X射线平板探测器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种X射线平板探测器及其制造方法。X射线平板探测器包括基底、设置在基底上的薄膜晶体管、设置在绝缘层上且与薄膜晶体管竖行设置的感光器件、设置在感光器件上的闪烁层。本发明专利技术通过感光器件与薄膜晶体管竖行设置，使得感光面积的增大不受薄膜晶体管的限制，且感光面积与闪烁层和像素区域的面积相同，最大限度地提高了探测效率和分辨率。通过采用量子点薄膜作为光敏层，利用量子点材料在紫外可见光谱区具有较强而且较宽范围光吸收的特点，增强了对闪烁层产生的紫外可见光的吸收。本发明专利技术X射线平板探测器具有高探测效率和高分辨率的优点，且制备工艺简单，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
X射线平板探测器及其制备方法
本专利技术涉及探测
，具体涉及一种X射线平板探测器及其制备方法。
技术介绍
目前，数字化摄影技术被广泛应用于医疗仪器，如拍摄X射线胸片的X射线机。X射线机的关键部件是获取图像的平板探测器(FlatPanelDetector，FPD)，其作用是将X射线转化为数字图像信号。由于非晶硅型平板探测器具有光电转换能力好且性能稳定等优点，因此近年来非晶硅型平板探测技术取得飞跃性的发展。非晶硅(a-Si)型平板探测器是一种间接转换型探测器，主体结构包括薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，TFT)、光电二极管和闪烁层。其中，闪烁层用于将X射线转换为可见光，光电二极管用于将可见光转换为电荷载流子并存储，薄膜晶体管起到开关的作用，在外接扫描控制电路的控制下薄膜晶体管被逐行开启，光电二极管所存储的电荷载流子被读取并传输到数据处理电路。图1为现有非晶硅型平板探测器的结构示意图。如图1所示，平板探测器的主体结构包括基底10，设置在基底10上的薄膜晶体管11，与薄膜晶体管11基本上处于同一水平面上的光电二极管12，覆盖薄膜晶体管11和光电二极管12的绝缘层13，以及形成在绝缘层13上的闪烁层14。通常，薄膜晶体管11包括栅极、栅绝缘层、有源层和源漏电极，光电二极管包括P型区域、N型区域以及介于P型区域和N型区域之间的本征区域，N型区域与薄膜晶体管的漏电极连接。其工作原理是，X射线被处于其路径上的人体调制，调制后的X射线R由闪烁层14转换为可见光L，可见光L被光电二极管12吸收并转换成电荷载流子，电荷载流子存储在存储电容或者光电二极管的自身电容中形成图像电荷，由外接扫描控制电路顺序接通每一行薄膜晶体管11，以一行同时读出的方式将图像电荷输出到外部数据处理电路。经每一薄膜晶体管11读出的图像电荷量对应于入射X射线的剂量，通过外部数据处理电路处理可以确定每一像素点的电荷量，进而确定每一像素点的X射线剂量。如图1所示的现有非晶硅型平板探测器，由于光电二极管和薄膜晶体管并行设置，光电二极管布置在像素区域，使得平板探测器的信噪比和分辨率相互制约。如果光电二极管的感光面积较小，导致信噪比较低，探测效率降低；如果增大光电二极管的感光面积，则致使像素区域面积增加，导致分辨率下降。随着数字X射线成像系统应用在医疗及工业等专业领域的持续发展，传统结构的非晶硅平板探测器将难以满足未来的需求，具有较高探测量子效率和分辨率的平板探测技术已经成为医疗领域最迫切的需求之一。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题是，提供一种X射线平板探测器及其制备方法，克服现有X射线平板探测器存在信噪比和分辨率相互制约的缺陷，提高探测效率和分辨率。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种X射线平板探测器，包括：基底；薄膜晶体管，设置在所述基底上，用于输出感测信号；绝缘层，覆盖所述薄膜晶体管；感光器件，设置在所述绝缘层上，与所述薄膜晶体管竖行设置，用于通过量子点薄膜吸收可见光并将可见光转换成感测信号；闪烁层，设置在所述感光器件上，用于将X射线转换为可见光。可选地，所述感光器件包括：感测电极，设置在所述绝缘层上，与所述薄膜晶体管的漏电极连接，用于感测电荷载流子并生成感测信号；复合绝缘层，覆盖所述感测电极；量子点薄膜，设置在所述复合绝缘层上，用于吸收可见光并转换成电荷载流子。可选地，所述感光器件还包括驱动电极和金属引线。可选地，所述驱动电极和金属引线与所述感测电极设置在同一层。可选地，所述量子点薄膜为碲化镉薄膜或碲化镉/硫化镉薄膜，厚度为100～300nm。可选地，所述闪烁层为碘化铯闪烁层，采用柱状排列的晶体阵列，厚度为400～600um。可选地，所述复合绝缘层为有机无机复合绝缘层，厚度为100～300nm。本专利技术实施例还提供了一种X射线成像系统，包括上述的X射线平板探测器。