專利名稱：X射線傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種X射線傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著人們自我保健意識的逐漸增強(qiáng)，各種無損傷醫(yī)療檢測方法受到人們的青 睞。在諸多的無損傷檢測方法中，計算機(jī)斷層掃描技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到我們的現(xiàn)實 生活中。在計算機(jī)斷層掃描設(shè)備的組成中，必不可缺的一個部分就是X射線傳感器。平板X射線傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，該X射線傳感器12的每個感測單元 包括一個光電二極管13和一個場效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor，F(xiàn)ET) 14，該場效應(yīng) 晶體管14的柵極與該X射線傳感器12的掃描線(Gate Line) 15連接，該場效應(yīng)晶體管14 的漏極與該X射線傳感器12的數(shù)據(jù)線(Data Line) 16連接，該光電二極管13與該場效應(yīng) 晶體管14的源極連接。該數(shù)據(jù)線16的一端通過連接引腳17連接數(shù)據(jù)讀出電路18。該X射線傳感器12通過掃描線15施加驅(qū)動掃描信號來控制該場效應(yīng)晶體管14 的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)該場效應(yīng)晶體管15被打開時，該光電二極管13產(chǎn)生的光電流信號依次 通過與該場效應(yīng)晶體管15連接的數(shù)據(jù)線16、該數(shù)據(jù)讀出電路18而讀出。通過控制該掃 描線15與該數(shù)據(jù)線16上的信號時序來完成光電信號的采集功能，即通過控制該場效應(yīng)管 14的開關(guān)狀態(tài)來完成對該光電二極管13產(chǎn)生的光電流信號采集的控制作用。請參閱圖2，圖2是一種現(xiàn)有技術(shù)的X射線傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該X射 線傳感器包括多個感測單元，每一感測單元包括一光電二極管和一場效應(yīng)晶體管。每 一感測單元從下至上依次包括基板201、柵極層202、柵介質(zhì)層203、有源層(Active Layer),源極或者漏極層206、第一鈍化層207、光電轉(zhuǎn)換層208、蝕刻保護(hù)層209、第二 鈍化層210、公共電極層211、遮光層212以及保護(hù)層213。其中，該公共電極層211和 該源極或者漏極層206形成該光電二極管的兩個電極，該有源層包括本征非晶硅層204和 η型非晶硅層205。圖2所示的X射線傳感器，在蝕刻形成該柵極層202、柵介質(zhì)層203、有源層、 源極或者漏極層206、第一鈍化層207、光電轉(zhuǎn)換層208、蝕刻保護(hù)層209、第二鈍化層 210、公共電極層211、遮光層212、保護(hù)層213的過程中各需要一道光罩工藝，因此，該 X射線傳感器在制作過程中共需要采用11次光罩的工藝，對應(yīng)的需要11張光罩掩模版。 由于掩模版的造價成本比較高，因此該X射線傳感器的制作工藝復(fù)雜，制造成本較高且 結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單的X射線傳感器。本發(fā)明的目的還在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單的X射線傳感器的制造方法。一種X射線傳感器，包括多個感測單元，每一感測單元包括光電感應(yīng)元件區(qū)和 開關(guān)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件區(qū)設(shè)置有光電感應(yīng)元件，該開關(guān)元件區(qū)設(shè)置有開關(guān)元件、第一鈍化層以及覆蓋該開關(guān)元件的遮光層，該第一鈍化層設(shè)置于該開關(guān)元件和該遮光層 之間，該開關(guān)元件包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件包 括光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該導(dǎo)電層和該蝕刻保護(hù)層分別形成于該光電轉(zhuǎn)換層的兩側(cè) 以形成該光電感應(yīng)元件的兩個電極，該遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)并與該蝕刻保護(hù) 層電性連接。