CN117858528A - X射线面阵探测器的制作方法、及x射线面阵探测器 - Google Patents
X射线面阵探测器的制作方法、及x射线面阵探测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117858528A CN117858528A CN202410026217.3A CN202410026217A CN117858528A CN 117858528 A CN117858528 A CN 117858528A CN 202410026217 A CN202410026217 A CN 202410026217A CN 117858528 A CN117858528 A CN 117858528A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cmos substrate
- transport layer
- layer
- array detector
- area array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 142
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 50
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 43
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 118
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 30
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 27
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 18
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 15
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 7
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 claims description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本申请的实施例提供了一种X射线面阵探测器的制作方法、及X射线面阵探测器,所述方法包括:提供CMOS基底,以及用于承载所述CMOS基底的导电底板,并将所述CMOS基底与所述导电底板贴合;在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层,所述空穴传输层包含有SnO2;在所述空穴传输层上制作钙钛矿层,所述钙钛矿层包含有FAPbI3和(BA)2PbBr4;在所述钙钛矿层上制作电子传输层,所述电子传输层包含有PTAA;在制作得到所述电子传输层后,在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,所述顶电极包含有Au。本申请的实施例提供的技术方案能制作得到CMOS集成式钙钛矿X射线面阵探测器,使得X射线面阵探测器获取更高的成像空间分辨率。
Description
技术领域
本申请涉及X射线面阵探测器技术领域,具体而言,涉及一种X射线面阵探测器的制作方法、及X射线面阵探测器。
背景技术
X射线面阵探测器广泛应用于医学成像、精密制造和安全检查等领域。基于半导体的直接X射线探测由于其固有的高灵敏度和优越的空间分辨率而获得了重要的研究兴趣。其中,卤化铅钙钛矿因其高X射线衰减截面、耐缺陷性和易于合成工艺而成为直接X射线检测的有前途的候选者。但钙钛矿与后端电路集成以实现X射线面阵成像是非常困难的,目前仅能实现将多晶钙钛矿厚膜与薄膜晶体管(TFT)阵列集成在一起,但由于TFT像素较大,难以实现成像的高空间分辨率,且钙钛矿厚膜和TFT阵列之间的集成界面存在明显的缺陷,包括裂缝、针孔和分层等,严重影响了成像性能和器件良率,特别是在空间分辨率和均匀性方面。因此,如何制作出一种具有更高的成像空间分辨率的X射线面阵探测器是亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的实施例提供了一种X射线面阵探测器的制作方法、及X射线面阵探测器,基于本申请提供的技术方案能制作得到CMOS集成式钙钛矿X射线面阵探测器,使得X射线面阵探测器获取更高的成像空间分辨率。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种X射线面阵探测器的制作方法,所述方法包括:提供CMOS基底,以及用于承载所述CMOS基底的导电底板,并将所述CMOS基底与所述导电底板贴合;在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层,所述空穴传输层包含有SnO2;在所述空穴传输层上制作钙钛矿层,所述钙钛矿层包含有FAPbI3和(BA)2PbBr4;在所述钙钛矿层上制作电子传输层,所述电子传输层包含有PTAA;在制作得到所述电子传输层后,在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,所述顶电极包含有Au。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述提供CMOS基底,包括:提供初始CMOS基底;依次采用去离子水,丙酮,异丙醇,以及乙醇对所述初始CMOS基底进行超声清洗处理;在所述初始CMOS基底超声清洗处理后,对所述初始CMOS基底进行等离子体处理,得到所述CMOS基底。