[发明专利]氧化物半导体薄膜探测器的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

1）提供一基板，在所述基板上沉积第一金属层，刻蚀所述第一金属层以形成栅极；

2）在所述基板及栅极上沉积第一绝缘层； 

3）在所述第一绝缘层上物理气相沉积一铟镓锌氧化物薄膜，刻蚀所述铟镓锌氧化物薄膜以形成有源区； 

4）在所述有源区及第一绝缘层上沉积第二金属层，刻蚀所述第二金属层以形成源极和漏极； 

5）在步骤4）之后获得的结构上沉积第二绝缘层，刻蚀所述第二绝缘层以形成薄膜晶体管并暴露出部分漏极； 

6）在所述暴露的漏极上依次沉积n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及透明导电层形成四层薄膜，刻蚀所述四层薄膜以形成光电二极管； 

7）在所述形成有薄膜晶体管及光电二极管的基板上沉积第三绝缘层，刻蚀所述第三绝缘层以暴露出部分透明导电层，而后沉积第三金属层，刻蚀所述第三金属层以形成连接至透明导电层的电极。

2.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于：所述第一、第二和第三绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

3.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于：所述第一、第二和第三金属层的材料为钼/铝/钼的合金。

4.根据权利要求1所述的氧化物半导体薄膜探测器的制备方法，其特征在于：所述物理气相沉积为溅射工艺。

5.一种氧化物半导体薄膜探测器，该薄膜探测器由有源像素以矩阵形式排列，其中，所述有源像素包括形成于基板上的薄膜晶体管和光电二极管、覆盖于所述薄膜晶体管和光电二极管的第三绝缘层、以及穿过所述第三绝缘层连接于所述光电二极管的电极，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：位于所述基板上的栅极，形成于所述栅极及基板上的第一绝缘层，形成于所述第一绝缘层上并与所述栅极相对应的、由铟镓锌氧化物薄膜构成的有源区，以及结合于所述有源区之上的第二绝缘层、漏极和源极；所述光电二极管包括：形成于所述第一绝缘层上的、作为n极电极的漏极，依次位于所述n极电极上的n掺杂非晶硅层、本征非晶硅层、p掺杂非晶硅层及p极电极。

6.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜探测器，其特征在于：所述第一、第二和第三绝缘层的材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

7.根据权利要求5所述的氧化物半导体薄膜探测器，其特征在于：所述第一、第二和第三金属层的材料为钼/铝/钼的合金。

8.一种将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路结构，其特征在于，所述电路结构由有源像素以矩阵形式排列，其中，各该有源像素至少包括光电二极管以及铟镓锌氧化物薄膜晶体管；各该有源像素中，所述光电二极管的n极连接于所述薄膜晶体管的源极，所述光电二极管的p极连接于偏置电压；各行有源像素的薄膜晶体管的栅极相连，并连接于控制单元；各列有源像素的薄膜晶体管的源极相连，并连接于数据采集单元。

9.根据权利要求8所述的将有源像素应用于氧化物半导体薄膜探测器的电路结构，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：复位薄膜晶体管、源跟随薄膜晶体管、行选择薄膜晶体管，其中，所述光电二极管的n极连接于所述复位薄膜晶体管的源极及所述源跟随薄膜晶体管的栅极；所述复位薄膜晶体管的漏极连接于正极电源，复位薄膜晶体管的栅极连接复位信号；所述源跟随薄膜晶体管的漏极连接于正极电源，所述源跟随薄膜晶体管的源极连接于所述行选择薄膜晶体管的漏极；所述行选择薄膜晶体管的源极连接于数据采集单元，所述行选择薄膜晶体管的栅极连接于控制单元。