CN113811998B - 平板探测器基板及其制作方法、平板探测器 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例公开了一种平板探测器基板及其制作方法、平板探测器,涉及平板探测器技术领域,用于提高平板探测器基板的填充率,进而提高平板探测器基板的灵敏度及量子检出效率。该平板探测器基板,包括:衬底基板、光电转换层、偏压信号线和导电结构。光电转换层位于所述衬底基板上;所述光电转换层具有靠近所述衬底基板的第一面和远离所述衬底基板的第二面。偏压信号线位于所述光电转换层与所述衬底基板之间。导电结构位于所述衬底基板上;所述导电结构的一端与所述光电转换层的第二面耦接,另一端与所述偏压信号线耦接,两端之间的部分位于所述光电转换层的旁侧。本公开提供的平板探测器基板用于实现数字化X射线摄影。

Description

平板探测器基板及其制作方法、平板探测器
技术领域
本公开涉及平板探测器技术领域,尤其涉及一种平板探测器基板及制作方法、平板探测器。
背景技术
数字化X射线摄影(Digital Radiography,DR),以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点,成为数字X射线摄影技术的主要方向。数字化X射线摄影的技术核心是X射线平板探测器,X射线平板探测器是一种精密和贵重的设备,对成像质量起着决定性的作用。
发明内容
本公开实施例的目的在于提供一种平板探测器基板及其制作方法、平板探测器,用于提高平板探测器基板的填充率,进而提高平板探测器基板的灵敏度及量子检出效率。
为达到上述目的,本公开实施例提供了如下技术方案:
一方面,提供一种平板探测器基板,包括:衬底基板、光电转换层、偏压信号线和导电结构。光电转换层位于所述衬底基板上;所述光电转换层具有靠近所述衬底基板的第一面和远离所述衬底基板的第二面。偏压信号线位于所述光电转换层与所述衬底基板之间。导电结构位于所述衬底基板上;所述导电结构的一端与所述光电转换层的第二面耦接,另一端与所述偏压信号线耦接,两端之间的部分位于所述光电转换层的旁侧。
在一些实施例中,平板探测器基板,还包括:薄膜晶体管、栅线和数据线。薄膜晶体管位于所述光电转换层与所述衬底基板之间,所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极,所述源极与所述光电转换层的第一面耦接;所述薄膜晶体管的有源层在所述衬底基板上的正投影处于所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影范围之内。栅线与所述薄膜晶体管的栅极同层设置,所述栅极与所述栅线耦接;所述栅极和所述栅线所在膜层为栅极层。数据线与所述薄膜晶体管的源极和漏极同层设置,所述源极与所述数据线耦接;所述源极、所述漏极和所述数据线所在膜层为源漏极层,所述源漏极层位于所述栅极层远离所述衬底基板的一侧。
在一些实施例中,所述偏压信号线位于所述栅极层。所述平板探测器基板还包括:第一绝缘层和第一转接电极。第一绝缘层位于所述栅极层和所述源漏极层之间,所述第一绝缘层中具有第一过孔。第一转接电极位于所述源漏极层,所述第一转接电极通过所述第一过孔与所述偏压信号线耦接,所述第一转接电极还与所述光电转换层的第二面耦接。其中,所述第一转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
在一些实施例中,所述第一转接电极在所述衬底基板上的正投影与所述栅线在所述衬底基板上的正投影相交叠。所述平板探测器基板还包括第一介电图案。第一介电图案位于所述第一转接电极与所述栅线的交叠区域,所述第一介电图案位于所述栅线与所述第一转接电极之间;所述第一介电图案的材料为半导体材料和绝缘材料中的至少一种。
在一些实施例中,所述有源层位于所述栅极层与所述源漏极层之间,所述第一绝缘层位于所述栅极层与所述有源层之间;所述第一介电图案与所述有源层同层设置。
在一些实施例中,所述栅线在所述衬底基板上的正投影与所述数据线在所述衬底基板上的正投影相交叠。所述平板探测器基板还包括第二介电图案。第二介电图案位于所述栅线与所述数据线的交叠区域,所述第二介电图案位于所述栅线与所述数据线之间。其中,所述第一介电图案与所述第二介电图案同层设置。
在一些实施例中,所述有源层位于所述栅极层与所述衬底基板之间。所述平板探测器基板还包括第二绝缘层。第二绝缘层位于所述有源层和所述栅极层之间,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层中具有贯通二者的源极接触孔和漏极接触孔;所述源极通过所述源极接触孔与所述有源层形成电接触,所述漏极通过所述漏极接触孔与所述有源层形成电接触。
在一些实施例中,所述第一绝缘层中还具有第二过孔。所述平板探测器基板还包括绑定电极。绑定电极位于所述源漏极层,所述绑定电极通过所述第二过孔与所述偏压信号线耦接。所述绑定电极被配置为,与驱动芯片绑定,以接收来自所述驱动芯片的偏置信号,并将所述偏置信号传输至所述偏压信号线。
在一些实施例中,所述偏压信号线位于所述源漏极层。所述偏压信号线的一端延伸至所述光电转换层所覆盖的范围之外,且所述偏压信号线的该端从所述光电转换层的旁侧与所述光电转换层的第二面耦接。
在一些实施例中,平板探测器基板还包括:第三绝缘层和第一电极层。第三绝缘层位于所述源漏极层与所述光电转换层之间,所述第三绝缘层中具有第三过孔。第一电极层位于所述第三绝缘层与所述光电转换层之间;所述第一电极层包括与所述光电转换层的第一面接触的第一电极,及位于所述第一电极旁侧的第二转接电极,所述第一电极与所述第二转接电极相互绝缘;所述第二转接电极通过所述第三过孔与所述偏压信号线耦接。其中,所述第二转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
