[发明专利]X射线感测装置及其制造方法

说明书

本揭露提供一种X射线感测装置及其制造方法。X射线感测装置包括：基板；第一材料层，设置于基板上；电路元件，设置于第一材料层的底部；光电感测元件，设置于电路元件上；柱状结构，对应设置于光电感测元件上，且与光电感测元件接触，其中柱状结构包括闪烁材料；以及接垫，设置于第一材料层的顶表面或底表面上，并与电路元件耦接。

技术领域

本发明是关于一种X射线感测装置及其制造方法，且特别是关于具有柱状闪烁体的X射线感测装置。

背景技术

X射线(X-ray)广泛地应用于数字化时代，从工业上的非破坏性检测至医学上的非侵入式影像侦测，频繁地被使用于生物医学研究、疾病诊断、行李货物的安全检查及鉴识科学等领域。X射线的应用与日常生活及科技应用密切相关，已成为现代科技不可或缺的工具。

X射线感测装置可侦测X光并将其转换为电子信号以形成数字影像。一般而言，X射线感测装置可分为间接转换式或直接转换式。间接转换式X射线感测装置会利用由X射线转换材料所形成的闪烁体(scintillator)，将X射线光子转换为可见光光子，并通过光电耦合元件将可见光光子转换为电子，以及通过薄膜晶体管(thin-film transistor，TFT)或互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)及相关电子元件将电子信号转换成数字影像。直接转换式X射线感测装置则是利用闪烁体直接将X射线光子转换成电子-空穴对，接着通过TFT或CMOS及相关电子元件将电子信号转换成数字影像。

现有的X射线感测装置的结构中，大多采用大块状(bulk)或板状的闪烁体，但大面积的闪烁体制作成本高、长晶制程也较为费时。另一方面，在部分X射线感测装置中，闪烁体与像素阵列基板(例如，包含光电耦合元件、TFT或CMOS)之间须利用粘着层进行固定，然而，粘着层可能会导致成像解析度降低或产生信号的串音(crosstalk)干扰。

此外，X射线转换材料是否可实行于大面积制程，以及于大面积制程中是否能提供足够的转换效率以降低X射线照射的剂量，亦为传统制程实行中须考量的问题。

因此，进一步简化X射线感测装置的制程及改善其使用效能，仍为目前业界致力研究的课题之一。

发明内容

在一实施例中，本揭露提供一种X射线感测装置，包含一基板；一第一材料层，设置于该基板上；一电路元件，设置于该第一材料层的底部；一光电感测元件，设置于该电路元件上；一柱状结构，对应设置于该光电感测元件上，且与该光电感测元件接触，其中该柱状结构包括一闪烁材料；以及一接垫，设置于该第一材料层的顶表面或底表面上，并与该电路元件耦接。

在另一实施例中，本揭露提供一种X射线感测装置，包括：一基板；一第一材料层，设置于该基板上；一电路元件，设置于该第一材料层的底部；一柱状结构，设置于该电路元件上，且与该电路元件接触，其中该柱状结构包括一闪烁材料；以及一接垫，设置于该第一材料层的顶表面或底表面上，并与该电路元件耦接。

在又一实施例中，本揭露提供一种X射线感测装置的制造方法，包括：提供一承载基板；形成一第一材料层于该基板上，其中一电路元件设置于该第一材料层的底部，且一光电感测元件，设置于该电路元件上；图案化该第一材料层，以形成暴露出该光电感测元件的部分表面的一开口；以及填充一闪烁材料于该开口中，以形成一柱状结构，其中该柱状结构与该光电感测元件接触。

为让本揭露的特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A～图1D显示根据本揭露一些实施例中，X射线感测装置在制程中不同阶段的剖面示意图；

图2显示根据本揭露一些实施例中，X射线感测装置的剖面示意图；