專利名稱：用于x射線探測器的薄膜晶體管陣列襯底和x射線探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于X射線探測器的薄膜晶體管("TFT")陣列襯底 和具有TFT陣列襯底的X射線探測器。更具體地，本發(fā)明涉及用于X 射線探測器，能夠提高可靠性的TFT陣列襯底和具有所述TFT陣列 襯底的X射線探測器。
背景技術(shù)：
閃爍體把從x射線源發(fā)射出并且經(jīng)過對象的x射線根據(jù)對象的密度轉(zhuǎn)換為綠色光，綠色光是一種可見光。診斷放射線照相術(shù)是一種常 規(guī)方法，通過該方法，當(dāng)經(jīng)過閃爍體的光經(jīng)過光轉(zhuǎn)換器時， 一定數(shù)量 的電荷被探測到，所述一定數(shù)量的電荷被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。診斷放射 線照相術(shù)被分為圖像處理方法和儲存方法，或模擬型和數(shù)字型診斷放 射線照相術(shù)。模擬型診斷放射線照相術(shù)使用感光膜作為媒體，在所述媒體上存 儲圖像。例如，對比率根據(jù)亮度差而變化，所述亮度差通過使用存儲 在感光膜上的圖像根據(jù)曝光的程度來顯影。數(shù)字型診斷放射線照相術(shù)分為計算放射線照相術(shù)("CR")和數(shù)字 放射線照相術(shù)("DR")。CR通過使用磁性材料或熒光材料作為圖像存儲傳感器直接存儲 從閃爍體發(fā)射出的圖像，然后通過掃描儀處理圖像而在顯示裝置上顯 示該圖像。CR使用數(shù)字圖像處理方法，但實質(zhì)上不是顯示數(shù)字圖像， 因為CR使用掃描儀。例如，CR包括如下限制數(shù)字圖像處理限制了 編輯功能，同時傳輸功能和實現(xiàn)高對比率的能力。另一方面，DR用于醫(yī)學(xué)診斷裝置中的基礎(chǔ)圖像處理。根據(jù)對從 閃爍體發(fā)射的綠色光進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器的類型，DR被分為電荷耦合 器件("CCD") DR，互補金屬氧化物半導(dǎo)體("CMOS") DR和平板("FP，，) DR。這三種DR針對數(shù)字圖像處理使用相同的基本原理。例如，在從 X射線源發(fā)射可見光線并經(jīng)過對象，閃爍體并根據(jù)像素對閃爍體進(jìn)行 分類，并且入射到DR探測傳感器中后，光轉(zhuǎn)換裝置在每個像素中存 儲一定數(shù)量的電荷。然后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器("ADC")將存儲在每個像素 中的一定數(shù)量的電荷轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以處理數(shù)字圖像。CCD和CMOS DR使用相對小的傳感器，因此當(dāng)執(zhí)行數(shù)字圖像處 理時，圖像不得不被放大。因此，投射型DR具有分辨率、亮度、對 比率等方面的缺點。CCD和CMOS DR對應(yīng)于大尺寸電視中使用的方 法，例如數(shù)字光處理("DLP")型電視和液晶顯示("LCD")型電視。通過允許與光電傳感器以1: l的比率匹配，使用平板玻璃的DR 方法產(chǎn)生出具有最好質(zhì)量的X射線圖像。平板X射線探測("FPXD") 型DR是最先進(jìn)類型的DR。 FPXD DR被分為直接型和非直接型。直接型DR通過使用TFT電路直接將由閃爍體轉(zhuǎn)換的光電電荷偏 置到薄膜晶體管("TFT")，并且在TFT電路中感生光電電荷，從而感 生光電電流。然后，光電電流通過ADC被處理為數(shù)字圖像。例如， 直接型DR使用簡單結(jié)構(gòu)，其中具有直接附著于TFT電路上的基于無 定形硒("a-Se，，)的材料的閃爍體以及TFT電路被直接偏置。然而， 直接型DR具有缺點，其中具有包括高光電轉(zhuǎn)換效率的基于無定形硒 的材料的閃爍體必須直接涂覆在TFT電路上。此外，具有基于無定形硒的材料的閃爍體易受到在操作TFT電路 中產(chǎn)生的熱的影響，所述材料具有高的光電轉(zhuǎn)換效率，因此，閃爍體 的探測能力可能發(fā)生惡化。非直接型DR包括X射線探測器的使用。