一種tft探測基板及其製作方法、x射線探測器的製作方法
2023-11-02 10:30:27
專利名稱：一種tft探測基板及其製作方法、x射線探測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光電技術領域，尤其涉及一種TFT探測基板及其製作方法、X射線探測ο背景技術
目前，矽基薄膜電晶體(Si TFT, Si Thin Film Transistor)有源尋址技術與非晶矽(a-Si)光電二極體這種光敏感元件結合，發展出大面積二維傳感器件，例如TFT探測基板，該探測基板包括TFT和光電二極體，當光信號照射光電二級管時，所感生的光生電荷量將反映光照信息，TFT溝道的關閉和導通來控制該光照信息的儲存和讀取。這種二維傳感器件能以近乎100%的光利用率傳遞光信息，其具有高傳感能力、高靈敏度、高灰度級和快速響應的優點。能對大面積、高信息容量的圖像信息進行數據儲存、分析和按需要進行各種處理。該技術已經廣泛應用於醫療檢測、材料探傷、海關安檢等領域。
圖1為現有技術中一種TFT探測基板的剖面結構示意圖，如圖1所示，該TFT探測基板包括基板，基板上設有柵線層，柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極1， 所述柵線層上設有柵絕緣層2，柵絕緣層2上設置有有源層，所述有源層包括非晶矽層3和摻雜非晶矽層4(又稱為歐姆接觸層)，有源層上設置有數據線層，數據線層中包括數據線、 TFT漏極5和TFT源極6，TFT漏極5與數據線相連接，所述柵線和所述數據線之間限定有像素區域，像素區域內設有光電二極體7，與TFT源極6相連接，光電二極體7上設置有第一透明導電層9，數據線層上還設置有鈍化層8，鈍化層8上設置有樹脂層10，樹脂層10上設置有第二透明導電層11，導電金屬層12穿過第二透明導電層11和鈍化層8與第一透明導電層相連接，另外，導電金屬層12的上方還設置有第二樹脂層15。
其中，柵極層由依次沉積的鋁釹(AlNd)層、鉻(Cr)層和氮化鉻(CrNx)層所形成， 數據線層由Cr層所形成，這樣來講，在圖1所示探測基板的製作過程中，Cr的使用會導致含有Cr6+的廢水及廢酸等工藝副產物的排放，而Cr6+是一種對人體和動植物具有很大危害的金屬離子，因此對生物和環境具有潛在威脅，而且，含有Cr6+的廢水及廢酸必須經過嚴格的後續處理過程，成本較高。發明內容
本發明解決的技術問題是，提供一種TFT探測基板及其製作方法、X射線探測器， 能夠對生物和環境進行有效保護，且有效降低成本。
為達到上述目的，本發明的實施例採用如下技術方案
一種TFT探測基板，包括
基板，所述基板上設有柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT 柵極，所述柵線層的上方設有數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT漏極和TFT源極， 所述TFT漏極與所述數據線相連接，所述柵線和所述數據線之間限定有像素區域，所述像素區域內設有光電二極體，所述TFT源極與光電二極體相連接，其中，
所述柵線層由依次沉積的鋁釹(AlNd)金屬層和鉬(Mo)金屬層所形成；
所述數據線層由Mo金屬層所形成。
一種X射線探測器，包括X射線源和探測裝置，其中，所述檢測裝置包括本發明實施例提供的TFT探測基板。
一種TFT探測基板的製作方法，包括
提供一基板；
在所述基板上依次沉積鋁釹金屬層和Mo金屬層，通過構圖工藝，形成柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極；
在形成有柵線層的基板上沉積Mo金屬層，通過構圖工藝，形成數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT漏極和TFT源極。
採用上述技術方案後，本發明實施例提供的TFT探測基板及其製作方法、X射線探測器，TFT探測基板的柵線層由AlNd和Mo金屬形成，數據線層由Mo金屬形成，相對於Cr， Mo是一種溫和金屬，對人體和動植物危害較小，因此，能夠對生物和環境進行有效保護。另外，採用Mo還可以簡化製作過程後續的副產物的處理過程，有效降低成本。