在一些实施例中,所述第三绝缘层中还具有电极接触孔。所述第一电极通过所述电极接触孔与所述薄膜晶体管的源极耦接,以使所述光电转换层的第一面与所述源极耦接。
在一些实施例中,平板探测器基板,还包括:第二电极、第四绝缘层和第三转接电极。第二电极位于所述光电转换层远离所述衬底基板一侧,所述第二电极与所述光电转换层的第二面接触。第四绝缘层位于所述第二电极远离所述衬底基板一侧,所述第四绝缘层中具有第四过孔和第五过孔。第三转接电极位于所述第四绝缘层远离所述衬底基板一侧;所述第三转接电极的一端通过第四过孔与所述第二转接电极耦接,另一端通过第五过孔与所述光电转换层的第二电极耦接。其中,所述第三转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
在一些实施例中,述第三转接电极的材料为透明导电材料。
在一些实施例中,所述第四过孔在所述衬底基板上的正投影,与所述第三过孔在所述衬底基板上的正投影不重叠。
在一些实施例中,所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影与所述偏压信号线在所述衬底基板上的正投影至少部分重叠。
在一些实施例中,所述平板探测器基板还包括:第三绝缘层和第一电极层。第三绝缘层位于所述源漏极层与所述光电转换层之间。第一电极层位于所述第三绝缘层与所述光电转换层之间,所述第一电极层包括与所述光电转换层的第一面接触的第一电极,及所述偏压信号线;所述偏压信号线与所述第一电极相互绝缘,所述偏压信号线从所述光电转换层的旁侧与所述光电转换层的第二面耦接。
在一些实施例中,所述薄膜晶体管的源极与所述光电转换层的第一面形成耦接的部分在所述衬底基板上的正投影,与所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影不重叠。
在一些实施例中,所述平板探测器基板具有多个感光区域;每个感光区域内设置有所述光电转换层、所述偏压信号线和所述导电结构。所述多个感光区域呈阵列式排布;所述偏压信号线沿行方向或列方向延伸。
另一方面,提供一种平板探测器,所述平板探测器包括:上述任一实施例所述的平板探测器基板;以及,与所述平板探测器基板耦接的驱动芯片。所述驱动芯片被配置为,向所述平板探测器基板的偏压信号线传输偏压信号。
又一方面,提供一种平板探测器基板的制作方法,包括:
提供衬底基板,在所述衬底基板上形成偏压信号线。
在形成有所述偏压信号线的衬底基板的一侧形成光电转换层;所述光电转换层具有靠近所述衬底基板的第一面和远离所述衬底基板的第二面。
在所述衬底基板上形成导电结构;所述导电结构的一端与所述光电转换层的第二面耦接,另一端与所述偏压信号线耦接,两端之间的部分位于所述光电转换层的旁侧,以使所述光电转换层的第二面通过所述导电结构从所述光电转换层的旁侧与所述偏压信号线耦接。
在一些实施例中,所述的制作方法,还包括:在所述形成所述光电转换层的步骤之前,形成薄膜晶体管;所述薄膜晶体管的有源层在所述衬底基板上的正投影处于所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影范围之内。
所述形成薄膜晶体管的步骤,包括:
在所述衬底基板上形成栅极层;所述栅极层包括薄膜晶体管的栅极、栅线和所述偏压信号线,所述栅极与所述栅线耦接。
在所述栅极层远离所述衬底基板的一侧形成第一绝缘层;所述第一绝缘层中具有第一过孔。
在所述第一绝缘层远离所述衬底基板的一侧形成源漏极层;所述源漏极层包括薄膜晶体管的源极和漏极、数据线和第一转接电极,所述源极与所述数据线耦接,所述第一转接电极通过所述第一过孔与所述偏压信号线耦接。
在一些实施例中,所述的制作方法,还包括:
在所述形成薄膜晶体管的步骤与所述形成光电转换层的步骤之间,形成第三绝缘层;所述第三绝缘层中具有第三过孔。
在所述第三绝缘层远离所述衬底基板的一侧形成第一电极层;所述第一电极层包括与所述光电转换层的第一面接触的第一电极,及位于所述第一电极旁侧的第二转接电极,所述第一电极与所述第二转接电极相互绝缘,所述第二转接电极通过所述第三过孔与所述第一转接电极耦接。
在一些实施例中,所述的制作方法,还包括:
在形成所述光电转换层的步骤之后,形成第二电极;所述第二电极与所述光电转换层的第二面接触。
在所述光电转换层远离所述衬底基板的一侧形成第四绝缘层;所述第四绝缘层中具有第四过孔和第五过孔。
在所述第四绝缘层远离所述衬底基板的一侧形成第三转接电极;所述第三转接电极的一端通过第四过孔与所述第二转接电极耦接,另一端通过第五过孔与所述第二电极耦接。
其中,所述第一转接电极、所述第二转接电极和所述第三转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
附图说明
为了更清楚地说明本公开中的技术方案,下面将对本公开一些实施例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公开的一些实施例的附图,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。此外,以下描述中的附图可以视作示意图,并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程等的限制。
图1为根据相关技术的平板探测器基板的剖视图;
图2A为根据一些实施例的平板探测器基板的俯视图;
图2B为图2A所示的平板探测器基板的局部放大图;
图3为根据图2的平板探测器基板的沿AA线的剖视图;
图4为根据图2的平板探测器基板的沿BB线的剖视图;
图5为根据图2的平板探测器基板的沿CC线的剖视图;
