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辐射探测器、操作辐射探测器的方法以及制造辐射探测器的方法

阅读：94发布：2021-06-07

专利汇可以提供辐射探测器、操作辐射探测器的方法以及制造辐射探测器的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且提供了一种具有多个像素的辐射探测器。多个像素中的相应一个像素包括：基底基板；薄膜晶体管，其位于所述基底基板上；绝缘层，其位于所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧；光传感器，其位于所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧；钝化层，其位于所述光传感器的远离所述基底基板的一侧；闪烁层，其位于所述钝化层远离所述基底基板的一侧；以及反射层，其位于所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧。所述光传感器包括与所述钝化层直接接触的第一极性层。所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面与所述钝化层完全直接接触。，下面是辐射探测器、操作辐射探测器的方法以及制造辐射探测器的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有多个像素的辐射探测器，其中，所述多个像素中的相应一个包括：
基底基板；
薄膜晶体管，其位于所述基底基板上；
绝缘层，其位于所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧；
光传感器，其位于所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧；
钝化层，其位于所述光传感器的远离所述基底基板的一侧；
闪烁层，其位于所述钝化层远离所述基底基板的一侧；以及
反射层，其位于所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧；
其中，所述光传感器包括与所述钝化层直接接触的第一极性层、以及与所述薄膜电晶体的源极连接的第二极性层；而且
其中，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面与所述钝化层完全直接接触。
2.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述辐射探测器不存在任何连接到所述第一极性层的偏置电压信号线，并且不存在任何直接连接到所述第一极性层的偏置电极。
3.根据权利要求1或2所述的辐射探测器，其中，所述钝化层是在全部的所述多个像素上延伸的单一层；而且
在所述多个像素中，所述辐射探测器基本上不存在任何延伸穿过所述钝化层的过孔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的辐射探测器，其中，所述第一极性层通过所述钝化层与所述闪烁层间隔开；而且
在与所述光传感器对应的区域中，所述钝化层在第一侧面上与所述闪烁层直接接触，并且在与所述第一侧面相对的第二侧面上与所述第一极性层直接接触。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的辐射探测器，还包括在所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧上的金属层；
其中，所述金属层包括在同一层中且彼此间隔开的第一部分和第二部分；
所述第一部分位于所述绝缘层的远离所述薄膜晶体管的有源层的一侧上，并且被配置为遮挡光以免照射在所述有源层上；而且
所述第二部分位于所述绝缘层与所述第二极性层之间，电连接至所述第二极性层，且延伸穿过所述绝缘层以连接至所述薄膜晶体管的源极。
6.根据权利要求5的辐射探测器，其中，在与所述第一部分对应的区域中，所述钝化层在第一侧面与所述闪烁层直接接触，并且钝化层在与所述第一侧面相对的第二侧面与所述第一部分直接接触。
7.根据权利要求5或6所述的辐射探测器，其中，所述第一部分在所述基底基板上的正投影与所述光传感器在所述基底基板上的正投影完全不重叠；而且
所述第一部分在所述基底基板上的正投影覆盖所述有源层在所述基底基板上的正投影。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的辐射探测器，其中，所述光传感器在所述基底基板上的正投影与在所述第二部分与所述反射层之间的任何金属层在所述基底基板上的正投影基本上不重叠。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的辐射探测器，其中，在与所述光传感器对应的区域中，所述辐射探测器不存在任何延伸穿过所述钝化层以连接所述钝化层两侧的部件的过孔。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的辐射探测器，其中，所述反射层是在全部的所述多个像素上延伸的单一层。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的辐射探测器，其中，所述辐射探测器是X射线检测器。
12.一种操作辐射探测器的方法，其中，所述辐射探测器包括多个像素，其中所述多个像素中的相应一个包括：
基底基板；
薄膜晶体管，其位于所述基底基板上；
绝缘层，其位于所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧；
光传感器，其位于所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧；
钝化层，其位于所述光传感器的远离所述基底基板的一侧；
闪烁层，其位于所述钝化层远离所述基底基板的一侧；以及
反射层，其位于所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧；
其中，所述光传感器包括与所述钝化层直接接触的第一极性层、以及与所述薄膜电晶体的源极连接的第二极性层；而且
其中，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面与所述钝化层完全直接接触；
其中，所述方法包括：
通过提供电压信号至所述反射层压来提供偏置电压至第一极性层，从而在所述第一极性层处实现所述偏置电压。
13.根据权利要求12的方法，其中，提供至所述反射层的电压信号为第一负电压；
所述偏置电压具有第二负电压；并且
所述第一负电压的绝对值大于所述第二负电压的绝对值。
14.一种制造具有多个像素的辐射探测器的方法；
其中制造所述多个像素中的相应一个像素包括：
在基底基板上形成薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧形成绝缘层；
在所述绝缘层远离所述基底基板的一侧形成光传感器；
在所述光传感器远离所述基底基板的一侧形成钝化层；
在所述钝化层远离所述基底基板的一侧形成闪烁层；以及
在所述闪烁层远离所述基底基板的一侧形成反射层；
其中，形成所述光传感器包括形成第一极性层和形成第二极性层；
所述第一极性层形成为与所述钝化层直接接触；
所述第二极性层形成为连接到所述薄膜晶体管的源极；
其中，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面都完全与所述钝化层直接接触。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在形成所述光传感器之后和形成所述闪烁层之前，沉积绝缘材料的总步骤数是1。
16.根据权利要求14或15所述的方法，还包括：在所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧形成金属层；
其中形成金属层包括在同一层中形成彼此间隔开的第一部分和第二部分；
所述第一部分和所述第二部分在同一图案化处理中使用同一掩模板和相同的材料而形成；
所述第一部分形成在所述绝缘层的远离所述薄膜晶体管的有源层的一侧，并且被配置为遮挡光以免照射在所述有源层上；而且
所述第二部分形成在所述绝缘层和所述第二极性层之间，电连接到所述第二极性层，并且延伸穿过所述绝缘层以连接到所述薄膜晶体管的源极。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，形成所述钝化层包括：在形成所述光传感器之后，在没有任何中间沉积步骤的情况下，沉积与所述光传感器和所述金属层直接接触的绝缘材料；
在与所述光传感器对应的区域中，在所述钝化层的两侧没有形成延伸穿过所述钝化层的过孔连接部件；而且
形成所述闪烁层包括：在形成所述钝化层之后，在没有任何中间沉积步骤的情况下，沉积闪烁材料，所述闪烁材料被沉积为与所述钝化层直接接触。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述金属层和所述光传感器形成为使得所述第一部分在所述基底基板上的正投影与所述光传感器在所述基底基板上的正投影完全不重叠。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中，所述光传感器形成为使得所述光传感器在所述基底基板上的正投影与在所述第二部分与所述反射层之间的任何金属层在所述基底基板上的正投影基本上不重叠。
20.根据权利要求14-19中任一项所述的方法，其中，所述第一极性层形成为通过所述钝化层与所述闪烁层间隔开；而且
在与所述光传感器对应的区域中，所述钝化层形成为在第一侧面上与所述闪烁层直接接触，并且在与所述第一侧面相对的第二侧面上与所述第一极性层直接接触。