X射線探測器的每個像 素包括具有p型雜質(zhì)注入的p型光電導(dǎo)(photoconductive)層，不 具有雜質(zhì)的光電導(dǎo)層，具有n型雜質(zhì)注入的n型光電導(dǎo)層，以及正-本征-負(fù)("PIN")光電二極管，所述光電二極管具有兩個電極，以施 加電壓到導(dǎo)電層的兩端。閃爍體形成在這個結(jié)構(gòu)上。X射線探測器運 用由外部輻射的X射線而從PIN光電二極管中產(chǎn)生的電子，并產(chǎn)生到 外部的偏置電壓，以將光轉(zhuǎn)換為電信號。特別地，在非直接型DR中，從X射線源發(fā)射的光經(jīng)過對象，在碘化銫鉈("CsI: TI")閃爍體中被轉(zhuǎn)換為綠色光。然后，當(dāng)光被入 射到平板上的PIN結(jié)二極管的本征硅層時，在硅中產(chǎn)生電子和空穴。P-型硅("p-Si")層的上層被在約5V到約7V之間的負(fù)電壓偏置，負(fù) 電荷的電子向與p-Si層的方向不同的n型硅("n-Si")層的方向移動。 移動到n-Si層的電子經(jīng)過TFT襯底上的源極-漏極層，并在讀出集成 電路("ROIC")上聚集。TFT電路的柵極層被驅(qū)動以讀出聚集的電子。如上文所述從每個像素讀出的信號是具有光電流單元的模擬信 號。所述模擬信號根據(jù)入射到每個像素單元的光的數(shù)量而有所不同。 例如，入射到閃爍體的X射線的強(qiáng)度根據(jù)對象的密度而不同。根據(jù)光 的數(shù)量和像素單元而有所不同的模擬信號通過ADC被數(shù)字化，以使 數(shù)字圖像顯示在屏幕上。PIN光電二極管的光電轉(zhuǎn)換效率和閃爍體把X射線轉(zhuǎn)換為可見光 的效率受到限制。此外，在X射線探測器中可能出現(xiàn)漏電流。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明努力解決上述的問題，本發(fā)明的方面提供一種用于X射線 探測器的薄膜晶體管("TFT")陣列襯底，能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。 在示例實施例中，本發(fā)明提供一種具有所述TFT陣列襯底的X射線探測器。在示例實施例中，本發(fā)明提供一種用于X射線探測器的TFT陣列襯 底，所述襯底包括柵極布線、柵絕緣層、有源層、數(shù)據(jù)布線、光電二 極管、有機(jī)絕緣層和偏置布線。柵極布線形成在絕緣襯底上，并包括 柵極線和電連接到柵極線的柵電極。柵絕緣層覆蓋柵極布線。有源層 形成在柵絕緣層上以與柵電極交疊。數(shù)據(jù)布線形成在柵絕緣層上，并 包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。數(shù)據(jù)線與柵極線交叉。源電極電連接 到數(shù)據(jù)線，并延伸到有源層的上部。漏極電極與有源層上的源電極間 隔開。光電二極管形成在像素區(qū)中，并包括電連接到漏電極的下部電 極、形成在下部電極上的光電導(dǎo)層以及形成在光電導(dǎo)層上的上部電極， 所述光電導(dǎo)層使用外部提供的光產(chǎn)生電子和空穴，。有機(jī)絕緣層覆蓋數(shù)據(jù)布線和光電二極管，并包括接觸孔。偏置布線形成在有機(jī)絕緣層上， 并通過穿過有機(jī)絕緣層形成的接觸孔而被電連接到上部電極。根據(jù)本發(fā)明的另一個示例，偏置布線基本平行于數(shù)據(jù)線延伸，并 且偏置布線的至少一部分接近數(shù)據(jù)線以與數(shù)據(jù)線交疊。根據(jù)示例實施例，所述TFT陣列襯底還包括形成在有機(jī)絕緣層之下的鈍化絕緣層，所述鈍化絕緣層與有機(jī)絕緣層接觸。根據(jù)示例實施例，所述TFT陣列襯底還包括電連接到偏置布線并 與偏置布線垂直交叉的輔助偏置布線，防止在偏置布線斷開時TFT陣 列襯底的故障。根據(jù)另一示例實施例，本發(fā)明提供一種包括TFT陣列襯底和X射線 發(fā)生器的X射線探測器。所述TFT陣列襯底包括柵極布線、柵絕緣層、 有源層、數(shù)據(jù)布線、光電二極管、有機(jī)絕緣層和偏置布線。柵極布線 形成在絕緣襯底上，并包括柵極線和電連接到柵極線的柵電極。柵絕 緣層覆蓋柵極布線。有源層形成在柵絕緣層上以與柵電極交疊。數(shù)據(jù) 布線形成在柵絕緣層上，并包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。數(shù)據(jù)線與 柵極線交叉。