一种光线探测基板及其制备方法、光线探测设备技术

本发明专利技术提供一种光线探测基板及其制备方法、光线探测设备。该光线探测基板包括基底和设置在基底上的多个光线探测单元，光线探测单元排布呈阵列；光线探测单元包括第一电极、第二电极和光电转换层，光电转换层位于第一电极和第二电极的背离基底的一侧，光电转换层在基底上的正投影覆盖第一电极和第二电极，第一电极和第二电极在基底上的正投影之间具有间隔区，光电转换层上开设有开口，开口在基底上的正投影位于间隔区。该光线探测基板，通过使开口在基底上的正投影位于间隔区，即开口开设在光电转换层与第一电极和第二电极的非叠置区域，能够在通过刻蚀形成光电转换层以及开口的图形时，确保该光线探测基板的光电特性不会受到损害。

【技术实现步骤摘要】
一种光线探测基板及其制备方法、光线探测设备
本专利技术属于光电传感器
，具体涉及一种光线探测基板及其制备方法、光线探测设备。
技术介绍
目前，金属-半导体-金属(Metal-Semiconductor-Metal，MSM)光线探测结构具有响应速度快、电容小、工艺简单以及容易集成等优点而广泛应用于半导体探测领域中，尤其是可与各类TFT背板集成为X-ray(X射线)平板探测器。MSM光线探测器中半导体通常采用氢化非晶硅a-Si:H。TFT背板中用于对电信号进行输出的TFT的有源层通常采用非晶硅，但是其迁移率较低，只有0.5～1cm/Vs，而半导体金属氧化物，如IGZO可以提供更大的沟道载流子迁移率，高达10，因而IGZOTFT可以获得更大的开态电流和开关比，因此可以支持更高帧率响应速度的光电探测，是更为先进的有源层材料。另外，LTPS(低温多晶硅)也是一种，但是LTPS在大面积化背板制备中很难做到高均一性。但是IGZO有源层的问题在于稳定性，其很容易受到H离子的影响而劣化。由于MSM光线探测器中a-Si:H层的影响，当与TFT背板集成时，TFT特性易受a-Si:H沉积过程(等离子增强化学气相沉积制程中腔室内富含H离子)以及覆盖TFT背板的a-Si:H层中H离子扩散的影响而发生阈值电压Vth漂移，因此需要对沉积a-Si:H层后的玻璃基板进行退火处理使得膜层中的H离子可以得到释放，缓解Vth漂移从而使TFT特性达到正常。
技术实现思路
本专利技术针对a-Si:H层中开孔的开孔位置与其下方MSM金属膜层图形有交叠，导致a-Si:H层刻蚀形成开孔时对MSM金属产生过刻，使MSM光电特性受损的问题，提供一种光线探测基板及其制备方法、光线探测设备。该光线探测基板能够在通过刻蚀形成光电转换层以及开口的图形时，避免对位于光电转换层下方的第一电极和第二电极造成刻蚀，以避免第一电极和第二电极膜层变薄，还能避免后续退火工艺中对开口处裸露的第一电极和/或第二电极造成氧化，从而确保该光线探测基板的光电特性不会受到损害。本专利技术提供一种光线探测基板，包括基底和设置在所述基底上的多个光线探测单元，所述光线探测单元呈阵列排布；所述光线探测单元包括第一电极、第二电极和光电转换层，所述光电转换层位于所述第一电极和所述第二电极的背离所述基底的一侧，所述光电转换层在所述基底上的正投影覆盖所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极在所述基底上的正投影之间具有间隔区，所述光电转换层上开设有开口，所述开口在所述基底上的正投影位于所述间隔区。可选地，所述开口在所述基底上的正投影与所述第一电极在所述基底上的正投影之间的距离大于或等于2μm，所述开口在所述基底上的正投影与所述第二电极在所述基底上的正投影之间的距离大于或等于2μm。可选地，所述第一电极和所述第二电极的厚度均小于或等于2000埃。可选地，所述第一电极和所述第二电极的厚度均为500埃。可选地，所述第一电极和所述第二电极的坡度角范围均为大于0°且小于90°。可选地，各所述光线探测单元中，所述第一电极和所述第二电极沿阵列的第一方向依次排布，并构成叉指电极；沿阵列的第二方向排布的相邻两个所述光线探测单元中，上一个所述光线探测单元的所述第一电极与下一个所述光线探测单元的所述第二电极相邻；所述开口包括第一开口和所述第二开口，所述第一开口位于沿阵列第一方向相邻的两个所述光线探测单元之间；所述第二开口位于沿阵列第二方向相邻的两个所述光线探测单元之间。可选地，沿阵列的第二方向，所述第一电极在阵列的第二方向上的投影长度小于所述第二电极在阵列的第二方向上的投影长度；沿阵列的第一方向，所述第一电极在阵列的第一方向上的投影宽度小于所述第二电极在阵列的第一方向上的投影宽度；所述第一开口为条形，所述第一开口的长度方向沿阵列的第二方向；所述第二开口为条形，所述第二开口的长度方向沿阵列的第一方向；所述第一开口的长度大于或等于所述第一电极在阵列的第二方向上的投影长度，且所述第一开口在阵列的第二方向上的投影完全覆盖所述第一电极在阵列的第二方向上的投影；所述第二开口的长度大于或等于所述第一电极在阵列的第一方向上的投影宽度，且所述第二开口在阵列的第一方向上的投影完全覆盖所述第一电极在阵列的第一方向上的投影。可选地，所述第一开口和所述第二开口贯通形成“L”形。可选地，所述第一电极和所述第二电极采用相同材料且同层设置，所述光线探测单元还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述光电转换层与所述第一电极和所述第二电极之间；所述开口贯穿所述绝缘层。可选地，所述绝缘层包括无机绝缘层或有机绝缘层，所述无机绝缘层的厚度范围为100～500埃；所述有机绝缘层的厚度范围为1000～2000埃。可选地，所述光线探测单元还包括电信号输出电路，所述电信号输出电路设置于所述第一电极和所述第二电极的靠近所述基底的一侧，所述电信号输出电路与所述第一电极和所述第二电极之间还设置有平坦化层，所述电信号输出电路通过开设在所述平坦化层中的过孔连接所述第一电极。可选地，所述电信号输出电路包括开关晶体管，所述第一电极连接所述开关晶体管的第一极；或者，所述电信号输出电路包括复位晶体管、电容、放大晶体管和开关晶体管，所述第一电极连接所述复位晶体管的第二极、所述电容的第一极以及所述放大晶体管的栅极；所述放大晶体管的第二极连接所述开关晶体管的第一极。可选地，所述光电转换层采用氢化非晶硅材料，所述电信号输出电路中的晶体管的有源层均采用半导体金属氧化物材料。本专利技术还提供一种光线探测设备，包括上述光线探测基板。本专利技术还提供一种上述光线探测基板的制备方法，包括：在基底上形成多个光线探测单元，形成所述光线探测单元包括在所述基底上依次形成第一电极和第二电极、光电转换层，形成所述光电转换层包括在其上开设开口的步骤。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的光线探测基板，通过使开口在基底上的正投影位于间隔区，即开口开设在光电转换层与第一电极和第二电极的非叠置区域，能够在通过刻蚀形成光电转换层以及开口的图形时，避免对位于光电转换层下方的第一电极和第二电极造成刻蚀，以避免第一电极和第二电极膜层变薄，还能避免后续退火工艺中对开口处裸露的第一电极和/或第二电极造成氧化，从而确保该光线探测基板的光电特性不会受到损害。本专利技术所提供的光线探测设备，通过采用上述实施例中的光线探测基板，提升了该光线探测设备的光电特性，同时还能确保该光线探测设备中集成的TFT特性都正常。附图说明图1为现有MSM光线探测基板中a-Si:H层上开孔设计方案的结构示意图；图2为现有MSM光线探测基板中a-Si:H层开孔区域与未开孔区域的断面照片；图3为现有MSM光线探测基板中a-Si:H层整面覆盖时HV电极与sense电极之间的电流传输示意图；图4为本专利技术实施例中光线探测基板的俯视示意图；图5为本专利技术实施例中光线探测基板沿图4中AA剖切线的局部结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光线探测基板，包括基底和设置在所述基底上的多个光线探测单元，所述光线探测单元呈阵列排布；所述光线探测单元包括第一电极、第二电极和光电转换层，所述光电转换层位于所述第一电极和所述第二电极的背离所述基底的一侧，所述光电转换层在所述基底上的正投影覆盖所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极在所述基底上的正投影之间具有间隔区，其特征在于，所述光电转换层上开设有开口，所述开口在所述基底上的正投影位于所述间隔区。/n

