本發(fā)明涉及探測技術領域，特別涉及一種X射線探測器及其制造方法。

背景技術：

X射線探測器(英文：X-ray detector)是一種用于將肉眼看不到的X射線(英文：X-ray)轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。

X射線探測器通常包括基板11以及設置在基板11上的多個探測單元以及設置在多個探測單元上的閃爍層14，每個探測單元包括薄膜晶體管(英文：Thin Film Transistor；簡稱：TFT)12和感光結(jié)構13，感光結(jié)構13設置在TFT12的漏極上，且與TFT12電連接，閃爍層14用于將X射線轉(zhuǎn)化為可見光，感光結(jié)構13用于將該可見光轉(zhuǎn)化為電信號，TFT12用于作為讀取該電信號的開關。在使用X射線探測器時，可以將X射線發(fā)射裝置和X射線探測器設置在被測體(例如人體)的兩側(cè)，X射線發(fā)射裝置發(fā)射的X射線在通過被測體時被調(diào)制，被調(diào)制的X射線照射在X射線探測器后，X射線探測器能夠?qū)⒄{(diào)制的X射線轉(zhuǎn)換為電信號并輸出。X射線探測器的信噪比(英文：signal-to-noise ratio；簡稱：SNR)與感光結(jié)構的感光面積(感光結(jié)構接收X射線的一側(cè)的面積)正相關，通過增大感光結(jié)構的感光面積能夠增大X射線探測器的信噪比。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：增大設置于TFT的漏極上的感光結(jié)構的感光面積時，探測單元也會增大，而探測單元的增大會使X射線探測器中探測單元的密度降低，進而會降低X射線探測器的探測精度。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中增大感光層時，X射線探測器的探測精度會降低的問題，本發(fā)明實施例提供了一種X射線探測器及其制造方法。所述技術方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種X射線探測器，所述X射線探測器包括：

襯底基板；

所述襯底基板上設置有多個探測單元，所述多個探測單元中的任一探測單元包括依次設置的薄膜晶體管TFT、設置有過孔的絕緣層和感光結(jié)構，所述TFT中的第一電極通過所述絕緣層上的過孔和所述感光結(jié)構電連接，所述第一電極為所述TFT的源極或漏極；

設置有所述多個探測單元的襯底基板上設置有閃爍層。

可選的，所述感光結(jié)構包括感光層、驅(qū)動電極和感測電極，所述感測電極通過所述絕緣層上的過孔與所述第一電極電連接，

所述驅(qū)動電極用于向所述感光層中施加電壓，所述感測電極用于接收所述感光層輸出的電流。

可選的，所述感光層包括輕摻雜的非晶硅感光層。

可選的，所述輕摻雜的非晶硅感光層為硼輕摻雜的非晶硅感光層，所述輕摻雜的非晶硅感光層中每平方厘米的硼原子個數(shù)為5×10¹¹至1×10¹³。

可選的，所述感光結(jié)構還包括有機無機復合介質(zhì)薄膜，

所述有機無機復合介質(zhì)薄膜設置在所述驅(qū)動電極與所述感光層之間；

所述有機無機復合介質(zhì)薄膜還設置在所述感測電極與所述感光層之間。

可選的，所述有機無機復合介質(zhì)薄膜的厚度為100納米至300納米。

可選的，所述感光結(jié)構在所述襯底基板上的正投影和所述TFT在所述襯底基板上的正投影存在重疊區(qū)域。

可選的，所述多個探測單元中的感光層為一體結(jié)構。

可選的，所述多個探測單元中有機無機復合介質(zhì)薄膜為一體結(jié)構。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種X射線探測器的制造方法，所述方法包括：

在襯底基板上形成多個探測單元，所述多個探測單元中的任一探測單元包括依次設置的薄膜晶體管TFT、包括過孔的絕緣層和感光結(jié)構，所述TFT中的第一電極通過所述絕緣層上的過孔和所述感光結(jié)構電連接，所述第一電極為所述TFT的源極或漏極；

