CN114388538A - 一种探测基板、平板探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种探测基板及其制作方法、平板探测器，涉及光电检测技术领域，能避免金属氧化物薄膜晶体管被还原，提高金属氧化物薄膜晶体管的稳定性。探测基板包括阵列排布的多个探测像素单元；探测像素单元包括：设置在衬底之上的薄膜晶体管、牺牲层和光电转换部；牺牲层位于薄膜晶体管和光电转换部之间；其中，薄膜晶体管包括有源层、第一电极和第二电极；有源层在衬底上的至少部分正投影位于牺牲层在衬底上的正投影以内；光电转换部分别与牺牲层、第一电极电连接；探测基板中，各探测像素单元的牺牲层相互独立。本发明适用于探测基板的制作。

Description

一种探测基板、平板探测器
技术领域
本发明涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种探测基板、平板探测器。
背景技术
随着X射线数字化成像技术的不断发展，采用X射线平板探测器(Flat Panel X-ray Detector，FPXD)可以直接将X影像转换为数字图像，在医疗、安防、工业检测等领域有广阔的应用前景。
X射线平板探测器包括探测基板，探测基板上包括多个薄膜晶体管和多个光电二极管(PIN)。目前，薄膜晶体管多采用非晶硅(a-Si)薄膜晶体管，但是非晶硅薄膜晶体管的载流子迁移率较低，无法满足动态X射线平板探测器的要求。而IGZO(Indium Gallium ZincOxide，铟镓锌氧化物)薄膜晶体管的载流子迁移率在5～20之间，可以满足使用场景要求。
但是，IGZO属于金属氧化物，对于高还原性的氢原子(H Plasma)十分敏感。那么，在制作相关膜层(例如：氮化硅层)和光电二极管时，氢原子会向IGZO薄膜晶体管扩散，导致IGZO薄膜晶体管被还原成金属，从而降低稳定性，甚至失去开关功能，最终大幅降低X射线平板探测器的性能。
发明内容
本发明的实施例提供一种探测基板、平板探测器，该探测基板能够尽可能地避免金属氧化物薄膜晶体管被还原，从而大幅提高金属氧化物薄膜晶体管的稳定性，进而提高平板探测器的性能。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供了一种探测基板，包括衬底以及位于所述衬底之上的阵列排布的多个探测像素单元；
所述探测像素单元包括：设置在所述衬底之上的薄膜晶体管、牺牲层和光电转换部；所述牺牲层位于所述薄膜晶体管和所述光电转换部之间；
其中，所述薄膜晶体管包括有源层、第一电极和第二电极；所述有源层在所述衬底上的至少部分正投影位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影以内；所述光电转换部分别与所述牺牲层、所述第一电极电连接；
所述探测基板中，各所述探测像素单元的所述牺牲层相互独立。
可选的，所述光电转换部设置在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧。
可选的，所述有源层在所述衬底上的正投影位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影以内。
可选的，所述光电转换部包括读取电极；
各所述探测像素单元中，所述牺牲层与所述读取电极相接触。
可选的，所述探测像素单元还包括第一钝化层、第一有机层和第一过孔，所述第一过孔贯穿所述第一钝化层和所述第一有机层，以露出所述第一电极；
所述牺牲层与所述第一电极不接触，所述读取电极通过所述第一过孔与所述第一电极相接触。
可选的，所述牺牲层在所述衬底上的正投影与所述第一过孔在所述衬底上的正投影互不交叠或者部分交叠。
可选的，所述读取电极在所述衬底上的正投影的至少部分边界位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影的边界以内。
可选的，所述光电转换部还包括设置在所述读取电极远离所述衬底一侧的光电转换结构；
所述光电转换结构在所述衬底上的正投影与所述第一过孔在所述衬底上的正投影不交叠。
可选的，所述光电转换结构在所述衬底上的正投影的边界位于所述读取电极在所述衬底上的正投影的边界以内。
可选的，所述探测像素单元还包括：依次层叠设置在所述光电转换部之上的第二有机层、第二钝化层、偏置电极和第三钝化层；
其中，所述偏置电极通过第二过孔与所述光电转换部电连接，所述第二过孔贯穿所述第二有机层和所述第二钝化层。
可选的，所述探测像素单元还包括：导电电极，所述导电电极位于所述光电转换部和所述第二有机层之间、且与所述光电转换部相接触。
可选的，所述光电转换部包括读取电极和光电转换结构；所述光电转换结构设置在所述读取电极远离所述衬底的一侧；所述光电转换结构包括依次层叠设置在所述读取电极之上的第一掺杂层、本征层和第二掺杂层，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的极性相反；
