一種像素單元靜電防護結構及圖像傳感器的製造方法
2023-04-26 20:27:41 2
一種像素單元靜電防護結構及圖像傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種靜電防護結構，包括用於傳輸像素信號的數據線；所述數據線包括靜電疏導通路和信號傳輸通路；所述信號傳輸通路一端與像素單元連接，另一端與信號輸出端連接，用於輸出像素單元信號；所述靜電疏導通路一端連接至固定電位，另一端與所述信號輸出端連接;所述信號傳輸通路的阻抗大於所述靜電疏導通路的阻抗。本發明還公開了一種包括上述靜電防護結構的X射線圖像傳感器及X射線圖像傳感器的製造方法。採用本發明，能夠有效地將數據線上的靜電疏導出去，從而保護工作電路不受靜電損傷。
【專利說明】一種像素單元靜電防護結構及圖像傳感器
【技術領域】
[0001]本發明涉及靜電防護領域，尤其涉及一種可防止靜電損傷的靜電防護結構及採用該靜電防護結構的圖像傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著社會發展和科學技術的不斷進步，各種數字影像醫療技術層出不窮，數字影像技術在現今的醫療領域中已經扮演了十分重要的角色。在現有的大部分數字影像醫療應用中，例如X光(X-ray)胸透，CT-計算機斷層掃描，在數字影像技術中，起到至關重要的元件就是X射線傳感器。
[0003]X射線傳感器的工作原理是:X射線經過閃爍體層或螢光體層產生可見光，可見光經像素單元中的光電二極體轉換並產生電荷，電荷存儲在光電二極體中，地址控制單元對像素陣列中的掃描線逐行施加電壓，使與掃描線連接的像素開關逐行打開，存儲在光電二極體中的電荷經由數據線輸出到數據處理單元，數據處理單元會對獲得的電信號作進一步的放大、模/數轉換等處理，最終獲得圖像信息。
[0004]在X射線傳感器的綁定製程中，靜電可能會沿著數據線的信號輸出端進入顯示區域，從而損傷顯示區的像素單元。
[0005]圖1a是現有X射線圖像傳感器的靜電防護結構的俯視平面結構示意圖，圖1b是圖1a中靜電電容保護結構的放大圖。請參考圖1a和圖lb，現有技術通常採用的防止靜電損傷像素單元的方法為，在非顯示區設置像素(du_y像素)保護電極2，並結合在數據線處設置靜電防護電容結構I。靜電防護結構I處的結構為:數據線11包括信號輸出端111和像素單元連接端112 ;像素單元通過像素單元連接端112、數據線11將像素信號傳輸至信號輸出端111 ;另外，在數據線11支路上設置靜電防護電容12，並且將靜電防護電容12 —端連接至已固定電位。此種設計首先期望將靜電疏導至靜電保護電容，如有部分靜電通過信號傳輸通路也可以首先傳輸到像素保護電極2上，從而避免顯示區的像素電極受到靜電損傷。但是靜電防護效果卻並不理想。
【發明內容】
[0006]有鑑於此，本發明提供一種像素單元靜電防護結構以及圖像傳感器。
[0007]本發明的實施例提供了一種靜電防護結構，包括用於傳輸像素信號的數據線；所述數據線包括靜電疏導通路和信號傳輸通路；所述信號傳輸通路一端與像素單元連接，另一端與信號輸出端連接，用於輸出像素單元信號；所述靜電疏導通路一端連接至固定電位，另一端與所述信號輸出端連接；所述信號傳輸通路的阻抗大於所述靜電疏導通路的阻抗。
[0008]本發明的實施例提供了一種X射線圖像傳感器，包括上述的靜電防護結構，還包括多個像素單元，所述靜電防護結構與所述像素單元連接。
[0009]本發明實施例具有如下優點或有益效果:
[0010]本發明通過將連接像素單元的數據線分為兩個部分，即信號傳輸通路及靜電疏導通路，信號傳輸通路一端與像素單元連接、另一端與信號輸出端連接，靜電疏導通路一端與信號輸出端連接、另一端與固定電位連接；並通過設置信號傳輸通路的阻抗大於靜電疏導通路的阻抗，使得有靜電從信號輸出端流入時能夠直接從靜電疏導通路疏導出去，從而保護連接在信號傳輸通路上的像素單元不受靜電損傷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1a是現有X射線圖像傳感器的靜電防護結構的俯視平面結構意圖；
[0013]圖1b是圖1a中靜電電容保護結構的放大圖；
[0014]圖1c是圖1b所示的靜電防護結構的等效電路圖；
[0015]圖2是本發明第一實施例中X射線圖像傳感器靜電防護結構的示意圖；