说明书全文

辐射探测器、操作辐射探测器的方法以及制造辐射探测器的

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种辐射探测技术，更具体而言，涉及一种辐射探测器、操作辐射探测器的方法以及制造辐射探测器的方法。

背景技术

[0002] 直接转换辐射探测器(radiation detector)通常包括辐射接收器、处理器和电源。通常，辐射接收器具有由Gd2O2S或CsI制成的闪烁层、大面积非晶硅传感器阵列和读出电路。闪烁层将辐射(例如，X射线光子)转换成可见光。然后，大规模集成非晶硅传感器阵列将可见光转换成电子，然后读出电路将电子数字化。数字化信号被传输到计算机以用于图像显示。

[0003] 间接转换辐射探测器通常包括由Gd2O2S或CsI制成的闪烁层、PIN光电二极管和薄膜晶体管阵列。闪烁层将辐射(例如，X射线光子)转换成可见光。PIN 光电二极管将可见光转换成用于图像显示的电信号。

发明内容

[0004] 一方面，本发明提供一种具有多个像素的辐射探测器，其中，所述多个像素中的相应一个包括：基底基板；薄膜晶体管，其位于所述基底基板上；绝缘层，其位于所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧；光传感器，其位于所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧；钝化层，其位于所述光传感器的远离所述基底基板的一侧；闪烁层，其位于所述钝化层远离所述基底基板的一侧；以及反射层，其位于所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧；其中，所述光传感器包括与所述钝化层直接接触的第一极性层、以及与所述薄膜电晶体的源极连接的第二极性层；而且其中，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面与所述钝化层完全直接接触。

[0005] 可选地，所述辐射探测器不存在任何连接到所述第一极性层的偏置电压信号线，并且不存在任何直接连接到所述第一极性层的偏置电极。

[0006] 可选地，所述钝化层是在全部的所述多个像素上延伸的单一层；而且在所述多个像素中，所述辐射探测器基本上不存在任何延伸穿过所述钝化层的过孔。

[0007] 可选地，所述第一极性层通过所述钝化层与所述闪烁层间隔开；而且在与所述光传感器对应的区域中，所述钝化层在第一侧面上与所述闪烁层直接接触，并且在与所述第一侧面相对的第二侧面上与所述第一极性层直接接触。

[0008] 可选地，所述辐射探测器还包括在所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧上的金属层；其中，所述金属层包括在同一层中且彼此间隔开的第一部分和第二部分；所述第一部分位于所述绝缘层的远离所述薄膜晶体管的有源层的一侧上，并且被配置为遮挡光以免照射在所述有源层上；而且所述第二部分位于所述绝缘层与所述第二极性层之间，电连接至所述第二极性层，且延伸穿过所述绝缘层以连接至所述薄膜晶体管的源极。

[0009] 可选地，在与所述第一部分对应的区域中，所述钝化层在第一侧面与所述闪烁层直接接触，并且钝化层在与所述第一侧面相对的第二侧面与所述第一部分直接接触。

[0010] 可选地，所述第一部分在所述基底基板上的正投影与所述光传感器在所述基底基板上的正投影完全不重叠；而且所述第一部分在所述基底基板上的正投影覆盖所述有源层在所述基底基板上的正投影。