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該光電感應(yīng)元件為光電二極管。該開關(guān)元件是場效應(yīng) 晶體管。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該開關(guān)元件的導(dǎo)電層是該場效應(yīng)晶體管的源極或者漏 極層。該X射線傳感器包括基板，該場效應(yīng)晶體管包括設(shè)置于該基板表面的柵極、依 次設(shè)置于該柵極和該源極或者漏極層之間的柵介質(zhì)層、本征非晶硅層和η型非晶硅層。 該柵介質(zhì)層、本征非晶硅層和η型非晶硅層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件 區(qū)的柵介質(zhì)層、本征非晶硅層和η型非晶硅層依次設(shè)置于該基板和該源極或者漏極層之 間。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該第一鈍化層設(shè)置于該開關(guān) 元件區(qū)的場效應(yīng)晶體管的 源極或者漏極層和該遮光層之間。該光電感應(yīng)元件區(qū)的該蝕刻保護(hù)層的表面和該光電轉(zhuǎn) 換層的表面設(shè)置第二鈍化層。該第二鈍化層的表面和該遮光層的表面覆蓋保護(hù)層。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該蝕刻保護(hù)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物。該蝕刻保護(hù) 層的材料為氧化銦鋅或氧化銦錫。一種X射線傳感器的制造方法，該X射線傳感器的每一感測單元包括光電感應(yīng) 元件和開關(guān)元件，該X射線傳感器的制造步驟包括提供一用于設(shè)置該X射線傳感器的 基板，該基板包括用于設(shè)置該光電感應(yīng)元件的光電感應(yīng)元件區(qū)和用于設(shè)置該開關(guān)元件的 開關(guān)元件區(qū)；在該基板的開關(guān)元件區(qū)形成該開關(guān)元件，該開關(guān)元件的導(dǎo)電層延伸至該光 電感應(yīng)元件區(qū)；形成覆蓋該開關(guān)元件的第一鈍化層；在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成該 光電感應(yīng)元件的光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該導(dǎo)電層和該蝕刻保護(hù)層形成于該光電轉(zhuǎn)換 層的兩側(cè)以形成該光電感應(yīng)元件的兩個電極；形成覆蓋該開關(guān)元件的遮光層，該遮光層 延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，并與該蝕刻保護(hù)層電性連接。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成該光電感應(yīng)元件的光 電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層步驟后，在該遮光層的步驟之前，在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形 成覆蓋該光電轉(zhuǎn)換層和該蝕刻保護(hù)層的第二鈍化層。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，在形成覆蓋該第一鈍化層的遮光層的步驟后，形成保 護(hù)層，該保護(hù)層覆蓋該第二鈍化層和該遮光層。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該光電感應(yīng)元件為光電二極管。該開關(guān)元件是場效應(yīng)