所述第一掺杂层与所述读取电极相接触，所述第二掺杂层与所述导电电极相接触。
可选的，所述探测基板还包括多条沿第一方向排布的栅线和多条沿第二方向排布的数据线；其中，所述探测像素单元中，所述牺牲层在所述衬底上的正投影与所述栅线在所述衬底上的正投影互不交叠，所述牺牲层在所述衬底上的正投影与所述数据线在所述衬底上的正投影互不交叠。
可选的，所述探测像素单元中，所述牺牲层包括相连的第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述栅线或者所述数据线的部分凸出于所述第二部分；
所述数据线中靠近所述第一部分的部分的线宽小于靠近所述第二部分的部分的线宽，所述栅线中靠近所述第一部分的部分的线宽小于靠近所述第二部分的部分的线宽。
可选的，所述探测像素单元还包括：偏置电极，所述偏置电极与所述光电转换部电连接；
所述探测基板还包括多条沿所述第二方向排布的偏压线，所述偏压线至少与沿所述第一方向排布的一排所述探测像素单元的所述偏置电极电连接。
另一方面，提供了一种平板探测器，包括：上述的探测基板。
本发明的实施例提供了一种探测基板、平板探测器，该探测基板包括衬底以及位于所述衬底之上的阵列排布的多个探测像素单元；所述探测像素单元包括：设置在所述衬底之上的薄膜晶体管、牺牲层和光电转换部；所述牺牲层位于所述薄膜晶体管和所述光电转换部之间；其中，所述薄膜晶体管包括有源层、第一电极和第二电极；所述有源层在所述衬底上的至少部分正投影位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影以内；所述光电转换部分别与所述牺牲层、所述第一电极电连接；所述探测基板中，各所述探测像素单元的所述牺牲层相互独立。
这样，各探测像素单元中，牺牲层位于薄膜晶体管和光电转换部之间，牺牲层在衬底上的正投影与有源层在衬底上的正投影至少部分交叠；那么，牺牲层可以防止制作工艺中产生的氢原子向薄膜晶体管渗透，尽可能地避免薄膜晶体管被还原，从而大幅提高薄膜晶体管的稳定性，进而提高平板探测器的性能。另外，各探测像素单元中，牺牲层与光电转换部电连接，则在两者之间不会产生电容；同时，各探测像素单元的牺牲层相互独立，从而避免不同探测像素单元的牺牲层彼此影响，进而能够解决信号串扰问题，进一步提升了产品性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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探测基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种探测像素单元的结构示意图；
图3a、3b和3c为沿图2中CC’方向的三种截面示意图；
图4为本发明实施例提供的一种薄膜晶体管的转移特性曲线图；
图5为本发明实施例提供的另一种探测像素单元的结构示意图；
图6为沿图5中DD’方向的截面示意图；
图7-9为本发明实施例提供的探测基板的制作流程结构示意图；
图10为沿图2中CC’方向的另一种截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例中，采用“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，仅为了清楚描述本发明实施例的技术方案，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。
在本发明的实施例中，“多个”的含义是两个或两个以上，“多条”的含义是两条或两条以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的实施例中，术语“上”、“下”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装置或元件必须具有特定的方位、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。
图5是本发明实施例提供的一种探测像素单元的结构示意图，图6为沿图5中DD’方向的截面示意图。结合图5和图6所示，该探测基板中，探测像素单元包括衬底100以及依次层叠设置在衬底100之上的薄膜晶体管12、第一钝化层13、第一有机层14、牺牲层10、绝缘层30和读取电极11。其中，各探测像素单元中的牺牲层相互连接，牺牲层整面设置，牺牲层与读取电极相互绝缘。该探测基板可以避免制作工艺中，氢原子对于薄膜晶体管的影响。但是发明人发现，对上述探测基板进行最终产品测试时，出现了无法采集亮态图像、且暗态图像需要数次初始化的不良现象。经过仔细分析，对牺牲层施加横定电位后，再次测试，测试结果为：产品可实现正常采集暗态图像。但采用钨片再次测试特性时，产品出现了信号串扰的问题，仍然无法正常工作。
发明人经过仔细研究后，基于上述，提出了一种新的探测基板结构。参考图1所示，包括衬底(图1未示出)以及位于衬底之上的阵列排布的多个探测像素单元1。
