本發(fā)明專利技術(shù)公開一種光電轉(zhuǎn)換元件、X射線平板探測裝置及其制作方法，該光電轉(zhuǎn)換元件包括光電轉(zhuǎn)換層，包括成堆疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層，第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層；第一半導(dǎo)體層位于底電極上；第二半導(dǎo)體層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層；第三半導(dǎo)體層覆蓋所述第二半導(dǎo)體層；第三半導(dǎo)體層包覆第二半導(dǎo)體層的側(cè)面，形成光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)表面。本發(fā)明專利技術(shù)所提供的光電轉(zhuǎn)換元件的第二半導(dǎo)體層的側(cè)表面被第三半導(dǎo)體層包覆，第三半導(dǎo)體層成為光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)墻，將開口設(shè)置于朝向鈍化層的方向上，大大減少雜質(zhì)進(jìn)入開口的可能性，同時，該結(jié)構(gòu)開口處不會受刻蝕等工藝影響，避免了常規(guī)結(jié)構(gòu)中由于刻蝕在側(cè)表面產(chǎn)生界面態(tài)，減小了漏電流，提高了探測的靈敏度和準(zhǔn)確性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
光電轉(zhuǎn)換元件、X射線平板探測裝置及其制作方法
本專利技術(shù)屬于平板圖像探測器領(lǐng)域，特別是涉及一種接觸墊；另外，本專利技術(shù)還涉及一種平板圖像探測器及其制作方法。
技術(shù)介紹
隨著數(shù)字影像技術(shù)的發(fā)展，平板圖像探測器在醫(yī)療、工業(yè)及其它領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，提高平板圖像探測器的性能、良率和可靠性是業(yè)界的持續(xù)追求。平板圖像探測器通過與柔性電路板（FPC）、集成電路（IC）等外部元件的綁定即可實(shí)現(xiàn)與驅(qū)動電路、讀出電路的連接。平板圖像探測器包括由若干像素單元構(gòu)成的像素陣列，像素單元將光轉(zhuǎn)換為電荷之后，在驅(qū)動電路的作用下，存儲在像素單元中的電荷被傳輸?shù)阶x出電路，讀出電路會對電信號作進(jìn)一步的放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，最終獲得圖像信息。現(xiàn)有平板圖像探測器的像素結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括設(shè)置在基板100上的柵極110；覆蓋基板100和柵極110的柵絕緣膜111；柵絕緣膜111上設(shè)置于柵極110上方的有源層120；設(shè)置于有源層120上方的源極130a、漏極130b以及與漏極130b電連接的光電轉(zhuǎn)換元件的底電極140d；覆蓋該源漏層的鈍化層131，該鈍化層131上有一暴露底電極140d的接觸孔；通過該接觸孔在底電極140d上方形成的n型半導(dǎo)體層140a、本征半導(dǎo)體層140b和p型半導(dǎo)體層140c；設(shè)置在p型半導(dǎo)體層140c上方的刻蝕阻擋層150；第二鈍化層160，該第二鈍化層160上有一暴露刻蝕阻擋層150的第二接觸孔；表層導(dǎo)電層170，通過第二接觸孔與刻蝕阻擋層150電連接；設(shè)置于表層導(dǎo)電層170上方的遮光層180；表層絕緣層190。現(xiàn)有平板圖像探測器光電轉(zhuǎn)換元件的截面如圖2所示，從上到下依次為p型半導(dǎo)體層140c、本征半導(dǎo)體層140b和n型半導(dǎo)體層140a。這種結(jié)構(gòu)的缺陷在于，P型層140c,本征層140b,n型層140a,在進(jìn)行該三層刻蝕的時候會在側(cè)墻140e形成缺陷，刻蝕完成后，由于還需要經(jīng)過幾道工藝(不是三道曝光工藝)才能將側(cè)墻140e保護(hù)起來，該過程中會側(cè)墻140e會受雜質(zhì)污染，而產(chǎn)生大量的漏電流。同時由于n型層140c的電阻較大而產(chǎn)生較大的信號殘余。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種光電轉(zhuǎn)換元件、平板圖像探測器及其制作方法。通過所述光電轉(zhuǎn)換元件，可以減小該光電轉(zhuǎn)換元件的漏電流，提高探測靈敏度和準(zhǔn)確性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種光電轉(zhuǎn)換元件，包括：光電轉(zhuǎn)換層，包括成堆疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層，第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層；所述第一半導(dǎo)體層位于底電極上；所述第二半導(dǎo)體層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層覆蓋所述第二半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層包覆所述第二半導(dǎo)體層的側(cè)面，形成所述光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)表面。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層的邊緣與包裹所述光電轉(zhuǎn)換層側(cè)表面的第三半導(dǎo)體層之間被所述第二導(dǎo)體層隔開。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層的邊緣到包裹所述光電轉(zhuǎn)換層側(cè)表面的第三半導(dǎo)體層的距離為0.5μm-10μm。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及第三半導(dǎo)體層包含硅作為主要成分。