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性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現有技術中一種TFT探測基板的剖面結構示意圖2為本發明實施例提供的TFT探測基板的剖面結構示意圖3為本發明實施例提供的TFT探測基板的另一種剖面結構示意圖4為本發明實施例提供的TFT探測基板的製作方法的工藝流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明中的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述。
應當明確，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做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。
圖2為本發明提供的TFT探測基板的一個實施例的剖面結構示意圖，需要說明的是，圖2隻是TFT探測基板的一部分，本領域技術人員可以理解TFT探測基板包括多個圖2 所示的部分構成，本實施例中只以此部分為例進行說明。
如圖2所示，本實施例的TFT探測基板，包括
基板，基板上設有柵線層，柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極1，所述柵線層上設有柵絕緣層2，柵絕緣層2上設置有有源層，有源層包括非晶矽層3和摻雜非晶矽層4，有源層上設置有數據線層，數據線層中包括數據線、TFT漏極5和TFT源極6，TFT 漏極5與數據線相連接，所述柵線和所述數據線之間限定有像素區域，像素區域內設有光電二極體7，與TFT源極6相連接；
其中，所述柵線層由依次沉積的AlNd金屬層和Mo金屬層所形成；具體的，形成所述柵線層的AlNd金屬層的厚度為2000至4000埃，形成所述柵線層的Mo金屬層的厚度為 400至800埃；所述數據線層由Mo金屬層所形成；具體的，形成所述數據線層的Mo金屬層的厚度為2000至4000埃。
其中，光電二極體7上設置有第一透明導電層9，通常為ITO(銦錫氧化物)或 IZO(銦鋅氧化物)，透明導電層9上還設置有鈍化層8，鈍化層8上設置有樹脂層10，樹脂層10上設置有第二透明導電層11，第二透明導電層11通常為低溫ITO或IZO透明導電層， 導電金屬層12通過穿過第二透明導電層11和鈍化層8的過孔16與第一透明導電層9相連接。另外，導電金屬層12的上方還設置有第二樹脂層15。
本實施例提供的TFT探測基板，柵線層由AlNd和Mo金屬形成，數據線層由Mo金屬形成，相對於Cr，Mo是一種溫和金屬，對人體和動植物危害較小，因此，能夠對生物和環境進行有效保護。另外，採用Mo還可以簡化製作過程後續的副產物的處理過程，有效降低成本。
本實施例中，光電二極體7為PIN結構，從上至下分別P型區、本徵區和N型區。 在本實施例的製作過程中，光電二極體7形成於數據線層之後，具體的，需要依次沉積N型區、本徵區和P型區，然後通過幹法刻蝕工藝形成光電二極體7的結構，所述幹法刻蝕工藝中採用的工藝氣體通常包括氟化硫(SF6)，SF6對於Mo表面具有腐蝕作用，易導致TFT源極 6的表面損傷，因而易導致電子陷阱的增加而造成漏電流的增加，嚴重影響通過探測面板所獲得的圖像質量。
因此，作為本實施例的一種改進，為避免SF6對於Mo表面的腐蝕損傷，本實施例中，所述數據線層上設有刻蝕保護層13，刻蝕保護層13上設置有過孔14，光電二極體7通過過孔14與TFT源極6相連接。以使在光電二極體7的幹法刻蝕過程，對數據線層的Mo金屬層表面進行有效保護，避免其受到SF6的腐蝕損傷。而且，即使SF6使過孔14處與光電二極體7相連接的TFT源極6的表面產生輕微損傷，這種輕微損傷可以被Mo與光電二極體7 中的N型區與Mo界面產生的MoxSiy所彌補。具體的，刻蝕保護層13為氮氧化物層，例如氮氧化矽(SixOyNz)等，刻蝕保護層的厚度為200至1000埃。
另外，作為本實施例的一種改進，如圖2所示，光電二極體7的橫向寬度大於過孔 14的寬度，使刻蝕保護層13深入到光電二極體7的內部，這種結構可以有效減小本實施例的漏電流。
在本發明的另一個實施例中，如圖3所示，光電二極體7設置有第一透明導電層 9，鈍化層8的上方設置有樹脂層10，樹脂層10上設置有導電金屬層12，樹脂層8上還設置有過孔16，導電金屬層12通過過孔16與第一透明導電層9相連接。與圖2所示的實施例相比，取消了第二透明導電層10，不影響TFT探測基板的正常工作，且可以簡化製作工藝過程，降低製作成本。
本發明提供TFT探測基板，可用於醫療檢測裝置、材料探傷裝置、安檢裝置中。
