CN111653581B - 探测基板及射线探测器 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供的探测基板及射线探测器，包括：衬底基板；直接转换型光敏器件，位于衬底基板之上；间接转换型光敏器件，位于衬底基板与直接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管，位于衬底基板与间接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管与直接转换型光敏器件、间接转换型光敏器件分别电连接。
Description
技术领域
本公开涉及光电探测技术领域，尤其涉及一种探测基板及射线探测器。
背景技术
X射线检测技术广泛应用于工业无损检测、集装箱扫描、电路板检查、医疗、安防、工业等领域，具有广阔的应用前景。传统的X-Ray成像技术属于模拟信号成像，分辨率不高，图像质量较差。20世纪90年代末出现的X射线数字化成像技术(Digital Radio Graphy，DR)采用X射线平板探测器直接将X影像转换为数字图像，以其操作便捷、成像速度快、成像分辨率高、转换的数字图像清晰、数字图像易于保存和传送等显著优点，成为数字X线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。
发明内容
一方面，本公开实施例提供了一种探测基板，包括：
衬底基板；
直接转换型光敏器件，位于所述衬底基板之上；
间接转换型光敏器件，位于所述衬底基板与所述直接转换型光敏器件所在层之间；
读取晶体管，位于所述衬底基板与所述间接转换型光敏器件所在层之间；所述读取晶体管与所述直接转换型光敏器件、所述间接转换型光敏器件分别电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述直接转换型光敏器件包括：直接转换材料层，位于所述直接转换材料层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的第一电极，以及位于所述直接转换材料层与所述间接转换型光敏器件所在层之间的第二电极；其中，所述第一电极被配置为加载第一偏置电压，所述第二电极与所述读取晶体管的源极电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，在垂直于所述衬底基板的方向上，所述直接转换材料层的厚度为100μm-2000μm。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述直接转换型光敏器件所在层与所述间接转换型光敏器件所在层之间；
所述间接转换型光敏器件为MSM型光敏器件，包括：位于所述闪烁体层与所述读取晶体管所在层之间的半导体层，位于所述半导体层与所述读取晶体管所在层之间的介电层，以及位于所述介电层与所述读取晶体管所在层之间且同层设置的第三电极和第四电极，其中所述第三电极与所述第四电极构成叉指电极；其中，所述第三电极被配置为加载第二偏置电压，所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述第二电极通过所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述衬底基板背离所述读取晶体管所在层的一侧，或者所述闪烁体层位于所述衬底基板与所述读取晶体管所在层之间；
所述间接转换型光敏器件为PIN型光敏器件，包括：由层叠设置的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层构成的光电转换层，位于所述光电转换层与所述读取晶体管所在层之间的第五电极，以及位于所述光电转换层背离所述读取晶体管所在层一侧的第六电极；其中，所述第五电极被配置为加载第三偏置电压，所述第六电极与所述读取晶体管的源极电连接。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述第二电极与所述第六电极为一体化结构。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述直接转换型光敏器件在所述衬底基板上的正投影完全覆盖所述间接转换型光敏器件的正投影和所述读取晶体管的正投影。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：位于所述直接转换型光敏器件所在层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的薄膜封装层。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：与所述读取晶体管的栅极同层设置的第七电极，所述第七电极与所述读取晶体管的源极构成存储电容。