结合图2、图3a-3c所示，探测像素单元包括：设置在衬底100之上的薄膜晶体管12、牺牲层10和光电转换部。牺牲层位于薄膜晶体管和光电转换部之间。
其中，参考图3a-3c所示，薄膜晶体管12包括有源层123、第一电极121和第二电极122；第一电极121和第二电极122分别与有源层123电连接，有源层的材料包括金属氧化物；有源层123在衬底上的至少部分正投影位于牺牲层10在衬底上的正投影以内；光电转换部分别与牺牲层、第一电极电连接。
探测基板中，各探测像素单元的牺牲层相互独立。
上述光电转换部可以将光能转换为电能，其具体结构不做限定。示例的，参考图3a-3c所示，上述光电转换部可以包括读取电极11和光电转换结构15。该读取电极的材料不做限定，示例的，可以包括金属或者金属合金。为了提高读取速度，读取电极可以采用导电率高的金属制作，例如：钼、铝、银、铜、钛、铂、钨。光电转换结构可以包括光电二极管(PIN)，该光电二极管可以包括如图10所示的第一掺杂层151、本征层150和第二掺杂层152。另外，各探测像素单元的光电转换部相互独立，各探测像素单元的光电转换部的读取电极相互独立，以避免相邻光电转换部相互影响，降低探测准确度。
这里对于薄膜晶体管和光电转换部的相对位置不做限定，参考图3a和3b所示，光电转换部可以设置在薄膜晶体管远离衬底的一侧；或者，参考图3c所示，光电转换部还可以设置在薄膜晶体管靠近衬底的一侧。
上述薄膜晶体管中，第一电极和第二电极可以分别为漏极和源极，根据薄膜晶体管类型以及输入信号的不同，其功能可以互换，在此不做具体区分。示例的，若该薄膜晶体管为N型薄膜晶体管，第一电极可以为漏极，第二电极可以为源极。若该薄膜晶体管为P型薄膜晶体管，第一电极可以为源极，第二电极可以为漏极。
参考图3a-3c所示，薄膜晶体管12还可以包括栅极120。该薄膜晶体管可以是如图3a-3c所示的底栅型薄膜晶体管(源极和漏极设置在栅极上方)，或者，还可以是顶栅型薄膜晶体管(源极和漏极设置在栅极下方)，这里不做限定。需要说明的是，顶栅型薄膜晶体管中，栅极对有源层可以起到一定的保护作用，能防止制作工艺中部分氢原子扩散至有源层。而底栅型薄膜晶体管中，栅极无法对有源层形成保护，有源层受到氢原子的影响较为严重，此时牺牲层对于薄膜晶体管的保护作用显得尤为重要。
该薄膜晶体管中，第一电极、第二电极和栅极的材料可以包括钼、铝、银、铜、钛、铂、钨等金属，或者，还可以包括金属合金等其它导电材料，可以根据实际要求选择。
有源层在衬底上的至少部分正投影位于牺牲层在衬底上的正投影以内是指：有源层在衬底上的部分正投影位于牺牲层在衬底上的正投影以内，或者，参考图3a-3c所示，有源层在衬底上的全部正投影位于牺牲层在衬底上的正投影以内。为了尽可能的保护有源层，避免其被氢原子还原，选择后者。
上述衬底的材料不做限定，其可以包括刚性材料，例如：玻璃；或者，还可以包括柔性材料，例如：聚酰亚胺(PI)。
上述探测基板可以应用于X射线平板探测器中，X射线平板探测器可以是直接转换型(Direct DR)探测器，或者，还可以是间接转换型(Indirect DR)探测器，这里不做限定。其中，间接转换型X射线平板探测器技术较为成熟，成本相对低，探测量子效率(DetectiveQuantum Efficiency，DQE)高，信赖性好，因此得到了广泛的开发与应用。间接转换型X射线平板探测器的显示原理为：在X射线照射下，间接转换型X射线平板探测器的闪烁体层或荧光体层将X射线光子转换为可见光，然后在光电转换部的作用下将可见光转换为电信号，最终通过薄膜晶体管读取电信号并将电信号输出，以得到显示图像。
当然，上述探测基板还可以应用于其它使用金属氧化物薄膜晶体管的产品中。在该类产品的金属氧化物薄膜晶体管制作完成后，后续工艺中存在高氢、高水、高氧等致敏性环境，采用上述探测基板，可以尽可能地保护金属氧化物薄膜晶体管，避免其被还原，以提高金属氧化物薄膜晶体管的稳定性。
图2是本发明实施例提供的一种探测像素单元的结构示意图，图3a、图3b和图3c为沿图2中CC’方向的三种截面示意图。
本发明实施例提供的探测基板，各探测像素单元中，牺牲层位于薄膜晶体管和光电转换部之间，牺牲层在衬底上的正投影与有源层在衬底上的正投影至少部分交叠；那么，牺牲层可以防止制作工艺中产生的氢原子向薄膜晶体管渗透，尽可能地避免薄膜晶体管被还原，从而大幅提高薄膜晶体管的稳定性，进而提高平板探测器的性能。参考图4所示，该探测基板的薄膜晶体管具有良好的开关特性，图4为薄膜晶体管的转移特性曲线图，横坐标表示电压，单位为伏特(V)，纵坐标表示电流，单位为安培(A)。
另外，相较于图6所示的探测基板，本发明实施例提供的各探测像素单元中，牺牲层与光电转换部电连接，则在两者之间不会产生电容；同时，各探测像素单元的牺牲层相互独立，从而避免不同探测像素单元的牺牲层彼此影响，进而能够解决信号串扰问题，进一步提升了产品性能。
