探测基板及射线探测器制造技术

本公开实施例提供的探测基板及射线探测器，包括：衬底基板；直接转换型光敏器件，位于衬底基板之上；间接转换型光敏器件，位于衬底基板与直接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管，位于衬底基板与间接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管与直接转换型光敏器件、间接转换型光敏器件分别电连接。

【技术实现步骤摘要】
探测基板及射线探测器
本公开涉及光电探测
，尤其涉及一种探测基板及射线探测器。
技术介绍
X射线检测技术广泛应用于工业无损检测、集装箱扫描、电路板检查、医疗、安防、工业等领域，具有广阔的应用前景。传统的X-Ray成像技术属于模拟信号成像，分辨率不高，图像质量较差。20世纪90年代末出现的X射线数字化成像技术(DigitalRadioGraphy，DR)采用X射线平板探测器直接将X影像转换为数字图像，以其操作便捷、成像速度快、成像分辨率高、转换的数字图像清晰、数字图像易于保存和传送等显著优点，成为数字X线摄影技术的主导方向，并得到世界各国的临床机构和影像学专家认可。
技术实现思路
一方面，本公开实施例提供了一种探测基板，包括：衬底基板；直接转换型光敏器件，位于所述衬底基板之上；间接转换型光敏器件，位于所述衬底基板与所述直接转换型光敏器件所在层之间；读取晶体管，位于所述衬底基板与所述间接转换型光敏器件所在层之间；所述读取晶体管与所述直接转换型光敏器件、所述间接转换型光敏器件分别电连接。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述直接转换型光敏器件包括：直接转换材料层，位于所述直接转换材料层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的第一电极，以及位于所述直接转换材料层与所述间接转换型光敏器件所在层之间的第二电极；其中，所述第一电极被配置为加载第一偏置电压，所述第二电极与所述读取晶体管的源极电连接。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，在垂直于所述衬底基板的方向上，所述直接转换材料层的厚度为100μm-2000μm。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述直接转换型光敏器件所在层与所述间接转换型光敏器件所在层之间；所述间接转换型光敏器件为MSM型光敏器件，包括：位于所述闪烁体层与所述读取晶体管所在层之间的半导体层，位于所述半导体层与所述读取晶体管所在层之间的介电层，以及位于所述介电层与所述读取晶体管所在层之间且同层设置的第三电极和第四电极，其中所述第三电极与所述第四电极构成叉指电极；其中，所述第三电极被配置为加载第二偏置电压，所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述第二电极通过所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述衬底基板背离所述读取晶体管所在层的一侧，或者所述闪烁体层位于所述衬底基板与所述读取晶体管所在层之间；所述间接转换型光敏器件为PIN型光敏器件，包括：由层叠设置的P型半导体层、本征半导体层和N型半导体层构成的光电转换层，位于所述光电转换层与所述读取晶体管所在层之间的第五电极，以及位于所述光电转换层背离所述读取晶体管所在层一侧的第六电极；其中，所述第五电极被配置为加载第三偏置电压，所述第六电极与所述读取晶体管的源极电连接。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述第二电极与所述第六电极为一体化结构。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，所述直接转换型光敏器件在所述衬底基板上的正投影完全覆盖所述间接转换型光敏器件的正投影和所述读取晶体管的正投影。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：位于所述直接转换型光敏器件所在层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的薄膜封装层。可选地，在本公开实施例提供的上述探测基板中，还包括：与所述读取晶体管的栅极同层设置的第七电极，所述第七电极与所述读取晶体管的源极构成存储电容。另一方面，本公开实施例还提供了一种射线探测器，包括上述探测基板。附图说明图1为本公开实施例提供的探测基板中一个探测像素的一种剖面结构示意图；图2为图1所示探测基板的俯视结构示意图；图3为本公开实施例提供的探测基板中一个探测像素的又一种剖面结构示意图；图4为本公开实施例提供的探测基板中一个探测像素的又一种剖面结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中各膜层的厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本