[0011] 可选地，所述光传感器在所述基底基板上的正投影与在所述第二部分与所述反射层之间的任何金属层在所述基底基板上的正投影基本上不重叠。

[0012] 可选地，在与所述光传感器对应的区域中，所述辐射探测器不存在任何延伸穿过所述钝化层以连接所述钝化层两侧的部件的过孔。

[0013] 可选地，所述反射层是在全部的所述多个像素上延伸的单一层。

[0014] 可选地，所述辐射探测器是X射线检测器。

[0015] 另一方面，本发明提供一种操作辐射探测器的方法，其中，所述辐射探测器包括多个像素，其中所述多个像素中的相应一个包括：基底基板；薄膜晶体管，其位于所述基底基板上；绝缘层，其位于所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧；光传感器，其位于所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧；钝化层，其位于所述光传感器的远离所述基底基板的一侧；闪烁层，其位于所述钝化层远离所述基底基板的一侧；以及反射层，其位于所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧；其中，所述光传感器包括与所述钝化层直接接触的第一极性层以及与所述薄膜电晶体的源极连接的第二极性层；而且其中，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面与所述钝化层完全直接接触；其中，所述方法包括：通过提供电压信号至反射层压来提供偏置电压至第一极性层，从而在所述第一极性层处实现所述偏置电压。

[0016] 可选地，提供至所述反射层的电压信号为第一负电压；所述偏置电压具有第二负电压；并且所述第一负电压的绝对值大于所述第二负电压的绝对值。

[0017] 另一方面，本发明提供一种制造具有多个像素的辐射探测器的方法；其中制造所述多个像素中的相应一个像素包括：在基底基板上形成薄膜晶体管；在所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧形成绝缘层；在所述绝缘层远离所述基底基板的一侧形成光传感器；在所述光传感器远离所述基底基板的一侧形成钝化层；在所述钝化层远离所述基底基板的一侧形成闪烁层；以及在所述闪烁层远离所述基底基板的一侧形成反射层；其中，形成所述光传感器包括形成第一极性层和形成第二极性层；所述第一极性层形成为与所述钝化层直接接触；所述第二极性层形成为连接到所述薄膜晶体管的源极；其中，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面都完全与所述钝化层直接接触。

[0018] 可选地，在形成所述光传感器之后和形成所述闪烁层之前，沉积绝缘材料的总步骤数是1。

[0019] 可选地，所述方法还包括：在所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧形成金属层；其中形成金属层包括在同一层中形成彼此间隔开的第一部分和第二部分；所述第一部分和所述第二部分在同一图案化处理中使用同一掩模板和相同的材料而形成；所述第一部分形成在所述绝缘层的远离所述薄膜晶体管的有源层的一侧，并且被配置为遮挡光以免照射在所述有源层上；而且所述第二部分形成在所述绝缘层和所述第二极性层之间，电连接到所述第二极性层，并且延伸穿过所述绝缘层以连接到所述薄膜晶体管的源极。

[0020] 可选地，形成所述钝化层包括：在形成所述光传感器之后，在没有任何中间沉积步骤的情况下，沉积与所述光传感器和所述金属层直接接触的绝缘材料；在与所述光传感器对应的区域中，在钝化层的两侧没有形成延伸穿过钝化层的过孔连接部件；而且形成所述闪烁层包括：在形成所述钝化层之后，在没有任何中间沉积步骤的情况下，沉积闪烁材料，所述闪烁材料被沉积为与所述钝化层直接接触。

[0021] 可选地，所述金属层和所述光传感器形成为使得所述第一部分在所述基底基板上的正投影与所述光传感器在所述基底基板上的正投影完全不重叠。

[0022] 可选地，所述光传感器形成为使得所述光传感器在所述基底基板上的正投影与在所述第二部分与所述反射层之间的任何金属层在所述基底基板上的正投影基本上不重叠。

[0023] 可选地，所述第一极性层形成为通过所述钝化层与所述闪烁层间隔开；而且在与光传感器对应的区域中，所述钝化层形成为在第一侧面上与所述闪烁层直接接触，并且在与所述第一侧面相对的第二侧面上与所述第一极性层直接接触。附图说明

[0024] 以下附图仅仅用于根据各种公开的实施例的说明性目的的示例，并不旨在限制本发明的范围。

[0025] 图1A是示出根据本公开的一些实施例中的辐射探测器的结构的示意图。

[0026] 图1B是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器的平面图。

[0027] 图2是根据本公开的一些实施例中的光检测电路的电路图。

[0028] 图3示出了根据本公开的一些实施例中的光传感器的结构。

[0029] 图4是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器的像素的截面图。

[0030] 图5是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的与光传感器对应的区域的放大视图。

[0031] 图6示出了在根据本公开的一些实施例中通过向辐射探测器的反射层施加负电压来在光传感器的第一极性层处实现偏置电压的示例。

[0032] 图7A是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的与光传感器对应的区域的放大视图。

[0033] 图7B是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的与金属层的第一部分对应的区域的放大视图。

[0034] 图8A是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的薄膜晶体管的有源层和金属层的第一部分的平面图。

[0035] 图8B是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的光传感器和金属层的第二部分的平面图。