源電極電連接到數(shù)據(jù)線，并延伸到有源層的上部。漏極 電極與有源層上的源電極間隔開。光電二極管形成在像素區(qū)中，并包 括電連接到漏電極的下部電極、形成在下部電極上的光電導(dǎo)層以及形 成在光電導(dǎo)層上的上部電極，所述光電導(dǎo)層使用外部提供的光產(chǎn)生電 子和空穴，。有機(jī)絕緣層覆蓋數(shù)據(jù)布線和光電二極管，并包括接觸孔。 偏置布線形成在有機(jī)絕緣層上，并通過穿過有機(jī)絕緣層形成的接觸孔 而被電連接到上部電極。所述X射線發(fā)生器產(chǎn)生X射線，并將所述X射 線照射到所述TFT陣列襯底上。根據(jù)示例實施例，當(dāng)鈍化絕緣層和有機(jī)絕緣層同時使用時，偏置 布線部分地與數(shù)據(jù)布線交疊，以使PIN光電二極管的面積最大化，且 泄漏電流最小化。因此，提高了X射線探測器的電特性。根據(jù)示例實施例，還形成輔助偏置布線，以提高X射線探測器的 可靠性。


通過參考附圖詳細(xì)描述示例實施例，本發(fā)明的以上和其它的特征 和優(yōu)點將變的更明顯，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的薄膜晶體管(TFT)陣列襯底的示例實施例的平面圖； 圖2是沿圖1中的I-I'線的截面圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的TFT陣列襯底的另一 個示范實施例的平面圖；圖4是沿圖3中的II-II'線的截面圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的TFT陣列襯底的另一 個示范實施例的平面圖；圖6是示出具有圖1中所示的TFT陣列襯底的X射線探測器的示例實施例的截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將在以下參考附圖更充分地描述本發(fā)明，其中表示出了本發(fā) 明的實施例。然而，本發(fā)明可以具有許多不同的形式，且不應(yīng)該被解 釋為僅限于這里闡述的實施例。而應(yīng)理解為，提供這些實施例以使公 開徹底和完整，并且將充分地向本領(lǐng)域的技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的范圍。 在附圖中，層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸可能為了清晰而被夸大。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)一組成部分或?qū)颖蛔鳛?在之上"，"連接于"或"耦 合于"另一組成部分或?qū)佣岬綍r，它可以直接地在之上，連接或耦 合于另一組成部分或?qū)?，或者存在介入其間的組成部分或?qū)印Ｏ喾吹兀?當(dāng)一組成部分被作為"直接在之上"，"直接連接于"或"直接耦合于" 另一組成部分或?qū)佣岬綍r，則沒有介入其間的組成部分或?qū)?。相?的數(shù)字始終代表相同的組成部分。如這里所使用的，詞語"和/或"包 括一個或更多個相關(guān)列出的項的任意和所有的組合。應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里可以使用第一，第二，第三等這些詞來描述 各種組成部分，元件，區(qū)域，層和/或部分，然而這些組成部分，元件， 區(qū)域，層和/或部分不應(yīng)受到這些詞的限制。這些詞僅用來將一個組成部分，元件，區(qū)域，層或部分與另一個區(qū)域，層或部分相區(qū)分。因此， 以下所討論的第一組成部分，元件，區(qū)域，層或部分也可被稱為第二 組成部分，元件，區(qū)域，層或部分，而不違背本發(fā)明的教義?？臻g相關(guān)的詞，比如"在之下"，"在下面"，"下部"，"在之上"， "上部"和類似的詞，這里可以為了描述的方便而使用，以描述圖中 所示的一個組成部分或特征與另一組成部分或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解， 空間相關(guān)的詞意欲包括在使用中或操作中，除了圖中描述的方向外， 器件的其它不同方向。例如，如果圖中的器件翻轉(zhuǎn)，被描述為在另一 組成部分或特征"下面"或"之下"的組成部分于是將被定位為在所 述另一組成部分或特征"之上"。因此，詞"下面"可以同時包括之上 和之下兩個方向。