晶體管。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該開關(guān)元件的導(dǎo)電層是該場效應(yīng)晶體管的源極或者漏 極層。在形成該開關(guān)元件的步驟前，在該基板的開關(guān)元件區(qū)形成該場效應(yīng)晶體管的柵極層。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，在該基板的開關(guān)元件區(qū)形成該開關(guān)元件的步驟中，形 成該場效應(yīng)晶體管的柵介質(zhì)層、本征非晶硅層、η型非晶硅層和源極或者漏極層。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該柵介質(zhì)層、本征非晶硅層、η型非晶硅層和源極或者漏極層通過半色調(diào)掩膜技術(shù)在一道光罩工藝中形成。本發(fā)明 優(yōu)選的一種方案，在形成該光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層的步驟中，該光電 轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層通過半色調(diào)掩膜技術(shù)在一道光罩工藝中形成。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該第二鈍化層包括接觸孔，該遮光層通過該接觸孔電 性連接該蝕刻保護(hù)層。本發(fā)明優(yōu)選的一種方案，該蝕刻保護(hù)層的材料為透明導(dǎo)電氧化物。該蝕刻保護(hù) 層的材料為氧化銦鋅或氧化銦錫。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的X射線傳感器的遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)并 與該蝕刻保護(hù)層電性連接，因此利用該蝕刻保護(hù)層實現(xiàn)公共電極層的功能，從而減少了 該公共電極層，該X射線傳感器結(jié)構(gòu)簡單。在本發(fā)明的X射線傳感器的制造過程中，由 于并不需要制作公共電極層這一步驟，該X射線傳感器的制造方法簡單。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的X射線傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是一種現(xiàn)有技術(shù)的X射線傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明的X射線傳感器的等效電路示意圖。圖4是本發(fā)明的X射線傳感器的感測單元的俯視圖。圖5是本發(fā)明的X射線傳感器沿圖4所示的剖切線A-A的剖視圖。圖6到圖12是圖5所示的X射線傳感器的制作步驟示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一 步的詳細(xì)描述。一種X射線傳感器，包括多個感測單元，每一感測單元包括光電感應(yīng)元件區(qū)和 開關(guān)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件區(qū)設(shè)置有光電感應(yīng)元件，該開關(guān)元件區(qū)設(shè)置有開關(guān)元件， 該光電感應(yīng)元件包括光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該開關(guān)元件包括導(dǎo)電層、第一鈍化層和 覆蓋該開關(guān)元件的遮光層，該第一鈍化層設(shè)置于該開關(guān)元件和該遮光層之間，該導(dǎo)電層 延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)形成該光電感應(yīng)元件的一個電極，該遮光層延伸至該光電感應(yīng) 元件區(qū)并與該蝕刻保護(hù)層電性連接，該蝕刻保護(hù)層形成該光電感應(yīng)元件的另一電極，該 光電感應(yīng)元件區(qū)的光電轉(zhuǎn)換層設(shè)置在該光電感應(yīng)元件區(qū)的兩個電極之間。請參閱圖3，圖3是本發(fā)明的X射線傳感器的等效電路示意圖。該X射線傳感 器20包括數(shù)據(jù)驅(qū)動電路21、掃描驅(qū)動電路22、與該數(shù)據(jù)驅(qū)動電路21連接的多條相互平 行的數(shù)據(jù)線23、與該掃描驅(qū)動電路22連接的多條相互平行的掃描線24。該數(shù)據(jù)線23和 該掃描線24交叉處形成感測單元。每一感測單元包括一光電感應(yīng)元件和一開關(guān)元件。優(yōu) 選的，該光電感應(yīng)元件為光電二極管25，該開關(guān)元件為場效應(yīng)晶體管26。下面以該光電感應(yīng)元件為光電二極管25，該開關(guān)元件為場效應(yīng)晶體管26，詳細(xì) 說明本發(fā)明的X射線傳感器20的具體結(jié)構(gòu)。該場效應(yīng)晶體管26的柵極與掃描線24連接，該場效應(yīng)晶體管26的漏極與該數(shù) 據(jù)線23連接，該場效應(yīng)晶體管26的源極與該光電二極管25的正極連接，該光電二極管25的負(fù)極連接公共電極27。