光电二极管及其制作方法、X射线探测基板及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种光电二极管及其制作方法、X射线探测基板及其制作方法，该光电二极管包括：衬底基板，以及位于衬底基板上的本征层、第一掺杂层和第二掺杂层；本征层的上表面在衬底基板上的正投影位于本征层的下表面在衬底基板上的正投影所在区域内；第一掺杂层和第二掺杂层分别位于本征层的相对的两个倾斜的侧表面上。本发明专利技术实施例提供的上述光电二极管结构，由于第一掺杂层和第二掺杂层分别位于本征层的两个倾斜的侧表面上，在制作工艺中可以采用离子注入的方式进行掺杂，这样能够精确控制掺杂浓度，实现对光电二极管性能的有效控制，并且设置为倾斜的侧表面可以增大光电二极管的有效受光面积，收集的光生载流子多，产生的信号强度大。

【技术实现步骤摘要】
光电二极管及其制作方法、X射线探测基板及其制作方法
本专利技术涉及显示
，尤指一种光电二极管及其制作方法、X射线探测基板及其制作方法。
技术介绍
X射线检测广泛应用于医疗、安全、无损检测、科研等领域，在国计民生中日益发挥着重要作用。目前，在实际使用中，X射线检测普遍使用胶片照相法。X射线胶片照相的成像质量较高，能正确提供被测试件体貌和缺陷真实情况的可靠信息，但是，它具有操作过程复杂、运行成本高、结果不易保存且查询携带不便以及评片人员眼睛易受强光损伤等缺点.为了解决上述问题，20世纪90年代末出现了X射线数字照相(DigitaIRadiography，DR)检测技术。X射线数字照相系统中使用了平板探测器(flatpaneldetector)，其像元尺寸可小于0.1mm，因而其成像质量及分辨率几乎可与胶片照相媲美，同时还克服了胶片照相中表现出来的缺点，也为图像的计算机处理提供了方便。由于电子转换模式不同，数字化X射线照相检测可分为直接转换型(DirectDR)和间接转换型(IndirectDR).直接转化型X射线平板探测器由射线接收器、命令处理器和电源组成。射线接收器中包含有闪烁晶体屏(Gd2O2S或CsI)、大面积非晶硅传感器阵列以及读出电路等。其中，闪烁晶体屏用来将X射线光子转换成可见光，与其紧贴的大规模集成非晶硅传感器阵列将屏上的可见光转换成电子，然后由读出电路将其数字化，传送到计算机中形成可显示的数字图像。间接转换型探测器由X射线转换层与非晶硅光电二极管、薄膜晶体管、信号存储基本像素单元及信号放大与信号读取等组成。间接平板探测器的结构主要是由闪烁体(碘化铯)或荧光体(硫氧化钆)层加具有光电二极管作用的非晶硅层，再加TFT阵列构成。此类的平板探测器闪烁体或荧光体层经X射线曝光后可以将X射线转换为电信号，通过薄膜晶体管阵列将每个像素的电荷信号读出并转化为数字信号并传送到计算机图像处理系统集成为X射线影像。PIN光电二极管是间接型X射线探测基板的关键组成，其决定了可见光的吸收效率，对于X射线剂量、X射线成像的分辨率、图像的响应速度等关键指标有很大影响。间接型X射线探测基板的PIN的制备工艺方法主要采用PECVD技术，通过不同的工艺气体(如：SiH4、NH3、N2O、PH3、H2、B2H6等)可以同时方便快捷的形成PIN器件，但是其缺点为掺杂浓度较固定，不能精确控制，无法实现特殊区域化的掺杂。因此，如何设计一种新的PIN光电二极管结构，能够精确控制掺杂浓度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种光电二极管及其制作方法、X射线探测基板及其制作方法，可以精确控制掺杂浓度。因此，本专利技术实施例提供了一种PIN光电二极管，包括：衬底基板，以及位于所述衬底基板上的本征层、第一掺杂层和第二掺杂层；所述本征层的上表面在所述衬底基板上的正投影位于所述本征层的下表面在所述衬底基板上的正投影所在区域内；所述第一掺杂层和第二掺杂层分别位于所述本征层的相对的两个倾斜的侧表面上。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述PIN光电二极管中，所述本征层在垂直于所述衬底基板的截面为等腰梯形结构。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述PIN光电二极管中，还包括：位于所述第一掺杂层上的第一透明电极层；以及位于所述第二掺杂层上的第二透明电极层。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述PIN光电二极管中，所述第一掺杂层为P型半导体层，所述第二掺杂层为N型半导体层；或所述第一掺杂层为N型半导体层，所述第二掺杂层为P型半导体层。本专利技术实施例还提供了一种X射线探测基板，包括：薄膜晶体管和PIN光电二极管；其中，所述PIN光电二极管为本专利技术实施例提供的上述PIN光电二极管。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板中，所述薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管；所述顶栅型薄膜晶体管的漏极与所述PIN光电二极管的第一透明电极层电连接。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板中，还包括：位于所述PIN光电二极管的上方的第一保护层；通过所述第一保护层的过孔与所述PIN光电二极管的第二透明电极层电连接的阴极。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板中，所述顶栅型薄膜晶体管的源极、漏极与所述阴极同层设置。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板中，还包括：位于所述薄膜晶体管和PIN光电二极管的下方且位于所述衬底基板的上方的第二保护层。在一种可能的实现方式中，在本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板中，还包括：位于所述薄膜晶体管和PIN光电二极管的上方且层叠设置的树脂封装层和闪烁层。