本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種探測基板及其制備方法以及包括該探測基板的x射線探測器。

背景技術(shù)：

x射線是一種波長約為10-0.01納米之間的超短電磁波，x射線穿過物體后，物體吸收和散射會使x射線的強度或相位發(fā)生變化，而這種變化與物體的材料、結(jié)構(gòu)、厚度、缺陷等特性相關(guān)，因此可以通過信號檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在醫(yī)療影像檢測、工業(yè)生產(chǎn)安全檢測、天文探測、高能離子檢測、環(huán)境安全探測等多個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

數(shù)字化x射線探測通常指電子成像板技術(shù)-平板探測器技術(shù)。其中電子成像板由大量微小的帶有薄膜晶體管(tft)的探測器成陣列排列而成,其關(guān)鍵部位是獲取圖像的平板探測器，由x射線轉(zhuǎn)換層，pin光電二極管，薄膜晶體管，信號儲存基本像素單元以及信號放大與信號讀取等組成。

在x射線探測基板的制備過程中，在pin器件形成時容易在其si層中產(chǎn)生膜應(yīng)力，導(dǎo)致pin薄膜制備條件苛刻且制得的pin光電二極管靈敏度下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提出了一種探測基板，其中的pin器件具有降低的薄膜應(yīng)力，從而能夠提高pin器件的靈敏度。

在本發(fā)明的探測基板中形成有tft器件和pin器件，探測基板包括：基板；源漏極金屬層，其形成在所述基板上方，所述源漏極金屬層包括tft電極區(qū)和pin電極區(qū)，tft電極區(qū)用作tft器件的源漏電極，pin電極區(qū)用作pin器件的下部電極，其中，所述tft電極區(qū)上形成有鈍化層，所述鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分的表面與pin電極區(qū)的表面相接并齊平。

作為優(yōu)選，所述源漏極金屬層的tft電極區(qū)和pin電極區(qū)一體形成。

作為優(yōu)選，所述pin器件為非晶硅pin光電二極管，其包括所述下部電極、n型非晶硅層、本征非晶硅層、p型非晶硅層和上部電極。

作為優(yōu)選，n型非晶硅層和p型非晶硅層的厚度選自300-1000埃米，本征非晶硅層的厚度選自1-1.5微米。

作為優(yōu)選，tft器件的柵極金屬形成在所述基板上，在柵極金屬和源漏極金屬層之間形成有柵極絕緣層。

本發(fā)明實施例還提供了一種x射線探測器，其包括上述探測基板。

本發(fā)明實施例同時提供了一種制備探測基板的方法，包括：制備一基板；在所述基板上形成tft器件，其中，形成tft器件包括形成源漏極金屬層，形成所述源漏極金屬層包括形成tft電極區(qū)和pin電極區(qū)，tft電極區(qū)用作tft器件的源漏電極；在所述tft電極區(qū)上形成鈍化層，使得所述鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分的表面與pin電極區(qū)的表面相接并齊平；形成pin器件，所述pin電極區(qū)用作所述pin器件的下部電極。

作為優(yōu)選，在形成所述源漏極金屬層時，同時形成tft電極區(qū)和pin電極區(qū)。

作為優(yōu)選，形成所述源漏極金屬層包括：在基板上方形成金屬層；制備半色調(diào)掩模板，使得所述半色調(diào)掩模板的用于形成pin電極區(qū)的部分的透光率低于用于形成tft電極區(qū)的部分的透光率；使用所述半色調(diào)掩模板對所述金屬層進行圖案化形成所述源漏極金屬層，使得所形成的pin電極區(qū)的厚度大于所形成的tft電極區(qū)的厚度。

作為優(yōu)選，pin器件為非晶硅pin光電二極管，形成pin器件包括：在pin電極區(qū)以及所述鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分上依次鍍n型非晶硅膜、本征非晶硅膜和p型非晶硅膜；對所形成的n型非晶硅膜、本征非晶硅膜和p型非晶硅膜進行圖案化，去除形成在所述鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的所述部分上的n型非晶硅膜、本征非晶硅膜和p型非晶硅膜；在p型非晶硅膜上形成上部電極。

本發(fā)明實施例通過使探測基板中與pin器件集成的tft器件上的鈍化層與pin器件下部電極的表面齊平，消除了鈍化層對pin成膜造成的應(yīng)力影響，降低了pin薄膜應(yīng)力，改善了pin器件性能，提高了pin器件的靈敏度，從而提高了探測基板的探測精度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的探測基板的截面示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的制備探測基板的方法的示意性流程圖；