該掃描驅(qū)動電 路22通過掃描線24施加驅(qū)動掃描信號來控制該場效應(yīng)晶體管26 的開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)該場效應(yīng)晶體管26被打開時，該光電二極管25產(chǎn)生的光電流信號通過 與該場效應(yīng)晶體管26連接的數(shù)據(jù)線23而被該數(shù)據(jù)驅(qū)動電路21讀出。通過控制該掃描線 24與該數(shù)據(jù)線23上的信號時序來完成光電信號的采集功能，即通過控制該場效應(yīng)管26的 開關(guān)狀態(tài)來完成對該光電二極管25產(chǎn)生的光電流信號采集的控制作用。請一并參閱圖4、圖5，其中圖4是本發(fā)明的X射線傳感器20的感測單元的俯 視圖，圖5是本發(fā)明的X射線傳感器20沿圖4所示的剖切線A-A的剖視圖。該X射線 傳感器20包括一基板301，該基板301包括用于設(shè)置該場效應(yīng)晶體管26的開關(guān)元件區(qū)28 和用于設(shè)置該光電二極管25的光電感應(yīng)元件區(qū)29。該開關(guān)元件區(qū)28從下至上依次設(shè)置有柵極層302、柵介質(zhì)層303、有源層、源極 或者漏極層306、第一鈍化層307、第二鈍化層310、遮光層311和保護(hù)層312。其中， 該有源層包括本征非晶硅層304和η型非晶硅層305。該柵極層302、該柵介質(zhì)層303、 該有源層和該源極或者漏極層306形成該場效應(yīng)晶體管26。該第一、第二鈍化層307、310依次覆蓋該場效應(yīng)晶體管26。該第一鈍化層307 用于阻止在對該光電二極管25的光電轉(zhuǎn)換層308刻蝕時，該源極或者漏極層306對該光 電轉(zhuǎn)換層308側(cè)壁的金屬污染，導(dǎo)致該光電二極管25的漏電流過大。該第二鈍化層310 作為一層絕緣層，用于防止光電二極管25的漏電流過大。該蝕刻保護(hù)層309用于在后續(xù) 的第二鈍化層310蝕刻時，作為一層保護(hù)層，以使在第二鈍化層310蝕刻時不至于由于過 刻而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換層308結(jié)構(gòu)的破壞。該遮光層311設(shè)置于該第二鈍化層310的表面，用 于阻止光線照射該場效應(yīng)晶體管26而引起的電子漂移。該保護(hù)層312覆蓋該遮光層311 和該第二鈍化層310。該柵介質(zhì)層303、該本征非晶硅層304、該η型非晶硅層305和該源極或者漏極 層306延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)29，即在該光電感應(yīng)元件區(qū)29，該柵介質(zhì)層303、該本 征非晶硅層304和該η型非晶硅層305設(shè)置在該基板301和該源極或者漏極層306之間。 延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)29的該源極或者漏極層306形成該光電二極管25的一個電極。 在該光電感應(yīng)元件區(qū)29，該源極或者漏極層306的表面設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換層308和蝕刻保護(hù) 層309，該光電轉(zhuǎn)換層308設(shè)置在該源極或者漏極層306和該蝕刻保護(hù)層309之間，該蝕 刻保護(hù)層309形成該光電二極管25的另一電極。該光電感應(yīng)元件區(qū)29的該光電轉(zhuǎn)換層 308的表面、該蝕刻保護(hù)層309表面和該開關(guān)元件區(qū)28的第一鈍化層307的表面覆蓋該 第二鈍化層310。該第二鈍化層310包括一接觸孔，該開關(guān)元件區(qū)28的遮光層311延伸 至該光電感應(yīng)元件區(qū)29，并通過該接觸孔與該蝕刻保護(hù)層309電性連接。該遮光層311 的表面和該第二鈍化層310的表面覆蓋該保護(hù)層312。公共電壓的偏置信號通過該遮光 層311輸入到該蝕刻保護(hù)層309，即利用該蝕刻保護(hù)層309充當(dāng)公共電極層。該蝕刻保護(hù) 層309的材料為透明導(dǎo)電氧化物，優(yōu)選的，該蝕刻保護(hù)層309的材料為氧化銦鋅或氧化銦 錫。