[0016]圖3是本發明第二實施例中X射線圖像傳感器靜電防護結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0018]請參考圖lc，其中所示為圖1b所示的現有技術的靜電防護結構的等效電路圖。通路I即為信號傳輸通路，通路2為靜電疏導通路。通路I的等效阻抗為數據線的線電阻R1，而通路2的等效阻抗為數據線線電阻R2、由線路彎折形成的附加電感阻抗及電容阻抗之和。因此通路2的等效阻抗大於通路I的等效阻抗，所以本申請發明人在多次試驗下發現即使設置靜電防護電容12並增加像素保護電極2，有靜電流經數據線時，首先被靜電擊穿的不是靜電防護電容12也不是像素保護電極2，而是顯示區最外圍的數據線與公共電極交疊處。從而造成數據線斷路，影響X射線傳感器的正常工作。對此， 申請人:提出以下解決辦法:設置數據線信號傳輸通路的阻抗大於靜電疏導通路的阻抗，即使在綁定製程中靜電流入數據線，也會優先從靜電疏導通路流出，從而避免靜電損傷工作電路。
[0019]下面結合附圖對本發明的實施例進行描述。請參見圖2，為本發明第一實施例中X射線圖像傳感器靜電防護結構的示意圖。其中靜電防護結構包括數據線，數據線分為信號傳輸通路214與靜電疏導通路213，數據線包括像素單元連接端212、信號輸出端211。信號傳輸通路214 —端通過像素單元連接端212與像素單元連接，另一端與信號輸出端211連接。靜電疏導通路213 —端與信號輸出端211連接，另一端與固定電位連接，以便疏導靜電。為了保證靜電能夠從靜電疏導通路213上疏導，本發明設定靜電疏導通路213的阻抗小於信號傳輸通路214的阻抗。
[0020]—種實施方式中，靜電疏導通路213包括直線部,而信號傳輸通路214包括彎折部。這是因為，靜電發生時，彎折部的阻抗等效於走線的電阻阻抗與因彎折產生的電感阻抗(2 π fL)之和，而直線部的阻抗僅包括走線的等效電阻的阻抗，從而，實現靜電疏導通路213的阻抗小於信號傳輸通路214的阻抗。
[0021]需要說明的是，雖然在正常工作狀態下由線路彎折產生的電感較小，但是在瞬間靜電放電時，由於放電時間極短導致的高頻特性導致附加電感的阻抗不可忽略。
[0022]進一步地，在靜電疏導通路213上設置一靜電防護電容22，該靜電防護電容22的一極板通過走線23和一固定電位連接，將靜電疏導至該固定電位上；另一極板通過靜電疏導通路213上的數據線與信號輸出端211連接，可進一步減小靜電疏導通路213的阻抗。一種實施方式中，該走線23為柵電極層的走線。所述固定電位可以為接地電位，即可將靜電防護電容22 —極板與數據線的信號輸出端211連接，一端通過走線23接地。
[0023]需要說明的是，也可以根據實際需要，在靜電疏導通路213上並聯多個靜電防護電容22，以避免設置唯一靜電防護電容被靜電擊穿後造成靜電保護結構失效。並聯設置多個靜電防護電容能夠有效地提高靜電保護結構的功效。
[0024]請參考圖3，其中所示為本發明第二實施例中X射線圖像傳感器靜電防護結構的示意圖。在本實施例中，信號傳輸通路314包括9個彎折拐點，即信號傳輸通路314經過9次彎折後通過像素單元連接端312與像素單元連接。在本實施例中，分別在信號傳輸通路314的不同彎折點分別設置有靜電保護電容322、323、324，並且，靜電保護電容322、323、324與設置在靜電疏導通路313的靜電保護電容321 —樣均與固定電位連接。在一種實施方式中靜電保護電容321、322、323、324中的一個或多個的一個極板通過和柵電極同層的走線33連接至固定電位。所述固定電位可以為接地電位，將靜電疏導至接地端。
[0025]與上述實施例相同的是，可在靜電疏導通路上設置多個分別與靜電保護電容321、322、323、324並聯的靜電防護電容，進一步提高靜電保護效率。
[0026]在本發明的另一種實施例中，通過採用不同電阻率材料分別製作數據線的信號傳輸通路部分與靜電疏導通路部分，來達到信號傳輸通路阻抗比靜電疏導通路阻抗大的目的。與上述實施例相同，可通過在靜電疏導通路上設置靜電保護電容進一步減小靜電疏導通路的阻抗，使靜電更多地傳輸到靜電疏導通路上，減少靜電通過信號傳輸通路損壞工作元器件。
[0027]—種實施方式中，本發明各個實施例中靜電保護電容的兩極板分別為柵電極層及源漏電極層，其中間介質為有源層，所述有源層的材料為非晶矽薄膜。