圖3a-圖3d為本發(fā)明實施例的制備探測基板的方法的工藝過程示意圖。

附圖標(biāo)記列表

31基板32柵極金屬

33柵極絕緣層34非晶硅層

35n+a-si層36源漏極金屬層

361tft電極區(qū)361pin電極區(qū)

37pinnsi層38pin非晶硅層

39pinpsi層310透明電極層

311第二鈍化層312偏壓電極層

313平坦化層3110第一鈍化層

30半色調(diào)掩膜板

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細說明。本發(fā)明實施例以示例的方式給出，并不作為對本發(fā)明的限定。

圖1為本發(fā)明實施例的探測基板的截面示意圖。

如圖1所示，探測基板包括基板31，形成于基板31上的柵極金屬32，形成于柵極金屬32以及基板31上的柵極絕緣層33，依次在柵極絕緣層33上形成的非晶硅層34、n+a-si層35和源漏極金屬層36。圖1所示探測基板中的tft器件除了源漏極金屬層36外的結(jié)構(gòu)僅為示例性的。

源漏極金屬層36包括tft電極區(qū)361和pin電極區(qū)362。在圖1所示的實施例中，示例性地示出了源漏極金屬層36包括一體形成的tft電極區(qū)361和pin電極區(qū)362，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明其他實施例中，在形成源漏極金屬層36時可將tft電極區(qū)361和pin電極區(qū)362形成在分離的兩個區(qū)域，然后將tft電極區(qū)361和pin電極區(qū)362相互電連接。

根據(jù)本發(fā)明實施例的方案，tft電極區(qū)361的表面在垂直于基板31的方向上的位置比pin電極區(qū)362的表面在垂直于基板31的方向上的位置更靠近基板31。在圖1所示的實施例中示例性地示出為tft電極區(qū)361的厚度小于pin電極區(qū)362，但本發(fā)明不限于此。例如在tft電極區(qū)361和pin電極區(qū)362分別形成在不同區(qū)域的實施例中，tft電極區(qū)361可能具有比pin電極區(qū)362更大的厚度，但只要tft電極區(qū)361的表面比pin電極區(qū)362的表面更靠近基板31，就可實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案。

tft電極區(qū)361用作探測基板中tft器件的源漏電極，柵極金屬32為tft器件的柵極。tft器件的源漏極電極上覆蓋有第一鈍化層3110，第一鈍化層3110的鄰近pin電極區(qū)362的部分的表面與pin電極區(qū)362的表面相接并齊平。

pin電極區(qū)362用作pin器件的下部電極。圖1中作為示例示出的pin器件包括該下部電極、pinnsi層37、pin非晶硅層38、pinpsi層39以及透明電極層310，但本發(fā)明對pin器件的具體組成結(jié)構(gòu)沒有限制，只要具有布置于pin器件底部的下部電極即適用于本發(fā)明。

tft器件和pin器件上共同覆蓋有第二鈍化層311，在第二鈍化層311上形成有偏壓電極層312，在偏壓電極層312上覆蓋有平坦化層313。

本發(fā)明實施例通過使得探測基板中的tft器件上的鈍化層與pin器件下部電極的表面相接并齊平，消除了鈍化層對pin成膜造成的應(yīng)力影響，降低了pin薄膜應(yīng)力，改善了pin器件性能，提高了pin器件的靈敏度，從而提高了探測基板的探測精度。

在本發(fā)明一個實施例中，pin器件為非晶硅pin光電二極管，其包括作為下部電極的pin電極區(qū)362、n型非晶硅層37、本征非晶硅層38、p型非晶硅層39和上部電極，上部電極例如為透明電極層310。本發(fā)明實施例能夠大幅提高非晶硅pin光電二極管的性能，提高包括非晶硅pin光電二極管的探測基板的探測精度。作為示例，在本發(fā)明實施例中，n型非晶硅層和p型非晶硅層的厚度可以選自300-1000埃米，本征非晶硅層的厚度可以選自1-1.5微米，以利于光的入射以及光電轉(zhuǎn)換效率。