本發(fā)明的X射線傳感器20的制造方法主要包括如下步驟一種X射線傳感器的制造方法，該X射線傳感器的每一感測單元包括光電感應(yīng) 元件和開關(guān)元件，該X射線傳感器的制造步驟包括提供一用于設(shè)置該X射線傳感器的基板，該基板包括用于設(shè)置該光電感應(yīng)元件的光電感應(yīng)元件區(qū)和用于設(shè)置該開關(guān)元件的 開關(guān)元件區(qū)；在該基板的開關(guān)元件區(qū)形成該開關(guān)元件，該開關(guān)元件的導(dǎo)電層延伸至該光 電感應(yīng)元件區(qū)；形成覆蓋該開關(guān)元件的第一鈍化層；在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成該 光電感應(yīng)元件的光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該導(dǎo)電層和該蝕刻保護(hù)層形成于該光電轉(zhuǎn)換 層的兩側(cè)以形成該光電感應(yīng)元件的兩個電極；在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成該第二鈍 化層；形成覆蓋該第一鈍化層的遮光層，該遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，并與該蝕 刻保護(hù)層電性連接。
下面以該光電感應(yīng)元件為光電二極管25，該開關(guān)元件為場效應(yīng)晶體管26為例， 結(jié)合圖6到圖11，詳細(xì)說明本發(fā)明的X射線傳感器20的制作步驟請參照圖6，提供一用于設(shè)置該X射線傳感器20的基板301，該基板301的光電 感應(yīng)元件區(qū)29用于設(shè)置光電二極管25，該基板301的開關(guān)元件區(qū)28用于設(shè)置場效應(yīng)晶體 管26。在該基板301上沉積柵極層302，以第一道光罩401的圖案進(jìn)行曝光，并蝕刻該 柵極層302，形成該X射線傳感器20的掃描線及場效應(yīng)晶體管26的柵極。其中，該柵 極層302采用的材料可以為鉻(Cr)、鉬(Mo)或鋁(Al)中的一種或多種的組合合金，例 如可以為鉬、鋁的合金。請參照圖7，在該柵極層302上沉積柵介質(zhì)層303，在柵介質(zhì)層303上沉積本征 非晶硅層304，在本征非晶硅層304上沉積η型非晶硅層305，在η型非晶硅層305上沉 積源極或者漏極層306。該本征非晶硅層304和η型非晶硅層305作為該場效應(yīng)晶體管 26的有源層。以第二道光罩402的圖案進(jìn)行曝光，并刻蝕該本征非晶硅層304、η型非晶 硅層305和源極或者漏極層306，形成該場效應(yīng)晶體管26的導(dǎo)電溝道。該柵介質(zhì)層303 作為該場效應(yīng)晶體管26的柵極與源極或者漏極間的絕緣層。該柵介質(zhì)層303采用的材料 可以為氮化硅。該源極或者漏極層306采用的材料可以為鋁、釹(Nd)或鉬中的一種或 多種的組合合金，例如鉬、鋁的合金。該柵介質(zhì)層303、本征非晶硅層304、η型非晶硅 層305和源極或者漏極層306通過半色調(diào)掩膜(Half Tone Mask)技術(shù)形成。該第二道光 罩402的與該場效應(yīng)晶體管26的導(dǎo)電溝道相對的部分403半透光。利用半色調(diào)掩膜技術(shù)形成該場效應(yīng)晶體管26的步驟如下該場效應(yīng)晶體管26的 柵介質(zhì)層303、有源層成膜；該場效應(yīng)晶體管26的源極或者漏極層306成膜；濕刻該源 極或者漏極層306，形成該X射線傳感器20的數(shù)據(jù)線、該場效應(yīng)晶體管26的源極或者漏 極，該光電感應(yīng)元件區(qū)29的源極或者漏極層306形成該光電二極管25的下電極；干刻該 有源層，直到該η型非晶硅層305被刻蝕干凈；灰化處理，去除該場效應(yīng)晶體管26溝道 位置的光刻膠；干刻該場效應(yīng)晶體管26溝道位置的本征非晶硅層304，從而形成該場效 應(yīng)晶體管26溝道；去除覆蓋該場效應(yīng)晶體管26的源極或者漏極層306的光刻膠。請參照圖8，在該源極或者漏極層306的表面沉積第一鈍化層307，以第三道光 罩404的圖案進(jìn)行曝光，并蝕刻該第一鈍化層307。經(jīng)蝕刻后，該開關(guān)元件區(qū)28的源極 或者漏極層306的表面覆蓋該第一鈍化層307，該光電感應(yīng)元件區(qū)29的源極或者漏極層 306的表面暴露。該第一鈍化層307用于阻止在對該光電二極管25的光電轉(zhuǎn)換層308刻 蝕時，該源極或者漏極層306對該光電轉(zhuǎn)換層308側(cè)壁的金屬污染，導(dǎo)致該光電二極管25 的漏電流過大。請參照圖9，在該光電感應(yīng)元件區(qū)29的源極或者漏極層306的表面沉積光電轉(zhuǎn)換層308，在該在光電轉(zhuǎn)換層308上沉積蝕刻保護(hù)層309。以第四道光罩405的圖案進(jìn)行曝 光，并蝕刻該光電轉(zhuǎn)換層308和該蝕刻保護(hù)層309以形成該光電二極管25。