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层之前,所述方法还包括:在所述CMOS基底的除所述像素区域之外的其他区域上贴附保护层。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层,包括:将预先配制的SnO2前驱体溶液和去离子水以第一预设体积比进行混合;对混合的SnO2前驱体溶液和去离子水进行超声处理第一预设时长,经过滤得到第一过滤液;将第一过滤液旋涂在所述CMOS基底的像素区域上,经第二预设时长的退火处理,得到所述空穴传输层。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述在所述空穴传输层上制作钙钛矿层,包括:将预先配制的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液和(BA)2PbBr4钙钛矿前驱体溶液以第二预设体积比进行混合,经过滤得到第二过滤液;在将制作有空穴传输层的CMOS基底进行第三预设时长的等离子体处理后,将所述第二过滤液旋涂在所述空穴传输层上,经第四预设时长的退火处理,得到所述钙钛矿层。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,所述在所述钙钛矿层上制作电子传输层,包括:将PTAA粉末溶解至氯苯溶剂中,配制得到PTAA前驱体溶液;将所述PTAA前驱体溶液旋涂在所述钙钛矿层上,得到所述电子传输层。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,如果所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上贴附有保护层,所述在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,包括:去除贴附在所述公共电极上的保护层,以暴露出所述公共电极;采用蒸镀工艺在暴露出的所述公共电极上蒸镀金属Au,得到所述顶电极。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,如果所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上未贴附有保护层,所述在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,包括:采用激光刻蚀方法去除所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上的杂质;在激光刻蚀后,采用蒸镀工艺在所述公共电极上蒸镀金属Au,得到所述顶电极。
在本申请的一些实施例中,基于前述方案,在得到所述顶电极之后,所述方法还包括:去除贴附在所述CMOS基底上的保护层;在去除贴附在所述CMOS基底上的保护层后,分离所述CMOS基板和所述导电底板;在分离所述CMOS基板和所述导电底板后,将所述CMOS基板焊接至设定的印刷电路板的设定位置处,得到第一X射线面阵探测器;在确定所述第一X射线面阵探测器不存在短路后,在所述X射线面阵探测器的相应位置处焊接排针,得到第二X射线面阵探测器。
根据本申请实施例的第二方面,提供了一种X射线面阵探测器,所述X射线面阵探测器常采用如上述第一方面任一实施例所述的方法制作而成。
本申请的技术方案,在制作X射线面阵探测器的过程中,首先提供CMOS基底,以及用于承载所述CMOS基底的导电底板,并将所述CMOS基底与所述导电底板贴合;其次,在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,在所述CMOS基底的像素区域上制作包含有SnO2的空穴传输层;再次,在所述空穴传输层上制作包含有FAPbI3和(BA)2PbBr4的钙钛矿层;再次在所述钙钛矿层上制作包含有PTAA的电子传输层;最后,在制作得到所述电子传输层后,在所述CMOS基底的公共电极上制作包含有Au的顶电极。
由此可见,基于本申请的技术方案,能实现钙钛矿膜层与CMOS读出电路一体化集成,最终能制备得到一种CMOS集成式钙钛矿X射线面阵探测器,突破了目前仅有钙钛矿与TFT集成的壁垒,制备出了相比于TFT像素电路更大像素规模:640×512,更小像素大小:15μm的钙钛矿成像芯片,使得制备得到的X射线面阵探测器获得更高的成像空间分辨率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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。在附图中:
图1示出了根据本申请一个实施例的X射线面阵探测器的制作方法的流程示意图;
图2示出了根据本申请一个实施例的CMOS基底的结构示意图;
图3示出了根据本申请一个实施例的CMOS集成芯片的实物示意图;
图4示出了根据本申请一个实施例的成像实物示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。在本公开的上下文中,相似或者相同的部件可能会用相同或者相似的标号来表示。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明,应当理解本公开内容实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1,示出了根据本申请一个实施例的X射线面阵探测器的制作方法的流程示意图,具体包括如下步骤110至步骤150:
步骤110,提供CMOS基底,以及用于承载所述CMOS基底的导电底板,并将所述CMOS基底与所述导电底板贴合。