裝置可以其他方式來定位(旋轉(zhuǎn)90度或者在另一個 方向)，并且相應(yīng)地來解釋這里使用的空間相關(guān)的說明用詞。這里使用的術(shù)語是僅用于描述特定的實施例的目的，并不意欲限 制本發(fā)明。如這里所使用的，單數(shù)形式的"一"，"一個"和"這個" 也意欲包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中另外明確地指出。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理 解，詞語"包括"和/或"包括"，當(dāng)在本說明書中使用時，表明所述 特征，整體，步驟，操作，組成部分，和/或元件的存在，但是并不排 除另外一個或更多個其它特征，整體，步驟，操作，組成部分，元件 和/或其組合的存在或添加。這里參照截面圖描述本發(fā)明的實施例，所述截面圖是本發(fā)明的理 想化實施例(以及中間結(jié)構(gòu))的示意圖。同樣的，可以預(yù)計到，根據(jù) 制造技術(shù)和/或容限，圖示的形狀的變化。因此，本發(fā)明的實施例不應(yīng) 解釋為僅限于這里示出的特定區(qū)域的圖形，而是也包括例如由制造而 產(chǎn)生的形狀上的偏差。例如，表示為矩形的注入?yún)^(qū)在它的邊緣將典型 地具有圓形的或曲線形的特征和/或注入濃度的梯度，而不是從注入?yún)^(qū) 到非注入?yún)^(qū)的二元變化。同樣地，通過注入形成的埋入?yún)^(qū)可以導(dǎo)致在 埋入?yún)^(qū)和發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中的某些注入。因此，圖中所示 的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，并不意欲表示器件中的區(qū)域的實際形狀， 也并不意欲限制本發(fā)明的范圍。除非以別的方式定義，這里使用的所有的詞(包括技術(shù)的和科學(xué)的詞)具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的含義。也可 進(jìn)一步理解，詞語，比如那些通常使用的詞典中定義的詞，應(yīng)該被解 釋為具有與相關(guān)技術(shù)的上下文中的含義一致的含義，而不應(yīng)該解釋為 理想化的或過度正式的含義，除非這里特別地這樣定義。 以下，將參考附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的薄膜晶體管(TFT) 陣列襯底的示例實施例的平面圖。圖2是沿圖1中的I-I'線的截面圖。參考圖1和圖2，柵極布線20包括具有低電阻的鋁基金屬材料，并 形成在絕緣襯底10上。柵極布線20包括沿著第一方向延伸的柵極線22， 和電連接到柵極線22的TFT的柵電極26。根據(jù)示范實施例，柵極布線 20被連接到柵極線22的末端部分，并且進(jìn)一步包括柵極焊盤，所述柵 極焊盤接收外部提供的柵極信號，并將所述柵極信號傳輸?shù)綎艠O線22。包括氮化硅("SiNx")的柵絕緣層30覆蓋絕緣襯底10上的柵極布 線20。有源層40形成在柵絕緣層30上以與柵電極26交疊。根據(jù)示范實施 例，有源層40包括，包括例如無定形硅的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層，以及包 括硅化物或以高濃度采用n型雜質(zhì)劑摻雜的n+氫化無定形硅的電阻接 觸層。根據(jù)示范實施例，有源層40向數(shù)據(jù)線62和柵極線22之間的交叉 部分延伸。如圖1所示，數(shù)據(jù)布線60包括比如鉬，鉬-鎢合金(MoW)，鉻(Cr)， 鉭(Ta)或鈦(Ti)的金屬，例如形成在有源層40和柵絕緣層30上。 數(shù)據(jù)布線60是數(shù)據(jù)線62的分支，沿著基本垂直于第一方向的第二方向 延伸，并與柵極線22交叉。數(shù)據(jù)布線60包括向有源層40的上部延伸的 源電極65，以及與有源層40的上部之上的源電極65間隔開的漏電極66。 根據(jù)示例實施例，數(shù)據(jù)布線60連接到數(shù)據(jù)線62的末端部分，且進(jìn)一步 包括接收外部提供的圖像信號的數(shù)據(jù)焊盤。