在形成有所述多個探測單元的襯底基板上形成閃爍層。

可選的，所述在襯底基板上形成多個探測單元，包括：

在所述襯底基板上形成所述TFT；

在形成有所述TFT的襯底基板上形成所述包括過孔的絕緣層；

在形成有所述包括過孔的絕緣層的襯底基板上形成所述感光結(jié)構。

可選的，所述在形成有所述包括過孔的絕緣層的襯底基板上形成所述感光結(jié)構，包括：

在形成有所述包括過孔的絕緣層的襯底基板上形成驅(qū)動電極和感測電極，所述感測電極通過所述絕緣層上的過孔與所述第一電極電連接；

在形成有所述驅(qū)動電極和所述感測電極的襯底基板上形成感光層。

可選的，所述在形成有所述驅(qū)動電極和所述感測電極的襯底基板上形成感光層之前，所述方法還包括：

在形成有所述驅(qū)動電極和所述感測電極的襯底基板上形成有機無機復合介質(zhì)薄膜；

所述在形成有所述驅(qū)動電極和所述感測電極的襯底基板上形成感光層，包括：

在形成有所述有機無機復合介質(zhì)薄膜的襯底基板上形成所述感光層。

可選的，所述在形成有所述驅(qū)動電極和所述感測電極的襯底基板上形成感光層，包括：

在形成有所述驅(qū)動電極和所述感測電極的襯底基板上形成非晶硅薄膜；

對所述非晶硅薄膜進行硼離子注入；

對進行硼離子注入后的所述非晶硅薄膜進行低溫退火處理，使所述非晶硅薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)樗龈泄鈱印?/p>

可選的，所述低溫退火處理的溫度為150攝氏度至230攝氏度，時間為1小時至2小時。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過分層設置感光結(jié)構和TFT，使得增大感光結(jié)構的感光面積時，不會受到TFT的影響。解決現(xiàn)有技術中增大感光層時，X射線探測器的探測精度會降低的問題。達到了能夠在不降低X射線探測器的探測精度的情況下，增大感光結(jié)構的感光面積的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是相關技術中的一種X射線探測器的結(jié)構示意圖；

圖2本發(fā)明實施例示出的一種X射線探測器的結(jié)構示意圖；

圖3-1本發(fā)明實施例示出的另一種X射線探測器的結(jié)構示意圖；

圖3-2是圖3-1所示實施例中硼輕摻雜的非晶硅感光層對于光線的波長和光吸收系數(shù)的關系曲線圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的一種X射線探測器的制造方法的流程圖；

圖5-1是本發(fā)明實施例提供的另一種X射線探測器的制造方法的流程圖；

圖5-2是圖5-1所示實施例中一種形成感光層的流程圖。

通過上述附圖，已示出本發(fā)明明確的實施例，后文中將有更詳細的描述。這些附圖和文字描述并不是為了通過任何方式限制本發(fā)明構思的范圍，而是通過參考特定實施例為本領域技術人員說明本發(fā)明的概念。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

圖2是本發(fā)明實施例示出的一種X射線探測器的結(jié)構示意圖。該X射線探測器可以包括：

襯底基板21。

襯底基板21上設置有多個探測單元22，多個探測單元22中的任一探測單元包括依次設置的TFT221、設置有過孔(圖2中未標出)的絕緣層222和感光結(jié)構223，TFT221中的第一電極E1通過絕緣層222上的過孔和感光結(jié)構223電連接，第一電極E1為TFT221的源極或漏極。

設置有多個探測單元22的襯底基板21上設置有閃爍層23。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的X射線探測器，通過分層設置感光結(jié)構和TFT，使得增大感光結(jié)構的感光面積時，不會受到TFT的影響。解決現(xiàn)有技術中增大感光層時，X射線探測器的探測精度會降低的問題。達到了能夠在不降低X射線探測器的探測精度的情況下，增大感光結(jié)構的感光面積的效果。

進一步的，請參考圖3-1，其示出了本發(fā)明實施例提供的另一種X射線探測器的結(jié)構示意圖，該X射線探測器在圖2所示的X射線探測器的基礎上增加了更優(yōu)選的部件，從而使得本發(fā)明實施例提供的X射線探測器具有更好的性能。