在本申请中,提及的CMOS基底为互补金属氧化物半导体ROIC。
在本申请中,提供的导电底板可以为ITO(导电玻璃),也可以为其他的导电底板,具体的,本申请在此不做限定。可以理解的是,将CMOS基底贴合在导电底板上,有利于在CMOS基底上进行后续步骤,比如有利于在CMOS基底上进行旋涂。
在本申请中,可以采用导电胶带,将CMOS基底贴合在导电底板上,当然,也可以采用其他的方式将CMOS基底贴合在导电底板上,但应该采用容易将贴合后的CMOS基底和导电底板进行分离的贴合方式。
在步骤110中,提供CMOS基底可以按照如下步骤111至步骤113执行:
步骤111,提供初始CMOS基底。
步骤112,依次采用去离子水,丙酮,异丙醇,以及乙醇对所述初始CMOS基底进行超声清洗处理。
步骤113,在所述初始CMOS基底超声清洗处理后,对所述初始CMOS基底进行等离子体处理,得到所述CMOS基底。
可以理解的是,步骤111至步骤113为对初始CMOS基底进行预处理的步骤,经过步骤111至步骤113,能得到洁净的CMOS基底,并且在经过等离子体处理后,能提升CMOS基底的浸润性,进而有利于后续的结构制作。
继续参见图1,步骤120,在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层,所述空穴传输层包含有SnO2。
在本申请中,在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,可以直接在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层。
在本申请中,在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,也可以先在所述CMOS基底的除所述像素区域之外的其他区域上贴附保护层,再在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层。
在本申请中,提及的CMOS基底上可以分布多个功能区,比如可以分布有三个焊盘区,像素区,公共电极,对准标记,供电电极,边缘金属等等,示例性的,可以为如图2所示的结构。
在本申请中,因为后续主要是在CMOS基底上的像素区域上制作结构层,因此,为了避免在制作结构层的过程中污染CMOS基底上的其他功能区所在区域,可以在制作空穴传输层之前,在CMOS基底的除像素区域之外的其他区域上贴附保护层,进而只将CMOS基底上的像素区域暴露出来,对CMOS基底上的除了像素区域之外的其他区域进行保护。
在本申请中,在CMOS基底上贴附的保护层可以是高温导电胶带,也可以是其他的保护材料,具体的,本申请对于保护层的具体类型不做限定。
在本申请中,需要说明的是,如果需要在CMOS基底上贴附保护层,以对除了像素区域之外的其他区域进行保护,那么在贴附过程中,为了避免破坏像素区域的像素电极,并且为了保证对其他区域进行完全保护,可以在显微镜下进行仔细贴附保护层。
在步骤120中,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层的具体实施方式可以按照如下步骤121至步骤123执行:
步骤121,将预先配制的SnO2前驱体溶液和去离子水以第一预设体积比进行混合。
步骤122,对混合的SnO2前驱体溶液和去离子水进行超声处理第一预设时长,经过滤得到第一过滤液。
步骤123,将第一过滤液旋涂在所述CMOS基底的像素区域上,经第二预设时长的退火处理,得到所述空穴传输层。
下面对上述步骤121至步骤123的实施细节进行阐述:
在步骤121中,第一预设体积比可以为1:2。
在步骤122中,超声处理的第一预设时长可以是30min。
在步骤123中,在将第一过滤液旋涂在所述CMOS基底的像素区域上时,可以是按照2000rad/s的转速进行旋涂,并且可以滴涂100ul的第一过滤液在像素区域上。
在步骤123中,在退火处理中,可以是放置在热台上以150℃进行退火,第二预设时长可以是1小时,即可以在将第一过滤液旋涂在CMOS基底的像素区域上之后,将CMOS基底放置在热台上以150℃退火1小时,进而能得到该空穴传输层。
继续参见图1,步骤130,在所述空穴传输层上制作钙钛矿层,所述钙钛矿层包含有FAPbI3和(BA)2PbBr4。
在步骤130中,在所述空穴传输层上制作钙钛矿层的具体实施方式可以按照如下步骤131至步骤132执行:
步骤131,将预先配制的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液和(BA)2PbBr4钙钛矿前驱体溶液以第二预设体积比进行混合,经过滤得到第二过滤液。
步骤132,在将制作有空穴传输层的CMOS基底进行第三预设时长的等离子体处理后,将所述第二过滤液旋涂在所述空穴传输层上,经第四预设时长的退火处理,得到所述钙钛矿层。
下面对上述步骤131至步骤132的实施细节进行详细阐述:
在步骤131中,预先配置的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液的浓度可以是3.3mol/L。
在步骤131中,预先配置的(BA)2PbBr4钙钛矿前驱体溶液的浓度可以是2.5mol/L。
在步骤131中,第二预设体积比可以是2:1。
需要说明的是,通过在FAPbI3三维钙钛矿中混合二维(BA)2PbBr4钙钛矿,能调节前驱体溶液的浓度及浸润性,进而有利于后续旋涂成膜。
在步骤131中,在FAPbI3钙钛矿前驱体溶液和(BA)2PbBr4钙钛矿前驱体溶液以第二预设体积比进行混合时,可以放置在热台上以70℃的条件进行搅拌,进而使得两者之间充分混合。
在步骤132中,第三预设时长可以是10min。
可以理解的是,在将第二过滤液旋涂在空穴传输层之前,对CMOS基底进行等离子体处理,能提高空穴传输层的浸润性,利于后续制作得到钙钛矿层。
