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CN202796958U - 一种x射线平板传感器及x射线平板探测器 - Google Patents

一种x射线平板传感器及x射线平板探测器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种X射线平板传感器及X射线平板探测器，基于顶栅TFT结构形成X射线平板传感器及X射线平板探测器。包括基板、形成于基板一侧的顶栅型TFT和存储电容，所述存储电容包括第一ITO层、与所述第一ITO层形成存储电容的第二ITO层、用于输出电信号的第三ITO层、地线，所述第一ITO层与所述顶栅型TFT的漏电极和有源层直接连接，所述第二ITO层与所述地线直接连接，所述第三ITO层通过过孔与所述第一ITO层连接。简化了制备工艺，节省了一层钝化层。

Description

一种X射线平板传感器及X射线平板探测器
技术领域
本实用新型及平板探测器领域，尤其涉及一种X射线平板传感器及X射线平板探测器。
背景技术
X射线平板探测器在医疗成像、材料检测及探伤、机场港口安检、移动式的战场应用等领域扮演着越来越重要的角色。
传统平板型X射线传感器的结构与液晶显示器的结构比较相近，如图1(a)所示，传统X射线传感器的每个像素单元包括一个光电二极管11和一个薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)12，TFT 12的栅极与X射线传感器的栅极扫描线13连接，TFT 12的漏极与X射线传感器的数据线14连接，TFT 12的源极与光电二极管11连接，数据线14的一端通过连接引脚连接数据驱动电路15。
传统X射线传感器通过扫描驱动电路16扫描信号来控制该TFT12的开关状态。当TFT 12被打开时，光电二极管11产生的光电流信号依次通过与TFT 12连接的数据线14、数据驱动电路15而被读出。通过控制栅极扫描线13与数据线14上的信号时序来完成光电信号的采集，即通过控制TFT 12的开关状态来完成对光电二极管11产生的光电流信号采集的控制工作。
传统的底栅型X射线传感器中的一个像素单元的剖面图如图1(b)所示，包括：基板1，栅极2，公共电极3，漏电极4，源电极5，有源层6，钝化层7，ITO层8，栅极保护层9，平坦层10。ITO层8通过过孔与栅极2连接，过孔的形成需要通过曝光显影等工艺，同时需要制备两层PVX层，工艺复杂、且成本较高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种工艺简单、成本低廉的X射线平板传感器及X射线平板探测器。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种X射线平板传感器，包括基板、形成于基板一侧的顶栅型TFT和存储电容，所述存储电容包括第一ITO层、与所述第一ITO层形成存储电容的第二ITO层、用于输出电信号的第三ITO层、地线，所述第一ITO层与所述顶栅型TFT的漏电极和有源层直接连接，所述第二ITO层与所述地线直接连接，所述第三ITO层通过过孔与所述第一ITO层连接。
所述地线与所述顶栅型TFT的栅极同层设置。
所述地线形成于第二ITO层上。
与所述顶栅型TFT相对应的区域设置有遮光层。
所述遮光层设置于所述基板的另一侧。
所述有源层为非晶硅层或多晶硅层。
所述顶栅型TFT的栅极采用铝材料或铜材料制成。
一种X射线平板探测器，包括上述的X射线平板传感器。
本实用新型所述的X射线平板传感器及X射线平板探测器，基于顶栅TFT结构形成X射线平板传感器及X射线平板探测器。本实用新型基于顶栅TFT结构进行设计，使第一ITO层同S/D层直接相连，节省了传统底栅TFT结构中的钝化层，减少光罩工艺以提高产品良率；并且，由于将地线与顶栅TFT的栅极线设计在同一层，进一步减少了光罩工艺，提高了产品良率，同时，地线使用低电阻率金属材料时，电阻较低，从而能够改善探测器的信噪比；并且，本实用新型所述的结构中，栅线金属遮挡X射线对有源区(Active)的破坏，能够延长TFT的使用寿命，进而延长X射线平板探测器的使用寿命。
附图说明
图1(a)为传统X射线传感器的结构示意图；
图1(b)为传统的底栅型X射线传感器中的一个像素单元的剖面示意图；
图2为本实用新型实施例提出的一种X射线平板传感器；
图3为本实用新型实施例提出的一种X射线平板传感器；
图4为本实用新型实施例提出的一种X射线平板传感器；
图5为本实用新型实施例提出的一种X射线平板传感器。
具体实施方式
本实用新型的基本思想是：基于顶栅TFT结构形成X射线平板传感器及X射线平板探测器。
本实用新型实施例提出了一种X射线平板传感器，包括基板、形成于基板一侧的顶栅型TFT和存储电容，所述存储电容包括第一ITO层、与所述第一ITO层形成存储电容的第二ITO层、用于输出电信号的第三ITO层、地线，所述第一ITO层与所述顶栅型TFT的漏电极和有源层直接连接，所述第二ITO层与所述地线直接连接，所述第三ITO层通过过孔与所述第一ITO层连接，