另一方面，本公开实施例还提供了一种射线探测器，包括上述探测基板。
附图说明
图1为本公开实施例提供的探测基板中一个探测像素的一种剖面结构示意图；
图2为图1所示探测基板的俯视结构示意图；
图3为本公开实施例提供的探测基板中一个探测像素的又一种剖面结构示意图；
图4为本公开实施例提供的探测基板中一个探测像素的又一种剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
相关技术中，DR技术中又有两类基于不同转换方式的射线探测器，一类是直接转换型探测器，一类是间接转换型探测器。其中，在直接转换型探测器中，射线(例如X射线、γ射线或其他射线)经直接转换材料(Direct conversion materials)转变为光电流，具有调制转换函数(MTF)高，即分辨率高的优势。MTF值越大，射线探测器再现成像物体细节能力越强，越利于高分辨率探测，例如乳腺、心血管探测。但是直接转换型探测器的工作电压通常在几百到上千伏特，对于设备电力供应和安全防护以及能耗都有较大要求。在间接转换型探测器中，射线首先经由闪烁体层转变为可见光，然后经由光电二极管转变为光电流，具有工作电压低、稳定性好、工作温度范围大、量子探测效率(DQE)高和灵敏度大等优势，但是射线(本身是准直的)在经过闪烁体层的转换后，由于闪烁体层内部存在晶界对可见光的散射，导致射出闪烁体层的可见光实际是发生了一定程度是发散的，致使相邻探测像素之间发生串扰，因此相对直接转换型探测器，间接转换型探测器的MTF较低。
针对相关技术中的上述问题，本公开实施例提供的一种探测基板，如图1所示，包括：
衬底基板01；
直接转换型光敏器件02，位于衬底基板01之上；
间接转换型光敏器件03，位于衬底基板01与直接转换型光敏器件02所在层之间；
读取晶体管04，位于衬底基板01与间接转换型光敏器件03所在层之间；读取晶体管04与直接转换型光敏器件02、间接转换型光敏器件03分别电连接。
在本公开实施例提供的上述探测基板的每个探测像素中，同时设置了直接转换型光敏器件02和间接转换型光敏器件03，且这两种类型的光敏器件与同一读取晶体管04电连接，使得在射线照射该探测基板时，部分射线会被直接转换型光敏器件02，其余部分射线被间接转换型光敏器件03吸收，两次吸收产生的光电流共同流入读取晶体管04。一方面，由于直接转换型光敏器件02对射线的吸收率与其所含直接转换材料层201的厚度正相关，一般在材料不变的前提下，直接转换材料层201的厚度越大，其吸收射线的能力越强，在本公开中为了让间接转换型光敏器件03也能吸收部分射线，故须设置直接转换型光敏器件02所含直接转换材料层201厚度可以小于或等于此种直接转换型探测器能完全吸收射线(以市面上产品的吸收率规格为准)所需的厚度；此外，直接转换材料层201中电场强度(即偏置电压与直接转换材料层201的厚度之比)需要保持一定的数值才能使射线有效的转换为光电流，因此，在本公开中可以一定程度上降低直接转换所需电压。另一方面，由于直接型转换光敏器件的存在使得相较于相关技术中的间接型转换探测器，可具有较高的MTF。综上，本公开提供的射线探测器在MTF和工作电压二者之间可以调谐，实现二者更好的平衡。
具体地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，衬底基板01可以为玻璃基板。读取晶体管04包括源极401、栅极402、有源层403和漏极404，有源层403的材料可以为非晶硅(a-Si)、氧化物(IGZO)、低温多晶硅(LTPS)等。另外，如图2所示，通过扫描线06控制读取晶体管04导通，并通过读取线05将读取晶体管04所读取的光电流写入外部电路。为减小耦合电容，可设置扫描线06与第三电极303交叠位置的线宽可比其他位置的线宽小。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，如图1所示，直接转换型光敏器件02包括：直接转换材料层201，位于直接转换材料层201背离间接转换型光敏器件03所在层一侧的第一电极202，以及位于直接转换材料层201与间接转换型光敏器件03所在层之间的第二电极203；其中，第一电极202被配置为加载第一偏置电压，第二电极203与读取晶体管04的源极401电连接。