图6~图15为根据一些实施例的平板探测器基板的制作过程示意图;
图16为根据一些实施例的平板探测器基板的制作方法的一种流程图;
图17为根据一些实施例的平板探测器基板的制作方法的另一种流程图;
图18为根据一些实施例的平板探测器的结构图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非上下文另有要求,否则,在整个说明书和权利要求书中,术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思,即为“包含,但不限于”。在说明书的描述中,术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外,所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在描述一些实施例时,可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如,描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如,描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而,术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触,但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义,均包括以下A、B和C的组合:仅A,仅B,仅C,A和B的组合,A和C的组合,B和C的组合,及A、B和C的组合。
X射线平板探测器按照能量转换的方式可以分为两种:间接转换X射线平板探测器(Indirect Flat Panel X-ray Detector)和直接转换X射线平板探测器(Direct FlatPanel X-ray Detector)。以下,以间接转换X射线平板探测器为例进行示意。
相关技术中,如图1所示,平板探测器基板100’包括衬底基板1’、薄膜晶体管3’、光电转换层2’以及偏压信号线L’。偏压信号线L’位于光电转换层2’上方,偏压信号线L’被配置为向光电转换层2’远离衬底基板1’的一面传输偏压信号,使得光电转换层2’接收可见光的照射后,可以产生光电流。
示例性地,薄膜晶体管3’包括栅极31’、有源层32’、源极33’、漏极34’以及位于栅极31’和有源层32’之间的第一绝缘层35’。
由于偏压信号线L’位于光电转换层2’上方,且使用金属材料,因此偏压信号线L’会对光电转换层造成遮挡。此外,在薄膜晶体管3’采用底栅结构的情况下,需要在有源层32’的上方设置遮光金属遮挡有源层32’。示例性地,偏压信号线L’与遮光金属同层设置。通过设置遮光金属可以避免有源层32’受到光照,造成薄膜晶体管3’因产生光生电流而漏电流增大。上述遮光金属位于光电转换层2’上方,同样会对光电转换层2’造成遮挡。
由于偏压信号线L’及遮光金属的存在,会对光电转换层2’造成遮挡,影响光电转换层2’接收可见光信号,导致平板探测器基板100’的填充率下降,从而影响平板探测器基板100’的灵敏度及量子检出效率。
基于此,本公开提供一种平板探测器基板100,如图2A、图2B、图3、图4和图5所示,平板探测器基板100包括:衬底基板1、光电转换层2、偏压信号线L以及导电结构6。
光电转换层2位于衬底基板1上,光电转换层2具有靠近衬底基板1的第一面S1和远离衬底基板1的第二面S2。
示例性地,光电转换层包括PIN型光电二极管、NIP型光电二极管或者PN型光电二极管中的至少一种。
偏压信号线L位于光电转换层2与衬底基板1之间。
导电结构6位于衬底基板1上,导电结构6的一端与光电转换层2的第二面S2耦接,另一端与偏压信号线L耦接,两端之间的部分位于光电转换层2的旁侧,以使光电转换层2的第二面S2通过导电结构6从光电转换层2的旁侧与偏压信号线L耦接。
这样,偏压信号线L通过导电结构6实现向光电转换层2的第二面S2传输偏压信号,并且偏压信号线L位于光电转换层2下方,使得偏压信号线L不会对光电转换层2造成遮挡,从而不会影响光电转换层2接收可见光信号,提高了平板探测器基板100的填充率,进而提高了平板探测器基板100的灵敏度及量子检出效率。
此外,由于不需要在光电转换层2上方设置具有偏压信号线L’(如图1所示)的金属膜层以及与其共生的钝化层4’(如图1所示),从而减少了制作平板探测器基板的阵列(Array)工序。
在一些实施例中,如图2B、图3、图4和图5所示,平板探测器基板100还包括:薄膜晶体管3、栅线4以及数据线5。薄膜晶体管3位于光电转换层2与衬底基板1之间,薄膜晶体管3包括栅极31、有源层32、源极33和漏极34,源极33与光电转换层2的第一面S1耦接。薄膜晶体管3的有源层32在衬底基板1上的正投影处于光电转换层2在衬底基板1上的正投影范围之内。
示例性地,薄膜晶体管3位于光电转换层2与衬底基板1之间,并且,薄膜晶体管3的有源层32在衬底基板1上的正投影处于光电转换层2在衬底基板1上的正投影范围之内。这样,光电转换层2可以对薄膜晶体管3形成遮挡,避免可见光照射薄膜晶体管3,从而避免了由此产生的薄膜晶体管3漏电流过大的问题。
在一些实施例中,如图2B、图3、图4和图6所示,栅线4与薄膜晶体管3的栅极31同层设置,栅极31与栅线4耦接;栅极31和栅线4所在膜层为栅极层G。如图2B、图3、图4和图9所示,数据线5与薄膜晶体管3的源极33和漏极34同层设置,源极33与数据线5耦接。源极33、漏极34和数据线5所在膜层为源漏极层SD,源漏极层SD位于栅极层G远离衬底基板1的一侧。
在一些实施例中,薄膜晶体管3为底栅结构或者顶栅结构,本公开实施例对此不做限定。