該光電轉(zhuǎn)換 層308和該蝕刻保護(hù)層309通過半色調(diào)掩膜技術(shù)形成。該第四道光罩405的與該光電轉(zhuǎn) 換層308和蝕刻保護(hù)層309邊緣區(qū)域相對的部分406半透光，從而使該蝕刻保護(hù)層309的 邊緣區(qū)域被刻蝕。該光電轉(zhuǎn)換層308完成光電信號轉(zhuǎn)換功能，該蝕刻保護(hù)層309形成該光電二極管25的另一電極。該光電轉(zhuǎn)換層308包括非晶硅層，其由η型非晶硅/本征非晶硅/p型非 晶硅三層疊層結(jié)構(gòu)組成。該蝕刻保護(hù)層309用于在后續(xù)的第二鈍化層310蝕刻時，作為 一層保護(hù)層，以使在第二鈍化層310蝕刻時不至于由于過刻而導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換層308結(jié)構(gòu)的 破壞。所述蝕刻保護(hù)層309采用的材料可以為透明導(dǎo)電氧化物，例如氧化銦鋅(IZO)或 氧化銦錫(ITO)。利用半色調(diào)掩膜技術(shù)蝕刻該光電轉(zhuǎn)換層308和該蝕刻保護(hù)層309的步驟如下該 光電轉(zhuǎn)換層308成膜；該蝕刻保護(hù)層309成膜，濕刻該蝕刻保護(hù)層309;灰化處理，去除 該光電轉(zhuǎn)換層308邊緣處的光刻膠；干刻該光電轉(zhuǎn)換層308;去除覆蓋該光電轉(zhuǎn)換層308 和該蝕刻保護(hù)層309的光刻膠。請參照圖10，在整個襯底暴露的表面上沉積第二鈍化層310，以第五道光罩407 的圖案進(jìn)行曝光，并蝕刻該第二鈍化層310。經(jīng)蝕刻后，該第二鈍化層310覆蓋該蝕刻 保護(hù)層309、該光電轉(zhuǎn)換層308和該第一鈍化層307。該第二鈍化層310于該蝕刻保護(hù)層 309的位置形成一接觸孔，利用該接觸孔實現(xiàn)后續(xù)遮光層311與該蝕刻保護(hù)層309的電性 連接。該第二鈍化層310作為一層絕緣層，用于防止光電二極管25的漏電流過大。該 第二鈍化層310采用的材料可以為氮化硅，優(yōu)選地為ρ型氮化硅。請參照圖11，在整個襯底暴露的表面上沉積遮光層311，以第六道光罩408的圖 案進(jìn)行曝光，并蝕刻該遮光層311。經(jīng)蝕刻后，該遮光層311延伸至該基板301的光電感 應(yīng)元件區(qū)29，并通過設(shè)置于該第二鈍化層310的接觸孔與該蝕刻保護(hù)層309電性連接。 該遮光層311作為公共電壓的偏置電極，該遮光層311還可以用于阻止光線照射該場效應(yīng) 晶體管26而引起的電子漂移。請參照圖12，在整個襯底暴露的表面上沉積保護(hù)層312，以第七道光罩409的圖 案進(jìn)行曝光，該保護(hù)層312覆蓋該第二鈍化層310和該遮光層311的，該保護(hù)層312主要 起保護(hù)該光電二極管25和該場效應(yīng)晶體管26的作用。該保護(hù)層312采用的材料可以為
氮化硅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的X射線傳感器20的遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū) 并與該蝕刻保護(hù)層電性連接，因此利用該蝕刻保護(hù)層309實現(xiàn)公共電極層的功能，從而 減少了該公共電極層，該X射線傳感器20的結(jié)構(gòu)簡單。在本發(fā)明的X射線傳感器20的 制造過程中，由于并不需要制作公共電極層這一步驟，該X射線傳感器20的制造方法簡 單。且本發(fā)明的X射線傳感器20在制造過程中，可以通過七道光罩工藝完成，對應(yīng)的只 需采用七個掩模版，這樣不僅在掩模版本身的制作上可以節(jié)省大量成本，而且可以簡化 該X射線傳感器20的工藝制程，縮短制程開發(fā)時間。本發(fā)明的開關(guān)元件也可以為由晶體管組成的開關(guān)電路，該場效應(yīng)晶體管或者該 晶體管組成的開關(guān)電路的其中一層導(dǎo)電層，即該開關(guān)元件的導(dǎo)電層，延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)形成該光電感應(yīng)元件的一個電極，并不限于上述實施方式所示。本發(fā)明的光電 感應(yīng)元件也可以為光電三極管或者其他光電感應(yīng)元件，覆蓋該開關(guān)元件的遮光層延伸至 該光電感應(yīng)元件區(qū)并與該蝕刻保護(hù)層連接，該蝕刻保護(hù)層形成該光電感應(yīng)元件的另一電 極，并不限于上述實施方式所述。