具体地，直接转换材料层201包括非晶硒、碲化镉、碲化锌镉、碘化铅、多晶碘化汞、氧化铅、钙钛矿类材料等。直接转换材料层201中电场强度(具体为第一偏置电压与直接转换材料层201的厚度之比)需要保持一定的数值才能使射线有效转换为光电流。并且，针对不同材料的直接转换材料层201的电场强度要求不同：例如碘化汞(HgI2)的电场强度要求为1V/μm，在本公开中碘化汞为100μm厚时，则施加的第一偏置电压为100V；再如非晶硒(aSe)的电场强度要求为10V/μm，则在本公开中50μm厚的非晶硒需要施加第一偏置电压500V。相关技术中碘化汞需要至少200μm厚才能完全吸收RQA5标准的X射线，则需要施加至少200V的第一偏置电压；非晶硒需要至少100μm厚，才能完全吸收RQA5标准的X射线，则需要施加至少1000V的第一偏置电压。可见，由于在本公开中直接转换材料层201仅吸收部分射线，其余部分射线由间接转换型光敏器件03进行吸收转换，因此可通过降低直接转换材料层201的厚度来减小施加在直接转换型光敏器件02上的第一偏置电压。
一般地，第一电极202的材料为ITO、IZO等透明导电材料制作的电极，第二电极203为Cu、Al、Mo等金属或合金制作的电极。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，在垂直于衬底基板01的方向上，直接转换材料层201的厚度为100μm-2000μm，例如100μm、500μm、1000μm、1500μm、2000μm等。
应当理解的是，在本公开中直接转换材料层201厚度相较于相关技术中同材料的直接转换材料层201的厚度略低，以使得直接转换型光敏器件02与间接转换型光敏器件03共同将全部射线转换为光电流。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，如图1所示，还包括：闪烁体层07，闪烁体层07位于直接转换型光敏器件02所在层与间接转换型光敏器件03所在层之间；
间接转换型光敏器件03为MSM型光敏器件，包括：位于闪烁体层07与读取晶体管04所在层之间的半导体层301，位于半导体层301与读取晶体管04所在层之间的介电层302，以及位于介电层302与读取晶体管04所在层之间且同层设置的第三电极303和第四电极304，其中第三电极303与第四电极304构成叉指电极(如图2所示)；其中，第三电极303被配置为加载第二偏置电压，第四电极304与读取晶体管04的源极401电连接。
位于直接转换型光敏器件02所在层与间接转换型光敏器件03所在层之间的闪烁体层07，可将未被直接转换型光敏器件02吸收的射线转换为可见光，该可见光被闪烁体层07下方的MSM型光敏器件吸收并形成光电流写入读取晶体管04。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，如图1所示，第二电极203通过第四电极304与读取晶体管04的源极电连接。
由于读取晶体管04所在层、MSM型光敏器件所在层和直接转换型光敏器件02所在层在衬底基板01上依次层叠设置；并且一般地，为提高读取晶体管04的稳定性，在读取晶体管04与MSM型光敏器件所在层之间需要设置钝化层08，为保证MSM型光敏器件的性能，需要在钝化层08与MSM型光敏器件所在层之间设置较厚的平坦层09，因此，直接转换型光敏器件02的第二电极203需要通过贯穿MSM型光敏器件所在层、钝化层08和平坦层09的第一过孔与读取晶体管04电连接，MSM型光敏器件的第四电极304需要通过钝化层08和平坦层09的第二过孔实现与读取晶体管04的电连接。然而，一方面，过孔贯穿的膜层越多，形成过孔的工艺越复杂(例如可能需要对所贯穿膜层中的每一层均对应增加一掩膜刻孔工艺)，另一方面，钝化层08和平坦层09同时具有第一过孔和第二过孔的情况下，会弱化钝化层08和平坦层09的作用。在本公开中设置第二电极203通过第四电极304与读取晶体管04的源极401电连接，使得连接第二电极203与第四电极304的过孔贯穿膜层少于第一过孔贯穿膜层，且钝化层08和平坦层09上仅具有第二过孔，因此简化了制作工艺，且使得射线探测器的性能较好。
一般地，第三电极303和第四电极304为由Cu、Al、Mo等金属或合金制作的电极。第三电极303所加载第二偏置电压为5V-6V。第二电极203与闪烁体层07之间设置有第一绝缘层10，第三电极303、第四电极304所在层与闪烁体层07之间设置有第二绝缘层11。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：闪烁体层07，闪烁体层07位于衬底基板01背离读取晶体管04所在层的一侧(如图3所示)，或者闪烁体层07位于衬底基板01与读取晶体管04所在层之间(如图4所示)；