另外，數(shù)據(jù)布線60形成在 柵絕緣層30上的像素區(qū)域中，而且包括連接到漏電極66的正-本征-負(fù) ("PIN")光電二極管的下部電極68。根據(jù)示例實施例，當(dāng)數(shù)據(jù)布線60包括多于兩層時，第一層數(shù)據(jù)布 線60包括具有低電阻的鋁基導(dǎo)電材料，并且第二層數(shù)據(jù)布線60包括與相鄰材料良好接觸的材料。例如，根據(jù)示例實施例，第二層包括鉻-鋁("Cr-Al")合金，鋁-鉬("Al-Mo")合金，鋁(Al)合金等等。光電導(dǎo)層70形成在PIN光電二極管的下部電極68上。所述光電導(dǎo) 層70包括具有n型雜質(zhì)的無定形硅層，不含有雜質(zhì)的本征無定形硅層， 含有p型雜質(zhì)的無定形硅層。光電導(dǎo)層70使用外部提供的光產(chǎn)生電子或 空穴。具有透明導(dǎo)電材料，比如銦錫氧化物("ITO")或銦鋅氧化物 ("IZO")，的PIN光電二極管的上部電極80形成在光電導(dǎo)層70上。 根據(jù)當(dāng)前的實施例，下部電極68，光電導(dǎo)層70和上部電極80形成 PIN光電二極管。具有氮化硅("SiNx")或氧化硅("SiOx")的鈍化絕緣層90形成 在絕緣襯底10上，在所述絕緣襯底10上形成數(shù)據(jù)布線60和PIN光電二 極管。由于施加到層的應(yīng)力，包括氮化硅("SiNx")或氧化硅("SiOx") 的層難于形成大于約5，000A的厚度。因此，所述層難于吸收PIN光電 二極管的階梯狀部分，以至于在所述層之后形成的薄膜結(jié)構(gòu)變得容易 受到外力的影響。另外，氮化硅("SiNx")或氧化硅("SiOx")包含 高介電常數(shù)，以至于可能出現(xiàn)漏電流。因此，在當(dāng)前的示范實施例中，具有低介電常數(shù)的有機(jī)絕緣層ioo 包含在鈍化絕緣層90上大于約2)am的厚度。例如，根據(jù)示范實施例， 有機(jī)絕緣層100的厚度在約2 pm到3jim之間。根據(jù)示范實施例，當(dāng)鈍化絕緣層90和有機(jī)絕緣層100同時使用時， 有機(jī)絕緣層100包括等于或小于約4.0的低介電常數(shù)，并且包括等于或 大于約2 pm的厚度，以使PIN光電二極管中的下部電極68和偏置布線 104之間的泄漏電流最小化。因此，來自有源層40的上表面的漏電流可 以被最小化，以提高TFT的電特性?？商娲兀鶕?jù)另一示范實施例， 有機(jī)絕緣層僅用于沒有鈍化絕緣層90的絕緣中間層。根據(jù)示范實施例，穿過鈍化層90和有機(jī)絕緣層100形成接觸孔94， 以部分地暴露上部電極80。偏置布線104沿著第二方向延伸，并形成在有機(jī)絕緣層100上。偏 置布線104通過接觸孔94與上部電極80接觸。在當(dāng)前示范的實施例中，偏置布線104向上部電極80傳輸偏置電壓。偏置電壓控制從光電導(dǎo)層70中產(chǎn)生的電子和空穴。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的TFT陣列襯底的另一 個示范實施例的平面圖。圖4是沿圖3中的II-ir線的截面圖。根據(jù)示范實施例，X射線探測器中像素的孔徑比對應(yīng)于因數(shù)。所 述填充因數(shù)表示感光像素的面積的比例。X射線探測器的填充因數(shù)被 定義為一個像素面積上的PIN光電二極管的面積。因此，減小柵極布 線20，數(shù)據(jù)布線60和TFT的尺寸以增大填充因數(shù)，以使一個像素上的 PIN光電二極管的面積可以增加。然而，根據(jù)示范實施例，PIN光電二 極管的面積不能增加超過規(guī)定的面積，且受限于設(shè)計規(guī)則。因此，參考圖3和圖4，根據(jù)示范實施例，偏置布線104部分地與數(shù) 據(jù)布線62交疊，以使PIN光電二極管的面積最大化。如圖4中所示，盡 管偏置布線104部分地與數(shù)據(jù)布線62交疊，有機(jī)絕緣層100作為絕緣中 間層而集成在鈍化絕緣層卯上，以使寄生電容最小化。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的TFT陣列襯底的另一 個示范實施例的平面圖。參考圖5，用于X射線探測器的TFT陣列襯底包括輔助偏置布線 105，從而在偏置布線104斷開時避免TFT陣列襯底的故障。當(dāng)由于外部雜質(zhì)粒子造成偏置布線104在第一線中的一點斷開時， 偏置布線104的斷開可以通過沿第二方向施加偏置電壓而修復(fù)。