在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實施例。 應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明不限于在說明書中所述的具體實施 例。
權(quán)利要求
1.一種X射線傳感器，包括多個感測單元，每一感測單元包括光電感應(yīng)元件區(qū)和開 關(guān)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件區(qū)設(shè)置有光電感應(yīng)元件，該開關(guān)元件區(qū)設(shè)置有開關(guān)元件、第 一鈍化層以及覆蓋該開關(guān)元件的遮光層，該第一鈍化層設(shè)置于該開關(guān)元件和該遮光層之 間，該開關(guān)元件包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件包括 光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該導(dǎo)電層和該蝕刻保護(hù)層分別形成于該光電轉(zhuǎn)換層的兩側(cè)以 形成該光電感應(yīng)元件的兩個電極，其特征在于該遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)并與 該蝕刻保護(hù)層電性連接。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線傳感器，其特征在于該光電感應(yīng)元件為光電二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的X射線傳感器，其特征在于該開關(guān)元件是場效應(yīng)晶體管。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線傳感器，其特征在于該開關(guān)元件的導(dǎo)電層是該場效 應(yīng)晶體管的源極或者漏極層。
5.如權(quán)利要求4所述的X射線傳感器，其特征在于該X射線傳感器包括基板，該 場效應(yīng)晶體管包括設(shè)置于該基板表面的柵極、依次設(shè)置于該柵極和該源極或者漏極層之 間的柵介質(zhì)層、本征非晶硅層和η型非晶硅層。
6.如權(quán)利要求5所述的X射線傳感器，其特征在于該柵介質(zhì)層、本征非晶硅層和η 型非晶硅層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件區(qū)的柵介質(zhì)層、本征非晶硅層和η 型非晶硅層依次設(shè)置于該基板和該源極或者漏極層之間。
7.如權(quán)利要求4所述的X射線傳感器，其特征在于該第一鈍化層設(shè)置于該開關(guān)元 件區(qū)的場效應(yīng)晶體管的源極或者漏極層和該遮光層之間設(shè)置。
8.如權(quán)利要求7所述的X射線傳感器，其特征在于該光電感應(yīng)元件區(qū)的該蝕刻保 護(hù)層的表面和該光電轉(zhuǎn)換層的表面設(shè)置第二鈍化層。
9.如權(quán)利要求8所述的X射線傳感器，其特征在于該第二鈍化層的表面和該遮光 層的表面覆蓋保護(hù)層。
10.如權(quán)利要求1所述的X射線傳感器，其特征在于該蝕刻保護(hù)層的材料為透明導(dǎo) 電氧化物。
11.如權(quán)利要求1所述的X射線傳感器，其特征在于該蝕刻保護(hù)層的材料為氧化銦 鋅或氧化銦錫。
12.—種X射線傳感器的制造方法，該X射線傳感器的每一感測單元包括光電感應(yīng)元 件和開關(guān)元件，該X射線傳感器的制造步驟包括提供一用于設(shè)置該X射線傳感器的基板，該基板包括用于設(shè)置該光電感應(yīng)元件的光 電感應(yīng)元件區(qū)和用于設(shè)置該開關(guān)元件的開關(guān)元件區(qū)；在該基板的開關(guān)元件區(qū)形成該開關(guān)元件，該開關(guān)元件的導(dǎo)電層延伸至該光電感應(yīng)元 件區(qū)；形成覆蓋該開關(guān)元件的第一鈍化層；在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成該光電感應(yīng)元件的光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該導(dǎo) 電層和該蝕刻保護(hù)層形成于該光電轉(zhuǎn)換層的兩側(cè)以形成該光電感應(yīng)元件的兩個電極；形成覆蓋該第一鈍化層的遮光層，該遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，并與該蝕刻 保護(hù)層電性連接。