本专利技术实施例还提供了一种本专利技术实施例提供的上述PIN光电二极管的制作方法，包括：在衬底基板上形成本征层的图形；所述本征层的上表面在所述衬底基板上的正投影位于所述本征层的下表面在所述衬底基板上的正投影所在区域内；通过构图工艺和离子注入工艺在所述本征层的一个倾斜的侧表面上形成第一掺杂层的图形；通过构图工艺和离子注入工艺在所述本征层的与形成有所述第一掺杂层相对的另一个倾斜的侧表面上形成第二掺杂层的图形；通过高温活化工艺对所述第一掺杂层和第二掺杂层进行离子激活。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述PIN光电二极管的制作方法中，在对所述第一掺杂层和第二掺杂层进行离子激活之后，还包括：通过一次构图工艺在所述第一掺杂层上形成第一透明电极层的图形，以及在所述第二掺杂层上形成第二透明电极层的图形。本专利技术实施例还提供了一种本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板的制作方法，包括：在衬底基板上形成本征层的图形；所述本征层的上表面在所述衬底基板上的正投影位于所述本征层的下表面在所述衬底基板上的正投影所在区域内；通过构图工艺和离子注入工艺在所述本征层的一个倾斜的侧表面上形成第一掺杂层的图形；通过构图工艺和离子注入工艺在所述本征层的与形成有所述第一掺杂层相对的另一个倾斜的侧表面上形成第二掺杂层的图形；通过高温活化工艺对所述第一掺杂层和第二掺杂层进行离子激活；在所述衬底基板上形成薄膜晶体管的图形。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板的制作方法中，在对所述第一掺杂层和第二掺杂层进行离子激活之后，在形成薄膜晶体管的图形之前，还包括：通过一次构图工艺在第一掺杂层上形成第一透明电极层的图形，以及在第二掺杂层上形成第二透明电极层的图形。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板的制作方法中，在形成所述第一透明电极层和第二透明电极层图形之后，还包括：在所述衬底基板上形成第一保护层的图形。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述X射线探测基板的制作方法中，在所述衬底基板上形成薄膜晶体管的图形，具体包括：在形成有所述第一保护层图形的衬底基板上形成薄膜晶体管的有源层的图形；通过一次构图工艺在形成有所述有源层图形的衬底基板上形成源极、漏极、以及通过所述第一保护层的过孔与所述第二透明电极层电连接的阴极的图形；在形成有所述源极和漏极图形的衬底基板上依次形成栅极绝缘层、栅极的图形。在一种可能的实现方式中，本专利技术实施例提供的上述X射线探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PIN光电二极管，包括：衬底基板，以及位于所述衬底基板上的本征层、第一掺杂层和第二掺杂层；其特征在于，所述本征层的上表面在所述衬底基板上的正投影位于所述本征层的下表面在所述衬底基板上的正投影所在区域内；所述第一掺杂层和第二掺杂层分别位于所述本征层的相对的两个倾斜的侧表面上。

【技术特征摘要】
1.一种X射线探测基板，其特征在于，包括：薄膜晶体管和PIN光电二极管；其中，所述PIN光电二极管包括：衬底基板，以及位于所述衬底基板上的本征层、第一掺杂层和第二掺杂层；所述本征层的上表面在所述衬底基板上的正投影位于所述本征层的下表面在所述衬底基板上的正投影所在区域内；所述第一掺杂层和第二掺杂层分别位于所述本征层的相对的两个倾斜的侧表面上；其中，所述第一掺杂层的图形为通过构图工艺、离子注入工艺和高温活化工艺在所述本征层的一个倾斜的侧表面上形成；所述第二掺杂层的图形为通过构图工艺、离子注入工艺和高温活化工艺在所述本征层的与形成有所述第一掺杂层相对的另一个倾斜的侧表面上形成。2.如权利要求1所述的X射线探测基板，其特征在于，所述本征层在垂直于所述衬底基板的截面为等腰梯形结构。3.如权利要求1所述的X射线探测基板，其特征在于，还包括：位于所述第一掺杂层上的第一透明电极层；以及位于所述第二掺杂层上的第二透明电极层。4.如权利要求1-3任一项所述的X射线探测基板，其特征在于，所述第一掺杂层为P型半导体层，所述第二掺杂层为N型半导体层；或所述第一掺杂层为N型半导体层，所述第二掺杂层为P型半导体层。5.如权利要求4所述的X射线探测基板，其特征在于，所述薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管；所述顶栅型薄膜晶体管的漏极与所述PIN光电二极管的第一透明电极层电连接。6.如权利要求5所述的X射线探测基板，其特征在于，还包括：位于所述PIN光电二极管的上方的第一保护层；通过所述第一保护层的过孔与所述PIN光电二极管的第二透明电极层电连接的阴极。7.如权利要求6所述的X射线探测基板，其特征在于，所述顶栅型薄膜晶体管的源极、漏极与所述阴极同层设置。8.如权利要求1所述的X射线探测基板，其特征在于，还包括：位于所述薄膜晶体管和PIN光电二极管的下方且位于所述衬底基板的上方的第二保护层。9.如权利要求1所述的X射线探测基板，其特征在于，还包括：位于所述薄膜晶体管和PIN光电二极管的上方且层叠设置的树脂封装层和闪烁层。10.一种PIN光电二极管的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成本征层的图形；所述本征层的上表面在所述衬底基板上的正投影位于所述本征层的下表面在所述衬底基板上的正投影所在区域内；通过构图工艺和离子注入工艺在所述本征层的一个倾斜的侧表面上形成第一掺杂层的图形...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，田彪，
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