本發(fā)明實施例提供了一種x射線探測器，其包括上述任一實施例的探測基板。通過本發(fā)明實施例的方案，能夠大幅提高x射線探測器的探測精度。

圖2為本發(fā)明實施例的制備探測基板的方法的示意性流程圖。

如圖2所示，本發(fā)明實施例的制備探測基板的方法包括：

s101、制備一基板；

s102、在基板上形成tft器件，其中，形成tft器件包括形成源漏極金屬層，形成源漏極金屬層包括形成tft電極區(qū)和pin電極區(qū)，tft電極區(qū)用作tft器件的源漏電極；

s103、在tft電極區(qū)上形成鈍化層，使得鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分的表面與pin電極區(qū)的表面相接并齊平；

s104、形成pin器件，所述pin電極區(qū)用作所述pin器件的下部電極。

其中，s101步驟中例如可制備玻璃基板作為本發(fā)明實施例中探測基板的基板部分。在完成基板的制備后，在基板上形成tft器件，其中在形成tft器件的源漏極金屬層時，形成tft電極區(qū)和pin電極區(qū)，使得tft電極區(qū)的表面在垂直于基板的方向上的位置比pin電極區(qū)的表面在垂直于基板的方向上的位置更靠近基板，從而在tft電極區(qū)上形成鈍化層后，鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分的表面與pin電極區(qū)的表面相接并齊平。

在本發(fā)明實施例中，在形成tft器件的源漏極金屬層時，可以同時形成tft電極區(qū)和pin電極區(qū)，例如可以一體地形成或者分別形成tft電極區(qū)和pin電極區(qū)。

本發(fā)明實施例的制備探測基板的方法通過使得探測基板中的tft器件上的鈍化層與pin器件下部電極的表面相接并齊平，消除了鈍化層對pin成膜造成的應(yīng)力影響，降低了pin薄膜應(yīng)力，改善了pin器件性能，提高了pin器件的靈敏度，從而提高了探測基板的探測精度。

圖3a-圖3d為本發(fā)明實施例的制備探測基板的方法的示意性工藝過程圖，下面結(jié)合圖2與圖3a-圖3d對本發(fā)明的制備探測基板的方法的實施例進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖中示出的工藝過程僅為一種示例，并不作為對本發(fā)明的限制。

首先，參照圖3a，在玻璃基板31上沉積并圖案化柵極金屬32，之上覆蓋柵極絕緣層33，非晶硅層34及n+a-si層35，再在其上沉積源漏極金屬層36。

在形成源漏極金屬層36時，可以先在n+a-si層35上形成一層均勻的金屬層，然后制備半色調(diào)掩膜板30(例如pr膠)對源漏極金屬層36進行圖案化。

半色調(diào)掩模板例如可以采用pr膠進行制備。在制備半色調(diào)掩膜板時，將半色調(diào)掩模板的用于形成pin電極區(qū)的部分的透光率調(diào)整為低于用于形成tft電極區(qū)的部分的透光率。

如圖3b所示，使用上述制備的半色調(diào)掩模板對上述金屬層進行圖案化形成源漏極金屬層36時，可使得源漏極金屬層36中的pin電極區(qū)的表面高于tft電極區(qū)的表面，在圖示實施例中示出為pin電極區(qū)的厚度大于tft電極區(qū)的厚度。

本發(fā)明實施例雖然以半色調(diào)掩膜板形成源漏極金屬層36為例進行了說明，但本發(fā)明并不限于采用半色調(diào)掩膜板30形成源漏金屬層36。例如，參照圖3a，在n+a-si層35上形成一層均勻的金屬層后，替代半色調(diào)掩膜板30，可通過在該均勻金屬層上對應(yīng)pin器件的區(qū)域上沉積另一金屬層形成pin電極區(qū)，使得pin電極區(qū)的表面高于tft電極區(qū)，從而形成源漏極金屬層36。

如圖3c所示，在tft器件上層沉積第一鈍化層3110進行覆蓋，調(diào)節(jié)形成第一鈍化層3110的工藝參數(shù)，使覆蓋了第一鈍化層3110后的tft部分與pin部分相接的區(qū)域表面齊平?jīng)]有段差。

如圖3d所示，在pin電極區(qū)以及第一鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分上依次鍍n型非晶硅膜、本征非晶硅膜和p型非晶硅膜，并進行pin的圖案化，圖案化時可去除形成在第一鈍化層的鄰近pin電極區(qū)的部分上的n型非晶硅膜、本征非晶硅膜和p型非晶硅膜。pin圖案化完成以后，在p型非晶硅膜上形成透明電極層310，完成探測基板中非晶硅pin光電二極管的制備。

最后參見圖1，在圖3d所示的結(jié)構(gòu)上形成第二鈍化層311、偏壓電極312及平坦化層313，即完成探測基板的制備。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本申請要求保護的范圍，所以凡運用本申請說明書及圖示內(nèi)容作出等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本申請的保護范圍內(nèi)。