[0028]另一種實施方式中，本發明各個實施例中靜電保護電容的兩極板分別為源漏電極層及公共電極層，其中間介質為鈍化層，其中所述公共電極層的材料為ΙΤ0，所述鈍化層的材料為SiNx。
[0029]進一步地，本發明實施例中提供的靜電防護結構還可以包括虛擬像素保護單元，該虛擬像素保護單元設置在信號傳輸通路與像素單元之間，為靜電防護提供多一層的屏障。
[0030]另外，本發明實施例還提供一種包括上述靜電防護結構的X射線圖像傳感器，該傳感器還包括多個像素單元。靜電防護結構與X射線圖像傳感器顯示區的像素單元連接，像素單元輸出的信號通過靜電防護結構輸出。在X射線圖像傳感器製程中，有靜電沿著信號輸出端進入時，由靜電防護結構將靜電疏導出去，避免靜電損傷像素單元或者其他部件。需要說明的是，一個靜電防護結構可以與多個像素單元連接，也可以是一個靜電防護結構連接一個像素單元。
[0031]本發明實施例具有如下優點或有益效果:
[0032]通過將連接像素單元的數據線分為兩個部分，即信號傳輸通路及靜電疏導通路，信號傳輸通路一端與像素單元連接、另一端與信號輸出端連接，靜電疏導通路一端與信號輸出端連接、另一端與固定電位連接；並通過設置信號傳輸通路的阻抗大於靜電疏導通路的阻抗，使得有靜電從信號輸出端流入時能夠直接從靜電疏導通路疏導出去，從而保護連接在信號傳輸通路上的像素單元不受靜電損傷。
[0033]以上所述的實施方式，並不構成對該技術方案保護範圍的限定。任何在上述實施方式的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在該技術方案的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種靜電防護結構，包括用於傳輸像素信號的數據線； 所述數據線包括靜電疏導通路和信號傳輸通路； 其中，所述信號傳輸通路一端與像素單元連接，另一端與信號輸出端連接，用於輸出像素單元信號； 所述靜電疏導通路一端連接至固定電位，另一端與所述信號輸出端連接； 所述信號傳輸通路的阻抗大於所述靜電疏導通路的阻抗。
2.如權利要求1所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述信號傳輸通路包括彎折部，所述靜電疏導通路包括直線部。
3.如權利要求2所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述彎折部包括多個彎折拐點。
4.如權利要求1-3任一項所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述靜電防護結構還包括靜電防護電容，所述靜電防護電容設置在所述靜電疏導通路上。
5.如權利要求4所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述靜電防護結構包括多個靜電防護電容，所述多個靜電防護電容分別設置在所述彎折部的彎折拐點處。
6.如權利要求5所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述靜電防護結構還包括虛擬保護像素單元，所述虛擬保護像素單元連接在所述信號傳輸通路與所述像素單元之間。
7.如權利要求6所述的靜電防護結構,其特徵在於,所述靜電防護電容的一極板與固定電位連接。
8.如權利要求7所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述靜電防護電容的一極板通過柵電極層連接至固定電位。
9.如權利要求8所述的靜電防護結構，其特徵在於，所述靜電防護電容的兩極板分別為柵電極層及源漏電極層，其中間介質為有源層；或者，所述靜電防護電容的兩極板分別為源漏電極層及公共電極層，其中間介質為鈍化層。
10.一種X射線圖像傳感器，包括如權利要求1-9任一項所述的靜電防護結構，還包括多個像素單元，所述靜電防護結構與所述像素單元連接。
【文檔編號】H01L27/146GK104253134SQ201310270706
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優先權日:2013年6月28日
【發明者】費小磊, 凌嚴, 朱虹, 祁剛 申請人:上海天馬微電子有限公司, 天馬微電子股份有限公司