然而， 當(dāng)偏置布線104在第一線中的多于兩點處接連地斷開時，即使沿著第二 方向施加偏置電壓，偏置布線104的斷開，特別是兩點間的像素，可能 將不能修復(fù)。因此，如圖5所示，輔助偏置布線105被形成為與偏置布線104電連 接，并且基本垂直于偏置布線104，以提高用于X射線探測器的TFT陣 列襯底的效率。另外，根據(jù)當(dāng)前的實施例，輔助偏置布線105與柵極線 22交疊，以提高輔助偏置布線105的孔徑比。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明具有圖1中所示的TFT陣列襯底的X射線探 測器的示例實施例的截面圖。圖6的TFT陣列襯底基本與圖1中的相同。 因此，將使用相同的參考數(shù)字指代與圖l中相同或相似的部分，同時將省略關(guān)于以上組成部分的任何進(jìn)一步的解釋。參考圖6， X射線發(fā)生器300產(chǎn)生X射線，所述X射線被照射到TFT 陣列襯底200上。根據(jù)本發(fā)明的用于X射線探測器的TFT陣列襯底，當(dāng)鈍化絕緣層90 和有機(jī)絕緣層100被同時使用時，偏置布線部分地與數(shù)據(jù)布線交疊，以 使PIN光電二極管的面積最大化，泄漏電流最小化。因此，可以提高X 射線探測器的電特性。另外，還形成輔助偏置布線，以提高X射線探測器的可靠性。 盡管本發(fā)明由此參考一些示例實施例而表示和描述，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其中可以進(jìn)行各種形式上和細(xì)節(jié)上的變化，而 不背離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于X射線探測器的薄膜晶體管陣列襯底，所述薄膜晶體管陣列襯底包括柵極布線，形成在絕緣襯底上，并且包括柵極線和電連接到所述柵極線的柵電極；柵絕緣層，覆蓋所述柵極布線；有源層，形成在所述柵絕緣層上，以與所述柵電極交疊；數(shù)據(jù)布線，形成在所述柵絕緣層上，并且包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極，所述數(shù)據(jù)線與所述柵極線交叉，所述源電極電連接到所述數(shù)據(jù)線并延伸到所述有源層的上部，以及所述漏電極與所述有源層上的所述源電極間隔開；光電二極管，形成在像素區(qū)域中，并且包括電連接到所述漏電極的下部電極、形成在所述下部電極上的光電導(dǎo)層、以及形成在所述光電導(dǎo)層上的上部電極，所述光電導(dǎo)層使用外部提供的光來產(chǎn)生電子和空穴；有機(jī)絕緣層，覆蓋所述數(shù)據(jù)布線和所述光電二極管，并包括接觸孔；以及偏置布線，形成在所述有機(jī)絕緣層上，并且通過穿過所述有機(jī)絕緣層形成的所述接觸孔而電連接到所述上部電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述偏置布 線與所述數(shù)據(jù)線平行地延伸，而且所述偏置布線的至少一部分接近于 所述數(shù)據(jù)線，以與所述數(shù)據(jù)線交疊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管陣列襯底，還包括鈍化絕緣 層，形成在所述有機(jī)絕緣層之下，并與所述有機(jī)絕緣層接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管陣列襯底，還包括輔助偏置 布線，電連接到所述偏置布線，且與所述偏置線基本垂直地交叉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述輔助偏置布線的至少一部分與所述柵極線交疊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述有機(jī)絕緣層包括在約2(im到約3pm之間的厚度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管陣列襯底，還包括輔助偏置 布線，電連接到所述偏置布線，并與所述偏置布線垂直交叉，所述輔 助偏置布線避免在所述偏置布線斷開時所述薄膜晶體管陣列襯底的故障。