13.如權(quán)利要求12所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成該光電感應(yīng)元件的光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層步驟后，在形成該遮光層的 步驟之前，在該基板的光電感應(yīng)元件區(qū)形成覆蓋該光電轉(zhuǎn)換層和該蝕刻保護(hù)層的第二鈍化層。
14.如權(quán)利要求13所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于在形成該遮光層 的步驟后，形成保護(hù)層，該保護(hù)層覆蓋該第二鈍化層和該遮光層。
15.如權(quán)利要求12所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該光電感應(yīng)元件 為光電二極管。
16.如權(quán)利要求12所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該開關(guān)元件是場效應(yīng)晶體管。
17.如權(quán)利要求16所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該開關(guān)元件的導(dǎo) 電層是該場效應(yīng)晶體管的源極或者漏極層。
18.如權(quán)利要求17所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于在形成該開關(guān)元 件的步驟前，在該基板的開關(guān)元件區(qū)形成該場效應(yīng)晶體管的柵極層。
19.如權(quán)利要求18所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于在該基板的開關(guān) 元件區(qū)形成該開關(guān)元件的步驟中，形成該場效應(yīng)晶體管的柵介質(zhì)層、本征非晶硅層、η型 非晶硅層和源極或者漏極層。
20.如權(quán)利要求19所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該柵介質(zhì)層、本征 非晶硅層、η型非晶硅層和源極或者漏極層通過半色調(diào)掩膜技術(shù)在一道光罩工藝中形成。
21.如權(quán)利要求12所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于在形成該光電轉(zhuǎn) 換層和蝕刻保護(hù)層的步驟中，該光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層通過半色調(diào)掩膜技術(shù)在一道光 罩工藝中形成。
22.如權(quán)利要求13所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該第二鈍化層包 括接觸孔，該遮光層通過該接觸孔電性連接該蝕刻保護(hù)層。
23.如權(quán)利要求12所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該蝕刻保護(hù)層的 材料為透明導(dǎo)電氧化物。
24.如權(quán)利要求12所述的X射線傳感器的制造方法，其特征在于該蝕刻保護(hù)層的 材料為氧化銦鋅或氧化銦錫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種X射線傳感器及其制造方法，該X射線傳感器包括多個感測單元，每一感測單元包括光電感應(yīng)元件區(qū)和開關(guān)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件區(qū)設(shè)置光電感應(yīng)元件，該開關(guān)元件區(qū)設(shè)置開關(guān)元件、第一鈍化層以及覆蓋該開關(guān)元件的遮光層，該第一鈍化層設(shè)置于該開關(guān)元件和該遮光層之間，該開關(guān)元件包括導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)，該光電感應(yīng)元件包括光電轉(zhuǎn)換層和蝕刻保護(hù)層，該導(dǎo)電層和該蝕刻保護(hù)層分別形成于該光電轉(zhuǎn)換層的兩側(cè)以形成該光電感應(yīng)元件的兩個電極，該遮光層延伸至該光電感應(yīng)元件區(qū)并與該蝕刻保護(hù)層電性連接。本發(fā)明的X射線傳感器的制造方法簡單、成本低。
文檔編號H01L31/0232GK102024808SQ20091019587
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者于祥國, 孔杰, 祁剛, 邱承彬, 金立波 申請人:上海天馬微電子有限公司