在一些实施例中,薄膜晶体管3为底栅结构。有源层32位于栅极层G与衬底基板1之间。平板探测器基板还包括第一绝缘层35,第一绝缘层35位于栅极层G与有源层32之间,有源层32位于栅极层G与源漏极层SD之间。
在一些实施例中,薄膜晶体管3为顶栅结构。平板探测器基板还包括第一绝缘层35和第二绝缘层。第二绝缘层位于有源层32和栅极层G之间,第一绝缘层35和第二绝缘层中具有贯通二者的源极接触孔和漏极接触孔。源极33通过源极接触孔与有源层32形成电接触,漏极34通过漏极接触孔与有源层32形成电接触。
以下,均以薄膜晶体管3为底栅结构为例进行示意。
在一些实施例中,如图2B、图4和图6所示,偏压信号线L可以位于栅极层G。如图2B、图4和图7所示,第一绝缘层35中具有第一过孔351。如图2、图4、图5和图9所示,平板探测器基板100还包括第一转接电极61。第一转接电极61位于源漏极层SD,第一转接电极61通过第一过孔351与偏压信号线L耦接,第一转接电极61还与光电转换层2的第二面S2耦接。其中,第一转接电极61形成导电结构6的至少一部分。
需要说明的是,此处,第一转接电极61与光电转换层2的第二面S2之间的耦接可以是间接耦接,即,二者之间通过一些结构实现耦接,后续实施例中会给出一些实现方式。
在一些实施例中,如图2B和图9所示,第一转接电极61在衬底基板1上的正投影与栅线4在衬底基板1上的正投影相交叠。如图2B、图8和图9所示,平板探测器基板100还包括:位于第一转接电极61与栅线4的交叠区域的第一介电图案321,第一介电图案321位于栅线4与第一转接电极61之间。
示例性地,第一介电图案321在衬底基板1上的正投影的面积大于或等于栅线4与第一转接电极61的交叠区域在衬底基板1上的正投影面积。
示例性地,第一介电图案321的材料为半导体材料和绝缘材料中的至少一种。这样,第一介电图案321增大了第一转接电极61与栅线4之间介电材料的介电常数,从而第一介电图案321可以减小栅线4与第一转接电极61之间的寄生电容。
在第一介电图案321的材料为半导体材料的情况下,示例性地,由于有源层32位于栅极层G与源漏极层SD之间,第一绝缘层35位于栅极层G与有源层32之间,因此第一介电图案321可以与有源层32同层设置。这样,第一介电图案321可以与有源层32在同一制作工艺中形成,简化了制作流程。
在一些实施例中,如图2B、图8和图9所示,栅线4在衬底基板1上的正投影与数据线5在衬底基板1上的正投影相交叠。平板探测器基板100还包括第二介电图案322,第二介电图案322位于栅线4与数据线5的交叠区域,第二介电图案322位于栅线4与数据线5之间。第二介电图案322的材料为半导体材料和绝缘材料中的至少一种。这样,第二介电图案322可以减小栅线4与数据线5之间的寄生电容。
示例性地,第二介电图案322在衬底基板1上的正投影的面积大于或等于栅线4与数据线5的交叠区域在衬底基板1上的正投影面积。
示例性地,第一介电图案321可以与第二介电图案322同层设置,或者,第一介电图案321、第二介电图案322和有源层32可以同层设置,这样可以简化制作流程。
在一些实施例中,如图2B、图7、图8和图9所示,第一绝缘层35中还具有第二过孔352。平板探测器基板100还包括绑定电极60,绑定电极60可以位于源漏极层SD,绑定电极60通过第二过孔352与偏压信号线L耦接。绑定电极60被配置为,与外部的驱动芯片绑定,以接收来自驱动芯片的偏置信号,并将偏置信号传输至偏压信号线L。
在一些实施例中,如图2A所示,平板探测器基板100具有多个感光区域GG。如图2B所示,每个感光区域GG内设置有光电转换层2、偏压信号线L和导电结构6。多个感光区域GG呈阵列式排布,偏压信号线L沿行方向或列方向延伸。
示例性地,外部的驱动芯片通过连接线逐列向每个感光区域GG内的绑定电极60传输偏压信号,绑定电极60通过第二过孔352将偏压信号传输至其对应感光区域内的偏压信号线L,从而实现绑定电极60对偏压信号的接收和传输。
在一些实施例中,偏压信号线L也可以位于源漏极层SD。偏压信号线L的一端延伸至光电转换层2所覆盖的范围之外,且偏压信号线L的这一端从光电转换层2的旁侧与光电转换层2的第二面S2耦接。在此情况下,第一绝缘层35中可以不设置第一过孔351、第二过孔352。在源漏极层SD可以设置绑定电极60,也可以不设置绑定电极60,本公开实施例对此不做限定。
示例性地,在源漏极层不设置绑定电极60的情况下,偏压信号线L直接与驱动芯片耦接,偏压信号线L直接接收来自驱动芯片的偏压信号。
在一些实施例中,如图2B、图3、图4、图5和图11所示,平板探测器基板100还包括第三绝缘层7和第一电极层8。第三绝缘层7位于源漏极层SD与光电转换层2之间,第三绝缘层7中具有第三过孔71。第一电极层8位于第三绝缘层7与光电转换层2之间。
第一电极层8包括第一电极81和第二转接电极62。第一电极81与光电转换层2的第一面S1接触,第二转接电极62位于第一电极81旁侧,第一电极81与第二转接电极62相互绝缘,第二转接电极62通过第三过孔71与偏压信号线L耦接。其中,第二转接电极62形成导电结构6的至少一部分。
此处,第二转接电极62与偏压信号线L的耦接可以为间接耦接,例如,在偏压信号线L位于栅极层G的情况下,第二转接电极62通过第三过孔71、第一转接电极61、第一过孔351与偏压信号线L实现耦接。
第二转接电极62还与光电转换层2的第二面S2耦接。
此处,第二转接电极62与光电转换层2的第二面S2的耦接为间接耦接,二者之间通过一些结构实现耦接,后续实施例中会给出一些实现方式。
需要说明的是,第一电极81与第二转接电极62同层设置且相互绝缘,这样可以避免与第二转接电极62耦接的偏压信号线L和第一电极81耦接,从而确保了偏压信号线L中的偏压信号不会传输至光电转换层2的第一面S1。