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列襯底，還包括鈍化絕緣 層，形成在所述有機(jī)絕緣層之下，并與所述有機(jī)絕緣層接觸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述有機(jī)絕 緣層包括低介電常數(shù)和在所述鈍化絕緣層上大于約2pm的厚度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中當(dāng)使用所 述鈍化絕緣層和所述有機(jī)絕緣層時，所述有機(jī)絕緣層包括等于或小于 約4.0的低介電常數(shù)，并包括等于或大于約2pm的厚度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中穿過所述 鈍化絕緣層和所述有機(jī)絕緣層而形成所述接觸孔，以部分地暴露所述 上部電極。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述數(shù)據(jù) 線在第一方向延伸，所述柵極線在第二方向延伸，所述偏置布線沿第 二方向延伸并形成在所述有機(jī)絕緣層上，以使所述偏置布線通過所述 接觸孔與所述上部電極接觸，向所述上部電極傳輸偏置電壓，并控制 從所述光電導(dǎo)層產(chǎn)生的電子和空穴。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管陣列襯底，還包括輔助偏置布線，電連接到所述偏置布線，并與所述偏置布線垂直交叉，所述 輔助偏置布線避免在所述偏置布線斷開時所述薄膜晶體管陣列襯底的 故障。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述輔助 偏置布線與所述柵極線交疊。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述數(shù)據(jù) 布線連接到所述數(shù)據(jù)線的末端部分，并且還包括數(shù)據(jù)焊盤，所述數(shù)據(jù) 焊盤接收外部提供的圖像信號，以及所述數(shù)據(jù)布線形成在所述柵絕緣 層上的像素區(qū)域中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的薄膜晶體管陣列襯底，其中所述光電 二極管是正-本征-負(fù)光電二極管，且與所述有機(jī)絕緣層相接觸。
17. —種X射線探測器，包括 薄膜晶體管襯底陣列，包括柵極布線，形成在絕緣襯底上，并且包括柵極線和電連接到 所述柵極線的柵電極；柵絕緣層，覆蓋所述柵極布線；有源層，形成在所述柵絕緣層上，以與所述柵電極交疊； 數(shù)據(jù)布線，形成在所述柵絕緣層上，并且包括數(shù)據(jù)線、源電 極和漏電極，所述數(shù)據(jù)線與所述柵極線交叉，所述源電極電連接到所 述數(shù)據(jù)線并延伸到所述有源層的上部，以及所述漏電極與所述有源層 上的所述源電極間隔開；光電二極管，形成在像素區(qū)域中，并且包括電連接到所述 漏電極的下部電極、形成在所述下部電極上的光電導(dǎo)層、以及形成在 所述光電導(dǎo)層上的上部電極，所述光電導(dǎo)層使用外部提供的光來產(chǎn)生 電子和空穴；有機(jī)絕緣層，覆蓋所述數(shù)據(jù)布線和所述光電二極管，并包括 接觸孔；以及偏置布線，形成在所述有機(jī)絕緣層上，并且通過穿過所述有 機(jī)絕緣層形成的所述接觸孔而電連接到所述上部電極；X射線發(fā)生器，產(chǎn)生X射線，并將所述X射線照射到所述薄膜晶體管陣列襯底上。
全文摘要
在用于X射線探測器的薄膜晶體管(“TFT”)陣列襯底和具有該TFT陣列襯底的X射線探測器中，所述TFT陣列襯底包括柵極布線、柵絕緣層、有源層、數(shù)據(jù)布線、光電二極管、有機(jī)絕緣層和偏置布線。柵極布線形成在絕緣襯底上，并且包括柵極線和柵電極。柵絕緣層覆蓋柵極布線。有源層形成在柵絕緣層上。數(shù)據(jù)布線形成在柵絕緣層上，并且包括數(shù)據(jù)線、源電極和漏電極。光電二極管包括下部和上部電極以及光電導(dǎo)層。有機(jī)絕緣層覆蓋數(shù)據(jù)布線和光電二極管。偏置布線形成在有機(jī)絕緣層上。因此，提高了孔徑比和可靠性。
文檔編號H01L23/52GK101325207SQ20081010996
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者秋大鎬, 鄭寬旭 申請人:三星電子株式會社