光电转换元件、X射线平板探测装置及其制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种光电转换元件、X射线平板探测装置及其制作方法，该光电转换元件包括光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；第一半导体层位于底电极上；第二半导体层覆盖所述第一半导体层；第三半导体层覆盖所述第二半导体层；第三半导体层包覆第二半导体层的侧面，形成光电转换层的侧表面。本发明专利技术所提供的光电转换元件的第二半导体层的侧表面被第三半导体层包覆，第三半导体层成为光电转换元件的侧墙，将开口设置于朝向钝化层的方向上，大大减少杂质进入开口的可能性，同时，该结构开口处不会受刻蚀等工艺影响，避免了常规结构中由于刻蚀在侧表面产生界面态，减小了漏电流，提高了探测的灵敏度和准确性。

【技术实现步骤摘要】
光电转换元件、X射线平板探测装置及其制作方法
本专利技术属于平板图像探测器领域，特别是涉及一种接触垫；另外，本专利技术还涉及一种平板图像探测器及其制作方法。
技术介绍
随着数字影像技术的发展，平板图像探测器在医疗、工业及其它领域得到了越来越广泛的应用，提高平板图像探测器的性能、良率和可靠性是业界的持续追求。平板图像探测器通过与柔性电路板（FPC）、集成电路（IC）等外部元件的绑定即可实现与驱动电路、读出电路的连接。平板图像探测器包括由若干像素单元构成的像素阵列，像素单元将光转换为电荷之后，在驱动电路的作用下，存储在像素单元中的电荷被传输到读出电路，读出电路会对电信号作进一步的放大、模/数转换等处理，最终获得图像信息。现有平板图像探测器的像素结构如图1所示，其包括设置在基板100上的栅极110；覆盖基板100和栅极110的栅绝缘膜111；栅绝缘膜111上设置于栅极110上方的有源层120；设置于有源层120上方的源极130a、漏极130b以及与漏极130b电连接的光电转换元件的底电极140d；覆盖该源漏层的钝化层131，该钝化层131上有一暴露底电极140d的接触孔；通过该接触孔在底电极140d上方形成的n型半导体层140a、本征半导体层140b和p型半导体层140c；设置在p型半导体层140c上方的刻蚀阻挡层150；第二钝化层160，该第二钝化层160上有一暴露刻蚀阻挡层150的第二接触孔；表层导电层170，通过第二接触孔与刻蚀阻挡层150电连接；设置于表层导电层170上方的遮光层180；表层绝缘层190。现有平板图像探测器光电转换元件的截面如图2所示，从上到下依次为p型半导体层140c、本征半导体层140b和n型半导体层140a。这种结构的缺陷在于，P型层140c,本征层140b,n型层140a,在进行该三层刻蚀的时候会在侧墙140e形成缺陷，刻蚀完成后，由于还需要经过几道工艺(不是三道曝光工艺)才能将侧墙140e保护起来，该过程中会侧墙140e会受杂质污染，而产生大量的漏电流。同时由于n型层140c的电阻较大而产生较大的信号残余。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光电转换元件、平板图像探测器及其制作方法。通过所述光电转换元件，可以减小该光电转换元件的漏电流，提高探测灵敏度和准确性。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种光电转换元件，包括：光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；所述第一半导体层位于底电极上；所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层；所述第三半导体层包覆所述第二半导体层的侧面，形成所述光电转换层的侧表面。优选地，所述第一半导体层的边缘与包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层之间被所述第二导体层隔开。优选地，所述第一半导体层的边缘到包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层的距离为0.5μm-10μm。优选地，所述第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层包含硅作为主要成分。优选地，所述第一半导体层是n型半导体层，所述第二半导体层是本征半导体层，所述第三半导体层是p型半导体层。优选地，所述光电转换层的侧表面与所述底电极之间的夹角为70°-90°。优选地，所述底电极的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。为实现上述目的，实施例还提供了一种X射线平板探测装置，包括：一基板，形成于所述基板上的像素阵列，所述像素阵列包括：多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条数据线，相邻的扫描线和相邻的数据线限定一像素区域；设置于所述像素区域的像素单元，所述像素单元包括一薄膜晶体管以及如上所述的光电转换元件；底电极，与所述第一半导体电连接；表面导电层，与所述第三半导体电连接。优选地，所述薄膜晶体管包括依次形成于所述基板上的栅极，栅绝缘层，有源层，源极，漏极和钝化层。优选地，所述扫描线与所述栅极位于同一层，所述数据线与所述源极和漏极位于同一层。优选地，所述光电转换元件的底电极位于所述源漏层，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接，所述第一半导体层通过所述钝化层上的第一接触孔与所述底电极电连接。优选地，所述表面导电层靠近所述数据线一侧的边缘与所述数据线平行。优选地，所述X射线平板探测装置还包括位于所述薄膜晶体管钝化层上的遮光层，通过所述钝化层上的第二接触孔与所述薄膜晶体管的源极电连接；所述遮光层与所述表面导电层绝缘。优选地，所述遮光层同时覆盖所述数据线，并与数据线连接至相同外围电路。优选地，所述表面导电层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；所述表面导电层与所述数据线绝缘。优选地，还包括，位于所述表面导电层上方的遮光层，遮挡所述薄膜晶体管区域。优选地，所述第三半导体层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；所述第三半导体层与所述数据线绝缘。优选地，沿数据线方向，每隔20-30个像素单元，沿扫描线方向相邻的两像素单元的表面导电层跨过所述数据线上方电连接。优选地，所述表面导电层的材料为氧化铟锡或氧化铟锌。优选地，所述遮光层的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。为实现上述目的，实施例还提供了一种X射线平板探测装置的制作方法，包括：提供衬底，在所述衬底上方依次形成栅极，栅绝缘层和有源层；在所述有源层及栅绝缘层上形成所述薄膜晶体管的源极及漏极、光电转换元件的底电极；在所述源极、漏极以及底电极上方形成钝化层，刻蚀所述钝化层形成暴露所述底电极的第一接触孔；在所述底电极和钝化层上方形成第一半导体层，所述第一半导体层通过所述第一接触孔与所述底电极电连接；在所述第一半导体层上方形成第二半导体层，所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；在所述第二半导体层上方形成覆盖所述第二半导体层的第三半导体层，以形成光电转换元件，所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层的侧表面；在所述第三半导体层上方形成表面导电层；在所述薄膜晶体管区域上方形成遮光层。优选地，所述第一半导体层和第二半导体层使用同一张掩膜板分两次进行曝光，但可以使用不同的生产工艺。优选地，所述第一半导体层的曝光量比第二半导体层的曝光量大。优选地，所述第一半导体层是n型半导体层，所述第二半导体层是本征半导体层，所述第三半导体层是p型半导体层。优选地，所述钝化层的材料为有机或无机绝缘膜。优选地，所述钝化层为单层或多层结构。优选地，所述栅绝缘层的材料为氮化硅。优选地，所述表面导电层的材料为透明导电氧化物。优选地，所述表面导电层的材料为氧化铟锡或氧化铟锌。优选地，所述制作方法还包括：在所述钝化层、表层导电层上形成表层绝缘层。优选地，所述表层绝缘层的材料为氮化硅。优选地，所述栅极、源极、漏极、底电极的材料为铝、钕、钼、铬中的一种或多种的组合。优选地，所述栅极、源极、漏极、底电极的材料为铝钼合金。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的方案具有以下优点：本专利技术实施例所提供的光电转换元件的第二半导体层的侧表面被第三半导体层包覆，第三半导体层成为光电转换元件的侧墙，将开口设置于朝向钝化层的方向上，相比现有技术的结构可以大大减少杂质进入开口的可能性，减小了漏电流，提高了探测的灵敏度和准确性。同时由于P型层覆盖本征层及N型层，上电极可直接将侧墙覆盖，减小由于P型层电阻较大而引起的信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换元件，包括：光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；所述第一半导体层位于底电极上；所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层；所述第三半导体层包覆所述第二半导体层的侧面，形成所述光电转换层的侧表面。