在一些实施例中,如图2B、图11所示,第三绝缘层7中还具有电极接触孔72。第一电极81通过电极接触孔72与薄膜晶体管3的源极33耦接,以使光电转换层2的第一面S1与源极33耦接。
示例性地,第一电极81的材料包括金属或者合金;第一电极81的材料也可以包括金属氧化物导电材料,例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌镓氧化物(GZO)或者掺铝氧化锌(AZO)等材料中的至少一种;第一电极81的材料也可以包括金属氮化物导电材料,例如氮化钛(TiN)、氮氧化钛(TiON)、氮化钽(TaN)或者氮氧化钽(TaON)等材料中的至少一种。本公开实施例对此不做限定。
示例性地,第三绝缘层7的材料可以包括树脂、氧化硅、氮化硅等绝缘材料中的至少一种。
在一些实施例中,薄膜晶体管3的源极33与光电转换层2的第一面S1形成耦接的部分在衬底基板1上的正投影,与光电转换层2在衬底基板1上的正投影不重叠。
示例性地,在源极33与光电转换层2的第一面S1形成耦接的部分上方,不设置光电转换层2。
需要指出的是,源极33与光电转换层2的第一面S1形成耦接的部分具有一定高度,在上述耦接部分的区域上方设置光电转换层2,会造成光电转换层2不平整,从而影响光电转换层2的特性。因此,在源极33与光电转换层2的第一面S1形成耦接部分的区域上方,不设置光电转换层2,避免了由于对光电转换层2不平整所造成的不良影响,提高了光电转换层2的特性。
在另一些实施例中,薄膜晶体管3的源极33中与光电转换层2的第一面S1形成耦接的部分在衬底基板1上的正投影,也可以与光电转换层2在衬底基板1上的正投影重叠,本公开实施例对此不做限定。
示例性地,在源极33与光电转换层2的第一面S1形成耦接的部分上方,设置光电转换层2。这样,可以增大光电转换层2的铺设面积,从而提高了平板探测器基板100的填充率。
在一些实施例中,如图2B、图3、图4、图5和图15所示,平板探测器基板100还包括:第四绝缘层9、第二电极10和第三转接电极63。第二电极10位于光电转换层2远离衬底基板1一侧,第二电极10与光电转换层2的第二面S2接触。第四绝缘层9位于第二电极10远离衬底基板1的一侧,第四绝缘层9中具有第四过孔91和第五过孔92。
第三转接电极63位于第四绝缘层9远离衬底基板1一侧,第三转接电极63的一端通过第四过孔91与第二转接电极62耦接,第三转接电极63的另一端通过第五过孔92与光电转换层2远离衬底基板1一侧的第二电极10耦接。其中,第三转接电极63也形成导电结构6的至少一部分。
这样,通过第二转接电极62、第三转接电极63以及第二电极10,实现了偏压信号线L与光电转换层2的第二面S2的耦接。
示例性地,第四绝缘层9中的第四过孔91和第五过孔92之间的距离很近。例如,第四过孔91的中心和第五过孔92的中心之间的距离小于或者等于70微米。这样使得跨越第四过孔91和第五过孔92之间第三转接电极63的长度减小,从而提高了第三转接电极63的信号传输速率。
在一些实施例中,第三转接电极63和第二电极10的材料为透明导电材料。这样,避免了第三转接电极63和第二电极10对光电转换层2造成遮挡。
示例性地,第三转接电极63的材料为透明导电材料。第三转接电极63的材料与第二电极10的材料相同或者不相同。例如,第三转接电极63的材料包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌镓氧化物(GZO)或者掺铝氧化锌(AZO)等材料中的至少一种。
示例性地,第四绝缘层9的材料可以为透明绝缘材料,例如树脂材料。
在一些实施例中,用于连接第二转接电极62与第三转接电极63的第四过孔91在衬底基板1上的正投影,与第三过孔71在衬底基板1上的正投影不重叠。
示例性地,如图14所示,用于连接第二转接电极62与第三转接电极63的第四过孔91在衬底基板1上的正投影与第三过孔71在衬底基板1上的正投影不重叠。
在另一些实施例中,用于连接第二转接电极62与第三转接电极63的第四过孔91在衬底基板1上的正投影,与第三过孔71在衬底基板1上的正投影至少部分重叠,本公开实施例对此不做限定。
在一些实施例中,光电转换层2在衬底基板1上的正投影与偏压信号线L在衬底基板1上的正投影至少部分重叠。例如,在偏压信号线L位于栅极层G(如图2B、图6、图9所示)或者位于源漏层SD的情况下,偏压信号线L在衬底基板1上的正投影与光电转换层2在衬底基板1上的正投影至少部分重叠。例如,光电转换层2在衬底基板1上的正投影覆盖偏压信号线L在衬底基板1上的正投影的主体部分,仅露出偏压信号线L的投影的端部。
在一些实施例中,偏压信号线L也可以位于第一电极层8。偏压信号线L从光电转换层2的旁侧与光电转换层2的第二面S2耦接。例如,偏压信号线L位于光电转换层2所覆盖的范围之外,这样,便于偏压信号线L从旁侧与光电转换层2的第二面S2耦接。
示例性地,第一电极层8的第一电极81与光电转换层2的第一面S1接触,偏压信号线L位于第一电极81旁侧,第一电极81与偏压信号线L相互绝缘。例如,偏压信号线L位于第一电极层8的情况下,偏压信号线L在衬底基板1上的正投影与栅线4在衬底基板1上的正投影重合或者至少部分重合。
在此情况下,第一电极层8可以不设置第二转接电极62。例如,在第一电极层8中不设置第二转接电极62的情况下,偏压信号线L直接通过第四绝缘层9中的第四过孔91与第三转接电极63耦接,并通过第三转接电极63实现与光电转换层2的第二面S2进行耦接,从而实现偏压信号线L向光电转换层2的第二面S2传输偏压信号。
在一些实施例中,平板探测器基板100还包括导电层。导电层可以位于源漏极层SD和第一电极层8之间,在此情况下,偏压信号线L也可以位于导电层。偏压信号线L在衬底基板1上的正投影与薄膜晶体管3在衬底基板1上的正投影没有重叠,这样,避免了偏压信号线L和薄膜晶体管3在传输信号时的相互影响。