可选的，所述地线与所述顶栅型TFT的栅极同层设置。
可选的，所述地线形成于第二ITO层上。
可选的，与所述顶栅型TFT相对应的区域设置有遮光层。
可选的，所述遮光层设置于所述基板的另一侧。
可选的，所述有源层为非晶硅层或多晶硅层。
可选的，所述顶栅型TFT的栅极采用铝材料或铜材料制成。
本发明实施例还相应地提出了一种X射线平板探测器，包括上述的X射线平板传感器。
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
图2为本实用新型实施例1提出的一种X射线平板传感器，如图2所示，该X射线平板传感器包括在基板1上依次制作的：第一ITO层21、源/漏层22、有源层23、钝化层24、第二ITO层25、栅线26、树脂层27以及第三ITO层28；其中，
第一ITO层21与部分基板1接触；
源/漏层22的漏极221与部分第一ITO层21接触，源/漏层22的源极222与部分基板1接触；
有源层23与全部源/漏层22及源极222和漏极221之间的基板1接触；
钝化层24与部分第一ITO层21、全部有源层23和部分基板1接触；
第二ITO层25和部分钝化层24接触，第一ITO层21与第二ITO层25形成存储电容；
栅线26中的栅极261与部分钝化层24接触，栅线26中的地线262与部分第二ITO层接触；
树脂层27与全部栅线26、部分第二ITO层和部分钝化层24接触；
第三ITO层28与全部树脂层27接触，并通过穿透树脂层27和钝化层24的过孔与第一ITO层21接触，第三ITO层28用于将电信号传输出去。
本实施例采用顶栅型TFT，地线利用栅线来制作。地线制作在第二ITO层上，第一ITO层同第三ITO层通过过孔连接，只需要制作两层绝缘层，节省了一次制作绝缘层的工艺，同时由于第一ITO层和第二ITO层之间仅有一层较薄的钝化层，可以得到较大的存储电容，而较大的存储电容可以改善因像素的漏电流偏大而引起的信号失真，也起到了改善信噪比的作用。
实施例2
图3为本实用新型实施例2提出的一种X射线平板传感器，如图3所示，该X射线平板传感器包括在基板1上依次制作的：遮光层31、第一钝化层32、第一ITO层33、源/漏层34、有源层35、第二钝化层36、第二ITO层37、栅线38、树脂层39以及第三ITO层310；其中，
遮光层31与部分基板1接触；
第一钝化层32与全部遮光层31及部分基板1接触；
第一ITO层33与部分第一钝化层32接触；
源/漏层34的漏极341与部分第一ITO层33接触，源/漏层34的源极342与部分第一钝化层32接触；
有源层35与全部源/漏层34及源极342和漏极341之间的第一钝化层32接触；
第二钝化层36与部分第一ITO层33、全部有源层35和部分第一钝化层32接触；
第二ITO层37和部分第二钝化层36接触，第一ITO层21与第二ITO层25形成存储电容；
栅线38中的栅极381与部分第二钝化层36接触，栅线38中的地线382与部分第二ITO层37接触；
树脂层39与全部栅线38、部分第二ITO层37和部分第二钝化层36接触；
第三ITO层310与全部树脂层39接触，并通过穿透树脂层39和第二钝化层36的过孔与第一ITO层33接触。
本实施例只需要制作两层绝缘层，节省了一次制作绝缘层的工艺，同时为了防止下方光生载流子对像素漏电流的不利影响，因此最开始先在玻璃基板上制作一层金属层或者树脂层来遮光，一种优选的办法可以采用与彩膜基板上的与黑矩阵相同的材料来遮挡有源区，如图3所示。为了防止金属层导通源漏极，因此还增加了PVX层。
以图3所示结构为例，给出制作本实用新型所述X射线平板传感器的一工艺流程，具体包括以下步骤：
1、用第一次Mask工艺制作遮光层；
2、沉积一层PVX，第二次Mask工艺制作第一ITO层；
3、第三次Mask工艺制作源漏极S/D；
4、第四次Mask工艺制作有源层Active；
5、沉积一层PVX，第五次Mask工艺制作第二ITO层；
6、第六次Mask工艺制作栅极线和Ground走线；
7、第七次Mask工艺制作Resin层，并在Resin和PVX上挖出过孔；
8、第八次Mask工艺制作第三ITO层，第三ITO层连接至第一ITO层。
实施例3
图4为本实用新型实施例提出的一种X射线平板传感器，如图4所示，该X射线平板传感器包括在基板1上依次制作的：第一ITO层41、源/漏层42、有源层43、钝化层44、栅线45、第二ITO层46、树脂层47以及第三ITO层48；其中，
第一ITO层41与部分基板1接触；
源/漏层42的漏极421与部分第一ITO层41接触，源/漏层42的源极422与部分基板1接触，源漏电极优选采用电阻率较低的材料制备，如铜或铝材料，从而可以降低TFT的电阻；