在步骤132中,在将所述第二过滤液旋涂在所述空穴传输层上时,可以是按照200rad/s的转速进行旋涂,并且可以滴涂90ul的第二过滤液在空穴传输层上。
在步骤132中,在退火处理中,可以是放置在热台上以120℃进行退火,第四预设时长可以是1小时,即可以在将第二过滤液旋涂在CMOS基底的空穴传输层上之后,将CMOS基底放置在热台上以120℃退火1小时,进而能得到该钙钛矿层。
继续参见图1,步骤140,在所述钙钛矿层上制作电子传输层,所述电子传输层包含有PTAA。
在步骤140中,在所述钙钛矿层上制作电子传输层的具体实施方式可以按照如下步骤141至步骤142执行:
步骤141,将PTAA粉末溶解至氯苯溶剂中,配制得到PTAA前驱体溶液。
步骤142,将所述PTAA前驱体溶液旋涂在所述钙钛矿层上,得到所述电子传输层。
下面对上述步骤141至步骤142的实施细节进行详细阐述:
在步骤141中,配制得到的PTAA前驱体溶液中的PTAA浓度可以是0.25mol/L。
在步骤142中,在将所述PTAA前驱体溶液旋涂在所述钙钛矿层上时,可以按照200rad/s的转速进行旋涂。
继续参见图1,步骤150,在制作得到所述电子传输层后,在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,所述顶电极包含有Au。
在步骤150中,在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极的具体实施方式与CMOS基底上是否贴附有保护层相关,至少包括如下两种。
步骤150的第一种实施方式:
如果所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上贴附有保护层,步骤150可以按照如下步骤151至步骤152执行:
步骤151,去除贴附在所述公共电极上的保护层,以暴露出所述公共电极。
步骤152,采用蒸镀工艺在暴露出的所述公共电极上蒸镀金属Au,得到所述顶电极。
在步骤152中,通过热蒸发蒸镀Au电极来实现顶电极与公共电极互联,蒸镀时原先在CMOS基板上贴附的保护层只去除公共电极上的保护层,能防止Au蒸镀到金属边框而导致芯片短路。
在本申请中,还可以在执行完成上述步骤152之后,继续执行如下步骤160至步骤190:
步骤160,去除贴附在所述CMOS基底上的保护层。
可以理解的是,在制作顶电极时,只去除了在CMOS基板的公共电极上的保护层,因此,CMOS基板上除了公共电极和电子传输层所在区域之外的其他区域上还贴附有保护层,可以在步骤160中去除。
步骤170,在去除贴附在所述CMOS基底上的保护层后,分离所述CMOS基板和所述导电底板。
可以理解的是,在CMOS基板上完成结构层制作之后,可以将CMOS基板从导电底板上进行分离。
步骤180,在分离所述CMOS基板和所述导电底板后,将所述CMOS基板焊接至设定的印刷电路板的设定位置处,得到第一X射线面阵探测器。
在步骤180中,需要说明的是,设定的印刷电路板(PCB板)上设计有与该CMOS基板相适配的读出电路。
在步骤180中,具体的可以是,首先将CMOS基板贴合到设定的印刷电路板的设定位置处,并在显微镜下通过校准标记进行对位校准,保证CMOS基板芯片贴合无明显错位,然后在显微镜下通过金丝球焊机将焊盘区的PAD连接,进而实现钙钛矿与CMOS读出电路一体化集成。
示例性的,得到的第一X射线面阵探测器可以如图3所示,即CMOS集成芯片实物图。
步骤190,在确定所述第一X射线面阵探测器不存在短路后,在所述X射线面阵探测器的相应位置处焊接排针,得到第二X射线面阵探测器。
在步骤190中,可以通过短路检测示波器检测第一X射线面阵探测器是否存在短路。
在步骤190中,在所述X射线面阵探测器的相应位置处焊接排针的具体过程可以是,在设定的印刷电路板(即PCB板)上相应位置插上排针,然后通过锡焊的方式将排针固定。
综上所述,经过本申请的技术方案,能制作得到一种“N-on-P”顶入射结构的钙钛矿探测器,并且钙钛矿膜层与CMOS读出电路一体化集成。
可以理解的是,在步骤190之后,只需要将得到的第二X射线面阵探测器插放在预先搭建的成像系统的相应位置处,能实现对实物进行X射线面阵成像。
示例性的,采用本申请的技术方案制作得到的X射线面阵探测器能对螺丝钉实物进行X射线面阵成像,成像图如图4所示。
继续参见图1,步骤150的第二种实施方式:
如果所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上未贴附有保护层,在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极的具体实施方式,可以按照如下步骤151A至步骤152A执行:
步骤151A,采用激光刻蚀方法去除所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上的杂质。
步骤152A,在激光刻蚀后,采用蒸镀工艺在所述公共电极上蒸镀金属Au,得到所述顶电极。
可以理解的是,由于在该第二种实施方式中,在CMOS基底的像素区域上制作结构层的过程中,未在其他区域上贴附保护层,使得在制作空穴传输层,钙钛矿传输层,以及电子传输层的过程中,可能会对其他区域造成污染,使得后续不能直接在公共电极上制作顶电极,需要通过激光刻蚀方法,将其他区域上的杂质去除之后再进行顶电极的制作。
在本申请中,还可以在执行完成上述步骤152A之后,可以在分离所述CMOS基板和所述导电底板之后,按照上述步骤170至步骤190执行。即,步骤150的第二种实施方式中,由于CMOS基板上未贴附有保护层,因此可以不用执行上述步骤160。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种X射线面阵探测器,该X射线面阵探测器包括采用前述X射线面阵探测器的制作方法中任一实施例制作而成。