[0036] 图9A至图9E示出了根据本公开的一些实施例中的制造辐射探测器的方法。

具体实施方式

[0037] 现在将参考以下实施例更具体地描述本公开。应当注意，在此提供的一些实施例的以下描述仅用于说明和描述的目的。其不是穷举的或限于所公开的精确形式。

[0038] 在辐射探测器中，辐射被转换成可见光，该可见光被光传感器检测到。相关的辐射探测器包括用于将辐射转换成可见光的闪烁层、以及在闪烁层和光传感器之间的多个层。因此，在相关的辐射探测器中，在被光传感器检测到之前，可见光必须透射通过多个层，这些层包括多个钝化层、树脂层、金属光遮挡层和氧化铟锡偏置电极。相关的辐射探测器中的多个层的存在导致可见光的能量损失很大，且能量利用相对较低。

[0039] 因此，本公开尤其提供了一种辐射探测器、操作辐射探测器的方法以及制造辐射探测器的方法，其基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。在一个方面，本公开提供了一种具有多个像素的辐射探测器。在一些实施例中，所述多个像素中的相应一个包括：基底基板；薄膜晶体管，其位于所述基底基板上；绝缘层，其位于所述薄膜晶体管的远离所述基底基板的一侧；光传感器，其位于所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧；钝化层，其位于所述光传感器的远离所述基底基板的一侧；闪烁层，其位于所述钝化层远离所述基底基板的一侧；以及反射层，其位于所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧。可选地，所述光传感器包括与所述钝化层直接接触的第一极性层、以及与所述薄膜电晶体的源极连接的第二极性层。可选地，所述第一极性层的除了所述光传感器内部的侧面之外的所有侧面与所述钝化层完全直接接触。

[0040] 本辐射探测器在闪烁层和光传感器之间仅包括一个钝化层。辐射被转换成可见光，然后在其到达光传感器之前，该可见光透射穿过超薄钝化层。本辐射探测器利用在闪烁层远离光传感器的一侧上的反射层来施加负电压，以便在光传感器处实现偏置电压。此外，本辐射探测器在光传感器的顶部上没有任何金属光遮挡层和铟锡氧化物偏置电极，从而显著地增加了光传感器的感光面积和辐射探测器的像素的孔径比。此外，相关辐射探测器中的多个钝化层和树脂层仅由本辐射探测器中的一个超薄钝化层代替，从而显著简化了制造工艺，并大大降低了制造成本。在本辐射探测器中改进的光利用提高了本辐射探测器的探测灵敏度，这又导致实现同等成像质量所需的较低辐射剂量。

[0041] 图1A是示出根据本公开的一些实施例中的辐射探测器的结构的示意图。图1B是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器的平面图。参照图1A和图1B，在一些实施例中，辐射探测器包括彼此交叉的多条栅极线GL和多条读取线RL，从而限定多个像素P。多个像素P中的每一个包括电连接到光传感器PS的薄膜晶体管TFT。多条栅极线GL中的每一条连接到多个像素P中的一行像素，并且多条读取线RL中的每一条连接到多个像素P中的一列像素。

[0042] 图2是根据本发明的一些实施例中的光检测电路的电路图。参照图1及图2，在一些实施例中，光检测电路包括彼此电连接的薄膜晶体管TFT及光传感器PS。在一些实施例中，薄膜晶体管TFT的源极S电连接至光传感器PS。薄膜晶体管TFT的漏极D电连接到多条读取线RL中的一条。图2中的Vb表示被提供给光传感器PS的偏置电压，例如，被提供给光传感器PS的第一极性层的偏置电压。参照图1和图2，薄膜晶体管TFT的漏极D电连接到多条读取线RL中的相应一条。当薄膜晶体管TFT导通时，光感测信号从源极S传送至漏极D，并依次传送至多条读取线RL中的相应一条。

[0043] 在制造和使用本显示面板时，可以利用具有二极管结的各种适当的光传感器。具有二极管结的光传感器的示例包括但不限于，PN光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管、MIM二极管结、MIS二极管结、MOS二极管结、SIS二极管结和MS二极管结。

[0044] 图3示出了根据本发明的一些实施例中的光传感器的结构。如图3所示，在一些实施例中，光传感器包括：第一极性层PR1，其配置为提供有偏置电压；第二极性层PR2，其通过电极E连接到薄膜晶体管TFT的源极S；以及本征区IR，其连接第一极性层PR1和第二极性层PR2。如在此所使用的，术语“本征区”指的是可以表现出电流整流(current rectification)的区域，例如，在相对于另一偏置方向的一个偏置方向上表现出导电性显著不同的区域。

[0045] 可选地，当第一极性层PR1连接到低电压且第二极性层PR2连接到高电压时，光传感器PS被反向偏置。例如，当第一极性层PR1被提供有偏置电压(低电压，例如，-5V至0V)且第二极性层PR2被提供有高电压(例如，0V或大于0V)时，具有本征区IR的光传感器PS处于反向偏置状态。在一些实施例中，光传感器PS是PN光电二极管，其具有作为第一极性层PR1的P+掺杂半导体区域和作为第二极性层PR2的N+掺杂半导体区域。在一些实施例中，光传感器PS是PIN光电二极管，其具有作为第一极性层PR1的P+掺杂半导体区域、作为第二极性层PR2的N+掺杂半导体区域、以及在P+掺杂半导体区域和N+掺杂半导体区域之间的非晶硅的本征区。可选地，至少第二极性层PR2包括非晶硅，例如，掺杂非晶硅。