可選的，感光結(jié)構包括感光層223a、驅(qū)動電極223b和感測電極223c，感測電極223c通過絕緣層222上的過孔(圖3-1中未標出)與第一電極E1電連接，驅(qū)動電極223b用于向感光層223a中施加電壓，感光層223a中的光生載流子(該光生載流子在閃爍層發(fā)出的光線的作用下產(chǎn)生的)會被電離，電子移動形成電流并被感測電極223c接收，感測電極223c用于接收感光層223a輸出的電流。

驅(qū)動電極223b和感測電極223c的材料可以包括鉬(英文：Molybdenum；簡稱：Mo)，鋁，銀納米線和石墨烯等。驅(qū)動電極223b和感測電極223c可以通過磁控濺射法或者溶液法制造，驅(qū)動電極223b和感測電極223c的厚度可以為30nm(納米)至200nm。

可選的，感光層223a包括輕摻雜的非晶硅感光層。

可選的，輕摻雜的非晶硅感光層223a為硼輕摻雜的非晶硅感光層，輕摻雜的非晶硅感光層223a中每平方厘米的硼原子個數(shù)為5×10¹¹至1×10¹³。硼輕摻雜的非晶硅感光層的光吸收系數(shù)較高，而光吸收系數(shù)越高，感光層的性能就越高。如圖3-2所示，其為不同硼摻雜度的非晶硅感光層的光線的波長和光吸收系數(shù)的關系曲線圖。其中橫軸表示光的波長，單位為納米，縱軸表示光吸收系數(shù)，單位為10⁵每厘米(10⁵/cm)，曲線q1代表硼摻雜率為0.8％時的曲線，曲線q2代表硼摻雜率為0.6％時的曲線，曲線q1代表硼摻雜率為0.4％時的曲線，可以看出，硼的摻雜率升高時，光吸收系數(shù)也隨之升高。這是因為硼原子填補了非晶硅感光層中的懸掛鍵，使得非晶硅感光層中形成穩(wěn)定的硅-硼鍵，這減少了非晶硅薄膜內(nèi)的缺陷態(tài)和懸掛鍵，增強了非晶硅薄膜對光子的吸收并產(chǎn)生光電子的能力，保證了在使用較薄非晶硅薄膜作為感光層的同時提升了感光結(jié)構的光電流，這能夠有效提升探測器的探測量子效率和成像質(zhì)量。

可選的，感光結(jié)構還包括有機無機復合介質(zhì)薄膜223d，有機無機復合介質(zhì)薄膜223d設置在驅(qū)動電極223b與感光層223a之間；有機無機復合介質(zhì)薄膜223d還設置在感測電極223c與感光層223a之間。有機無機復合介質(zhì)薄膜223d可以包括無機介質(zhì)薄膜223d1和有機介質(zhì)薄膜223d2，無機介質(zhì)薄膜223d1的材料可以包括SiO2(二氧化硅)或SiNx(氮化硅)，有機介質(zhì)薄膜223d2的材料可以包括聚酰亞胺(英文：Polyimide；簡稱：PI)。

光電流和暗電流是感光器件(如感光層)的一種參數(shù)，有光照時感光器件中通過的電流稱為光電流，無光照時感光器件在外加電壓的作用下通過的電流稱為暗電流，光暗電流比為光電流與暗電流的比值，該比值越高，感光器件的光電轉(zhuǎn)換效率就越高，由該感光器件制成的X射線探測器的信噪比也就越高。而在感光結(jié)構中設置有機無機復合介質(zhì)薄膜能夠降低暗電流，以提高光暗電流比。

可選的，有機無機復合介質(zhì)薄膜223d的厚度為100納米至300納米。

可選的，感光結(jié)構在襯底基板21上的正投影(該正投影的大小可以由感光結(jié)構中的感光層223a來決定)和TFT221在襯底基板21上的正投影存在重疊區(qū)域，既感光結(jié)構和TFT為重疊設置，這樣感光結(jié)構就可以布滿整個探測單元的上表面(上表面可以為接受X射線照射的一面)，極大的提高了感光結(jié)構的感光面積。

可選的，多個探測單元22中的感光層223a為一體結(jié)構，即X射線探測器中多個探測單元22中的感光層223a可以是一整張膜層，這樣能夠簡化感光層的形成過程。