有源层43与全部源/漏层42及源极422和漏极421之间的基板1接触；
钝化层44与部分第一ITO层41、全部有源层43和部分基板1接触；
栅线45的栅极451与地线452分别与部分钝化层44接触，栅极和栅线优选采用电阻率较低的材料制备，如铜或铝材料，从而可以降低TFT的电阻；
第二ITO层46与栅线45中的地线452、以及部分钝化层44接触，第一ITO层21与第二ITO层25形成存储电容；
树脂层47与全部第二ITO层46、栅线45的栅极451、以及部分钝化层44接触；
第三ITO层48与全部树脂层47接触，并通过穿透树脂层47和钝化层44的过孔与第一ITO层41接触。
实施例4
图5为本实用新型实施例4提出的一种X射线平板传感器，如图5所示，该X射线平板传感器包括在基板1上依次制作的：遮光层51、第一钝化层52、第一ITO层53、源/漏层54、有源层55、第二钝化层56、栅线57、第二ITO层58、树脂层59以及第三ITO层510；其中，
遮光层51与部分基板1接触；
第一钝化层52与全部遮光层51及部分基板1接触；
第一ITO层53与部分第一钝化层52接触；
源/漏层54的漏极541与部分第一ITO层53接触，源/漏层54的源极542与部分第一钝化层52接触；
有源层55与全部源/漏层54及源极542和漏极541之间的第一钝化层52接触；
第二钝化层56与部分第一ITO层53、全部有源层55和部分第一钝化层52接触；
栅线57的栅极571与地线572分别与部分第二钝化层56接触；
第二ITO层58与栅线57中的地线572、以及部分第二钝化层56接触；
树脂层59与全部第二ITO层58、栅线57的栅极571、以及部分第二钝化层56接触；
第三ITO层510与全部树脂层59接触，并通过穿透树脂层59和第二钝化层56的过孔与第一ITO层53接触。
本实施例将地线制作在第二ITO层下边，根据刻蚀液的使用种类的不同，可以直接在地线上制作第二ITO层，当然，依据产线工艺，也有可能需要在地线上方再增加一层保护层(PVX)，才能制作第二ITO层，如采用酸性的刻蚀液会对地线造成影响，因此需要制备一层保护层(PVX)，再制作第二ITO层。
需要说明的是，本实用新型中所述的部分接触或全部接触是以截面图中从上到下的视角进行说明的。
本实用新型具有以下有益效果：
1)本实用新型采用顶栅型TFT结构，利用第一ITO层直接搭接(S/D)层；相比底栅型TFT结构，减少了S/D层同第一ITO层相连接时需要增加的钝化层(PVX层)，另外，本实用新型可以将地线同栅极在一次光罩工艺中完成，从而节省工艺，提高了产品良率。
2)本实用新型可以通过栅线(Gate层)金属遮挡X射线对有源层(Active)的破坏，从而能够延长TFT的使用寿命，进而延长X射线平板探测器的使用寿命。
3)本实用新型可以用低电阻率金属材料来形成S/D层金属，从而降低TFT的电阻。由于TFT电阻对平板探测器响应时间有较大影响，因此有效的缩短了平板探测器的响应时间。
4)地线Ground与栅线同层制作，可以使用低电阻率金属材料(如铝等)，降低地线的电阻，从而改善探测器的信噪比。
5)第一ITO层和第二ITO层交叠形成存储电容，第一ITO层收集X射线转换得到的电荷，连接至第一ITO层。由于第一ITO层和第二ITO层之间仅有一层较薄的钝化层，可以得到较大的存储电容，而较大的存储电容可以改善因像素的漏电流偏大而引起的信号失真，也起到了改善信噪比的作用。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种X射线平板传感器，其特征在于，包括基板、形成于基板一侧的顶栅型TFT和存储电容，所述存储电容包括第一ITO层、与所述第一ITO层形成存储电容的第二ITO层、用于输出电信号的第三ITO层、地线，所述第一ITO层与所述顶栅型TFT的漏电极和有源层直接连接，所述第二ITO层与所述地线直接连接，所述第三ITO层通过过孔与所述第一ITO层连接。
2.根据权利要求1所述的X射线平板传感器，其特征在于，所述地线与所述顶栅型TFT的栅极同层设置。
3.根据权利要求1所述的X射线平板传感器，其特征在于，所述地线形成于第二ITO层上。
4.根据权利要求1所述的X射线平板传感器，其特征在于，与所述顶栅型TFT相对应的区域设置有遮光层。
5.根据权利要求4所述的X射线平板传感器，其特征在于，所述遮光层设置于所述基板的另一侧。
6.根据权利要求1所述的X射线平板传感器，其特征在于，所述有源层为非晶硅层或多晶硅层。
7.根据权利要求1所述的X射线平板传感器，其特征在于，所述顶栅型TFT的栅极采用铝材料或铜材料制成。
8.一种X射线平板探测器，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的X射线平板传感器。
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