[0046] 图4是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器的像素的截面图。例如，图4示出了沿图1B中的A-A'线的截面图。参照图4，在一些实施例中，辐射探测器的多个像素中的相应一个包括基底基板BS；在基底基板BS上的薄膜晶体管TFT；绝缘层IN，位于薄膜晶体管TFT远离基底基板BS的一侧；光传感器PS，其位于绝缘层IN的远离基底基板BS的一侧上；钝化层PVX，其位于光传感器PS的远离基底基板BS的一侧；闪烁层ST，其位于钝化层PVX的远离基底基板BS的一侧；以及反射层RT，其位于闪烁层ST的远离基底基板BS的一侧。在一些实施例中，光传感器PS包括：第一极性层PR1，其与钝化层PVX直接接触；第二极性层PR2，其连接到薄膜晶体管TFT的源极S；以及本征区IR，其连接第一极性层PR1和第二极性层PR2。可选地，除了光传感器PS内部的侧面之外，第一极性层PR1基本上由钝化层PVX覆盖。例如，当光传感器PS具有如图4所示的PIN结构时，除了连接到本征区IR的侧面之外，第一极性层PR1基本上被钝化层PVX覆盖。如本文所用，术语"基本上覆盖"是指被覆盖至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或100％。

[0047] 图5是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的与光传感器对应的区域的放大视图。参照图5，在一些实施例中，第一极性层PR1具有：第一侧面S1，其直接接触钝化层PVX；第二侧面S2，其与第一侧面S1相对；以及侧边LS，其连接第一侧面S1与第二侧面S2。第二侧面S2在光传感器PS的内部。在一个示例中，第二侧面S2连接到本征区IR。如图5所示，第一极性层PR1的第一侧面S1和侧边LS(例如，第一极性层PR1的不在光传感器PS内部的一侧)基本上由钝化层PVX覆盖。因此，在一些实施例中，第一极性层PR1的第一侧面S1和侧边LS与钝化层PVX直接接触，并且第一极性层PR1的第二侧面S2与本征区IR直接接触。在一些实施例中，第一极性层PR1的除了光传感器PS内部的侧面之外的所有侧面完全与钝化层PVX直接接触。例如，第一极性层PR1的第一侧面S 1和侧边LS而不是第二侧面S2(光传感器PS内部的一侧)完全与钝化层PVX直接接触。

[0048] 在一些实施例中，钝化层PVX是绝缘层，本征区IR是半导体元件，第一极性层PR1不与导电材料直接接触。可选地，第一极性层PR1至少在第一侧面S1和侧边LS上不与导电材料直接接触。

[0049] 如本文所用，术语“导电”材料是指在室温下具有10-2欧姆-厘米或更小的体积电阻率的材料，例如10-3欧姆-厘米或更小、10-4欧姆-厘米或更小、10-5欧姆-厘米或更小、10-6欧姆-厘米或更小、10-7欧姆-厘米或更小、10-8欧姆-厘米或更小、或10-9欧姆-厘米或更小、或10-10欧姆-厘米或更小。导电材料的示例包括各种金属和合金、各种导电氧化物，例如铟锡氧化物和铟锌氧化物。例如，铟锡氧化物具有10-4欧姆-厘米至10-3欧姆-厘米范围内的体积电阻率。

[0050] 术语“绝缘”材料是指在室温下具有1010欧姆-厘米或更大的体积电阻率的材料，例如1011欧姆-厘米或更大、1012欧姆-厘米或更大、1013欧姆-厘米或更大、1014欧姆-厘米或更大、1015欧姆-厘米或更大、或1016欧姆-厘米或更大。绝缘材料的示例包括，诸如有机聚合物的各种有机绝缘材料，以及诸如二氧化硅、氮化硅和氮氧化硅的各种无机绝缘材料。例如，二氧化硅具有大约1014欧姆-厘米的体积电阻率。氮化硅具有1014欧姆-厘米至1016欧姆-厘米范围内的体积电阻率。

[0051] 如本文所用，术语“半导体”材料是指在室温下具有10-2欧姆-厘米和1010欧姆-厘-2 -1 -1米之间的体积电阻率的材料，例如，10 欧姆-厘米和10 欧姆-厘米之间的体积电阻率、10欧姆-厘米和100欧姆-厘米之间的体积电阻率、100欧姆-厘米和101欧姆-厘米之间的体积电阻率、101欧姆-厘米和102欧姆-厘米之间的体积电阻率、102欧姆-厘米和103欧姆-厘米之间的体积电阻率、103欧姆-厘米和104欧姆-厘米之间的体积电阻率、104欧姆-厘米和105欧姆-
5 6 6
厘米之间的体积电阻率、10欧姆-厘米和10欧姆-厘米之间的体积电阻率、10欧姆-厘米和
107欧姆-厘米之间的体积电阻率、107欧姆-厘米和108欧姆-厘米之间的体积电阻率、108欧姆-厘米和109欧姆-厘米之间的体积电阻率或109欧姆-厘米和1010欧姆-厘米之间的体积电阻率。铟锡氧化物和铟锌氧化物是导电材料的一个示例。半导体材料的示例包括，各种含硅材料，例如非晶硅和多晶硅，以及各种半导体材料，例如铟镓锡氧化物。例如，非晶硅具有大约109欧姆-厘米的体积电阻率。