在此情况下,示例性地,第三绝缘层7位于导电层与第一电极层8之间,第三绝缘层7中具有第三过孔71。第一电极层8包括第一电极81和第二转接电极62。第一电极81与光电转换层2的第一面S1接触,第二转接电极62位于第一电极81旁侧,第一电极81与第二转接电极62相互绝缘,第二转接电极62通过第三过孔71与位于导电层的偏压信号线L耦接。
并且,第二转接电极62还与光电转换层2的第二面S2耦接。
此处,第二转接电极62与光电转换层2的第二面S2的耦接为间接耦接,例如通过第三转接电极63及第二电极10,实现第二转接电极62与光电转换层2的第二面S2的间接耦接,从而实现偏压信号线L向光电转换层2的第二面S2传输偏压信号。
在一些实施例中,如图3、图4和图5所示,平板探测器基板100还包括:位于光电转换层2和导电结构6远离衬底基板1一侧的保护层11。这样,保护层11可以对位于衬底基板1上的各膜层结构起到保护作用,提高了平板探测器基板100的稳定性。
示例性地,保护层11的材料可以为透明绝缘材料,例如,保护层11的材料为树脂材料。
在一些实施例中,如图3、图4和图5所示,平板探测器基板100还包括:位于保护层11远离衬底基板1一侧的光转换层12。光转换层12被配置为将X射线光子转化为可见光光子。
示例性地,光转换层12的材料为碘化铯(CsI)或者硫氧化钆(GOS)。
需要说明的是,本公开中所提及的“同层设置”,指的是采用同一成膜工艺形成用于形成特定图形的膜层,然后利用同一掩模板通过一次构图工艺形成的层结构。根据特定图形的不同,一次构图工艺可能包括多次曝光、显影或刻蚀工艺,而形成的层结构中的特定图形可以是连续的也可以是不连续的,这些特定图形还可能处于不同的高度或者具有不同的厚度。
此外,本公开实施例中所涉及的薄膜晶体管3,由于薄膜晶体管3中的源极33、漏极34在结构上通常是对称的,所以其源极33、漏极34在结构上是没有区别的。在本公开实施例中,为区分薄膜晶体管3除栅极31之外的两极,将其中一极称为源极33,另一极称为漏极34。然而本领域的技术人员应当明白,由于所述薄膜晶体管的源极和漏极在结构上的可互换性,两者的连接关系也可以互换,这属于本公开的上述实施例的等同变换。
此外,本公开实施例还提供一种平板探测器基板的制作方法,参考图2B~图16所示,制作方法包括:S100~S300。
S100:提供衬底基板1,在衬底基板1上形成偏压信号线L。
示例性地,偏压信号线L可以与其他膜层结构同层设置,或者,偏压信号线L也可以单独一层设置。本公开实施例对此不做限定。
S200:在形成有偏压信号线L的衬底基板1的一侧形成光电转换层2。光电转换层2具有靠近衬底基板1的第一面S1和远离衬底基板1的第二面S2。
S300:在衬底基板1上形成导电结构6。导电结构6的一端与光电转换层2的第二面S2耦接,另一端与偏压信号线L耦接,两端之间的部分位于光电转换层2的旁侧,以使光电转换层2的第二面S2通过导电结构6从光电转换层2的旁侧与偏压信号线L耦接。
在一些实施例中,平板探测器基板100的制作方法,还包括:在形成光电转换层2的步骤之前,形成薄膜晶体管3。薄膜晶体管3有源层32在衬底基板1上的正投影处于光电转换层2在衬底基板1上的正投影范围之内。
需要指出的是,平板探测器基板100的制作过程根据其具体结构而定,下面以偏压信号线L位于栅极层G、薄膜晶体管3为底栅结构为例,对制作方法进行示例性介绍。
如图17所示,在一些实施例中,形成薄膜晶体管3的步骤包括:S101~S103。
S101:在衬底基板1上形成栅极层G。其中,栅极层G包括薄膜晶体管3的栅极31、栅线4和偏压信号线L,栅极31与栅线4耦接。
示例性地,如图6所示,偏压信号线L位于栅极层G,例如可以通过一道构图工艺制作栅极31、栅线4和偏压信号线L,形成栅极层G。
此处,构图工艺包括涂胶、曝光、显影、刻蚀等工序。构图工艺可能包括多次曝光、显影或刻蚀工艺,而形成的层结构中的特定图形,可以是连续的也可以是不连续的,这些特定图形还可能处于不同的高度或者具有不同的厚度。这样一来,可以同时制作栅极31、栅线4和偏压信号线L,从而简化了制作工艺。
S102:在栅极层G远离衬底基板1的一侧形成第一绝缘层35。其中,第一绝缘层35中具有第一过孔351。
示例性地,如图7所示,在栅极层G远离衬底基板1的一侧沉积第一绝缘层35。第一绝缘层35中具有第一过孔351;或者,第一绝缘层35中具有第一过孔351和第二过孔352。第一过孔351和第二过孔352在沉底基板1上的正投影与偏压信号线L在在沉底基板1上的正投影至少部分重叠。
示例性地,如图8所示,形成第一绝缘层35后,可以制作有源层32。此外,在平板探测器基板100还包括第一介电图案321和第二介电图案322中的至少一者的情况下,第一介电图案321和第二介电图案322可以与有源层32同层制作。
S103:在第一绝缘层35远离衬底基板1的一侧形成源漏极层SD。源漏极层SD包括薄膜晶体管3的源极33和漏极34、数据线5和第一转接电极61。其中,源极33与数据线5耦接,第一转接电极61通过第一过孔351与偏压信号线L耦接。
示例性地,如图9所示,源极33和漏极34、数据线5和第一转接电极61可以在同一道构图工艺中制作完成,以形成源漏极层SD。此外,在平板探测器基板100还包括绑定电极60的情况下,绑定电极60也可以在制作源漏极层SD时进行制作。
在一些实施例中,平板探测器基板100的制作方法还包括:
S104:在形成薄膜晶体管3的步骤与形成光电转换层2的步骤之间,形成第三绝缘层7。第三绝缘层7中具有第三过孔71和电极接触孔72,如图10所示。