可选的，参考图3a和图3b所示，光电转换部设置在薄膜晶体管远离衬底的一侧。这样，在制作该探测基板时，会先形成薄膜晶体管，然后再制作光电转换部。那么，在形成薄膜晶体管后，后续制作工艺中牺牲层能够与氢原子发生化学反应，从而起到消耗和阻挡氢原子的作用，进而防止氢原子向薄膜晶体管渗透，尽可能地避免薄膜晶体管被还原，从而大幅提高薄膜晶体管的稳定性，进而提高平板探测器的性能。参考图4所示，该探测基板的薄膜晶体管具有良好的开关特性，图4为薄膜晶体管的转移特性曲线图，横坐标表示电压，单位为伏特(V)，纵坐标表示电流，单位为安培(A)。
而如图3c所示的探测基板中，光电转换部设置在薄膜晶体管12靠近衬底100的一侧。这样，在制作该探测基板时，会先形成光电转换部，然后再制作薄膜晶体管。那么，在形成薄膜晶体管时，会处于高温等环境，在该高温等环境下，已形成的光电转换部(包括读取电极11和光电转换结构15)、第二钝化层17、第二有机层16极易产生很多不良物质，从而影响薄膜晶体管，导致其被还原。该牺牲层10可以起到物理阻挡作用，以保护薄膜晶体管。
进一步可选的，为了更好地避免薄膜晶体管被还原，有源层在衬底上的正投影位于牺牲层在衬底上的正投影以内。
可选的，参考图3a和图3b所示，光电转换部包括读取电极11；各探测像素单元中，牺牲层10与读取电极11相接触。
这里对于牺牲层和读取电极相接触的方式不做限定，示例的，参考图3a和图3b所示，牺牲层10与读取电极11相对的两侧面对面接触；当然，牺牲层和读取电极还可以是仅在边界处相接触。考虑到更好地避免牺牲层和读取电极产生电容，选择前者接触结构。
上述牺牲层与读取电极相接触，从而实现电连接，进而避免两者之间产生电容，从而避免如图6所示的探测基板出现的信号串扰问题，进一步提升了产品性能。
可选的，为了简化结构，降低制作难度，参考图3a和图3b所示，探测像素单元还包括第一钝化层13、第一有机层14和第一过孔(图3未示出)，第一过孔贯穿第一钝化层和第一有机层，以露出第一电极。牺牲层与第一电极不接触，读取电极通过第一过孔与第一电极相接触。
参考图3a和图3b所示，上述第一钝化层13覆盖薄膜晶体管12，可以起到保护和绝缘作用，其材料可以包括氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅。上述第一有机层14位于第一钝化层13和牺牲层10之间，可以起到绝缘和平坦化的作用，其材料可以包括聚丙烯酸树脂、聚环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂等有机树脂材料。
参考图3a所示，上述牺牲层10可以仅设置在第一有机层14远离衬底的一侧，而在第一过孔内不设置。或者，该牺牲层还可以延伸至第一过孔内；参考图3b所示，该牺牲层10还可以延伸至第一过孔内，即在第一过孔的侧壁上设置，并覆盖第一过孔侧壁上的第一有机层14；当然，牺牲层还可以覆盖第一过孔侧壁上的第一钝化层，只要不与第一电极相接触即可。
可选的，牺牲层在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影互不交叠或者部分交叠。
参考图3a所示，牺牲层在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影互不交叠。此时，牺牲层可以绕开该第一过孔所在区域设置，或者，还可以在第一过孔所在区域具有镂空结构，这里不做限定，图2以前者为例进行绘示。该结构制作工艺简单，易于实现。
参考图3b所示，牺牲层在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影部分交叠，即牺牲层还延伸至第一过孔内；该结构中，牺牲层的覆盖范围更大，能够防止制作工艺中，第一过孔区域产生的氢原子向有源层渗透，从而更全方位地保护薄膜晶体管。
可选的，读取电极在衬底上的正投影的至少部分边界位于牺牲层在衬底上的正投影的边界以内。
上述探测基板中，读取电极在衬底上的正投影的部分边界位于牺牲层在衬底上的正投影的边界以内，或者，读取电极在衬底上的正投影的全部边界位于牺牲层在衬底上的正投影的边界以内。当然，牺牲层在衬底上的正投影的全部边界还可以均位于读取电极在衬底上的正投影的边界以内，或者，读取电极在衬底上的正投影的边界还可以和牺牲层在衬底上的正投影的边界重合。
下面具体说明两种情况。
第一种，参考图3a所示，读取电极11在衬底100上的正投影EF的边界位于牺牲层10在衬底100上的正投影E1F1的边界以内。
读取电极在衬底上的正投影的边界指的是读取电极在衬底上的正投影的外侧边界，牺牲层在衬底上的正投影的边界指的是牺牲层在衬底上的正投影的外侧边界。
该情况下，可以形成较平坦的读取电极，那么，后续在读取电极上形成的光电转换结构也比较平坦，有利于提高光电转换结构的性能。
第二种，读取电极在衬底上的正投影的边界位于牺牲层在衬底上的正投影的边界以外。
读取电极在衬底上的正投影的边界指的是读取电极在衬底上的正投影的外侧边界，牺牲层在衬底上的正投影的边界指的是牺牲层在衬底上的正投影的外侧边界。