技术实现思路
。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。相关技术中，DR技术中又有两类基于不同转换方式的射线探测器，一类是直接转换型探测器，一类是间接转换型探测器。其中，在直接转换型探测器中，射线(例如X射线、γ射线或其他射线)经直接转换材料(Directconversionmaterials)转变为光电流，具有调制转换函数(MTF)高，即分辨率高的优势。MTF值越大，射线探测器再现成像物体细节能力越强，越利于高分辨率探测，例如乳腺、心血管探测。但是直接转换型探测器的工作电压通常在几百到上千伏特，对于设备电力供应和安全防护以及能耗都有较大要求。在间接转换型探测器中，射线首先经由闪烁体层转变为可见光，然后经由光电二极管转变为光电流，具有工作电压低、稳定性好、工作温度范围大、量子探测效率(DQE)高和灵敏度大等优势，但是射线(本身是准直的)在经过闪烁体层的转换后，由于闪烁体层内部存在晶界对可见光的散射，导致射出闪烁体层的可见光实际是发生了一定程度是发散的，致使相邻探测像素之间发生串扰，因此相对直接转换型探测器，间接转换型探测器的MTF较低。针对相关技术中的上述问题，本公开实施例提供的一种探测基板，如图1所示，包括：衬底基板01；直接转换型光敏器件02，位于衬底基板01之上；间接转换型光敏器件03，位于衬底基板01与直接转换型光敏器件02所在层之间；读取晶体管04，位于衬底基板01与间接转换型光敏器件03所在层之间；读取晶体管04与直接转换型光敏器件02、间接转换型光敏器件03分别电连接。在本公开实施例提供的上述探测基板的每个探测像素中，同时设置了直接转换型光敏器件02和间接转换型光敏器件03，且这两种类型的光敏器件与同一读取晶体管04电连接，使得在射线照射该探测基板时，部分射线会被直接转换型光敏器件02，其余部分射线被间接转换型光敏器件03吸收，两次吸收产生的光电流共同流入读取晶体管04本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探测基板，其中，包括：/n衬底基板；/n直接转换型光敏器件，位于所述衬底基板之上；/n间接转换型光敏器件，位于所述衬底基板与所述直接转换型光敏器件所在层之间；/n读取晶体管，位于所述衬底基板与所述间接转换型光敏器件所在层之间；所述读取晶体管与所述直接转换型光敏器件、所述间接转换型光敏器件分别电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种探测基板，其中，包括：
衬底基板；
直接转换型光敏器件，位于所述衬底基板之上；
间接转换型光敏器件，位于所述衬底基板与所述直接转换型光敏器件所在层之间；
读取晶体管，位于所述衬底基板与所述间接转换型光敏器件所在层之间；所述读取晶体管与所述直接转换型光敏器件、所述间接转换型光敏器件分别电连接。


2.如权利要求1所述的探测基板，其中，所述直接转换型光敏器件包括：直接转换材料层，位于所述直接转换材料层背离所述间接转换型光敏器件所在层一侧的第一电极，以及位于所述直接转换材料层与所述间接转换型光敏器件所在层之间的第二电极；其中，所述第一电极被配置为加载第一偏置电压，所述第二电极与所述读取晶体管的源极电连接。


3.如权利要求2所述的探测基板，其中，在垂直于所述衬底基板的方向上，所述直接转换材料层的厚度为100μm-2000μm。


4.如权利要求2所述的探测基板，其中，还包括：闪烁体层，所述闪烁体层位于所述直接转换型光敏器件所在层与所述间接转换型光敏器件所在层之间；
所述间接转换型光敏器件为MSM型光敏器件，包括：位于所述闪烁体层与所述读取晶体管所在层之间的半导体层，位于所述半导体层与所述读取晶体管所在层之间的介电层，以及位于所述介电层与所述读取晶体管所在层之间且同层设置的第三电极和第四电极，其中所述第三电极与所述第四电极构成叉指电极；其中，所述第三电极被配置为加载第二偏置电压，所述第四电极与所述读取晶体管的源极电连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡理，陈江博，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