S105:在第三绝缘层7远离衬底基板1的一侧形成第一电极层8。第一电极层8包括与光电转换层2的第一面S1接触的第一电极81,及位于第一电极81旁侧的第二转接电极62,第一电极81与第二转接电极62相互绝缘,第二转接电极62通过第三过孔71与第一转接电极61耦接,如图11所示。
在一些实施例中,平板探测器基板100的制作方法还包括:
S301:在形成光电转换层2的步骤之后,形成第二电极10,第二电极10与光电转换层2的第二面S2接触,如图12和图13所示。
S302:在光电转换层2远离衬底基板1的一侧形成第四绝缘层9。第四绝缘层9中具有第四过孔91和第五过孔92,如图14所示。
S303:在第四绝缘层9远离衬底基板1的一侧形成第三转接电极63。第三转接电极63的一端通过第四过孔91与第二转接电极62耦接,另一端通过第五过孔92与第二电极10耦接,如图15所示。
其中,第一转接电极61、第二转接电极62和第三转接电极63形成导电结构6的至少一部分。
本公开实施例还提供一种平板探测器200,如图18所示,平板探测器200包括如上述任一实施例所述的平板探测器基板100和驱动芯片202。
平板探测器基板100具有多个感光区域GG,每个感光区域GG内设置有光电转换层、偏压信号线和薄膜晶体管。薄膜晶体管与光电转换层的第一面耦接,偏压信号线与光电转换层的第二耦接。
驱动芯片202与平板探测器基板100耦接。例如,驱动芯片202通过柔性线路板201(Flexible Printed Circuit,FPC)与平板探测器基板100耦接。
驱动芯片201被配置为向平板探测器基板100的偏压信号线L传输偏压信号,这样可通过偏压信号线向光电转换层的第二面传输偏压信号。
此外,驱动芯片201还被配置为控制平板探测器基板100中的薄膜晶体管打开,向与薄膜晶体管耦接的光电转换层的第一面传输电压信号。这样,就能够驱动光电转换层进行光线的感应和采集,例如采集透过人体的X射线,并输出相应的电信号。
本公开实施例中提供的平板探测器200所达到的有益效果与上述平板探测器基板100的有益效果相同,在此不再赘述。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种平板探测器基板,其特征在于,包括:
衬底基板;
位于所述衬底基板上的光电转换层,所述光电转换层具有靠近所述衬底基板的第一面和远离所述衬底基板的第二面;
位于所述光电转换层与所述衬底基板之间的偏压信号线;
位于所述衬底基板上的导电结构;所述导电结构的一端与所述光电转换层的第二面耦接,另一端与所述偏压信号线耦接,两端之间的部分位于所述光电转换层的旁侧;
位于所述光电转换层与所述衬底基板之间的薄膜晶体管,所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极,所述源极与所述光电转换层的第一面耦接;所述薄膜晶体管的有源层在所述衬底基板上的正投影处于所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影范围之内;
与所述薄膜晶体管的栅极同层设置的栅线,所述栅极与所述栅线耦接;所述栅极和所述栅线所在膜层为栅极层;所述偏压信号线位于所述栅极层;
与所述薄膜晶体管的源极和漏极同层设置的数据线,所述源极与所述数据线耦接;所述源极、所述漏极和所述数据线所在膜层为源漏极层,所述源漏极层位于所述栅极层远离所述衬底基板的一侧;
位于所述栅极层和所述源漏极层之间的第一绝缘层,所述第一绝缘层中具有第一过孔;
位于所述源漏极层的第一转接电极,所述第一转接电极通过所述第一过孔与所述偏压信号线耦接,所述第一转接电极还与所述光电转换层的第二面耦接;
其中,所述第一转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述第一转接电极在所述衬底基板上的正投影与所述栅线在所述衬底基板上的正投影相交叠;
所述平板探测器基板还包括:
位于所述第一转接电极与所述栅线的交叠区域的第一介电图案,所述第一介电图案位于所述栅线与所述第一转接电极之间;所述第一介电图案的材料为半导体材料和绝缘材料中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的平板探测器基板,其特征在于,所述有源层位于所述栅极层与所述源漏极层之间,所述第一绝缘层位于所述栅极层与所述有源层之间;
所述第一介电图案与所述有源层同层设置。
4.根据权利要求2或3所述的平板探测器基板,其特征在于,所述栅线在所述衬底基板上的正投影与所述数据线在所述衬底基板上的正投影相交叠;
所述平板探测器基板还包括:
位于所述栅线与所述数据线的交叠区域的第二介电图案,所述第二介电图案位于所述栅线与所述数据线之间;
其中,所述第一介电图案与所述第二介电图案同层设置。
5.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述有源层位于所述栅极层与所述衬底基板之间;
所述平板探测器基板还包括:
位于所述有源层和所述栅极层之间的第二绝缘层,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层中具有贯通二者的源极接触孔和漏极接触孔;所述源极通过所述源极接触孔与所述有源层形成电接触,所述漏极通过所述漏极接触孔与所述有源层形成电接触。
6.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述第一绝缘层中还具有第二过孔;
所述平板探测器基板还包括:
位于所述源漏极层的绑定电极,所述绑定电极通过所述第二过孔与所述偏压信号线耦接;
所述绑定电极被配置为,与驱动芯片绑定,以接收来自所述驱动芯片的偏置信号,并将所述偏置信号传输至所述偏压信号线。