该情况下，读取电极的尺寸可以做的稍大，牺牲层的尺寸可以做的稍小，能提高读取电极的读取速度；但是，形成的读取电极在牺牲层的边缘处会形成断差，不利于后续形成平坦的光电转换结构。
可选的，参考图3a和图3b所示，光电转换部还包括设置在读取电极11远离衬底100一侧的光电转换结构15；光电转换结构在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影不交叠。
上述光电转换结构在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影不交叠，则在第一过孔内不设置光电转换部。那么，光电转换结构可以绕开该第一过孔所在区域设置，或者，还可以在第一过孔所在区域具有镂空结构，这里不做限定。
这样，有利于形成平坦的光电转换部，以提高光电转换部的性能。当然，光电转换部还可以覆盖第一过孔，这样可以增大填充率，但是该光电转换部的底部不平整，光电转换性能较差。
进一步可选的，为了提高读取电极的读取效率，参考图3a和图3b所示，光电转换结构15在衬底100上的正投影E2F2的边界位于读取电极11在衬底100上的正投影EF的边界以内。
光电转换结构在衬底上的正投影的边界指的是光电转换结构在衬底上的正投影的外侧边界，读取电极在衬底上的正投影的边界指的是读取电极在衬底上的正投影的外侧边界。
需要说明的是，光电转换结构在衬底上的正投影的边界和读取电极在衬底上的正投影的边界重合的情况属于上述范畴内。
可选的，为了更好的驱动光电转换部，参考图3a和图3b所示，探测像素单元还包括：依次层叠设置在光电转换部之上的第二有机层16、第二钝化层17、偏置电极18和第三钝化层19。
其中，偏置电极通过第二过孔与光电转换部电连接，第二过孔贯穿第二有机层和第二钝化层。
上述偏置电极与光电转换部电连接，可以通过偏置电极向光电转换部提供偏置电压。偏置电极的材料可以包括透明导电材料，例如：铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)，以提高光透射效率。
上述第二有机层可以起到绝缘和平坦化的作用，其材料可以包括聚丙烯酸树脂、聚环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂等有机树脂材料。上述第二有机层和第一有机层的材料可以相同，也可以不同，这里不做限定。
上述第二钝化层、第三钝化层可以起到保护和绝缘作用，其材料可以包括氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅。上述第二钝化层、第三钝化层和第一钝化层的材料可以相同，也可以不同，这里不做限定。
为了提高导电性，进一步可选的，参考图10所示，探测像素单元还包括：导电电极20，导电电极20位于光电转换部和第二有机层16之间、且与光电转换部相接触。
这里导电电极在衬底上的正投影可以位于光电转换部在衬底上的正投影以内。参考图10所示，若光电转换部包括光电转换结构15，则导电电极在衬底上的正投影可以位于光电转换结构在衬底上的正投影以内；同时，导电电极可以与光电转换结构相接触，那么偏置电极可以通过第二过孔、导电电极与光电转换部电连接。
上述导电电极的材料可以包括透明导电材料，例如：铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)，以提高光透射效率。
可选的，参考图10所示，光电转换部包括读取电极11和光电转换结构15；光电转换结构15设置在读取电极11远离衬底100的一侧；光电转换结构15包括依次层叠设置在读取电极11之上的第一掺杂层151、本征层150和第二掺杂层152，第一掺杂层和第二掺杂层的极性相反；第一掺杂层151与读取电极11相接触，第二掺杂层152与导电电极20相接触。
上述第一掺杂层和第二掺杂层可以分别包括N型杂质或者P型杂质。上述本征层不包括杂质。本征层的厚度可以大于第一掺杂层和第二掺杂层的厚度。
若第一掺杂层包括N型杂质，第二掺杂层包括P型杂质，则第一掺杂层为N型半导体层，第二掺杂层为P型半导体层，此时，可以通过偏置电极和导电电极向第二掺杂层输入负向偏置电压。若第一掺杂层包括P型杂质，第二掺杂层包括N型杂质，则第一掺杂层为P型半导体层，第二掺杂层为N型半导体层，此时，可以通过偏置电极和导电电极向第二掺杂层输入正向偏置电压。
可选的，参考图1所示，探测基板还包括多条沿第一方向排布的栅线7和多条沿第二方向排布的数据线6；其中，参考图2所示，探测像素单元中，牺牲层10在衬底上的正投影与栅线7在衬底上的正投影互不交叠，牺牲层10在衬底上的正投影与数据线6在衬底上的正投影互不交叠。
需要说明的是，参考图1所示，栅线7和数据线6相互交叉形成多个限定区域；其中，探测像素单元1位于限定区域内，第一方向和第二方向相交，图1中以第一方向和第二方向垂直相交为例进行绘示。栅线至少与沿第二方向排布的一排探测像素单元的薄膜晶体管的栅极电连接，数据线至少与沿第一方向排布的一排探测像素单元的薄膜晶体管的第二电极电连接。
