝AlOx、氧化铪HfOx和氧化钽TaOx中至少一种，可以是单层、多层或复合层，采用化学气相沉积(CVD)方式或等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方式沉积。第一平坦薄膜和第二平坦薄膜的材料可以为无机材料，例如硅氧化物SiOx、硅氮化物SiNx、氮氧化硅SiON，或可以为有机材料，例如光敏有机树脂材料，采用光敏有机树脂材料时，采用涂覆的方式成膜。透明导电薄膜的材料包括氧化铟锡ITO、氧化铟锌IZO或非晶态氧化铟锡α-ITO，可以是单层、多层或复合层，采用磁控溅射方法(Sputter)沉积。有源层薄膜可以采用非晶硅材料a-Si。光电转换薄膜的材料包括非晶硅a-Si和非晶硒a-Se材料，采用非晶硅材料时，可以为间接式平板探测器，采用非晶硒材料时，可以为直接式平板探测器。
在一示例性实施例中，本实施例提供了另一种平板探测器，其中衬底基板包括薄膜晶体管，薄膜晶体管的漏电极与光电二极管的第一电极层同层设置，平板探测器其他部分结构可以与上述实施例中平坦探测器结构相同。
下面结合附图具体说明本实施例平板探测器的技术方案。图13为本发明实施例另一种平板探测器的结构图。如图13所示，平板探测器1包括衬底基板10和位于衬底基板10一侧的光电二极管14，其中，衬底基板10包括：
基板11；
薄膜晶体管12，设置于基板11上，薄膜晶体管12包括设置在基板11上的栅电极121；覆盖栅电极121的栅绝缘层122；设置于栅绝缘层上的有源层123；设置于有源层123上的源电极124和漏电极125，源电极124邻近漏电极125的一端设置在有源层123上，漏电极125邻近源电极124的一端设置在有源层123上，源电极124与漏电极125之间形成导电沟道。
其中，光电二极管14的第一电极层141，设置于栅绝缘层122背离基板11一侧，第一电极层141与漏电极125同层设置并连接；
下面通过本实施例平板探测器的制备过程进一步说明本实施例技术方案。
(1)形成栅金属层图案。形成栅金属层图案的过程与前述实施例中形成栅金属层图案的过程相同，在此不再赘述。
(2)形成有源层图案。形成有源层图案的过程与前述实施例中有源层图案的过程相同，在此不再赘述。
(3)形成源漏金属层和第一电极层图案。形成源漏金属层和第一电极层图案包括：在形成有前述图案的基板上沉积第二金属薄膜，通过构图工艺对第二金属薄膜进行构图，形成设置在栅绝缘层上的源电极和漏电极以及第一电极层图案，源电极邻近漏电极的一端设置在有源层上，漏电极邻近源电极的一端设置在有源层上，源电极与漏电极之间形成导电沟道，漏电极与第一电极层一体结构。
(4)形成光电转换层图案。形成光电转换层图案的过程与前述实施例中形成光电转换层图案的过程相同，在此不再赘述。
(5)形成第二电极层图案。形成第二电极层图案的过程与前述实施例中形成第二电极层图案的过程相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种平板探测器的制备方法，包括：
在衬底基板的一侧形成第一电极层；
在第一电极层背离衬底基板的一侧形成光电转换层，光电转换层具有背离第一电极层一侧的第一表面；
在光电转换层背离衬底基板的一侧形成绝缘结构层，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，第一表面暴露；
在绝缘结构层背离衬底基板的一侧形成第二电极层，第二电极层在衬底基板上的正投影覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影。
在一示例性实施例中，在光电转换层背离衬底基板的一侧形成绝缘结构层，包括：
在光电转换层背离衬底基板的一侧形成绝缘结构薄膜；
对绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面进行去材料处理，绝缘结构层背离衬底基板一侧的表面与衬底基板的距离小于或等于第一表面与衬底基板的距离，第一表面暴露。
在一示例性实施例中，对绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面进行去材料处理，包括：
采用化学机械研磨的方式研磨绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面，去除绝缘结构薄膜材料，使得第一表面暴露。
本发明实施例提供了一种平板探测器的制备方法，通过将第二电极层在衬底基板上的正投影设置为覆盖光电转换层在衬底基板上的正投影，补偿了光电转换层的倾斜的侧壁产生的电压差，有效避免了光电二极管侧壁坡度造成偏压不足的问题，减小了光电二极管的暗态漏电流，提升了平板探测器的光电特性。
在本说明书的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本说明书所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，仍须以所附的权利要求书所界定为准。
Claims (12)
1.一种平板探测器，其特征在于，包括：
衬底基板；
第一电极层，设置在所述衬底基板的一侧；
光电转换层，设置在所述第一电极层背离所述衬底基板的一侧，所述光电转换层具有背离所述第一电极层一侧的第一表面；
绝缘结构层，设置在所述光电转换层背离所述衬底基板的一侧，所述绝缘结构层背离所述衬底基板一侧的表面与所述衬底基板的距离小于或等于所述第一表面与所述衬底基板的距离，所述第一表面暴露；
第二电极层，设置在所述绝缘结构层背离所述衬底基板的一侧，所述第二电极层在所述衬底基板上的正投影覆盖所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影。
2.根据权利要求1所述的平板探测器，其特征在于，所述绝缘结构层背离所述衬底基板一侧的表面与所述第一表面平齐。
3.根据权利要求1所述的平板探测器，其特征在于，所述绝缘结构层包括第一绝缘层和第一平坦层，所述第一绝缘层位于所述光电转换层和所述第一平坦层之间。
4.根据权利要求1所述的平板探测器，其特征在于，所述光电转换层还具有朝向所述第一电极层一侧的第二表面，以及位于所述第一表面和第二表面之间的侧壁，所述侧壁与所述第一表面之间的夹角为75°至85°。
5.根据权利要求1-4任一项所述的平板探测器，其特征在于：所述衬底基板包括基板和设置于所述基板上的薄膜晶体管，所述第一电极层与所述薄膜晶体管的漏电极连接。
6.根据权利要求5所述的平板探测器，其特征在于：所述第一电极层与漏电极同层设置。
7.根据权利要求5所述的平板探测器，其特征在于：所述衬底基板还包括覆盖薄膜晶体管的第二绝缘层、设置于所述第二绝缘层背离所述基板一侧的第二平坦层和设置于所述第二平坦层背离所述基板一侧的第三绝缘层，所述第二绝缘层上开设有中间过孔，所述中间过孔暴露漏电极，所述第二平坦层上在中间过孔位置开设第一过孔，所述第一过孔暴露所述漏电极，所述第三绝缘层在所述第一过孔位置开设第二过孔，所述第二过孔暴露所述漏电极，所述第一电极层设置于所述第二绝缘层背离所述基板的一侧并通过所述第二过孔与所述漏电极连接。
8.根据权利要求7所述的平板探测器，其特征在于：所述第一电极层在所述基板上的正投影覆盖所述薄膜晶体管的有源层在所述基板上的正投影。
9.根据权利要求7所述的平板探测器，其特征在于：所述平板探测器还包括覆盖所述第二电极层和绝缘结构层的第四绝缘层和设置于所述第四绝缘层背离所述基板一侧的偏置电极层，所述第四绝缘层上开设有第三过孔，所述第三过孔暴露所述第二电极层，所述偏置电极层通过所述第三过孔与所述第二电极层连接。
10.一种平板探测器的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底基板的一侧形成第一电极层；
在第一电极层背离衬底基板的一侧形成光电转换层，所述光电转换层具有背离所述第一电极层一侧的第一表面；
在所述光电转换层背离所述衬底基板的一侧形成绝缘结构层，所述绝缘结构层背离所述衬底基板一侧的表面与所述衬底基板的距离小于或等于所述第一表面与所述衬底基板的距离，所述第一表面暴露；
在所述绝缘结构层背离所述衬底基板的一侧形成第二电极层，所述第二电极层在所述衬底基板上的正投影覆盖所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在所述光电转换层背离所述衬底基板的一侧形成绝缘结构层，包括：
在所述光电转换层背离所述衬底基板的一侧形成绝缘结构薄膜；
对所述绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面进行去材料处理，所述绝缘结构层背离所述衬底基板一侧的表面与所述衬底基板的距离小于或等于所述第一表面与所述衬底基板的距离，所述第一表面暴露。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，对绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面进行去材料处理，包括：
采用化学机械研磨的方式研磨绝缘结构薄膜背离衬底基板一侧的表面，去除绝缘结构薄膜材料，使得第一表面暴露。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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