7.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述偏压信号线位于所述源漏极层;
所述偏压信号线的一端延伸至所述光电转换层所覆盖的范围之外,且所述偏压信号线的该端从所述光电转换层的旁侧与所述光电转换层的第二面耦接。
8.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,还包括:
位于所述源漏极层与所述光电转换层之间的第三绝缘层,所述第三绝缘层中具有第三过孔;
位于所述第三绝缘层与所述光电转换层之间的第一电极层;所述第一电极层包括与所述光电转换层的第一面接触的第一电极,及位于所述第一电极旁侧的第二转接电极,所述第一电极与所述第二转接电极相互绝缘;所述第二转接电极通过所述第三过孔与所述偏压信号线耦接;
其中,所述第二转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
9.根据权利要求8所述的平板探测器基板,其特征在于,所述第三绝缘层中还具有电极接触孔;
所述第一电极通过所述电极接触孔与所述薄膜晶体管的源极耦接,以使所述光电转换层的第一面与所述源极耦接。
10.根据权利要求8或9所述的平板探测器基板,其特征在于,还包括:
位于所述光电转换层远离所述衬底基板一侧的第二电极,所述第二电极与所述光电转换层的第二面接触;
位于所述第二电极远离所述衬底基板一侧的第四绝缘层,所述第四绝缘层中具有第四过孔和第五过孔;位于所述第四绝缘层远离所述衬底基板一侧的第三转接电极;所述第三转接电极的一端通过所述第四过孔与所述第二转接电极耦接,另一端通过所述第五过孔与所述第二电极耦接;
其中,所述第三转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的平板探测器基板,其特征在于,所述第三转接电极的材料为透明导电材料。
12.根据权利要求10所述的平板探测器基板,其特征在于,所述第四过孔在所述衬底基板上的正投影,与所述第三过孔在所述衬底基板上的正投影不完全重叠。
13.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影与所述偏压信号线在所述衬底基板上的正投影至少部分重叠。
14.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,还包括:
位于所述源漏极层与所述光电转换层之间的第三绝缘层;
位于所述第三绝缘层与所述光电转换层之间的第一电极层,所述第一电极层包括与所述光电转换层的第一面接触的第一电极,及所述偏压信号线;所述偏压信号线与所述第一电极相互绝缘。
15.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述薄膜晶体管的源极与所述光电转换层的第一面形成耦接的部分在所述衬底基板上的正投影,与所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影不重叠。
16.根据权利要求1所述的平板探测器基板,其特征在于,所述平板探测器基板具有多个感光区域;每个感光区域内设置有所述光电转换层、所述偏压信号线和所述导电结构;
所述多个感光区域呈阵列式排布;所述偏压信号线沿行方向或列方向延伸。
17.一种平板探测器,其特征在于,包括:
如权利要求1~16中任一项所述平板探测器基板;
与所述平板探测器基板耦接的驱动芯片,所述驱动芯片被配置为,向所述平板探测器基板的偏压信号线传输偏压信号。
18.一种平板探测器基板的制作方法,其特征在于,包括:
提供衬底基板,在所述衬底基板上形成偏压信号线;
在形成有所述偏压信号线的衬底基板的一侧形成光电转换层;所述光电转换层具有靠近所述衬底基板的第一面和远离所述衬底基板的第二面;
在所述衬底基板上形成导电结构;所述导电结构的一端与所述光电转换层的第二面耦接,另一端与所述偏压信号线耦接,两端之间的部分位于所述光电转换层的旁侧;
在所述形成所述光电转换层的步骤之前,形成薄膜晶体管;所述薄膜晶体管的有源层在所述衬底基板上的正投影处于所述光电转换层在所述衬底基板上的正投影范围之内;
所述形成薄膜晶体管的步骤,包括:
在所述衬底基板上形成栅极层;所述栅极层包括薄膜晶体管的栅极、栅线和所述偏压信号线,所述栅极与所述栅线耦接;
在所述栅极层远离所述衬底基板的一侧形成第一绝缘层;所述第一绝缘层中具有第一过孔;
在所述第一绝缘层远离所述衬底基板的一侧形成源漏极层;所述源漏极层包括薄膜晶体管的源极和漏极、数据线和第一转接电极,所述源极与所述数据线耦接,所述第一转接电极通过所述第一过孔与所述偏压信号线耦接。
19.根据权利要求18所述的制作方法,其特征在于,还包括:
在所述形成薄膜晶体管的步骤与所述形成光电转换层的步骤之间,形成第三绝缘层;所述第三绝缘层中具有第三过孔;
在所述第三绝缘层远离所述衬底基板的一侧形成第一电极层;所述第一电极层包括与所述光电转换层的第一面接触的第一电极,及位于所述第一电极旁侧的第二转接电极,所述第一电极与所述第二转接电极相互绝缘,所述第二转接电极通过所述第三过孔与所述第一转接电极耦接。
20.根据权利要求18所述的制作方法,其特征在于,还包括:
在形成所述光电转换层的步骤之后,形成第二电极;所述第二电极与所述光电转换层的第二面接触;
在所述光电转换层远离所述衬底基板的一侧形成第四绝缘层;所述第四绝缘层中具有第四过孔和第五过孔;
在所述第四绝缘层远离所述衬底基板的一侧形成第三转接电极;所述第三转接电极的一端通过第四过孔与第二转接电极耦接,另一端通过第五过孔与所述第二电极耦接;
其中,所述第一转接电极、所述第二转接电极和所述第三转接电极形成所述导电结构的至少一部分。
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