相應的，本發明還提供了一種X射線探測器，包括X射線源、探測裝置和控制系統， 其中，所述探測裝置包括本發明實施例提供的TFT探測基板。
本發明提供的X射線探測器，工作過程中，X射線源和探測面板同時運動，對待檢物進行X射線掃描，探測面板用於接收被待測物吸收後的X射線，並將所接收到的X射線轉化為可供記錄的電信號，控制系統對所述電信號進行處理形成對應的圖像。
本實施例提供的X射線探測器，包括TFT探測基板，且該探測基板中，柵線層由 AlNd和Mo金屬形成，數據線層由Mo金屬形成，相對於Cr，Mo是一種溫和金屬，對人體和動植物危害較小，因此，能夠對生物和環境進行有效保護。另外，採用Mo還可以簡化X射線探測器製作過程後續的副產物的處理過程，有效降低成本
相應的，本發明實施例還提供了一種上述TFT探測基板的製作方法，如圖4所示， 包括下列步驟
步驟101，提供一基板。
所述基板可為矽基板。
步驟102，在所述基板上依次沉積AlNd金屬層和Mo金屬層，通過構圖工藝，形成柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極；
本發明實施例中，構圖工藝包括曝光、顯影、刻蝕和剝離等工藝。
步驟103，在形成有柵線層的基板上沉積Mo金屬層，通過構圖工藝，形成數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT漏極和TFT源極。
本發明實施例提供的TFT探測基板的製作方法，柵線層由AlNd和Mo金屬形成，數據線層由Mo金屬形成，相對於Cr，Mo對人體和動植物危害較小，因此，能夠對生物和環境進行有效保護。另外，採用Mo還可以簡化製作過程後續的副產物的處理過程，有效降低成本。
下面以圖3所示的TFT探測基板的製作過程為例，對本發明實施例提供的TFT探測基板的製作方法進行詳細描述，本實施例包括
步驟201，提供一基板。
步驟202，在所述基板上依次沉積AlNd金屬層和Mo金屬層，通過構圖工藝，形成柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極。
其中，AlNd金屬層的厚度為2000 4000埃、Mo金屬層的厚度為400 800埃。
步驟203，在柵線層上沉積柵極絕緣薄膜，以形成柵絕緣層；
其中，柵絕緣層為氮化矽(SiNx)，厚度為3500 5000埃。
步驟204，在柵絕緣層上，沉積非晶矽薄膜和摻雜非晶矽薄膜，通過構圖工藝，形成包括非晶矽層和N型摻雜非晶矽層的有源層。
其中，非晶矽層的厚度為1300 2500埃，N型摻雜非晶矽層的厚度為300 1000埃。
步驟205，在有源層上沉積Mo金屬層，通過構圖工藝，形成數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT漏極和TFT源極，通過構圖工藝，形成TFT漏極和源極之間的溝道。
其中，Mo金屬層的厚度為2000 4000埃。
步驟206，在數據線層上沉積氮化矽薄膜，通過構圖工藝，形成氮化矽刻蝕保護層， 刻蝕保護層上設置有與所述TFT源極相連接的過孔。
其中，氮化矽刻蝕保護層厚度為200 1000埃。
步驟207.，在氮化矽刻蝕保護層沉積光電二級管PIN薄膜。
步驟208，在光電二極體PIN薄膜上，沉積ITO透明導電薄膜，通過構圖工藝，形成 ITO第一透明導電層。
其中，ITO第一透明導電層為400 1500埃。
步驟209，通過構圖工藝，形成光電二極體，所述光電二極體穿過所述過孔與所述 TFT源極相連接。步驟210，在ITO第一透明導電層上沉積氮化矽薄膜，通過構圖工藝，形成鈍化層。其中，鈍化層的厚度為500 2000埃。步驟211，在鈍化層上沉積樹脂薄膜，通過構圖工藝，形成樹脂層。其中，樹脂層的厚度為1. 5 4微米。步驟212，通過構圖工藝，在所述鈍化層上形成與所述透明導電層相連接的電極接觸孔。本步驟中，電極接觸孔可以通過掩膜版曝光、顯影、溼法刻蝕、剝離等構圖工藝形成，還可以以樹脂層作為掩膜版，進行幹法刻蝕形成。步驟213，在樹脂層上依次沉積Mo金屬層和AlNd金屬層，通過構圖工藝，形成導電金屬層。
其中，Mo金屬層的厚度為200 600埃，AlNd金屬層的厚度為2000 4000埃。接下來，還將沉積第二樹脂層，以完成整個探測基板的製作。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種TFT探測基板，包括基板，所述基板上設有柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極，所述柵線層的上方設有數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT源極和TFT漏極，所述TFT漏極與所述數據線相連接，所述柵線和所述數據線之間限定有像素區域，所述像素區域內設有光電二極體，所述TFT漏極與光電二極體相連接，其特徵在於，所述柵線層由依次沉積的鋁釹金屬層和鉬金屬層所形成； 所述數據線層由鉬金屬層所形成。
2.根據權利要求1所述的TFT探測基板，其特徵在於，形成所述柵線層的鋁釹金屬層的厚度為2000至4000埃，形成所述柵線層的鉬金屬層的厚度為400至800埃，形成所述數據線層的鉬金屬層的厚度為2000至4000埃。
3.根據權利要求1所述的TFT探測基板，其特徵在於，所述數據線層上設置有刻蝕保護層，所述刻蝕保護層上設置有過孔，所述光電二極體通過所述過孔與所述TFT源極相連接。
4.根據權利要求3所述的TFT探測基板，其特徵在於，所述刻蝕保護層為氮氧化物層。
5.根據權利要求4所述的TFT探測基板，其特徵在於，所述刻蝕保護層的厚度為200至 1000 埃。
6.根據權利要求3所述的TFT探測基板，所述光電二極體的橫向寬度大於所述過孔的寬度。
7.根據權利要求1所述的TFT探測基板，所述光電二極體上設置有透明導電層，所述透明導電層的上方設置有樹脂層，所述樹脂層上設置有導電金屬層，所述樹脂層上設置有過孔，所述導電金屬層通過所述過孔與所述透明導電層相連接。
8.—種X射線探測器，包括X射線源和探測裝置，其特徵在於，所述檢測裝置包括權利要求1至權利要求7任一項所述的TFT探測基板。
9.一種TFT探測基板的製作方法，其特徵在於，包括 提供一基板；在所述基板上依次沉積鋁釹金屬層和鉬金屬層，通過構圖工藝，形成柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極；在形成有柵線層的基板上沉積鉬金屬層，通過構圖工藝，形成數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT漏極和TFT源極。
10.根據權利要求9所述的製作方法，其特徵在於，所述在形成有柵線層的基板上沉積鉬金屬層，通過構圖工藝，形成數據線層後，所述方法還包括在形成有數據線層的基板上沉積刻蝕保護薄膜，通過構圖工藝，形成刻蝕保護層，刻蝕保護層上設置有與所述TFT源極相連接的過孔；在形成有刻蝕保護層的基板上沉積光電二極體薄膜；通過構圖工藝，形成光電二極體，所述光電二極體穿過所述過孔與所述TFT源極相連接。
11.根據權利要求10所述的製作方法，其特徵在於，所述在形成有刻蝕保護層的基板上沉積光電二極體薄膜後，所述通過構圖工藝，形成光電二極體前，所述方法還包括在形成有光電二極體薄膜的基板上，沉積透明導電薄膜，通過構圖工藝，形成透明導電層；所述通過構圖工藝，形成光電二極體後，所述方法還包括 在形成有光電二極體的基板上，沉積樹脂薄膜，通過構圖工藝，形成樹脂層； 在形成有樹脂層的基板上，沉積導電金屬薄膜，通過構圖工藝，形成導電金屬層，所述導電金屬層與所述透明導電層相連接。
12.根據權利要求11所述的製作方法，其特徵在於，所述在形成有光電二極體的基板上，沉積樹脂薄膜，通過構圖工藝，形成樹脂層後，所述在形成有樹脂層的基板上，沉積導電金屬薄膜，通過構圖工藝，形成導電金屬層前，所述方法還包括通過構圖工藝，在所述樹脂層上形成與所述透明導電層相連接的過孔，所述構圖工藝包括幹法刻蝕或溼法刻蝕。
全文摘要
本發明提供了一種TFT探測基板及其製作方法、X射線探測器，涉及光電技術領域，為能夠對生物和環境進行有效保護，且有效降低成本而發明。所述TFT探測基板包括基板，所述基板上設有柵線層，所述柵線層中包括柵線和與所述柵線連接的TFT柵極，所述柵線層的上方設有數據線層，所述數據線層中包括數據線，TFT源極和TFT漏極，所述TFT漏極與所述數據線相連接，所述柵線和所述數據線之間限定有像素區域，所述像素區域內設有光電二極體，所述TFT源極與光電二極體相連接，所述柵線層由依次沉積的鋁釹金屬層和鉬金屬層所形成；所述數據線層由鉬金屬層所形成。本發明可用於X射線探測器中。
文檔編號H01L27/12GK102544024SQ20101061251
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月29日 優先權日2010年12月29日
發明者孫增輝, 張航, 李禹奉, 王珂, 王路, 郭煒 申請人:京東方科技集團股份有限公司