[0052] 在一些实施例中，第一极性层PR1不与金属氧化物层(例如，由铟锡氧化物或铟锌氧化物制成的层)直接接触。可选地，第一极性层PR1不与基本透明的金属氧化物层直接接触。可选地，第一极性层PR1仅与含硅的层直接接触。可选地，第一极性层PR1不与包含金属氧化物的导电层直接接触。

[0053] 如上所述，偏置电压Vb被提供给光传感器PS，例如，被提供给光传感器PS的第一极性层PR1。在一些实施例中，参照图4和图5，辐射探测器不存在任何连接到第一极性层PR1的偏置电压信号线，并且不存在任何直接连接到第一极性层PR1的偏置电极。例如，偏置电压Vb通过钝化层PVX而被提供给光传感器PS，所述钝化层PVX与光传感器PS的第一极性层PR1直接接触。

[0054] 在一个示例中，负电压Vn被施加到反射层RT以实现第一极性层PR1处的偏置电压Vb所需的电压电平。图6示出了在根据本公开的一些实施例中通过向辐射探测器的反射层施加负电压而在光传感器的第一极性层处实现偏置电压的示例。参照图4、图5及图6，在一些实施例中，辐射探测器还包括金属层ML，其位于绝缘层IN远离基底基板BS的一侧。在一个示例中，金属层ML具有0.2μm的厚度，光传感器具有1.0μm的厚度，钝化层PVX具有0.2μm的厚度，闪烁层ST具有50μm的厚度，反射层RT具有0.2μm的厚度。如图6所示，-232V的负电压Vn被施加至反射层RT，从反射层RT至金属层ML电压电平逐渐从-232V增加至0V。在与钝化层PVX直接接触的光传感器PS的表面处获得-6V的偏置电压。因为在金属层ML处电压电平增加到0V，所以被施加到反射层RT的负电压不会不利地影响薄膜晶体管TFT的正常操作。

[0055] 因为辐射探测器不存在任何直接连接到第一极性层PR1的偏置电极，并且不存在任何连接到第一极性层PR1的偏置电压信号线，所以在一些实施例中，在多个像素中，辐射探测器基本不存在任何延伸穿过钝化层PVX的过孔。可选地，钝化层PVX是在多个像素上延伸的单一层。如本文所用，术语“基本上不存在”是指至少50％不存在(例如，至少60％、至少70％、至少80％、至少90％和至少95％或100％)。可选地，在多个像素中，辐射探测器完全不存任何在延伸穿过钝化层PVX的过孔，如图4所示。可选地，在辐射探测器的外围区域中，辐射探测器可以包括延伸穿过钝化层PVX的一个或多个过孔。可选地，在与光传感器PS对应的区域中，辐射探测器不存在延伸穿过钝化层PVX以连接钝化层PVX两侧上各部件的任何过孔。

[0056] 参照图4，在一些实施例中，第一极性层PR1通过钝化层PVX与闪烁层ST间隔开。图7A是根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的与光传感器对应的区域的放大视图。参照图7A与图4，在一些实施例中，在对应于光传感器PS的区域中，钝化层PVX在第一侧面S1'直接接触闪烁层ST，且在与第一侧面S1'相对的第二侧面S2'直接接触第一极性层PR1。图7B是在根据本公开的一些实施例中的辐射探测器中的与金属层的第一部分相对应的区域的放大视图。参照图7B与图4，在一些实施例中，在与第一部分ML1相对应的区域中，钝化层PVX在第一侧面S1'直接接触闪烁层ST，且在与第一侧面S1'相对的第二侧面S2'直接接触第一部分ML1。

[0057] 参照图4，在一些实施例中，辐射探测器还包括金属层ML，其位于绝缘层IN的远离基底基板BS的一侧。在一些实施例中，金属层ML包括在同一层中且彼此间隔开的第一部分ML1和第二部分ML2。如本文所用，术语"同一层"是指在相同步骤中同时形成的各层之间的关系。在一个示例中，当第一部分ML1和第二部分ML2在相同沉积工艺中沉积的材料中执行相同的图案化处理的一个或多个步骤而形成时，第一部分ML1和第二部分ML2位于相同层中。在另一示例中，通过同时执行形成第一部分ML1的步骤和形成第二部分ML2的步骤，可以在同一层中形成第一部分ML1和第二部分ML2。术语"同一层"不总是意味着在截面图中层的厚度或层的高度是相同的。第一部分ML1位于绝缘层IN的远离薄膜晶体管TFT的有源层ACT的一侧，并且被配置为遮挡光以免照射在有源层ACT上。第二部分ML2位于绝缘层IN与第二极性层PR2之间，电连接到第二极性层PR2，并延伸穿过绝缘层IN以连接到薄膜晶体管TFT的源极S。

[0058] 在一些实施例中，第一部分ML1在基底基板BS上的正投影至少部分地与薄膜晶体管TFT的有源层ACT在基底基板BS上的正投影重叠。图8A是根据本公开的一些实施例中的辐射检测器中的薄膜晶体管的有源层和金属层的第一部分的平面图。参照图8A，在一些实施例中，第一部分ML1在基底基板BS上的正投影覆盖薄膜晶体管TFT的有源层ACT在基底基板BS上的正投影。可选地，第一部分ML1在基底基板BS上的正投影与光传感器PS在基底基板BS上的正投影完全不重叠。

