[发明专利]一种光电晶体管及其感光方法

说明书

本发明涉及一种具有光电响应的光电晶体管，包括逐层堆叠的衬底、底栅电极、底栅介质层、有源层、顶栅介质层、和顶栅电极；其中所述有源层包括具有光记忆功能的半导体材料，在所述有源层中包括沟道和源漏区域；其中在光照阶段和积分阶段，所述光电晶体管的底栅电极和顶栅电极电压不同，且使所述光电晶体管处在关态工作区；所述积分阶段至少包括曝光结束后的第一预设时间段；其中所述具有光记忆功能的半导体材料包括金属氧化物半导体。本发明还涉及一种利用双栅光电晶体管感光的方法，其中所述双栅光电晶体管的有源层材料包括具有光记忆功能的材料。本发明还涉及一种图像传感器阵列。

技术领域

本发明涉及显示技术光电成像领域，具体涉及一种具有光电响应的光电晶体管。

背景技术

近年来，薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)技术取得了巨大进步。由于适合大面积量产、阵列化处理等特点，TFT十分适合制作高性能、低功耗、低成本的有源矩阵平板成像仪。目前，主流的X射线数字成像(X-ray Digital Radiography，X-ray DR)系统主要分为直接型X射线数字成像和间接型X射线数字成像这两种。典型的直接型X射线数字成像方案中，以非晶硒(Amorphous Selemium，a-Se)作为光敏单元，采用非晶硅 (AmorphousSilicon，a-Si)TFT制作开关阵列读出光电信号(以下简称该探测器为直接型a-Se平板探测器)。其工作原理为入射X-ray使硒层产生电子空穴对，在外加偏压电场作用下，电子和空穴对向相反的方向移动形成电流，并在像素电路内部节点电容上形成储存电荷。对应于入射X光的剂量，每一个探测像素具有相应的储存电荷量，通过读出电路可以知道每个像素点的电荷量，进而探知每个像素点对应的X射线剂量。对于间接型 X光探测系统，PIN光电二极管(PIN diode)作为光敏单元，同时采用a-Si TFT制作开关阵列读出光电信号。间接型X射线成像仪的结构包括了闪烁晶体层，以及PIN二极管和a-Si TFT组成的阵列层。其工作过程分为两步，首先X-ray要先经过闪烁晶体层转化为可见光，可见光再经过PIN diode转换为电信号经过a-Si TFT阵列进行读出(以下简称该探测器为间接型a-Si平板探测器)。以上两种方案中，由于直接型a-Se平板探测器是直接探测X-ray剂量的，a-Se层与a-Si TFT层是立体堆叠结构，a-Se层正常工作时需要施加上千伏的高压，条件比较苛刻，所以直接型a-Se平板探测器对工作环境要求高、寿命短、故障率高，维护成本远大于间接型a-Si 平板探测器。相比之下，间接型a-Si平板探测器应用范围更广泛。