【技术特征摘要】
1.一种光线探测基板，包括基底和设置在所述基底上的多个光线探测单元，所述光线探测单元呈阵列排布；所述光线探测单元包括第一电极、第二电极和光电转换层，所述光电转换层位于所述第一电极和所述第二电极的背离所述基底的一侧，所述光电转换层在所述基底上的正投影覆盖所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极在所述基底上的正投影之间具有间隔区，其特征在于，所述光电转换层上开设有开口，所述开口在所述基底上的正投影位于所述间隔区。


2.根据权利要求1所述的光线探测基板，其特征在于，所述开口在所述基底上的正投影与所述第一电极在所述基底上的正投影之间的距离大于或等于2μm，所述开口在所述基底上的正投影与所述第二电极在所述基底上的正投影之间的距离大于或等于2μm。


3.根据权利要求2所述的光线探测基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的厚度均小于或等于2000埃。


4.根据权利要求2所述的光线探测基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的厚度均为500埃。


5.根据权利要求3所述的光线探测基板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的坡度角范围均为大于0°且小于90°。


6.根据权利要求1-5任意一项所述的光线探测基板，其特征在于，各所述光线探测单元中，所述第一电极和所述第二电极沿阵列的第一方向依次排布，并构成叉指电极；沿阵列的第二方向排布的相邻两个所述光线探测单元中，上一个所述光线探测单元的所述第一电极与下一个所述光线探测单元的所述第二电极相邻；
所述开口包括第一开口和第二开口，所述第一开口位于沿阵列第一方向相邻的两个所述光线探测单元之间；所述第二开口位于沿阵列第二方向相邻的两个所述光线探测单元之间。


7.根据权利要求6所述的光线探测基板，其特征在于，沿阵列的第二方向，所述第一电极在阵列的第二方向上的投影长度小于所述第二电极在阵列的第二方向上的投影长度；沿阵列的第一方向，所述第一电极在阵列的第一方向上的投影宽度小于所述第二电极在阵列的第一方向上的投影宽度；
所述第一开口为条形，所述第一开口的长度方向沿阵列的第二方向；所述第二开口为条形，所述第二开口的长度方向沿阵列的第一方向；
所述第一开口的长度大于或等于所述第一电极在阵列的第二方向上的投影长度，且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡理，陈江博，李凡，梁魁，李达，张硕，李泽源，
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