由于本申请实施例所介绍的X射线面阵探测器是采用本申请实施例所介绍的X射线面阵探测器的制作方法所制备得到的,该X射线面阵探测器的制备实现过程在前述第一方面的实施例中已做介绍,故在此不做赘述,凡是采用了本申请实施例的X射线面阵探测器的制作方法所制备得到的X射线面阵探测器,都属于本申请所欲保护的范围。
本申请实施例中提供的技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
在制作X射线面阵探测器的过程中,首先提供CMOS基底,以及用于承载所述CMOS基底的导电底板,并将所述CMOS基底与所述导电底板贴合;其次,在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,在所述CMOS基底的像素区域上制作包含有SnO2的空穴传输层;再次,在所述空穴传输层上制作包含有FAPbI3和(BA)2PbBr4的钙钛矿层;再次在所述钙钛矿层上制作包含有PTAA的电子传输层;最后,在制作得到所述电子传输层后,在所述CMOS基底的公共电极上制作包含有Au的顶电极。
由此可见,基于本申请的技术方案,能实现钙钛矿膜层与CMOS读出电路一体化集成,最终能制备得到一种CMOS集成式钙钛矿X射线面阵探测器,突破了目前仅有钙钛矿与TFT集成的壁垒,制备出了相比于TFT像素电路更大像素规模:640×512,更小像素大小:15μm的钙钛矿成像芯片,使得制备得到的X射线面阵探测器获得更高的成像空间分辨率。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本申请的示例性实施例的描述中,本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种X射线面阵探测器的制作方法,其特征在于,所述方法包括:
提供CMOS基底,以及用于承载所述CMOS基底的导电底板,并将所述CMOS基底与所述导电底板贴合;
在所述CMOS基底与所述导电底板贴合后,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层,所述空穴传输层包含有SnO2;
在所述空穴传输层上制作钙钛矿层,所述钙钛矿层包含有FAPbI3和(BA)2PbBr4;
在所述钙钛矿层上制作电子传输层,所述电子传输层包含有PTAA;
在制作得到所述电子传输层后,在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,所述顶电极包含有Au。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述提供CMOS基底,包括:
提供初始CMOS基底;
依次采用去离子水,丙酮,异丙醇,以及乙醇对所述初始CMOS基底进行超声清洗处理;
在所述初始CMOS基底超声清洗处理后,对所述初始CMOS基底进行等离子体处理,得到所述CMOS基底。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层之前,所述方法还包括:
在所述CMOS基底的除所述像素区域之外的其他区域上贴附保护层。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述CMOS基底的像素区域上制作空穴传输层,包括:
将预先配制的SnO2前驱体溶液和去离子水以第一预设体积比进行混合;
对混合的SnO2前驱体溶液和去离子水进行超声处理第一预设时长,经过滤得到第一过滤液;
将第一过滤液旋涂在所述CMOS基底的像素区域上,经第二预设时长的退火处理,得到所述空穴传输层。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述空穴传输层上制作钙钛矿层,包括:
将预先配制的FAPbI3钙钛矿前驱体溶液和(BA)2PbBr4钙钛矿前驱体溶液以第二预设体积比进行混合,经过滤得到第二过滤液;
在将制作有空穴传输层的CMOS基底进行第三预设时长的等离子体处理后,将所述第二过滤液旋涂在所述空穴传输层上,经第四预设时长的退火处理,得到所述钙钛矿层。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述钙钛矿层上制作电子传输层,包括:
将PTAA粉末溶解至氯苯溶剂中,配制得到PTAA前驱体溶液;
将所述PTAA前驱体溶液旋涂在所述钙钛矿层上,得到所述电子传输层。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上贴附有保护层,所述在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,包括:
去除贴附在所述公共电极上的保护层,以暴露出所述公共电极;
采用蒸镀工艺在暴露出的所述公共电极上蒸镀金属Au,得到所述顶电极。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上未贴附有保护层,所述在所述CMOS基底的公共电极上制作顶电极,包括:
采用激光刻蚀方法去除所述CMOS基底的除所述电子传输层所在区域之外的其他区域上的杂质;
在激光刻蚀后,采用蒸镀工艺在所述公共电极上蒸镀金属Au,得到所述顶电极。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在得到所述顶电极之后,所述方法还包括:
去除贴附在所述CMOS基底上的保护层;
在去除贴附在所述CMOS基底上的保护层后,分离所述CMOS基板和所述导电底板;
在分离所述CMOS基板和所述导电底板后,将所述CMOS基板焊接至设定的印刷电路板的设定位置处,得到第一X射线面阵探测器;