上述探测像素单元可以设置为条状，第一方向可以是如图1所示的OB方向(即探测像素单元的长边方向)，此时，第二方向可以是如图1所示的OA方向(即探测像素单元的短边方向)。或者，第一方向还可以是如图1所示的OA方向(即探测像素单元的短边方向)，此时，第二方向可以是如图1所示的OB方向(即探测像素单元的长边方向)。这里不做限定，图1以第一方向为OB方向、第二方向为OA方向为例进行绘示。
上述栅线至少与沿第二方向排布的一排探测像素单元的薄膜晶体管的栅极电连接是指：结合图1和图2所示，栅线7仅与沿第二方向(图1的OA方向)排布的一排(即图1中的一行)探测像素单元1的薄膜晶体管12的栅极电连接；或者，栅线与沿第二方向排布的多排探测像素单元的薄膜晶体管的栅极电连接，这里对此不做限定。
上述数据线至少与沿第一方向排布的一排探测像素单元的薄膜晶体管的第二电极电连接是指：结合图1和图2所示，数据线6仅与沿第一方向(图1的OB方向)排布的一排(即图1中的一列)探测像素单元1的薄膜晶体管12的第二电极电连接；或者，数据线与沿第一方向排布的多排探测像素单元的薄膜晶体管的第二电极电连接，这里对此不做限定。
上述栅线可以与薄膜晶体管的栅极同层设置，数据线可以与薄膜晶体管的第一极和第二极同层设置，以减少构图工艺次数，降低成本。这里同层设置是指采用一次构图工艺制作。一次构图工艺是指经过一次成膜和光刻形成所需要的层结构工艺。一次构图工艺包括成膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺。
上述探测基板中，栅线可以向薄膜晶体管的栅极提供控制信号，以控制薄膜晶体管打开或者关闭；光电转换部将可见光转换成的电信号通过薄膜晶体管输出，并经数据线传输至处理单元，处理单元对电信号进行处理，以实现图像的显示。
进一步可选的，参考图2所示，探测像素单元中，牺牲层10包括相连的第一部分21和第二部分22，第一部分21靠近栅线7或者数据线6的部分凸出于第二部分22。图2中，仅为了清楚区分第一部分和第二部分，采用黑色虚线将两部分间隔开，但实际中该虚线不存在。
数据线6中靠近第一部分21的部分的线宽W1小于靠近第二部分22的部分的线宽W2，栅线7中靠近第一部分21的部分的线宽W3小于靠近第二部分22的部分的线宽W4。
参考图2所示，薄膜晶体管在衬底上的正投影位于牺牲层10的第一部分21在衬底上的正投影以内，第二部分22在衬底上的正投影与薄膜晶体管在衬底上的正投影互不交叠。
上述牺牲层的第一部分靠近栅线或者数据线的部分凸出于第二部分，一方面能够在不增大原有设计面积的前提下，尽可能地扩大牺牲层的覆盖范围，确保薄膜晶体管在衬底上的正投影位于第一部分在衬底上的正投影以内，以保证薄膜晶体管整体都得到保护；另一方面，有利于提高光电转换部的填充率，以进一步提升探测精度。
由于线宽会直接影响数据线、栅线的电阻，进而影响数据传输速率。采用上述数据线和栅线的线宽设计结构，一方面尽可能减轻对于数据线、栅线的线宽影响，从而保证数据传输速率；另一方面，尽可能地利用原有设计面积，不额外增加设计面积，以保证探测基板的探测精度。
进一步可选的，探测像素单元还包括：偏置电极，偏置电极与光电转换部电连接；探测基板还包括多条沿第二方向排布的偏压线，偏压线至少与沿第一方向排布的一排探测像素单元的偏置电极电连接。
参考图3a和图3b所示，探测像素单元还包括：依次层叠设置在光电转换结构15之上的第二有机层16、第二钝化层17和第三钝化层19，偏置电极18位于第二钝化层17和第三钝化层19之间。
上述偏压线至少与沿第一方向排布的一排探测像素单元的偏置电极电连接是指：参考图1所示，偏压线5仅与沿第一方向(图1中的OB方向)排布的一排(即图1中的一列)探测像素单元的偏置电极电连接；或者，偏压线与沿第一方向排布的多排探测像素单元的偏置电极电连接。
上述偏压线可以与数据线、薄膜晶体管的第一极、第二极同层设置，以减少构图工艺次数，降低成本。
该探测基板中，可以通过偏压线向偏置电极输入偏置信号，进而向光电转换部提供偏置电压。
需要说明的是，参考图1所示，上述探测基板还可以包括栅极驱动单元3、处理单元4和偏置驱动单元2。其中，栅极驱动单元3与多条栅线7相连，向栅线提供控制信号。处理单元4与多条数据线6相连，获取并处理数据线输出的电信号。偏置驱动单元2与多条偏压线5相连，向偏压线提供偏置信号。这里对于栅极驱动单元、处理单元和偏置驱动单元的具体结构不做限定。图1仅以探测基板包括三行四列探测像素单元为例进行绘示。
另外，上述探测基板还可以包括依次位于第三钝化层之上的有机封装层和闪烁体层，闪烁体层能够将X光转换成可见光。
可选的，有源层的材料包括铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide，IGZO)、铟锡锌氧化物(Indium Tin Zinc Oxide，ITZO)、铟镓锡氧化物(Gallium Indium TinOxide，GITO)、铟镓锌锡氧化物(Indium Gallium Zinc Tin Oxide，IGZTO)中的任一种。该薄膜晶体管的载流子迁移率高，可以满足动态X射线平板探测器的要求。