可選的，多個探測單元22中有機無機復合介質(zhì)薄膜223d為一體結(jié)構，即X射線探測器中多個探測單元22中的有機無機復合介質(zhì)薄膜223d可以是連在一起的整張膜層，這樣能夠簡化感光層的形成過程。

可選的，感光結(jié)構還可以包括金屬線223e，金屬線223e可以是驅(qū)動電極223b以及其他一些電極的走線，用于與外部的電源連接，該外部電源能夠通過金屬線223e向驅(qū)動電極223b施加電壓。金屬線223e上還可以設置有金屬線保護層，該金屬線保護層用于防止金屬線223e氧化，金屬線保護層可以由氧化銦錫(英文：Indium tin oxide；簡稱：ITO)構成。

可選的，閃爍層23的材料可以包括碘化銫(英文：Cesium iodide)，碘化銫是一種對光敏感的材料。閃爍層23可以包括柱狀排列的晶體陣列，厚度可以為400微米至1000微米。

可選的，閃爍層23和感光層223a之間還可以設置有鈍化層(英文：Passivation；簡稱：PVX)24，該鈍化層24可以用于保護感光層223a。

可選的，TFT221還包括柵極G和第二電極E2，通過柵極G可以控制TFT221接通或關斷，第二電極E2可以與數(shù)據(jù)線D連接，而數(shù)據(jù)線D可以與外部的接收組件連接，該接收組件用于接收X射線探測器轉(zhuǎn)化的電荷。不同位置的TFT向外輸出的電荷量和不同位置的X射線的劑量是成正比的，這樣就能夠獲知不同位置的X射線的劑量，進而可以得到X射線的數(shù)字圖像，獲得X射線的數(shù)字圖像的過程可以參考相關技術，在此不再贅述。

可選的，TFT221可以為非晶硅TFT或低溫多晶硅TFT等。

可選的，襯底基板21可以為玻璃基板，硅片或聚酰亞胺塑料基板等。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的X射線探測器，通過分層設置感光結(jié)構和TFT，使得增大感光結(jié)構的感光面積時，不會受到TFT的影響。解決現(xiàn)有技術中增大感光層時，X射線探測器的探測精度會降低的問題。達到了能夠在不降低X射線探測器的探測精度的情況下，增大感光結(jié)構的感光面積的效果。

圖4是本發(fā)明實施例提供的一種X射線探測器的制造方法的流程圖，該方法可以用于制造如圖2所示的X射線探測器，該方法包括：

步驟401、在襯底基板上形成多個探測單元，多個探測單元中的任一探測單元包括依次設置的薄膜晶體管TFT、包括過孔的絕緣層和感光結(jié)構，TFT中的第一電極通過絕緣層上的過孔和感光結(jié)構電連接，第一電極為TFT的源極或漏極。

步驟402、在形成有多個探測單元的襯底基板上形成閃爍層。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的X射線探測器的制造方法，通過分層設置感光結(jié)構和TFT，使得增大感光結(jié)構的感光面積時，不會受到TFT的影響。解決現(xiàn)有技術中增大感光層時，X射線探測器的探測精度會降低的問題。達到了能夠在不降低X射線探測器的探測精度的情況下，增大感光結(jié)構的感光面積的效果。

圖5-1是本發(fā)明實施例提供的另一種X射線探測器的制造方法的流程圖，該方法可以用于制造如圖3-1所示的X射線探測器，該方法包括：

步驟501、在襯底基板上形成TFT。

首先可以在襯底基板上形成TFT，該TFT可以為TFT的陣列，可以為每個探測單元形成一個TFT。襯底基板上的TFT可以包括非晶硅TFT和低溫多晶硅TFT中的至少一種。TFT中可以包括第一電極、第二電極和柵極。