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層是n型半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層是本征半導(dǎo)體層，所述第三半導(dǎo)體層是p型半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)表面與所述底電極之間的夾角為70°-90°。優(yōu)選地，所述底電極的材料為鋁、釹、鉬、鉻中的一種或多種的組合。為實(shí)現(xiàn)上述目的，實(shí)施例還提供了一種X射線平板探測裝置，包括：一基板，形成于所述基板上的像素陣列，所述像素陣列包括：多條掃描線；與所述多條掃描線交叉的多條數(shù)據(jù)線，相鄰的掃描線和相鄰的數(shù)據(jù)線限定一像素區(qū)域；設(shè)置于所述像素區(qū)域的像素單元，所述像素單元包括一薄膜晶體管以及如上所述的光電轉(zhuǎn)換元件；底電極，與所述第一半導(dǎo)體電連接；表面導(dǎo)電層，與所述第三半導(dǎo)體電連接。優(yōu)選地，所述薄膜晶體管包括依次形成于所述基板上的柵極，柵絕緣層，有源層，源極，漏極和鈍化層。優(yōu)選地，所述掃描線與所述柵極位于同一層，所述數(shù)據(jù)線與所述源極和漏極位于同一層。優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換元件的底電極位于所述源漏層，并與所述薄膜晶體管的漏極電連接，所述第一半導(dǎo)體層通過所述鈍化層上的第一接觸孔與所述底電極電連接。優(yōu)選地，所述表面導(dǎo)電層靠近所述數(shù)據(jù)線一側(cè)的邊緣與所述數(shù)據(jù)線平行。優(yōu)選地，所述X射線平板探測裝置還包括位于所述薄膜晶體管鈍化層上的遮光層，通過所述鈍化層上的第二接觸孔與所述薄膜晶體管的源極電連接；所述遮光層與所述表面導(dǎo)電層絕緣。優(yōu)選地，所述遮光層同時覆蓋所述數(shù)據(jù)線，并與數(shù)據(jù)線連接至相同外圍電路。優(yōu)選地，所述表面導(dǎo)電層靠近所述薄膜晶體管一側(cè)的邊緣延伸并覆蓋所述薄膜晶體管上方的鈍化層；所述表面導(dǎo)電層與所述數(shù)據(jù)線絕緣。優(yōu)選地，還包括，位于所述表面導(dǎo)電層上方的遮光層，遮擋所述薄膜晶體管區(qū)域。優(yōu)選地，所述第三半導(dǎo)體層靠近所述薄膜晶體管一側(cè)的邊緣延伸并覆蓋所述薄膜晶體管上方的鈍化層；所述第三半導(dǎo)體層與所述數(shù)據(jù)線絕緣。優(yōu)選地，沿?cái)?shù)據(jù)線方向，每隔20-30個像素單元，沿掃描線方向相鄰的兩像素單元的表面導(dǎo)電層跨過所述數(shù)據(jù)線上方電連接。優(yōu)選地，所述表面導(dǎo)電層的材料為氧化銦錫或氧化銦鋅。優(yōu)選地，所述遮光層的材料為鋁、釹、鉬、鉻中的一種或多種的組合。為實(shí)現(xiàn)上述目的，實(shí)施例還提供了一種X射線平板探測裝置的制作方法，包括：提供襯底，在所述襯底上方依次形成柵極，柵絕緣層和有源層；在所述有源層及柵絕緣層上形成所述薄膜晶體管的源極及漏極、光電轉(zhuǎn)換元件的底電極；在所述源極、漏極以及底電極上方形成鈍化層，刻蝕所述鈍化層形成暴露所述底電極的第一接觸孔；在所述底電極和鈍化層上方形成第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層通過所述第一接觸孔與所述底電極電連接；在所述第一半導(dǎo)體層上方形成第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層；在所述第二半導(dǎo)體層上方形成覆蓋所述第二半導(dǎo)體層的第三半導(dǎo)體層，以形成光電轉(zhuǎn)換元件，所述第三半導(dǎo)體層覆蓋所述第二半導(dǎo)體層的側(cè)表面；在所述第三半導(dǎo)體層上方形成表面導(dǎo)電層；在所述薄膜晶體管區(qū)域上方形成遮光層。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層使用同一張掩膜板分兩次進(jìn)行曝光，但可以使用不同的生產(chǎn)工藝。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層的曝光量比第二半導(dǎo)體層的曝光量大。優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層是n型半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層是本征半導(dǎo)體層，所述第三半導(dǎo)體層是p型半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，所述鈍化層的材料為有機(jī)或無機(jī)絕緣膜。優(yōu)選地，所述鈍化層為單層或多層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述柵絕緣層的材料為氮化硅。優(yōu)選地，所述表面導(dǎo)電層的材料為透明導(dǎo)電氧化物。優(yōu)選地，所述表面導(dǎo)電層的材料為氧化銦錫或氧化銦鋅。優(yōu)選地，所述制作方法還包括：在所述鈍化層、表層導(dǎo)電層上形成表層絕緣層。優(yōu)選地，所述表層絕緣層的材料為氮化硅。優(yōu)選地，所述柵極、源極、漏極、底電極的材料為鋁、釹、鉬、鉻中的一種或多種的組合。優(yōu)選地，所述柵極、源極、漏極、底電極的材料為鋁鉬合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的光電轉(zhuǎn)換元件的第二半導(dǎo)體層的側(cè)表面被第三半導(dǎo)體層包覆，第三半導(dǎo)體層成為光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)墻，將開口設(shè)置于朝向鈍化層的方向上，相比現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)可以大大減少雜質(zhì)進(jìn)入開口的可能性，減小了漏電流，提高了探測的靈敏度和準(zhǔn)確性。