【技术特征摘要】
1.一种光电转换元件，包括：光电转换层，包括成堆叠结构的第一半导体层，第二半导体层和第三半导体层；所述第一半导体层位于底电极上；所述第二半导体层覆盖所述第一半导体层；所述第三半导体层覆盖所述第二半导体层；所述第三半导体层包覆所述第二半导体层的侧面，形成所述光电转换层的侧表面。2.如权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于：所述第一半导体层的边缘与包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层之间被所述第二半导体层隔开。3.如权利要求2所述的光电转换元件，其特征在于：所述第一半导体层的边缘到包裹所述光电转换层侧表面的第三半导体层的距离为0.5μm-10μm。4.如权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于：所述第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层包含硅作为主要成分。5.如权利要求4所述的光电转换元件，其特征在于：所述第一半导体层是n型半导体层；所述第二半导体层是本征半导体层；所述第三半导体层是p型半导体层。6.如权利要求5所述的光电转换元件，其特征在于：所述光电转换层的侧表面与所述底电极之间的夹角为70°-90°。7.一种X射线平板探测装置，包括一基板，形成于所述基板上的像素阵列，所述像素阵列包括：多条扫描线；与所述多条扫描线交叉的多条数据线，相邻的扫描线和相邻的数据线限定一像素区域；设置于所述像素区域的像素单元，所述像素单元包括一薄膜晶体管以及如权利要求1所述的光电转换元件；底电极，与所述第一半导体层电连接；表面导电层，与所述第三半导体层电连接。8.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述薄膜晶体管包括依次形成于所述基板上的栅极，栅绝缘层，有源层，源极，漏极和钝化层。9.如权利要求8所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述扫描线与所述栅极位于同一层，所述数据线与所述源极和漏极位于同一层。10.如权利要求9所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述光电转换元件的底电极位于源漏层，并与所述薄膜晶体管的漏极电连接，所述第一半导体层通过所述钝化层上的第一接触孔与所述底电极电连接。11.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述表面导电层靠近所述数据线一侧的边缘与所述数据线平行。12.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述X射线平板探测装置还包括位于所述薄膜晶体管钝化层上的遮光层，通过所述钝化层上的第二接触孔与所述薄膜晶体管的源极电连接；所述遮光层与所述表面导电层绝缘。13.如权利要求12所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述遮光层同时覆盖所述数据线，并与数据线连接至相同外围电路。14.如权利要求7所述的X射线平板探测装置，其特征在于：所述表面导电层靠近所述薄膜晶体管一侧的边缘延伸并覆盖所述薄膜晶体管上方的钝化层；所述表面导电层与所述数据线绝缘。15.如权利要求14所述的X射线平板探测装置，其特征在于：还包括位于所述表面导电层上方的遮光层，遮挡所述薄膜晶体管区域。...

【专利技术属性】
技术研发人员：金利波，朱虹，
申请(专利权)人：上海天马微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31