[0059] 在一些实施例中，第二部分ML2在基底基板BS上的正投影至少部分地与光传感器PS在基底基板BS上的正投影重叠。图8B是根据本公开的一些实施例中的辐射检测器中的光传感器和金属层的第二部分的平面图。参照图8B，在一些实施例中，第二部分ML2在基底基板BS上的正投影覆盖光传感器PS在基底基板BS上的正投影。可选地，第二部分ML2在基底基板BS上的正投影与薄膜晶体管TFT的有源层ACT在基底基板BS上的正投影完全不重叠。因为辐射探测器不存在任何直接连接到第一极性层PR1的偏置电极，并且不存在任何连接到第一极性层PR1的偏置电压信号线，所以在一些实施例中，在对应于光传感器PS的区域中，辐射探测器在第二部分ML2和反射层RT之间不存在任何金属层。可选地，光传感器PS在基底基板BS上的正投影与第二部分ML2和反射层RT之间的任何金属层在基底基板BS上的正投影基本上不重叠。如本文所用，术语"基本上不重叠"是指两个正投影至少50％不重叠(例如，至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％和100％不重叠)。可选地，光传感器PS在基底基板BS上的正投影与第二部分ML2和反射层RT之间的任何金属层在基底基板BS上的正投影完全不重叠。

[0060] 在一些实施例中，反射层RT是在多个像素上延伸的单一层。当负电压Vn被施加到反射层RT时，可以在多个像素的每一个中的光传感器中的第一极性层PR1处实现偏置电压Vb。在一些实施例中，反射层RT包括分别在多个像素中的多个反射块，并且多个反射块彼此间隔开。

[0061] 在一些实施例中，辐射探测器包括用于产生辐射(例如X射线或伽马射线)的辐射源。辐射探测器包括多个像素，例如用于感测辐射的感光像素。闪烁层ST将辐射转换成光，并且光传感器PS将光转换成电荷。基于电荷，辐射探测器输出与各像素中的辐射量相对应的检测信号。可选地，辐射探测器是X射线探测器。可选地，辐射探测器是伽马射线探测器。

[0062] 在另一方面，本公开提供了一种操作辐射探测器的方法。在一些实施例中，所述方法包括：通过向所述反射层提供电压信号来向所述第一极性层提供偏置电压，从而在所述第一极性层处实现偏置电压。可选地，被提供给反射层的电压信号是第一负电压；偏置电压具有第二负电压；且第一负电压的绝对值大于第二负电压的绝对值。

[0063] 在另一方面，本发明提供了一种制造具有多个像素的辐射探测器的方法。在一些实施例中，制造多个像素中的相应一个包括：在基底基板上形成薄膜晶体管；在薄膜晶体管的远离基底基板的一侧形成绝缘层；在绝缘层远离基底基板的一侧上形成光传感器；在光传感器远离基底基板的一侧上形成钝化层；在所述钝化层远离所述基底基板的一侧形成闪烁层；以及在所述闪烁层的远离所述基底基板的一侧形成反射层。可选地，形成光传感器包括：形成第一极性层和形成第二极性层。可选地，第一极性层被形成为与钝化层直接接触。可选地，第二极性层被形成为连接到薄膜晶体管的源极。可选地，第一极性层的除了光传感器内部的侧面之外的所有侧面完全与钝化层直接接触。

[0064] 在一些实施例中，在形成光传感器之后且在形成闪烁层之前，沉积绝缘材料的总步骤数是1。可选地，在形成光传感器之后且在形成闪烁层之前，沉积绝缘材料的唯一步骤是沉积绝缘材料以形成钝化层PVX的步骤。

[0065] 在一些实施例中，该方法还包括：在绝缘层的远离基底基板的一侧形成金属层。可选地，形成金属层包括：在同一层中形成彼此间隔开的第一部分和第二部分。可选地，使用相同的掩模板和相同的材料在相同的图案化工艺中形成第一部分和第二部分。可选地，所述第一部分形成在所述绝缘层远离所述薄膜晶体管的有源层的一侧，并被配置为遮挡光以免其照射到所述有源层上。可选地，第二部分形成在绝缘层和第二极性层之间，电连接到第二极性层，并且延伸穿过绝缘层以连接到薄膜晶体管的源极。

[0066] 在一些实施例中，形成钝化层包括：在形成光传感器之后，在没有任何中间沉积步骤的情况下，沉积与光传感器和金属层直接接触的绝缘材料。可选地，在对应于光传感器的区域中，在钝化层的两侧没有形成延伸穿过钝化层的过孔连接部件。可选地，形成闪烁层包括：在形成钝化层之后，在没有任何中间沉积步骤的情况下，沉积闪烁材料。闪烁材料被沉积为与钝化层直接接触。

[0067] 在一些实施例中，金属层和光传感器被形成为使得第一部分在基底基板上的正投影与光传感器在基底基板上的正投影完全不重叠。

[0068] 在一些实施例中，光传感器形成为使得光传感器在基底基板上的正投影与第二部分和反射层之间的任何金属层在基底基板上的正投影基本上不重叠。

[0069] 在一些实施例中，第一极性层被形成为通过钝化层与闪烁层间隔开；并且在与光传感器对应的区域中，钝化层形成为在第一侧面与闪烁层直接接触，并且在与第一侧面相对的第二侧面与第一极性层直接接触。

