[发明专利]一种光电二极管、X射线探测基板及其制作方法

说明书

本发明公开了一种光电二极管、X射线探测基板及其制作方法，该光电二极管包括：具有多个陷光结构的N型硅层，设置于N型硅层上的I型硅层，以及设置于I型硅层上的P型硅层；其中，在各陷光结构处的N型硅层、I型硅层和P型硅层构成径向结结构的PIN。由于N型硅层、I型硅层和P型硅层在各陷光结构处构成的径向结结构的PIN同时具有陷光功能，因此，该径向结结构的PIN不仅可以使光电二极管内部的光吸收方向与载流子传输方向相互垂直，从而提高了光电二极管的光电转换效率；同时可以使光在P型硅层表面发生多次反射，从而提高了光电二极管对光的吸收效率。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种光电二极管、X射线探测器基板及其制作方法。

背景技术

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、安全等领域，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(Digital Radio Graphy，DR)采用X射线探测基板直接将X影像转换为数字图像，因其转换的数字图像清晰，分辨率高，且易于保存和传送，已成为目前研究的热点。根据结构的不同，X射线探测基板分为直接转换型(Direct DR)与间接转换型(Indirect DR)。其中，由于间接转换型X射线探测基板技术较为成熟，成本相对低，探测量子效率(Detective Quantum Efficiency，DQE)高，信赖性好等优势得到了广泛的开发与应用。

间接转换型X射线探测基板主要包括薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)与光电二极管。在X射线照射下，闪烁体层或荧光体层将X射线光子转换为可见光，然后在光电二极管的作用下将可见光转换为电信号，最终通过薄膜晶体管读取电信号并将电信号输出得到显示图像。可见，光电二极管是间接转换型X射线探测基板的关键组成部分，其光电转换效率对于X射线剂量、X射线成像的分辨率、图像的响应速度等关键指标有很大影响。现有技术中，为保障光的有效吸收，要求光电二极管的硅层较厚。然而，由于光吸收方向与载流子传输方向平行，较厚的硅层导致载流子传输距离较远，使得光电二极管的光电转换效率比较低。

因此，如何提高光电二极管的光电转换效率，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种光电二极管、X射线探测基板及其制作方法，用以解决现有技术中存在的如何提高光电二极管的光电转换效率的问题。

本发明实施例提供的一种光电二极管，包括：具有多个陷光结构的N型硅层，设置于所述N型硅层上的I型硅层，以及设置于所述I型硅层上的P型硅层；其中，

在各所述陷光结构处的所述N型硅层、所述I型硅层和所述P型硅层构成径向结结构的PIN。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述光电二极管中，各所述径向结结构呈周期性排布。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述光电二极管中，各所述陷光结构为圆柱状陷光结构；所述径向结结构为环状径向结结构。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述光电二极管中，各所述陷光结构为凹陷结构；所述径向结结构为圆环状孔洞结构。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述光电二极管中，所述N型硅层中的各所述凹陷结构的深度为所述N型硅层中除各所述凹陷结构以外区域的厚度为

各所述凹陷结构的直径为每相邻两个所述凹陷结构之间的距离为

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述光电二极管中，所述陷光结构为凸起结构；所述径向结结构为圆柱状凸起结构。

在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述光电二极管中，所述N型硅层中的各所述凸起结构的高度为所述N型硅层中除各所述凸起结构以外区域的厚度为