本专利技术实施例还提供了一种X射线平板探测器的制备方法，包括：在基底上制备薄膜晶体管及绝缘层；在所述绝缘层上制备感光器件；在所述感光器件上制备闪烁层。可选地，所述在所述绝缘层上制备感光器件包括：通过构图工艺在绝缘层上制备感测电极和驱动电极，感测电极与薄膜晶体管的漏电极连接；制备复合绝缘层和量子点薄膜。可选地，所述复合绝缘层为有机无机复合绝缘层，厚度为100～300nm；所述量子点薄膜为碲化镉薄膜或碲化镉/硫化镉薄膜，厚度为100～300nm；所述闪烁层为碘化铯闪烁层，采用柱状排列的晶体阵列，厚度为400～600um。本专利技术实施例提供了一种X射线平板探测器及其制造方法，通过感光器件与薄膜晶体管竖行设置，使得感光面积的增大不受薄膜晶体管的限制，且感光面积与闪烁层和像素区域的面积相同，最大限度地提高了探测效率和分辨率。进一步地，通过采用量子点薄膜作为光敏层，利用量子点材料在紫外可见光谱区具有较强而且较宽范围光吸收的特点，增强了对闪烁层产生的紫外可见光的吸收，即使采用较薄的量子点薄膜，也能实现较高的电荷载流子，进一步提高了信噪比。在使用低剂量X射线时，本专利技术实施例X射线平板探测器具有高探测效率和高分辨率的优点，且制备工艺简单，生产成本低。当然，实施本专利技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述，并且，部分地从说明书实施例中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本
技术实现思路
。图1为现有非晶硅型平板探测器的结构示意图；图2为本专利技术实施例X射线平板探测器的结构示意图；图3为本专利技术实施例X射线平板探测器像素结构的示意图；图4为量子点薄膜的吸收光谱图；图5为本专利技术实施例X射线平板探测器制备方法的流程图。附图标记说明:1—栅线；2—数据线；3—像素区域；10—基底；11—薄膜晶体管；12—光电二极管；13—绝缘层；14—闪烁层；15—感光器件；16—钝化层；150—金属引线；151—感测电极；152—驱动电极；153—复合绝缘层；154—量子点薄膜；具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。针对现有X射线平板探测器存在的信噪比和分辨率相互制约的技术缺陷，本专利技术实施例提供了一种X射线平板探测器。图2为本专利技术实施例X射线平板探测器的结构示意图。如图2所示，X射线平板探测器的主体结构包括基底10以及在基底10依次形成的薄膜晶体管11、绝缘层13、感光器件15和闪烁层14。具体地，薄膜晶体管11设置在基底10上，绝缘层13覆盖薄膜晶体管11，感光器件15设置在绝缘层13上且与薄膜晶体管11竖行设置，采用量子点薄膜作为光敏层吸收可见光，感光器件15上设置有钝化层16，闪烁层14设置在钝化层16上。本实施例中，薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、有源层和源漏电极，感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线平板探测器，其特征在于，包括：基底；薄膜晶体管，设置在所述基底上，用于输出感测信号；绝缘层，覆盖所述薄膜晶体管；感光器件，设置在所述绝缘层上，与所述薄膜晶体管竖行设置，用于通过量子点薄膜吸收可见光并将可见光转换成感测信号；闪烁层，设置在所述感光器件上，用于将X射线转换为可见光。

【技术特征摘要】
1.一种X射线平板探测器，其特征在于，包括：基底；薄膜晶体管，设置在所述基底上，用于输出感测信号；绝缘层，覆盖所述薄膜晶体管；感光器件，设置在所述绝缘层上，与所述薄膜晶体管竖行设置，用于通过量子点薄膜吸收可见光并将可见光转换成感测信号；闪烁层，设置在所述感光器件上，用于将X射线转换为可见光。2.根据权利要求1所述的X射线平板探测器，其特征在于，所述感光器件包括：感测电极，设置在所述绝缘层上，与所述薄膜晶体管的漏电极连接，用于感测电荷载流子并生成感测信号；复合绝缘层，覆盖所述感测电极；量子点薄膜，设置在所述复合绝缘层上，用于吸收可见光并转换成电荷载流子。3.根据权利要求2所述的X射线平板探测器，其特征在于，所述感光器件还包括驱动电极和金属引线。4.根据权利要求3所述的X射线平板探测器，其特征在于，所述驱动电极和金属引线与所述感测电极设置在同一层。5.根据权利要求2所述的X射线平板探测器，其特征在于，所述量子点薄膜为碲化镉薄膜或碲化镉/硫化镉薄膜，厚度为100～300nm。6.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田慧，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11