[0070] 可以使用各种适当的绝缘材料和各种适当的制造方法来制造钝化层。例如，可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基板上沉积绝缘材料。用于制造钝化层的适当绝缘材料的示例包括但不限于，氧化硅(SiOy)、氮化硅(SiNy，例如Si3N4)、氮氧化硅(SiOxNy)、树脂和聚酰亚胺。

[0071] 可以使用各种适当的绝缘材料和各种适当的制造方法来制造绝缘层。例如，可通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基板上沉积绝缘材料。用于制造绝缘层的适当绝缘材料的示例包括但不限于，氧化硅(SiOy)、氮化硅(SiNy，例如Si3N4)、氮氧化硅(SiOxNy)、树脂和聚酰亚胺。

[0072] 任何适当的闪烁材料都可以用于制造闪烁体层。在一些实施例中，闪烁材料是将辐射(例如，X射线)转换成可见光的转换材料。闪烁材料的示例包括但不限于，由铊活化的碘化铯(CsI(Tl))、由钠活化的碘化铯(CsI(Na))、由铊活化的碘化钠(NaI(Tl))、硫化锌或氧化锌(ZnS或ZnO)、由铈活化的钇铝钙钛矿(YAP(Ce))、由铈活化的钇铝石榴石(YAG(Ce)、锗酸铋(BGO)、由铕活化的氟化钙(CaF(Eu))、由铈活化的镥铝石榴石(LuAG(Ce))、掺杂铈的硅酸钆(GSO)、钨酸镉(CdWO4；CWO)、钨酸铅(PbWO4；PWO)、钠和铋的双钨酸盐(NaBi(WO4)2；NBWO)、掺杂碲的硒化锌(ZnSe(Te))、由铈活化的溴化镧(LaBr3(Ce))、溴化铈(CeBr3)或由铈活化的氯化镧(LaCl3(Ce))或其组合。可选地，闪烁材料是铊活化的碘化铯(CsI(Tl))。

[0073] 各种适当的材料和各种适当的制造方法可以用于制造金属层和/或反射层。例如，可以通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在基板上沉积金属材料。用于制造金属层和/或反射层的适当金属材料的示例包括但不限于，铝、铬、钨、钛、钽、钼、铜和含有所述材料的合金或层压物。

[0074] 图9A至图9E示出了根据本公开的一些实施例中的制造辐射探测器的方法。参照图9A，在基底基板BS上形成薄膜晶体管TFT；以及在薄膜晶体管TFT远离基底基板BS的一侧上形成绝缘层IN。

[0075] 参照图9B，在绝缘层IN的远离基底基板BS的一侧形成金属层ML。例如，可以在绝缘层IN上沉积金属材料层，并且对金属材料图案化以形成第一部分ML1和第二部分ML2，从而形成金属层ML。第一部分ML1形成为使得第一部分M1在基底基板BS上的正投影覆盖薄膜晶体管TFT的有源层ACT在基底基板BS上的正投影。第二部分ML2形成为延伸穿过绝缘层IN以连接到薄膜晶体管TFT的源极S。

[0076] 参照图9C，在第二部分ML2远离基底基板BS的一侧形成光传感器PS。光传感器PS被形成为使得第二部分ML2在基底基板BS上的正投影覆盖光传感器PS在基底基板BS上的正投影。形成光传感器PS包括：形成与金属层ML的第二部分ML2直接接触的第二极性层PR2；在第二极性层PR2远离金属层ML的第二部分ML2的一侧形成本征区IR；以及在本征区IR远离金属层ML的第二部分ML2的一侧形成第一极性层PR1。

[0077] 参照图9D，在形成光传感器PS之后，在没有任何中间步骤的情况下，在光传感器PS和金属层ML的第一部分ML1的远离基底基板BS的一侧形成钝化层PVX。钝化层PVX形成为与第一极性层PR1直接接触，并且与金属层ML的第一部分ML1直接接触。钝化层PVX形成为使得第一极性层PR1的除了光传感器内部的侧面之外的所有侧面完全与钝化层PVX直接接触。

[0078] 参照图9E，在钝化层PVX远离基底基板BS的一侧形成闪烁层ST；在闪烁层ST远离基底基板BS的一侧形成反射层RT。

[0079] 为了说明和描述的目的，已经给出了本发明的实施例的上述描述。其不是穷举的，也不是要将本发明限制为精确的形式或所公开的示例性实施例。因此，前面的描述应当被认为是说明性的而不是限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。选择和描述实施例是为了解释本发明的原理及其最佳模式的实际应用，从而使本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例和各种修改，以适于特定的使用或预期的实现。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，其中所有术语的含义都是其最宽的合理含义，除非另有说明。因此，术语"本发明"、"本发明"等不一定将权利要求的范围限制为特定实施例，并且对本发明的示例性实施例的引用不意味着对本发明的限制，并且不应推断出这样的限制。本发明仅由所附权利要求的精神和范围来限定。此外，这些权利要求可以指使用名词或元素之后的"第一"、"第二"等。这些术语应当被理解为术语，并且不应当被解释为对由这些术语所修改的元件的数量的限制，除非已经给出了特定的数量。所描述的任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述实施例进行改变。此外，本公开中没有元件和部件是旨在贡献于公众，无论元件或部件是否在以下权利要求中明确陈述。

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