间接转换型光敏器件03为PIN型光敏器件，包括：由层叠设置的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层构成的光电转换层305，位于光电转换层305与读取晶体管04所在层之间的第五电极306，以及位于光电转换层305背离读取晶体管04所在层一侧的第六电极307；其中，第五电极306被配置为加载第三偏置电压，第六电极307与读取晶体管04的源极401电连接；光电转换层305在衬底基板01上的正投影位于第五电极306在衬底基板01上的正投影内，即光电转换层305的面积稍小于第五电极306的面积。
闪烁体层07的材料包括碘化铯、硫氧化钆(GOS)、钨酸盐、碱金属卤化物等，由于闪烁体层07所用材料的自身属性及厚度等因素会致使闪烁体层07并不能完全吸收射线，一般市售闪烁体层07的材料对射线的吸收率约60％左右。因此，在射线自衬底基板01底部照射时，位于衬底基板01任一侧的闪烁体层07可将部分射线转换为可见光，该可见光再被PIN型光敏器件转换为光电流写入读取晶体管04；剩余的射线会穿透读取晶体管04所在层和PIN型光敏器件所在层照射至直接转换型光敏器件02，且被直接转换型光敏器件02转换为光电流写入读取晶体管04。当然，由于射线的穿透性较强，在具体探测过程中，也可以在直接转换型光敏器件02所在侧照射射线，此时，部分射线被直接转换型光敏器件02吸收转换为光电流写入读取晶体管04，其余部分射线穿透直接转换型光敏器件02所在层与闪烁体层07之间的各膜层后照射至闪烁体层07，由闪烁体层07可将其转换为可见光，该可见光再被PIN型光敏器件转换为光电流写入读取晶体管04。
一般地，第五电极306的材料为ITO、IZO等透明导电材料，其上所加载的第三偏置电压为10V-30V。第六电极307的材料为Cu、Al、Mo等金属或合金。另外，在闪烁体层07位于衬底基板01与读取晶体管04所在层之间时，还可以在闪烁体层07与读取晶体管04所在层之间设置第三绝缘层12，如图4所示。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，第二电极203与第六电极307为一体化结构。
由于探测基板包括多个阵列排布的探测像素，每个探测像素中直接转换型光敏器件02所含第一电极202共同形成一块状电极，以便于加载第一偏置电压，而第二电极203是相互独立的，以实现对每个探测像素的光电流读取；每个探测像素中PIN型光敏器件所含第五电极306共同形成另一块状电极，以便于加载第三偏置电压，而第六电极307是相互独立的，以实现对每个探测像素的光电流读取。在本公开中通过设置第二电极203与第五电极306为一体化结构，使得在形成每个探测像素中的第五电极306的同时可实现第二电极203的制作，因此相较于相关技术中的间接转换型探测器而言，无需额外增加光刻(Photo)制程。
可选地，如图3和图4所示，还包括：位于第六电极307面向光电转换层305一侧的树脂层13，以及位于树脂层13与光电转换层305之间的侧壁保护层14。另外，为减小闪烁体层07与光电转换层305之间的距离，避免可见光在传输过程中的损失，钝化层08在衬底基板01上的正投影与间接转换型光敏器件的正投影互不交叠。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，如图1、图3和图4所示，直接转换型光敏器件02在衬底基板01上的正投影完全覆盖间接转换型光敏器件03的正投影和读取晶体管04的正投影。
由于直接转换型光敏器件02位于探测基板的最顶层，且直接转换型光敏器件02的射线感应面积为整个直接转换型光敏器件02所在探测像素区域，因此在直接转换型光敏器件02在衬底基板01上的正投影完全覆盖间接转换型光敏器件03的正投影和读取晶体管04的正投影的条件下，可使得探测像素的开口率较高，甚至可接近100％。当然，在具体实施时，直接转换型光敏器件02不限于探测基板的最顶层，也可以设置在间接转换型光敏器件03与读取晶体管04之间，而将间接转换型光敏器件03设置在探测基板的最顶层，在此不做限定。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，如图1、图3和图4所示，还包括：位于直接转换型光敏器件02所在层背离间接转换型光敏器件03所在层一侧的薄膜封装层15。
具体地，薄膜封装层15可包括无机封装层和有机封装层，以有效阻挡水氧入侵，防止水氧对直接转换型光敏器件02的损坏。
可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，如图1、图3和图4所示，还包括：与读取晶体管04的栅极402同层设置的第七电极16，第七电极16与读取晶体管04的源极401构成存储电容。