牺牲层的材料包括氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化铟锡(Indium TinOxide，ITO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟镓锡氧化物(GITO)中的任一种。该牺牲层更容易与氢原子发生反应，能更多地消耗氢原子，从而可以更进一步地保护薄膜晶体管。
本发明实施例又提供了一种平板探测器，包括上述探测基板。该平板探测器可以是X射线平板探测器，能够应用在医疗、安防、工业检测等领域，具有性能稳定、反应速度快等优点。该平板探测器包括的探测基板的相关结构说明可以参考上述实施例，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种上述探测基板的制作方法，该探测基板的结构可以参考图3a-3c所示，该方法包括：
S01、在衬底上形成多个探测像素单元。
该衬底的材料不做限定，其可以包括刚性材料，例如：玻璃；或者，还可以包括柔性材料，例如：聚酰亚胺(PI)。
其中，S01、在衬底上形成多个探测像素单元包括：
S101、形成多个薄膜晶体管；薄膜晶体管包括有源层、第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别与有源层电连接，有源层的材料包括金属氧化物。
这里对于形成多个薄膜晶体管的具体方法不做限定，需要根据薄膜晶体管的具体结构而定。
S102、形成相互独立的多个牺牲层；探测像素单元中，有源层在衬底上的至少部分正投影位于牺牲层在衬底上的正投影以内；牺牲层的材料包括金属氧化物。
该牺牲层的材料可以包括氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化铟锡(IndiumTin Oxide，ITO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟锡锌氧化物(ITZO)、铟镓锡氧化物(GITO)中的任一种。
S103、形成相互独立的多个光电转换部；探测像素单元中，光电转换部分别与牺牲层、第一电极电连接。
下面以图3a所示的探测基板为例，具体说明其制作方法。该方法包括：
S11、在衬底上依次形成层叠设置的栅金属层、栅绝缘层、有源层、源漏金属层、第一钝化层、第一有机层；其中，栅金属层包括多个栅极，源漏金属层包括多个第一电极和多个第二电极。
S12、刻蚀第一钝化层和第一有机层，形成多个如图7所示的第一过孔141，进而形成如图7所示的探测基板。参考图7所示，第一过孔141贯穿第一钝化层13和第一有机层14，以露出第一电极121。
S13、沉积金属氧化物薄膜并图案化，形成多个相互独立的牺牲层，进而形成如图8所示的探测基板。参考图8所示，牺牲层10在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影互不交叠。
图8中，有源层123在衬底上的全部正投影位于牺牲层10在衬底上的正投影以内，即该牺牲层10覆盖全部有源层123。该金属氧化物薄膜的材料可以包括铟锡氧化物(ITO)。
S14、形成多个如图9所示的读取电极11。
参考图9所示，该读取电极11还覆盖第一过孔，并通过第一过孔与第一电极121直接相接触，以实现电连接。读取电极11位于牺牲层10之上、且与牺牲层10相接触。读取电极的材料可以包括金属或者金属合金。为了提高读取速度，读取电极可以采用导电率高的金属制作，例如：钼、铝、银、铜、钛、铂、钨。
S15、形成多个如图3a所示的光电转换结构15。光电转换结构在衬底上的正投影与第一过孔在衬底上的正投影互不交叠。
具体的，可以采用CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法依次形成层叠设置的第一掺杂层、本征层和第二掺杂层。第一掺杂层与读取电极相接触。
S16、参考图3a所示，依次形成层叠设置在光电转换结构15之上的第二有机层16、第二钝化层17、偏置电极18和第三钝化层19。
其中，偏置电极通过第二过孔与光电转换部电连接，第二过孔贯穿第二有机层和第二钝化层。
上述第二钝化层、第三钝化层可以起到保护和绝缘作用，其材料可以包括氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅。上述第二有机层可以起到绝缘和平坦化的作用，其材料可以包括聚丙烯酸树脂、聚环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂等有机树脂材料。