在确定所述第一X射线面阵探测器不存在短路后,在所述X射线面阵探测器的相应位置处焊接排针,得到第二X射线面阵探测器。
10.一种X射线面阵探测器,其特征在于,所述X射线面阵探测器采用如上述权利要求1至9任一项所述的方法制作而成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410026217.3A CN117858528A (zh) | 2024-01-08 | 2024-01-08 | X射线面阵探测器的制作方法、及x射线面阵探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410026217.3A CN117858528A (zh) | 2024-01-08 | 2024-01-08 | X射线面阵探测器的制作方法、及x射线面阵探测器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117858528A true CN117858528A (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=90532029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410026217.3A Pending CN117858528A (zh) | 2024-01-08 | 2024-01-08 | X射线面阵探测器的制作方法、及x射线面阵探测器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117858528A (zh) |
-
2024
- 2024-01-08 CN CN202410026217.3A patent/CN117858528A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3607305B2 (ja) | 大領域能動マトリックス配列を製造する方法 | |
TWI338362B (en) | Semiconductor device and method of manufacturing thereof | |
TWI351758B (zh) | ||
US20090096051A1 (en) | Solid state imaging device and method for manufacturing same, and solid state imaging module | |
CN111584672B (zh) | 一种红外焦平面探测器的铟柱及其制备方法 | |
CN107256849A (zh) | 半导体装置和半导体装置的制造方法 | |
JPS5812747B2 (ja) | 薄肉基板結像装置の製造法 | |
JP2001267545A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
US9647146B2 (en) | Semiconductor device, manufacturing method, and electronic apparatus | |
CN115036390B (zh) | 高宽比增大型焊点柱的制备方法、电子器件与红外探测器 | |
US9608017B2 (en) | Reversed flexible TFT back-panel by glass substrate removal | |
TW201241964A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
US8951858B2 (en) | Imager device with electric connections to electrical device | |
TWI750161B (zh) | 電光感測器晶片總成及其形成方法 | |
CN100546038C (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
CN117858528A (zh) | X射线面阵探测器的制作方法、及x射线面阵探测器 | |
US8900909B2 (en) | Manufacture method of sensor | |
US8071953B2 (en) | ACF attachment for radiation detector | |
KR101175971B1 (ko) | 이면조사형 고체촬상소자용 웨이퍼, 그 제조 방법 및 이면조사형 고체촬상소자 | |
TW200527683A (en) | Inspection device and method for manufacturing the same, method for manufacturing electro-optic device and method for manufacturing semiconductor device | |
WO2018159186A1 (ja) | 半導体デバイス、積層体ならびに半導体デバイスの製造方法および積層体の製造方法 | |
US20180130846A1 (en) | Semiconductor device | |
TW201027770A (en) | Method and apparatus for manufacturing solar battery | |
WO2021166999A1 (ja) | 異方導電材料の製造方法および素子の製造方法 | |
CN102778818A (zh) | 一种用于碲镉汞深孔台面芯片薄膜制备的光刻方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |