CN110047859A - 传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供一种传感器及其制备方法，该传感器的制备方法包括：提供衬底基板；在衬底基板上形成驱动电路和感光元件。感光元件包括相对于衬底基板依次形成的第一电极、光电转换层和第二电极，第一电极与驱动电路电连接，形成图案化的第一电极之后，直接在第一电极之上形成图案化的光电转换层。该传感器克服了第一电极表面粗糙导致传感器的性能变差的问题，且实现了良好的金半接触和光电转换特性。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种传感器及其制备方法。
背景技术
X射线传感器是数字影像技术中至关重要的器件，由于其具有成像速度快，良好的空间及密度分辨率、高信噪比、直接数字输出等优点，广泛地应用于医学影像(如X光胸透)、工业检测(如金属探伤)、安保检测、航空运输等领域。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种传感器的制备方法，该制备方法包括：提供衬底基板；在所述衬底基板上形成驱动电路和感光元件；其中，所述感光元件包括相对于所述衬底基板依次形成的第一电极、光电转换层和第二电极，所述第一电极与所述驱动电路电连接，形成图案化的所述第一电极之后，直接在所述第一电极之上形成图案化的所述光电转换层。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，在所述衬底基板上形成驱动电路包括：形成第三电极和与所述第三电极的远离所述衬底基板的表面直接接触的第一绝缘层，其中，所述第一电极和所述第三电极在同一工艺中形成，且在形成图案化的所述光电转换层之后，形成所述第一绝缘层且对所述第一绝缘层构图。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，所述驱动电路包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、第一源漏电极和第二源漏电极，所述第三电极为所述栅极或者所述第一源漏电极。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，当所述第三电极为所述栅极时，所述第一电极与所述第一源漏电极电连接，以实现所述第一电极与所述驱动电路电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，所述薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括栅绝缘层和有源层，所述第一绝缘层为所述栅绝缘层，所述第一源漏电极通过贯穿所述栅绝缘层的第一过孔与所述第一电极电连接；对所述第一绝缘层构图包括：在所述第一绝缘层中形成所述第一过孔；以及所述制备方法还包括：在形成所述第一绝缘层之后，在所述第一绝缘层上形成所述有源层以及与所述有源层电连接的所述第一源漏电极和所述第二源漏电极。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，所述薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括栅绝缘层和有源层，所述第一电极通过贯穿所述栅绝缘层的第二过孔与所述第一源漏电极电连接；形成驱动电路包括：
在所述衬底基板上形成所述薄膜晶体管的有源层以及与所述有源层电连接的所述第一源漏电极和所述第二源漏电极，在所述薄膜晶体管的有源层、所述第一源漏电极和所述第二源漏电极之上形成栅绝缘层，对所述栅绝缘层构图以形成所述第二过孔，以及在所述栅绝缘层上形成所述栅极。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，当所述第三电极为所述第一源漏电极时，所述第一源漏电极与所述第一电极一体形成，以实现所述第一电极与所述驱动电路电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，所述薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括有源层，所述第一源漏电极和所述第二源漏电极与所述有源层电连接，所述制备方法还包括：在形成图案化的所述光电转换层之后且形成所述绝缘层之前形成所述有源层。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，所述薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括有源层和栅绝缘层，所述第一绝缘层为所述栅绝缘层，所述制备方法还包括：在形成图案化的所述光电转换层之后且形成所述第一绝缘层之前形成所述有源层。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，在形成图案化的所述光电转换层之后且在形成所述绝缘层之前，形成图案化的所述第二电极。
例如，在本公开至少一实施例提供的制备方法中，在形成图案化的所述光电转换层之后且在形成所述有源层之前，形成图案化的所述第二电极。
本公开至少一实施例还提供一种传感器，该传感器包括：衬底基板；设置在所述衬底基板上且电连接的驱动电路和感光元件，其中，所述感光元件包括相对于所述衬底基板依次形成的第一电极、光电转换层和第二电极，所述第一电极与所述驱动电路电连接，所述第一电极包括与所述光电转换层直接接触的第一部分和与所述第一部分相接且不与所述光电转换层直接接触的第二部分，所述第二部分的表面粗糙度大于所述第一部分的表面粗糙度。
例如，在本公开至少一实施例提供的传感器中，所述第一电极通过所述第二部分与所述驱动电路电连接，且所述光电转换层相对于所述衬底基板的正投影位于所述第一部分相对于所述衬底基板的正投影之内。
例如，在本公开至少一实施例提供的传感器中，所述驱动电路包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层，第一源漏电极和第二源漏电极，所述第一电极与所述栅极设置在同一层，所述第一源漏电极通过设置在所述栅绝缘层中的过孔结构与所述第一电极电连接。
例如，在本公开至少一实施例提供的传感器中，所述薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，且所述薄膜晶体管还包括有源层，所述第一源漏电极和第二源漏电极与所述有源层电连接，且所述传感器还包括：直接设置在所述薄膜晶体管的有源层上的平坦化层，其中，所述平坦化层包括暴露所述第二电极的第三过孔。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为一种X射线传感器的电路示意图；
图2为一种X射线传感器的截面结构示意图；
图3为本公开一实施例提供的一种传感器的制备方法的流程图；
图4A-图4K为本公开一实施例提供的一种传感器的制备方法的过程图；
图5A-图5K为本公开一实施例提供的再一种传感器的制备方法的过程图；
图6A-图6K为本公开一实施例提供的又一种传感器的制备方法的过程图；
图7A-图7K为本公开一实施例提供的又一种传感器的制备方法的过程图；以及
图8为本公开一实施例提供的一种传感器的截面结构示意图。
附图标记：
11-光电二极管；12-晶体管；13-栅极扫描线；14-数据线；15，212，314，414，512，612，77-偏压线；201，301，401，501，601，71-衬底基板；202，302，407，502，608，7211-栅极；302’，407’-栅极薄膜；203，306，405，503，607，7212-栅绝缘层；204，308，402，508，606，7216-有源层；205，309，403，504，602，7213-第一源漏电极；206，310，404，505，603，7214-第二源漏电极；208，304，409，506，604，732-光电转化层；210-上电极；207-有源层保护层；209，311，411，509，609，74-平坦化层；311’，411’-平坦化层薄膜；211，312，412，510，610，76-钝化层；312’，412’-钝化层薄膜；213，315，415，513，613，78-遮光层；214，316，416，514，614，79-保护层；303，408，504，602，731-第一电极；305，410，507，605，733-第二电极；306-第一绝缘层；307-第一过孔；313，413，511，611，75-第三过孔；406-第二过孔；72-驱动电路；73-感光元件；7311-第一部分；7312-第二部分；721-薄膜晶体管；7215-过孔结构。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
例如，X射线传感器通常包括光电二极管器件和晶体管器件，该光电二极管器件的主要作用是接收光，并通过光伏效应把光信号转换成电信号，而晶体管器件的主要作用是作为控制开关和传递光伏效应产生的电信号。该X射线传感器的工作过程为：光电二极管感应X射线产生光电信号，通过扫描线对每个像素单元施加驱动扫描信号来控制晶体管器件的开关状态，从而达到间接控制数据驱动电路对每个光电二极管产生的光电信号的读取功能。当晶体管器件被打开时，相应的光电二极管产生的光电流信号可以被连接到光电二极管输出端的数据线所采集，进而通过控制扫描线与数据线驱动信号的时序来完成对光电二极管光电信号的采集功能。
图1为一种X射线传感器的电路示意图，如图1所示，X射线传感器是由多个像素单元组成的矩阵。每个像素单元包括光电二极管11和晶体管12。该晶体管12例如为场效应晶体管或薄膜晶体管。每个像素单元的晶体管12与其相邻的一条栅极扫描线13相连，每个像素单元的光电二极管11经由该像素单元内的晶体管12和与其相邻的一条数据线(或读取线)14相连。在多个像素单元组成的矩阵中，每一行像素单元中的各个晶体管12的栅极和与其相邻的一条栅极扫描线13相连，每一列像素单元中的各个晶体管12的源极和与其相邻的一条数据线14相连，每个像素单元的晶体管12的漏极与该像素单元的光电二极管11的负极相连，而该像素单元的光电二极管11的正极和偏压线15相连，例如偏压线15与栅线13平行，且每一行像素单元共用同一条偏压线15。例如，各条栅极扫描线13与栅极驱动电路相连，各条数据线14与数据驱动电路相连。
在X射线照射下，TFT平板X射线传感器通过光电二极管直接或间接地感应X射线产生的光电信号，通过栅电极扫描线对每个像素单元施加扫描信号以控制晶体管的开关状态，从而达到间接控制数据驱动电路对每个光电二极管产生的光电信号的读取功能。当晶体管被打开时，与该晶体管对应的光电二极管产生的光电流信号可以被连接到晶体管的输出端的数据线所采集，进而来实现对光电二极管光电信号的采集。
例如，图2为一种X射线传感器的截面结构示意图。如图2所示，衬底基板201上设置有栅极202、栅绝缘层203、有源层204、第一源漏电极205和第二源漏电极206以构成薄膜晶体管。衬底基板201上还设置有光电转化层208、上电极210、有源层保护层207、平坦化层209、钝化层211、偏压线212、遮光层213和保护层214。有源层保护层207设置(例如覆盖)在有源层204、第一源漏电极205和第二源漏电极206上以用来保护有源层204，防止在执行刻蚀工艺以形成图案化的光电转换层208时将有源层204刻蚀而使得有源层204的品质降低。第二源漏电极206延伸至光电转换层208的下方以作为感光元件的下电极。上电极210还可以用于保护光电转换层208，防止后续对其他膜层进行刻蚀时，不会由于过刻导致光电转换层208的结构被破坏。偏压线212通过设置在平坦化层209和钝化层211中的过孔与上电极210相连，用于给光电转换层208的上电极210施加偏置信号。例如，还可以设置遮挡层213，该遮挡层213可以与偏压线212同层设置，遮挡层213对薄膜晶体管进行遮挡，防止光照射至薄膜晶体管导致漏电流过大。保护层214设置在远离衬底基板201的最外侧以防止X射线传感器的表面被划伤，起到保护作用。
例如，栅极202、第一源漏电极205、第二源漏电极206和遮光层213的材料可以是Mo、Al、Cu等金属材料，上电极210、偏压线212的材料可以是氧化铟锡等导电的透明金属氧化物，栅绝缘层203、有源层保护层207和保护层214的材料可以是SiO2、SiNx等无机绝缘层或者树脂等有机绝缘层，光电转换层208可以为硅、锗等半导体材料，例如可以为PN型、PIN型等，当光电转换层208为PIN型时，其所包括的叠层可以分别为P型非晶硅、本征非晶硅和N型非晶硅。
形成图2所示的X射线传感器的步骤为：依次在衬底基板201上形成栅极202、栅绝缘层203、有源层204、第一源漏电极205/第二源漏电极206、有源层保护层207、光电转换层208、上电极210、平坦化层209、钝化层211、偏压线212、遮光层213和保护层214。
在形成图2所示的X射线传感器的过程中，在刻蚀有源层保护层207时，第二源漏电极206的上表面也会被刻蚀，导致其表面较为粗糙，之后光电转换层208直接形成在表面粗糙的第二源漏电极206上时，光电转换层208与第二源漏电极206之间的接触性能变差，这会使得X射线传感器的性能变差。
本公开的发明人注意到，可以在形成感光元件的图案化的下电极之后，一些实施例直接在下电极之上形成图案化的光电转换层，即改变X射线传感器中各层的形成顺序，以克服下电极表面粗糙导致X射线传感器的性能变差的问题，从而实现良好的金半接触和光电转换特性，一些实施例可以减少制备有源层保护层的工艺过程，工艺上减少了一次沉积绝缘层薄膜、一次曝光和一次刻蚀的步骤，工艺难度降低，并可以减少工艺过程中产生的缺陷，良率大大提高，此外，一些实施例可以减少一张掩模板的使用，使得例如X射线传感器的制造成本大大降低。
本公开至少一实施例提供了一种传感器的制备方法，例如，该传感器为X射线传感器，以下以X射线传感器为例进行说明，但是本公开的实施例不限于传感器为X射线传感器。
图3为本公开一实施例提供的一种传感器的制备方法的流程图。如图3所示，该制备方法包括以下步骤。
S101：提供衬底基板。
例如，该衬底基板可以采用例如玻璃、塑料、石英或其他适合的材料形成，本公开的实施例对此不作限制。
S102：在衬底基板上形成驱动电路和感光元件；其中，感光元件包括相对于衬底基板依次形成的第一电极、光电转换层和第二电极，第一电极与驱动电路电连接，形成图案化的第一电极之后，直接在第一电极之上形成图案化的光电转换层。
需要说明的是，形成图案化的第一电极之后，直接在第一电极之上形成图案化的光电转换层中的“直接”是指形成图案化的第一电极的步骤和形成图案化的光电转换层的步骤之间不再包括任何构图工艺，以使得第一电极表面的粗糙度不受刻蚀工艺的影响。
例如，该感光元件可以包括光电二极管或其他感光器件。例如，该光电二极管为PN型光电二极管或者PIN型光电二极管等。例如，该PIN型光电二极管的材料为单晶硅，其P型层、I型层和N型层依次层叠形成在衬底基板上。
例如，该驱动电路可以包括晶体管，例如场效应晶体管、薄膜晶体管等，根据需要还可以包括存储电容等。例如，驱动电路可以采用半导体制备工艺得到。下面，以该驱动电路为薄膜晶体管时的制备方法为例进行介绍。
例如，在衬底基板上形成驱动电路包括：形成第三电极和与第三电极的远离衬底基板的表面直接接触的第一绝缘层，其中，光电二极管的第一电极和驱动电路中的第三电极在同一工艺中形成，且在形成图案化的光电转换层之后，形成第一绝缘层且对第一绝缘层进行构图。
例如，在形成图案化的光电转换层之后，形成第一绝缘层且对第一绝缘层进行构图不会对感光元件中第一电极的表面粗糙度造成影响，即可以实现良好的金半接触和光电转换特性。
例如，该薄膜晶体管包括栅极、第一源漏电极和第二源漏电极，在不同的情形中，第三电极可为薄膜晶体管的栅极或者第一源漏电极。第一源漏电极和第二源漏电极均与有源层电连接且彼此相对设置，其中之一作为源极，而另一个作为漏极。
例如，在本公开的一个实施例中，第三电极为栅极，第一电极与第一源漏电极电连接，以实现第一电极与驱动电路电连接。该薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，薄膜晶体管还包括栅绝缘层和有源层，第一绝缘层为栅绝缘层，第一源漏电极通过贯穿栅绝缘层的第一过孔与第一电极电连接；对第一绝缘层构图包括：在第一绝缘层中形成第一过孔；以及该制备方法还包括：在形成第一绝缘层之后，在第一绝缘层上形成有源层以及与有源层电连接的第一源漏电极和第二源漏电极。
例如，图4A-图4K为本公开一实施例提供的一种传感器的制备方法的过程图。
例如，如图4A所示，在整个衬底基板301的表面上形成栅极薄膜302’，对栅极薄膜302’进行构图以形成栅极302和第一电极303。
例如，形成栅极薄膜302’的工艺可以为沉积、涂敷和溅射等工艺。对栅极薄膜302’进行构图的工艺包括曝光、显影、刻蚀等工艺流程。例如，栅极302为第三电极。
例如，该栅极302和第一电极303的材料为钼、铝、钨、钛和铜等单金属；或者，为由钼、铝、钨、钛和铜中的至少两种金属形成的合金。为了提高栅极和第一电极的稳定性，以及栅极、第一电极和其他膜层的粘附性，在实际制备过程中栅极302和第一电极303的材料可以根据金属的特性进行选择，在此不作限定。
例如，如图4B所示，在第一电极303上形成图案化的光电转换层304。
例如，如图4C所示，在图案化的光电转换层304上形成第二电极的薄膜，并对该第二电极的薄膜进行构图以形成第二电极305。
需要说明的是，也可以依次形成光电转换层的薄膜、第二电极的薄膜，然后对第二电极的薄膜进行构图工艺形成第二电极，再对光电转换层的薄膜进行构图工艺形成图案化的光电转换层。本公开的实施例对此不作限定。
例如，如图4D所示，形成第二电极305之后，形成第一绝缘层306，且对该第一绝缘层306进行构图以在第一绝缘层306中形成第一过孔307。
即在形成图案化的光电转换层304之后且在形成第一绝缘层306之前，形成图案化的第二电极305。
例如，该第一绝缘层306为栅绝缘层。该栅绝缘层306的材料可以包括例如SiNx、SiOx、SiNxOy等无机绝缘材料、例如有机树脂等有机绝缘材料或其它适合的材料，本公开的实施例对此不作限定。
例如，在一个示例中，形成该第一绝缘层306的工艺可以为沉积、涂敷或溅射等工艺。第一绝缘层306的材料为氮化硅或者氧化硅等无机绝缘材料。
例如，如图4E所示，在第一绝缘层306上形成有源层308。
例如，有源层308的材料可以包括氧化物半导体、有机半导体或非晶硅、多晶硅等，例如，氧化物半导体包括金属氧化物半导体(例如氧化铟镓锌(IGZO))，多晶硅包括低温多晶硅或者高温多晶硅等，本公开的实施例对此不作限定。
例如，如图4F所示，在有源层308上形成第一源漏电极309和第二源漏电极310，第一源漏电极309通过第一过孔307与第一电极303电连接，以实现第一电极303与驱动电路电连接。
例如，第一源漏电极309和第二源漏电极310的材料以及制备过程可以参见上述栅极的材料和制备过程，在此不再赘述。
例如，如图4G所示，在整个衬底基板301上形成平坦化层薄膜311’，对平坦化层薄膜311’进行构图以形成平坦化层311。
例如，该平坦化层311可以使得衬底基板301在薄膜晶体管之上的位置具有平坦的表面。
例如，如图4H所示，在平坦化层311上形成钝化层薄膜312’，对钝化层薄膜312’进行构图以形成钝化层312的图案，平坦化层311和钝化层312包括暴露第二电极305的第三过孔313。
例如，钝化层312的材料为氮化硅。以氮化硅为原料的钝化层312能够很好地起到绝缘作用，且该钝化层312利于和后续形成的偏压线进行更好地接触。本领域技术人员应该了解的是，钝化层312采用其它任何与氮化硅具有相同功能的材料也可以，本公开的实施例对此不做限定。
例如，钝化层312的厚度为150nm～2500nm。将钝化层312的厚度控制在此范围内，既能保证钝化层312能够有效地绝缘，也不会因为钝化层312的厚度过厚而出现断差。
例如，如图4I所示，在钝化层312上形成偏压线314，偏压线314通过第三过孔313和第二电极305电连接。
例如，该偏压线314为第二电极305提供恒定的负偏压，使得感光元件处于工作状态。
例如，在钝化层312上形成偏压线314的过程包括：在钝化层312上形成一层偏压线薄膜，再对偏压线薄膜进行构图工艺。该构图工艺包括掩膜、曝光、刻蚀等工艺流程，或者，也可以采用打印、印刷等工艺直接在钝化层312上形成偏压线314的图案。
例如，X射线传感器阵列中的一行或多行像素单元中各个X射线传感器的偏压线314需要相互连接并引至外围。本公开的实施例中可将偏压线314制成梳状，也可以制成块状，或者也可以是整个X射线传感器阵列区域大面积覆盖。X射线传感器周边引线的引脚区域附近的偏压线必须要刻蚀掉的，以免与各引脚短接。
例如，形成偏压线314的材料可以为ITO(氧化铟锡)或者IZO(铟锡氧化物)等透明导电材料。
例如，如图4J所示，在钝化层312上形成遮光层315。
例如，遮光层315覆盖在驱动电路的正上方。例如，该遮光层315的材料可以包括金属、深色树脂等不透明材料，从而起到为驱动电路遮光的作用，避免透射的可见光对驱动电路的性能产生影响。
例如，遮光层315可以对薄膜晶体管进行保护，防止外界光照射至薄膜晶体管的有源层308而影响薄膜晶体管的性能。
需要说明的是，偏压线314和遮光层315的形成步骤不限于先形成偏压线314再形成遮光层315，也可以先形成遮光层315再形成偏压线314，或者偏压线314和遮光层315在同一工艺步骤中采用相同的材料形成。
例如，如图4K所示，在偏压线314和遮光层315上形成保护层316，该保护层316可以防止X射线传感器被刮伤。
通过上述图4A-图4K所示的方法制备X射线传感器，不需要在有源层上形成有源层保护层，从而减少了制备有源层保护层的工艺过程，工艺上减少了一次沉积绝缘层薄膜、一次曝光和一次刻蚀的步骤，工艺难度降低，并可以减少工艺过程中产生的缺陷，良率大大提高，此外，还可以减少一张掩模板的使用，使得成本大大降低。
例如，该X射线传感器还可以包括设置在X射线入射侧(例如保护层316远离衬底基板301的一侧)的光转换层(图中未示出)，该光转换层包括光转换材料(例如荧光材料)，用于将入射的X射线转换为可见光，转换得到的可见光被感光元件检测以产生电信号。对应地，例如，该X射线传感器的制备方法还可以进一步包括在X射线入射侧(例如保护层316远离衬底基板301的一侧)形成光转换层的步骤。
例如，该X射线传感器的制备方法还可以进一步包括在阵列基板的周边区域制备扫描电路，数据驱动电路以及偏压线等结构，对此不再赘述。
例如，扫描电路与驱动电路连接，且配置为提供扫描信号以控制驱动电路。例如，该扫描电路可以实现为栅极驱动电路。需要注意的是，该栅极驱动电路可以为制备为集成电路芯片或GOA型栅极驱动电路，集成电路芯片通过邦定的方式与栅线电连接，而GOA型栅极驱动电路可以包括多个级联的移位寄存器单元，该移位寄存器单元例如可以采用4T1C等结构，在此不再赘述。例如，构成该栅极驱动电路的薄膜晶体管可以通过统一的半导体制备工艺得到。
例如，数据驱动电路与驱动电路连接，且配置为通过驱动电路读取感光元件产生的电压信号。例如，该数据驱动电路可以实现为信号放大与读取电路，可以对其读取的电压信号进行放大、模数转换等处理以得到数字信号，并将该数字信号发送至图像处理单元(例如中央处理器(CPU)、图像处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)等)中以形成相应的影像。例如，该信号放大与读取电路可以实现为集成电路芯片。
例如，上述实施例中X射线传感器的工作原理为：薄膜晶体管的栅极302通过栅线(未示出)与栅极驱动电路连接以接收栅极扫描信号，该薄膜晶体管的第一源漏电极309与感光元件通过栅绝缘层306中的第一过孔308电连接，该薄膜晶体管的第二源漏电极310通过数据线(未示出)与信号放大与读取电路连接，以在该薄膜晶体管在栅极扫描信号的控制下导通时，读取感光元件产生的电信号，并将其转化为数字信号传输至图像处理单元(例如，CPU、GPU、DSP等)中以形成X射线的影像。
例如，在本公开的再一实施例中，第三电极为薄膜晶体管的栅极，第一电极与薄膜晶体管的第一源漏电极电连接，以实现第一电极与驱动电路电连接。该薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，该薄膜晶体管还包括栅绝缘层和有源层，第一电极通过贯穿栅绝缘层的第二过孔与第一源漏电极电连接；形成驱动电路包括：在衬底基板上形成薄膜晶体管的有源层以及与有源层电连接的第一源漏电极和第二源漏电极，在薄膜晶体管的有源层、第一源漏电极和第二源漏电极之上形成栅绝缘层，对栅绝缘层进行构图以形成第二过孔，以及在栅绝缘层上形成栅极。
例如，图5A-图5K为本公开一实施例提供的再一种传感器的制备方法的过程图。
例如，如图5A所示，在衬底基板401上形成有源层402的图案。
例如，如图5B所示，在有源层402上形成与其直接接触的第一源漏电极403和第二源漏电极404。
例如，如图5C所示，在第一源漏电极403和第二源漏电极404上形成栅绝缘层405，并在栅绝缘层405中形成第二过孔406。
例如，如图5D所示，在栅绝缘层405上形成栅极薄膜407’，并对该栅极薄膜407’进行构图以形成栅极407和第一电极408的图案，该第一电极408通过形成在栅绝缘层405中的第二过孔406与第一源漏电极403电连接，以实现第一电极408与驱动电路电连接。
例如，如图5E所示，在第一电极408上直接形成光电转换层409。
例如，如图5F所示，在光电转换层409上形成第二电极410。
需要说明的是，也可以依次形成光电转换层的薄膜、第二电极的薄膜，然后对第二电极的薄膜进行构图工艺形成第二电极，再对光电转换层的薄膜进行构图工艺形成图案化的光电转换层。本公开的实施例对此不作限定。
例如，如图5G所示，在具有以上结构的衬底基板401的整层上形成平坦化层薄膜411’，对平坦化层薄膜411’进行构图以形成平坦化层411。
例如，如图5H所示，在平坦化层411上形成钝化层薄膜412’，对钝化层薄膜412’进行构图以形成钝化层412的图案，平坦化层411和钝化层412包括暴露第二电极410的第三过孔413。
例如，如图5I所示，在钝化层412上形成偏压线414。
例如，如图5J所示，在钝化层412上形成遮光层415。
例如，遮光层415覆盖在驱动电路的薄膜晶体管的正上方。例如，该遮光层415的材料可以包括金属、深色树脂等不透明材料，从而起到为驱动电路遮光的作用，避免透射的可见光对驱动电路的性能产生影响。
例如，遮光层415可以对薄膜晶体管进行保护，防止外界光照射至薄膜晶体管的有源层，而影响薄膜晶体管的性能。
例如，如图5K所示，在偏压线414和遮光层415上形成保护层416，该保护层416可以防止X射线传感器被刮伤。
例如，在本公开的又一实施例提供的制备方法中，第三电极为薄膜晶体管的第一源漏电极，第一源漏电极与第一电极一体形成，以实现第一电极与驱动电路电连接。该薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，该薄膜晶体管还包括有源层，第一源漏电极和第二源漏电极与有源层电连接，该制备方法还包括：在形成图案化的光电转换层之后且形成绝缘层之前形成有源层。
例如，图6A-图6K为本公开一实施例提供的又一种传感器的制备方法的过程图。
例如，如图6A所示，在衬底基板501上形成栅极502。
例如，如图6B所示，在栅极502上形成栅绝缘层503。
例如，如图6C所示，在栅绝缘层503上形成第一源漏电极504和第二源漏电极505，第一源漏电极504复用作第一电极。
例如，如图6D所示，在第一电极504上形成光电转换层506。
例如，如图6E所示，在光电转换层506上形成第二电极507。
需要说明的是，也可以依次形成光电转换层的薄膜、第二电极的薄膜，然后对第二电极的薄膜进行构图工艺形成第二电极，再对光电转换层的薄膜进行构图工艺形成图案化的光电转换层。本公开的实施例对此不作限定。
例如，如图6F所示，在第一源漏电极504和第二源漏电极505之间形成有源层508，该有源层508的一部分形成在第一源漏电极504和第二源漏电极505之间的间隙中，另一部分形成在第一源漏电极504和第二源漏电极505上，以分别和第一源漏电极504和第二源漏电极505直接接触。
例如，如图6G所示，在具有以上结构的衬底基板501的整层上形成平坦化层509。
例如，如图6H所示，在平坦化层509上形成钝化层510的图案，平坦化层509和钝化层510包括暴露第二电极507的第三过孔511。
例如，如图6I所示，在钝化层510上形成偏压线512。
例如，如图6J所示，在钝化层510上形成遮光层513。
例如，遮光层513覆盖在驱动电路的正上方。例如，该遮光层513的材料可以包括金属、深色树脂等不透明材料，从而起到为驱动电路遮光的作用，避免透射的可见光对驱动电路的性能产生影响。
例如，遮光层513可以对薄膜晶体管进行保护，防止外界光照射至薄膜晶体管的有源层，而影响薄膜晶体管的性能。
例如，如图6K所示，在偏压线512和遮光层513上形成保护层514，该保护层514可以防止X射线传感器被刮伤。
例如，在本公开的又一实施例提供的制备方法中，第三电极为薄膜晶体管的第一源漏电极，第一源漏电极与第一电极一体形成，以实现第一电极与驱动电路电连接。该薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，薄膜晶体管还包括有源层和栅绝缘层，第一绝缘层为栅绝缘层，该制备方法还包括：在形成图案化的光电转换层之后且形成第一绝缘层之前形成有源层。
例如，图7A-图7K为本公开一实施例提供的又一种传感器的制备方法的过程图。
例如，如图7A所示，在衬底基板601上形成第一源漏电极602和第二源漏电极603，第一源漏电极602复用作第一电极。
例如，如图7B所示，在第一电极602上形成光电转换层604。
例如，如图7C所示，在光电转换层604上形成第二电极605。
需要说明的是，也可以依次形成光电转换层的薄膜、第二电极的薄膜，然后对第二电极的薄膜进行构图工艺形成第二电极，再对光电转换层的薄膜进行构图工艺形成图案化的光电转换层。本公开的实施例对此不作限定。
例如，如图7D所示，在第一源漏电极602和第二源漏电极603之间形成有源层606，该有源层606的一部分形成在第一源漏电极602和第二源漏电极603之间的间隙中，另一部分形成在第一源漏电极602和第二源漏电极603上，以分别和第一源漏电极602和第二源漏电极603直接接触。
即在形成图案化的光电转换层之后且在形成有源层之前，形成图案化的第二电极。
例如，如图7E所示，在第一源漏电极602、第二源漏电极603和有源层606上形成栅绝缘层607。
例如，如图7F所示，在栅绝缘层607上形成栅极608。
例如，如图7G所示，在具有以上结构的衬底基板601上形成平坦化层609。
例如，如图7H所示，在平坦化层609上形成钝化层610的图案，平坦化层609和钝化层610包括暴露第二电极605的第三过孔611。
例如，如图7I所示，在钝化层610上形成偏压线612。
例如，如图7J所示，在钝化层610上形成遮光层613。
例如，遮光层613覆盖在驱动电路的正上方。例如，该遮光层613的材料可以包括金属、深色树脂等不透明材料，从而起到为驱动电路遮光的作用，避免透射的可见光对驱动电路的性能产生影响。
例如，该遮光层613可以对薄膜晶体管进行保护，防止外界光照射至薄膜晶体管的有源层，而影响薄膜晶体管的性能。
例如，如图7K所示，在偏压线612和遮光层613上形成保护层614，该保护层614可以防止X射线传感器被刮伤。
本公开至少一实施例还提供一种传感器，例如，该传感器为X射线传感器，以下以X射线传感器为例进行说明，但是本公开的实施例不限于X射线传感器。
图8为本公开一实施例提供的一种传感器的截面结构示意图。如图8所示，该传感器为X射线传感器，该X射线传感器70包括：衬底基板71；设置在衬底基板71上且电连接的驱动电路72和感光元件73。该感光元件73包括相对于衬底基板71依次形成的第一电极731、光电转换层732和第二电极733，第一电极731与驱动电路72电连接，第一电极731包括与光电转换层732直接接触的第一部分7311和与第一部分7311相接且不与光电转换层732直接接触的第二部分7312，第二部分7312的表面粗糙度大于第一部分7311的表面粗糙度。
例如，该X射线传感器还可以在X射线入射侧包括光转换层(图中未示出)，该光转换层包括光转换材料(例如荧光材料)，用于将入射的X射线转换为可见光，转换得到的可见光被感光元件检测以产生电信号。
例如，第一电极731形成之后，直接在第一电极731的第一部分7311上形成光电转换层732，即第一电极731的第一部分7311的表面没有经过刻蚀处理即形成了光电转换层732，从而可以实现良好的金半接触和光电转换特性。
例如，第一电极731的第二部分7312在形成光电转换层732的过程中，其表面进行过刻蚀处理，使得其表面的粗糙度大于第一部分7311的表面粗糙度，从而使得第一电极731的第二部分7312的表面粗糙度大于第一部分7311的表面粗糙度。
例如，该第一电极731通过第二部分7312与驱动电路72电连接，且光电转换层732相对于衬底基板71的正投影位于第一部分7311相对于衬底基板71的正投影之内。
例如，该驱动电路72包括薄膜晶体管721，该薄膜晶体管721包括栅极7211、栅绝缘层7212，第一源漏电极7213和第二源漏电极7214，第一电极731与栅极7211设置在同一层，第一源漏电极7213通过设置在栅绝缘层7212中的过孔结构7215与第一电极731电连接。
例如，如图8所示，该薄膜晶体管721为底栅型薄膜晶体管，且薄膜晶体管721还包括有源层7216，第一源漏电极7213和第二源漏电极7214与有源层7216电连接，且X射线传感器还包括：直接设置在薄膜晶体管721的有源层7216上的平坦化层74，平坦化层74包括暴露第二电极733的第三过孔75。
例如，如图8所示，在平坦化层74上设置有钝化层76，第三过孔75贯穿钝化层76且穿过部分平坦化层74以暴露第二电极733。
例如，钝化层76的材料为氮化硅。以氮化硅为原料的钝化层76能够很好地起到绝缘作用，且该钝化层76利于和后续形成的偏压线进行更好地粘结。本领域技术人员应该了解的是，采用其它任何与氮化硅具有相同功能的材料也可以，本公开的实施例对此不做限定。
例如，如图8所示，在钝化层76上设置有偏压线77，偏压线77通过第三过孔75和第二电极733电连接。
例如，该偏压线77为第二电极733提供恒定的负偏压，使得感光元件73处于工作状态。
例如，X射线传感器阵列中的各个X射线传感器的偏压线77需要相互连接并引至外围。本公开的实施例中可将偏压线77制成梳状，也可以制成块状，或者也可以是整个X射线传感器阵列区域大面积覆盖。X射线传感器周边引线的引脚区域附近的偏压线必须要刻蚀掉的，以免与各引脚短接。
例如，形成偏压线77的材料可以为ITO(氧化铟锡)或者IZO(铟锡氧化物)等透明导电材料。
例如，如图8所示，在钝化层76上设置(例如覆盖)有遮光层78。
例如，遮光层78覆盖在驱动电路72的正上方。例如，该遮光层78的材料可以包括金属、深色树脂等不透明材料，从而起到为驱动电路遮光的作用，避免透射的可见光对驱动电路的性能产生影响。
例如，遮光层78可以对薄膜晶体管721进行保护，防止外界光照射至薄膜晶体管的有源层7216，而影响薄膜晶体管的性能。
需要说明的是，偏压线77和遮光层78的形成步骤不限于先形成偏压线77再形成遮光层78，也可以先形成遮光层78再形成偏压线77，或者偏压线77和遮光层78在同一工艺步骤中采用相同的材料形成。
例如，如图8所示，在偏压线77和遮光层78上形成保护层79，该保护层79可以防止X射线传感器被刮伤。
例如，该X射线传感器还可以包括扫描电路和数据驱动电路(图中均未示出)。
例如，扫描电路与驱动电路72连接，且配置为提供扫描信号以控制驱动电路72。例如，该扫描电路可以实现为栅极驱动电路。需要注意的是，该栅极驱动电路可以为制备为集成电路芯片或GOA型栅极驱动电路，集成电路芯片通过邦定的方式与栅线电连接，而GOA型栅极驱动电路可以包括多个级联的移位寄存器单元，该移位寄存器单元例如可以采用4T1C等结构，在此不再赘述。例如，构成该栅极驱动电路的薄膜晶体管可以通过统一的半导体制备工艺得到，具体制备过程可以参考图4A-4K中所示的X射线传感器中的驱动电路的制备过程。
例如，数据驱动电路与驱动电路72连接，且配置为通过驱动电路72读取感光元件73产生的电压信号。例如，该数据驱动电路可以实现为信号放大与读取电路，可以对其读取的电压信号进行放大、模数转换等处理以得到数字信号，并将该数字信号发送至图像处理单元(例如，CPU、GPU、DSP等)中以形成相应的影像。
需要说明的是，为表示清楚、简洁，本公开的实施例并没有给出该传感器的全部组成单元。为实现传感器的基本功能，本领域技术人员可以根据具体需要提供、设置其他未示出的结构，本公开的实施例对此不作限制。
例如，该X射线传感器的截面结构示意图还可以参见上述中的图5K、图6K和图7K，其具体的结构在此不再赘述。
本公开的实施例提供的一种传感器以及传感器的制备方法具有以下至少一项有益效果：
(1)本公开至少一实施例提供的传感器的制备方法，在形成感光元件的图案化的第一电极之后，直接在第一电极之上形成图案化的光电转换层，即改变了传感器中各层的形成顺序，克服了第一电极表面粗糙导致传感器的性能变差的问题。
(2)本公开至少一实施例提供的传感器的制备方法，实现了良好的金半接触和光电转换特性。
(3)本公开至少一实施例提供的传感器的制备方法，减少了制备有源层保护层的工艺过程，工艺上减少了一次沉积绝缘层薄膜、一次曝光和一次刻蚀的步骤，工艺难度降低。
(4)本公开至少一实施例提供的传感器的制备方法，可以减少工艺过程中产生的缺陷，良率大大提高。
(5)本公开至少一实施例提供的传感器的制备方法，可以减少一张掩模板的使用，使得成本大大降低。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (15)
1.一种传感器的制备方法，包括：
提供衬底基板；
在所述衬底基板上形成驱动电路和感光元件；其中，
所述感光元件包括相对于所述衬底基板依次形成的第一电极、光电转换层和第二电极，所述第一电极与所述驱动电路电连接，
形成图案化的所述第一电极之后，直接在所述第一电极之上形成图案化的所述光电转换层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述衬底基板上形成驱动电路包括：
形成第三电极和与所述第三电极的远离所述衬底基板的表面直接接触的第一绝缘层，其中，所述第一电极和所述第三电极在同一工艺中形成，且在形成图案化的所述光电转换层之后，形成所述第一绝缘层且对所述第一绝缘层构图。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述驱动电路包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、第一源漏电极和第二源漏电极，
所述第三电极为所述栅极或者所述第一源漏电极。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，当所述第三电极为所述栅极时，所述第一电极与所述第一源漏电极电连接，以实现所述第一电极与所述驱动电路电连接。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括栅绝缘层和有源层，所述第一绝缘层为所述栅绝缘层，所述第一源漏电极通过贯穿所述栅绝缘层的第一过孔与所述第一电极电连接；
对所述第一绝缘层构图包括：
在所述第一绝缘层中形成所述第一过孔；以及
所述制备方法还包括：
在形成所述第一绝缘层之后，在所述第一绝缘层上形成所述有源层以及与所述有源层电连接的所述第一源漏电极和所述第二源漏电极。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其中，所述薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括栅绝缘层和有源层，所述第一电极通过贯穿所述栅绝缘层的第二过孔与所述第一源漏电极电连接；
形成所述驱动电路包括：
在所述衬底基板上形成所述薄膜晶体管的有源层以及与所述有源层电连接的所述第一源漏电极和所述第二源漏电极，
在所述薄膜晶体管的所述有源层、所述第一源漏电极和所述第二源漏电极之上形成栅绝缘层，
对所述栅绝缘层构图以形成所述第二过孔，以及
在所述栅绝缘层上形成所述栅极。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其中，当所述第三电极为所述第一源漏电极时，所述第一源漏电极与所述第一电极一体形成，以实现所述第一电极与所述驱动电路电连接。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，
所述薄膜晶体管还包括有源层，所述第一源漏电极和所述第二源漏电极与所述有源层电连接，
所述制备方法还包括：
在形成图案化的所述光电转换层之后且形成所述绝缘层之前形成所述有源层。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，所述薄膜晶体管还包括有源层和栅绝缘层，所述第一绝缘层为所述栅绝缘层，
所述制备方法还包括：
在形成图案化的所述光电转换层之后且形成所述第一绝缘层之前形成所述有源层。
10.根据权利要求2～7中任一项所述的制备方法，其中，在形成图案化的所述光电转换层之后且在形成所述绝缘层之前，形成图案化的所述第二电极。
11.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中，在形成图案化的所述光电转换层之后且在形成所述有源层之前，形成图案化的所述第二电极。
12.一种传感器，包括：
衬底基板；
设置在所述衬底基板上且电连接的驱动电路和感光元件，其中，所述感光元件包括相对于所述衬底基板依次形成的第一电极、光电转换层和第二电极，所述第一电极与所述驱动电路电连接，
所述第一电极包括与所述光电转换层直接接触的第一部分和与所述第一部分相接且不与所述光电转换层直接接触的第二部分，所述第二部分的表面粗糙度大于所述第一部分的表面粗糙度。
13.根据权利要求12所述的传感器，其中，所述第一电极通过所述第二部分与所述驱动电路电连接，且所述光电转换层相对于所述衬底基板的正投影位于所述第一部分相对于所述衬底基板的正投影之内。
14.根据权利要求12或13所述的传感器，其中，所述驱动电路包括薄膜晶体管，
所述薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层，第一源漏电极和第二源漏电极，
所述第一电极与所述栅极设置在同一层，
所述第一源漏电极通过设置在所述栅绝缘层中的过孔结构与所述第一电极电连接。
15.根据权利要求14所述的传感器，其中，所述薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，且所述薄膜晶体管还包括有源层，所述第一源漏电极和第二源漏电极与所述有源层电连接，且
所述传感器还包括：
直接设置在所述薄膜晶体管的有源层上的平坦化层，其中，所述平坦化层包括暴露所述第二电极的第三过孔。
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