步驟502、在形成有TFT的襯底基板上形成包括過孔的絕緣層。

可以在形成有TFT的襯底基板上通過構圖工藝形成包括過孔的絕緣層，該過孔用于使絕緣層下方的電極能夠與絕緣層上方的感光結(jié)構接觸。

步驟503、在形成有包括過孔的絕緣層的襯底基板上形成驅(qū)動電極和感測電極，感測電極通過絕緣層上的過孔與第一電極電連接。

可以通過磁控濺射法或者溶液法在形成有包括過孔的絕緣層的襯底基板上形成驅(qū)動電極和感測電極，感測電極通過絕緣層上的過孔與第一電極電連接。

步驟504、在形成有驅(qū)動電極和感測電極的襯底基板上形成有機無機復合介質(zhì)薄膜。

在形成驅(qū)動電極和感測電極后，可以在形成有驅(qū)動電極和感測電極的襯底基板上形成有機無機復合介質(zhì)薄膜。該有機無機復合介質(zhì)薄膜的厚度可以為100納米至300納米，用于降低感光結(jié)構的暗電流。

該有機無機復合介質(zhì)薄膜可以包括無機介質(zhì)薄膜和有機介質(zhì)薄膜，無機介質(zhì)薄膜的材料可以包括SiO2或SiNx，有機介質(zhì)薄膜的材料可以包括聚酰亞胺。

多個探測單元中的有機無機復合介質(zhì)薄膜可以為一體結(jié)構，該一體結(jié)構可以通過步驟504一次形成。

步驟505、在形成有有機無機復合介質(zhì)薄膜的襯底基板上形成感光層。

如圖5-2所示，本步驟可以包括下面3個子步驟：

子步驟5051、在形成有驅(qū)動電極和感測電極的襯底基板上形成非晶硅薄膜。

在形成感光層時，首先可以在形成有驅(qū)動電極和感測電極的襯底基板上形成非晶硅薄膜。

子步驟5052、對非晶硅薄膜進行硼離子注入。

形成非晶硅薄膜后，可以對非晶硅薄膜進行硼離子注入，注入時的加速電壓可以為20kv(千伏)至50kv。注入完成后，非晶硅薄膜中每平方厘米的硼原子個數(shù)可以為5×10¹¹至1×10¹³。

子步驟5053、對進行硼離子注入后的非晶硅薄膜進行低溫退火處理，使非晶硅薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)楦泄鈱印?/p>

之后可以對進行硼離子注入后的非晶硅薄膜進行低溫退火處理，使非晶硅薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)楦泄鈱?。低溫退火處理的溫度?50攝氏度至230攝氏度，時間為1小時至2小時。

多個探測單元中的感光層可以為一整張膜層，該一整張膜層可以通過子步驟5051至子步驟5052一次形成。

可以通過步驟503至步驟505在襯底基板上形成陣列排布的多個探測單元。

步驟506、在形成有多個探測單元的襯底基板上形成閃爍層。

通過步驟503至步驟505在襯底基板上形成了多個探測單元后，可以在形成有多個探測單元的襯底基板上形成閃爍層。閃爍層可以為柱狀排列的晶體陣列，材料可以包括碘化銫，厚度可以為400微米至1000微米。

可選的，在形成層前可以形成用于保護感光層的鈍化層和用于保護X射線探測器中電極走線的金屬線保護層。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的X射線探測器的制造方法，通過分層設置感光結(jié)構和TFT，使得增大感光結(jié)構的感光面積時，不會受到TFT的影響。解決現(xiàn)有技術中增大感光層時，X射線探測器的探測精度會降低的問題。達到了能夠在不降低X射線探測器的探測精度的情況下，增大感光結(jié)構的感光面積的效果。

本發(fā)明中術語“A和B的至少一種”，僅僅是一種描述關聯(lián)對象的關聯(lián)關系，表示可以存在三種關系，例如，A和B的至少一種，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。同理，“A、B和C的至少一種”表示可以存在七種關系，可以表示：單獨存在A，單獨存在B，單獨存在C，同時存在A和B，同時存在A和C，同時存在C和B，同時存在A、B和C這七種情況。同理，“A、B、C和D的至少一種”表示可以存在十五種關系，可以表示：單獨存在A，單獨存在B，單獨存在C，單獨存在D，同時存在A和B，同時存在A和C，同時存在A和D，同時存在C和B，同時存在D和B，同時存在C和D，同時存在A、B和C，同時存在A、B和D，同時存在A、C和D，同時存在B、C和D，同時存在A、B、C和D，這十五種情況。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。