[发明专利]X射线感测器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种X射线(X-ray)感测器以及制作所述X射线感测器的方法，尤指一种以富硅(silicon-rich，Si-rich)介电层当作感光材料的X射线感测器及其制作方法。

背景技术

相较于传统底片式X射线感光系统，数字X射线平面间接感测系统，具有低辐射剂量、电子图像成像快速以及图像易于检视、重制、撷取、传送及分析等优点，为目前数字医学图像发展的趋势。数字X射线平面间接感测系统包括感应像素阵列，而各感应像素包括薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)、感光元件以及将X射线转换为可见光的发光材料。传统数字X射线平面间接感测系统的感光元件通常以非晶硅材料制成的PIN(P-type/intrinsic/N-type)二极管(photodiode)为主，然而PIN二极管的厚度非常厚，约为1～2微米，且由于PIN二极管本身具有导电性，因此必须在其周围形成多层介电层，以避免PIN二极管与周围元件(例如感应电极)发生短路现象。所以，整合PIN二极管与包括薄膜晶体管等元件的感应像素阵列的工艺需包括12至13道薄膜沉积和光刻暨刻蚀步骤，不只耗费工艺时间，且工艺成本亦非常昂贵。由上述可知，X射线感光系统业者仍须持续研究，找出能有效替代PIN二极管的感光材料，并利用简单的工艺来制作出数字X射线平面间接感测系统。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种利用富硅介电材料作为感光元件的X射线感测器，以解决已知X射线感测器的工艺技术中，因整合PIN二极管与薄膜晶体管等元件而造成工艺繁复和成本昂贵等问题。

本发明提供一种X射线感测器的制作方法，所述方法包括提供具有光感应区域的基板，并在基板上形成图案化第一导电层，其中图案化第一导电层至少包括设于光感应区域内的栅极，接着于基板上形成栅极介电层，覆盖于栅极表面。然后，于栅极介电层上形成图案化半导体层与图案化第二导电层，依序设于栅极介电层表面，其中图案化半导体层包括半导体沟道区，其设于栅极上方的栅极介电层表面，而图案化第二导电层包括源极与漏极，设于半导体层上且分别位于半导体沟道区两侧。接着，于基板上形成图案化介电层，其具有至少一第一过孔，暴露部分漏极，之后再于基板上形成图案化第三导电层，其包括设于光感应区域内的感应下电极，且经由第一过孔而电连接于漏极，且图案化第三导电层位于图案化半导体层上方。随后在基板上形成图案化富硅介电层，设于感应下电极的表面，再于基板上形成图案化透明导电层，其至少包括覆盖图案化富硅介电层的感应上电极，接着再于基板上形成保护层，覆盖图案化透明导电层。最后，于基板上形成闪烁发光层，设于保护层之上，且闪烁发光层对准于图案化富硅介电层。

本发明另提供一种X射线感测器，所述X射线感测器包括：具有光感应区域的基板；设于基板上的图案化第一导电层，其至少包括设于光感应区域内的栅极；设于基板上且覆盖栅极的栅极介电层；图案化半导体层，设于栅极上的栅极介电层表面，包括一半导体沟道区；图案化第二导电层，至少包括一源极与一漏极，设于图案化半导体层上且分别位于半导体沟道区两侧；介电层，设于基板表面且覆盖部分图案化第二导电层与半导体沟道区，且介电层具有第一过孔，其暴露出部分漏极；图案化第三导电层，其包括设于光感应区域内的感应下电极，位于图案化半导体层上方，并通过第一过孔而电连接于漏极；设于感应下电极表面的图案化富硅介电层；图案化透明导电层，包括位于图案化富硅介电层表面的感应上电极；覆盖图案化透明导电层的保护层；以及设于保护层上的闪烁发光层，其对准于图案化富硅介电层。

本发明又另提供一种X射线感测器的制作方法，首先提供包括光感应区域的基板，再于基板上形成薄膜晶体管，其包括栅极、栅极介电层、图案化半导体层、源极与漏极。接着，于基板上形成图案化介电层，其具有至少一第一过孔暴露出部分漏极，然后于基板上形成图案化第三导电层，其包括设于光感应区域内的感应下电极，经由第一过孔而电连接于漏极，且图案化第三导电层位于图案化半导体层上方。之后，于基板上形成图案化富硅介电层，设于感应下电极的表面，再于基板上形成图案化透明导电层，其至少包括一感应上电极，覆盖图案化富硅介电层。最后，于基板上形成保护层，覆盖图案化透明导电层，再于基板上形成闪烁发光层，设于保护层之上，且闪烁发光层对准图案化富硅介电层。

由于本发明X射线感测器利用富硅介电材料当作感光材料，因此不需再额外制作介电层来隔离图案化富硅介电层，可以节省工艺步骤与时间。此外，图案化富硅介电层的厚度可小于0.5微米，能缩小X射线感测器的整体薄膜层厚度与节省材料成本。

附图说明