在工艺步骤S15中，以及S16中制作第二钝化层和第三钝化层的工艺步骤中，均处于高浓度氢原子(H Plasma)氛围，金属氧化物薄膜晶体管极易受到水、氧的影响，特别是氢原子会直接将金属氧化物有源层还原为金属单质，从而使其丧失开关特性。上述牺牲层覆盖全部薄膜晶体管的有源层，能够与氢原子反应，从而起到消耗和阻挡氢原子的作用，进而防止氢原子向薄膜晶体管渗透，尽可能地避免薄膜晶体管被还原，从而大幅提高薄膜晶体管的稳定性，进而提高平板探测器的性能。另外，各探测像素单元中，牺牲层与读取电极相接触，则在两者之间不会产生电容；同时，各探测像素单元的牺牲层相互独立(即将牺牲层做成像素级)，从而避免不同探测像素单元的牺牲层彼此影响，进而能够解决信号串扰问题，进一步提升了产品性能。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种探测基板，其特征在于，包括衬底以及位于所述衬底之上的阵列排布的多个探测像素单元；
所述探测像素单元包括：设置在所述衬底之上的薄膜晶体管、牺牲层和光电转换部；所述牺牲层位于所述薄膜晶体管和所述光电转换部之间；
其中，所述薄膜晶体管包括有源层、第一电极和第二电极；所述有源层在所述衬底上的至少部分正投影位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影以内；所述光电转换部分别与所述牺牲层、所述第一电极电连接；
所述探测基板中，各所述探测像素单元的所述牺牲层相互独立。
2.根据权利要求1所述的探测基板，其特征在于，所述光电转换部设置在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧。
3.根据权利要求2所述的探测基板，其特征在于，所述有源层在所述衬底上的正投影位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影以内。
4.根据权利要求1所述的探测基板，其特征在于，所述光电转换部包括读取电极；
各所述探测像素单元中，所述牺牲层与所述读取电极相接触。
5.根据权利要求2所述的探测基板，其特征在于，所述探测像素单元还包括第一钝化层、第一有机层和第一过孔，所述第一过孔贯穿所述第一钝化层和所述第一有机层，以露出所述第一电极；
所述牺牲层与所述第一电极不接触，所述读取电极通过所述第一过孔与所述第一电极相接触。
6.根据权利要求5所述的探测基板，其特征在于，所述牺牲层在所述衬底上的正投影与所述第一过孔在所述衬底上的正投影互不交叠或者部分交叠。
7.根据权利要求5所述的探测基板，其特征在于，所述读取电极在所述衬底上的正投影的至少部分边界位于所述牺牲层在所述衬底上的正投影的边界以内。
8.根据权利要求5所述的探测基板，其特征在于，所述光电转换部还包括设置在所述读取电极远离所述衬底一侧的光电转换结构；
所述光电转换结构在所述衬底上的正投影与所述第一过孔在所述衬底上的正投影不交叠。
9.根据权利要求8所述的探测基板，其特征在于，所述光电转换结构在所述衬底上的正投影的边界位于所述读取电极在所述衬底上的正投影的边界以内。
10.根据权利要求2所述的探测基板，其特征在于，所述探测像素单元还包括：依次层叠设置在所述光电转换部之上的第二有机层、第二钝化层、偏置电极和第三钝化层；
其中，所述偏置电极通过第二过孔与所述光电转换部电连接，所述第二过孔贯穿所述第二有机层和所述第二钝化层。
11.根据权利要求10所述的探测基板，其特征在于，所述探测像素单元还包括：导电电极，所述导电电极位于所述光电转换部和所述第二有机层之间、且与所述光电转换部相接触。
12.根据权利要求11所述的探测基板，其特征在于，所述光电转换部包括读取电极和光电转换结构；所述光电转换结构设置在所述读取电极远离所述衬底的一侧；所述光电转换结构包括依次层叠设置在所述读取电极之上的第一掺杂层、本征层和第二掺杂层，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的极性相反；
所述第一掺杂层与所述读取电极相接触，所述第二掺杂层与所述导电电极相接触。
13.根据权利要求1所述的探测基板，其特征在于，所述探测基板还包括多条沿第一方向排布的栅线和多条沿第二方向排布的数据线；其中，所述探测像素单元中，所述牺牲层在所述衬底上的正投影与所述栅线在所述衬底上的正投影互不交叠，所述牺牲层在所述衬底上的正投影与所述数据线在所述衬底上的正投影互不交叠。
14.根据权利要求13所述的探测基板，其特征在于，所述探测像素单元中，所述牺牲层包括相连的第一部分和第二部分，所述第一部分靠近所述栅线或者所述数据线的部分凸出于所述第二部分；
所述数据线中靠近所述第一部分的部分的线宽小于靠近所述第二部分的部分的线宽，所述栅线中靠近所述第一部分的部分的线宽小于靠近所述第二部分的部分的线宽。
15.根据权利要求14所述的探测基板，其特征在于，所述探测像素单元还包括：偏置电极，所述偏置电极与所述光电转换部电连接；
所述探测基板还包括多条沿所述第二方向排布的偏压线，所述偏压线至少与沿所述第一方向排布的一排所述探测像素单元的所述偏置电极电连接。
16.一种平板探测器，其特征在于，包括权利要求1-15任一项所述的探测基板。
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