同時由于P型層覆蓋本征層及N型層，上電極可直接將側(cè)墻覆蓋，減小由于P型層電阻較大而引起的信號本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光電轉(zhuǎn)換元件，包括：光電轉(zhuǎn)換層，包括成堆疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層，第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層；所述第一半導(dǎo)體層位于底電極上；所述第二半導(dǎo)體層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層覆蓋所述第二半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層包覆所述第二半導(dǎo)體層的側(cè)面，形成所述光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)表面。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，包括：光電轉(zhuǎn)換層，包括成堆疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體層，第二半導(dǎo)體層和第三半導(dǎo)體層；所述第一半導(dǎo)體層位于底電極上；所述第二半導(dǎo)體層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層覆蓋所述第二半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層包覆所述第二半導(dǎo)體層的側(cè)面，形成所述光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)表面。2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：所述第一半導(dǎo)體層的邊緣與包裹所述光電轉(zhuǎn)換層側(cè)表面的第三半導(dǎo)體層之間被所述第二半導(dǎo)體層隔開。3.如權(quán)利要求2所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：所述第一半導(dǎo)體層的邊緣到包裹所述光電轉(zhuǎn)換層側(cè)表面的第三半導(dǎo)體層的距離為0.5μm-10μm。4.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：所述第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及第三半導(dǎo)體層包含硅作為主要成分。5.如權(quán)利要求4所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：所述第一半導(dǎo)體層是n型半導(dǎo)體層；所述第二半導(dǎo)體層是本征半導(dǎo)體層；所述第三半導(dǎo)體層是p型半導(dǎo)體層。6.如權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：所述光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)表面與所述底電極之間的夾角為70°-90°。7.一種X射線平板探測裝置，包括一基板，形成于所述基板上的像素陣列，所述像素陣列包括：多條掃描線；與所述多條掃描線交叉的多條數(shù)據(jù)線，相鄰的掃描線和相鄰的數(shù)據(jù)線限定一像素區(qū)域；設(shè)置于所述像素區(qū)域的像素單元，所述像素單元包括一薄膜晶體管以及如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件；底電極，與所述第一半導(dǎo)體層電連接；表面導(dǎo)電層，與所述第三半導(dǎo)體層電連接。8.如權(quán)利要求7所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述薄膜晶體管包括依次形成于所述基板上的柵極，柵絕緣層，有源層，源極，漏極和鈍化層。9.如權(quán)利要求8所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述掃描線與所述柵極位于同一層，所述數(shù)據(jù)線與所述源極和漏極位于同一層。10.如權(quán)利要求9所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述光電轉(zhuǎn)換元件的底電極位于源漏層，并與所述薄膜晶體管的漏極電連接，所述第一半導(dǎo)體層通過所述鈍化層上的第一接觸孔與所述底電極電連接。11.如權(quán)利要求7所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述表面導(dǎo)電層靠近所述數(shù)據(jù)線一側(cè)的邊緣與所述數(shù)據(jù)線平行。12.如權(quán)利要求7所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述X射線平板探測裝置還包括位于所述薄膜晶體管鈍化層上的遮光層，通過所述鈍化層上的第二接觸孔與所述薄膜晶體管的源極電連接；所述遮光層與所述表面導(dǎo)電層絕緣。13.如權(quán)利要求12所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述遮光層同時覆蓋所述數(shù)據(jù)線，并與數(shù)據(jù)線連接至相同外圍電路。14.如權(quán)利要求7所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：所述表面導(dǎo)電層靠近所述薄膜晶體管一側(cè)的邊緣延伸并覆蓋所述薄膜晶體管上方的鈍化層；所述表面導(dǎo)電層與所述數(shù)據(jù)線絕緣。15.如權(quán)利要求14所述的X射線平板探測裝置，其特征在于：還包括位于所述表面導(dǎo)電層上方的遮光層，遮擋所述薄膜晶體管區(qū)域。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金利波，朱虹，
申請(專利權(quán))人：上海天馬微電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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