由于直接转换型光敏器件02和间接转换型光敏器件03生成光电流的过程并非瞬间完成，因此可设置存储电容来临时存储光电流。一般地，在栅极402、第七电极16所在层与源极401所在层之间还具有栅绝缘层17，如图1、图3和图4所示。为增大存储电容，如图2所示，第七电极16在衬底基板01上的正投影与第四电极304的正投影相互交叠且形状相似。一般地，第七电极16接地设置，具体地，为便于接地，第七电极16自与第四电极304的交叠区域延伸至与第三电极303交叠，且第七电极16与第三电极303交叠位置的宽度小于其与第四电极304交叠位置的宽度。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种射线探测器，包括本发明实施例提供的上述探测基板。对于射线探测器的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。另外，由于该射线探测器解决问题的原理与上述探测基板解决问题的原理相似，因此，该射线探测器的实施可以参见上述探测基板的实施例，重复之处不再赘述。
具体地，图1和图2所示探测基板的制作过程如下：
第一步：在衬底基板01上形成同层设置的栅极402和第七电极16，之后在栅极402和第七电极16所在层上依次形成栅绝缘层17、有源层403、同层设置的源极401和漏极404、钝化层08和平坦层09；其中，源极401、栅极402、有源层403和漏极404构成读取晶体管04；第七电极16接地设置，并与源极401构成了存储电容，用于存储光电流；钝化层08和平坦层09上具有相互贯穿且暴露出源极401的过孔。
第二步：在平坦层09上依次形成同层且相互交叉呈指状电极的第三电极303和第四电极304，介电层302、半导体层301、第二绝缘层11、闪烁体层07和第一绝缘层10；其中，第三电极303、第四电极304、介电层302、半导体层301构成MSM型光敏器件(即间接转换型光敏器件03)，第四电极304与源极401电连接；介电层302、半导体层304、第二绝缘层11、闪烁体层07和第一绝缘层10上具有相互贯穿且用于暴露出第四电极304的过孔。
第三步：在第一绝缘层10上依次形成第二电极203、直接转换材料层201、第一电极202和薄膜封装层15；其中，第二电极203、直接转换材料层201和第一电极202构成直接转换型光敏器件02，第二电极203与第四电极304电连接。
至此形成了图1和图2所示结构的探测基板。
具体地，图3所示探测基板的制作过程具体如下：
第一步：在衬底基板01上形成闪烁体层07；
第二步：在衬底基板01上背离闪烁体层07一侧的表面上形成同层设置的栅极402和第七电极16，之后在栅极402和第七电极16所在层上依次形成栅绝缘层17、有源层403、同层设置的源极401和漏极404、钝化层08；其中，源极401、栅极402、有源层403和漏极404构成读取晶体管04；第七电极16接地设置，并与源极401构成了存储电容，用于存储光电流；钝化层08在衬底基板01上的正投影位于读取晶体管04的正投影内。
第三步：在栅绝缘层17未设置读取晶体管04的区域上依次形成第五电极306、层叠设置的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层构成的光电转换层305、侧壁保护层14和树脂层13；其中侧壁保护层14和树脂层13在光电转换层305的正上方具有第一开口，在源极401的正上方具有第二开口，且第一开口面积小于光电转换层305的面积，第二开口的面积小于源极401的面积。
第四步：在树脂层13上依次形成一体化设计的第六电极307和第二电极203、直接转换材料层201、第一电极202和薄膜封装层15；其中，第二电极203、直接转换材料层201和第一电极202构成直接转换型光敏器件02，第五电极306、光电转换层305和第六电极307构成PIN型光敏器件(即间接转换型光敏器件03)；第二电极203通过第二开口与源极401电连接；第六电极307通过第一开口与光电转换层305接触。
至此形成了图3所示结构的探测基板。
由于图4所示探测基板相较于图3所示探测基板仅在于闪烁体层07的位置发生了改变，故图4所示探测基板的制作过程可参见图3所示探测基板的过程，在此不做赘述。
本公开实施例提供的上述探测基板和射线探测器，包括：衬底基板；直接转换型光敏器件，位于衬底基板之上；间接转换型光敏器件，位于衬底基板与直接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管，位于衬底基板与间接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管与直接转换型光敏器件、间接转换型光敏器件分别电连接。在本公开中同时设置了直接转换型光敏器件和间接转换型光敏器件，且这两种类型的光敏器件与同一读取晶体管电连接，使得在射线照射该探测基板时，部分射线会被直接转换型光敏器件，其余部分射线被间接转换型光敏器件吸收，两次吸收产生的光电流共同流入读取晶体管。一方面，由于直接转换型光敏器件对射线的吸收率与其所含直接转换材料层的厚度正相关，一般在材料不变的前提下，直接转换材料层的厚度越大，其吸收射线的能力越强，在本公开中为了让间接转换型光敏器件也能吸收部分射线，故须设置直接转换型光敏器件所含直接转换材料层厚度可以小于或等于此种直接转换型探测器能完全吸收射线(以市面上产品的吸收率规格为准)所需的厚度；此外，直接转换材料层中电场强度(即偏置电压与直接转换材料层的厚度之比)需要保持一定的数值才能使射线有效的转换为光电流，因此，在本公开中可以一定程度上降低直接转换所需电压。另一方面，由于直接型转换光敏器件的存在使得相较于相关技术中的间接型转换探测器，可具有较高的MTF。综上，本公开提供的射线探测器在MTF和工作电压二者之间可以调谐，实现二者更好的平衡。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种探测基板，其中，包括：
衬底基板；
直接转换型光敏器件，位于所述衬底基板之上；
间接转换型光敏器件，位于所述衬底基板与所述直接转换型光敏器件所在层之间；
读取晶体管，位于所述衬底基板与所述间接转换型光敏器件所在层之间；所述读取晶体管与所述直接转换型光敏器件、所述间接转换型光敏器件分别电连接；
其中，所述直接转换型光敏器件包括：直接转换材料层，位于所述直接转换材料层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的第一电极，以及位于所述直接转换材料层与所述间接转换型光敏器件所在层之间的第二电极；其中，所述第一电极被配置为加载第一偏置电压，所述第二电极与所述读取晶体管的源极电连接；在垂直于所述衬底基板的方向上，所述直接转换材料层的厚度为100μm-2000μm。
2.如权利要求1所述的探测基板，其中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述直接转换型光敏器件所在层与所述间接转换型光敏器件所在层之间；
所述间接转换型光敏器件为MSM型光敏器件，包括：位于所述闪烁体层与所述读取晶体管所在层之间的半导体层，位于所述半导体层与所述读取晶体管所在层之间的介电层，以及位于所述介电层与所述读取晶体管所在层之间且同层设置的第三电极和第四电极，其中所述第三电极与所述第四电极构成叉指电极；其中，所述第三电极被配置为加载第二偏置电压，所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。
3.如权利要求2所述的探测基板，其中，所述第二电极通过所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。
4.如权利要求1所述的探测基板，其中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述衬底基板背离所述读取晶体管所在层的一侧，或者所述闪烁体层位于所述衬底基板与所述读取晶体管所在层之间；
所述间接转换型光敏器件为PIN型光敏器件，包括：由层叠设置的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层构成的光电转换层，位于所述光电转换层与所述读取晶体管所在层之间的第五电极，以及位于所述光电转换层背离所述读取晶体管所在层一侧的第六电极；其中，所述第五电极被配置为加载第三偏置电压，所述第六电极与所述读取晶体管的源极电连接。
5.如权利要求4所述的探测基板，其中，所述第二电极与所述第六电极为一体化结构。
6.如权利要求1所述的探测基板，其中，所述直接转换型光敏器件在所述衬底基板上的正投影完全覆盖所述间接转换型光敏器件的正投影和所述读取晶体管的正投影。
7.如权利要求1-6任一项所述的探测基板，其中，还包括：位于所述直接转换型光敏器件所在层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的薄膜封装层。
8.如权利要求1-6任一项所述的探测基板，其中，还包括：与所述读取晶体管的栅极同层设置的第七电极，所述第七电极与所述读取晶体管的源极构成存储电容。
9.一种射线探测器，其中，包括如权利要求1-8任一项所述的探测基板。
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| GR01 | Patent grant | ||
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