[發明專利]微晶硅薄膜探測器制備方法及其應用

無效

• 申請號: 201210236837.7
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102751302A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 邱承彬;王曉煜;劉琳
• 申請（專利權）人: 上海奕瑞影像科技有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/32
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

1.一種微晶硅薄膜探測器的制備方法，其特征在于，制備方法至少包括以下步驟：

（1）提供一玻璃基板（10），在該玻璃基板上沉積第一金屬層，刻蝕該第一金屬層以形成TFT柵極（11）；

（2）沉積第一絕緣層（12）；

（3）依次繼續沉積本征微晶硅薄膜（131）和n摻雜微晶硅薄膜（132），然后刻蝕所述兩層微晶硅薄膜以形成TFT有源區；

（4）繼續沉積第二金屬層，刻蝕該第二金屬層以及該第二金屬層下方的n摻雜微晶硅層（132）至本征微晶硅薄膜（131）上以形成TFT源極（142）和TFT漏極（141）；

（5）繼續沉積第二絕緣層，然后刻蝕該第二絕緣層以形成覆蓋TFT的第二絕緣層（15）；

（6）繼續依次在TFT漏極（141）上沉積n摻雜非晶硅薄膜（164）、本征非晶硅薄膜（163）、p摻雜非晶硅薄膜（162）以及透明導電層ITO薄膜（161）；然后刻蝕上述四層薄膜以形成光電二極管；

（7）繼續沉積第三絕緣層（17）以覆蓋第二絕緣層（15）和上述光電二極管；

（8）刻蝕所述光電二極管上方的第三絕緣層（17）形成位于透明導電層ITO薄膜（161）上方的開孔；然后沉積第三金屬層，刻蝕該第三金屬層以形成將透明導電層ITO薄膜（161）引出的電極（18）。

2.根據權利要求1所述的一種微晶硅薄膜探測器的制備方法，其特征在于，所述第一、第二和第三絕緣層為SiNx薄膜。

3.根據權利要求1所述的一種微晶硅薄膜探測器的制備方法，其特征在于，所述第一、第二和第三金屬層為鉬/鋁/鉬的合金（Mo/Al/Mo）。

4.一種微晶硅薄膜探測器結構，該結構由薄膜晶體管和光電二極管構成的有源像素以矩陣形式排列；其特征在于：所述有源像素由一個薄膜晶體管TFT和一個光電二極管構成；所述薄膜晶體管TFT包括由本征微晶硅薄膜（131）和n摻雜微晶硅薄膜（132）構成的有源區、位于該有源區之上的第二絕緣層（15）、TFT漏極（141）、TFT源極（142）及設置于所述有源區下方的柵極（11）；該柵極（11）連接于用于控制薄膜晶體管TFT通斷的控制電路；該源極（142）連接于數據采集單元；用于當TFT導通時輸出光電二極管的電信號；所述光電二極管包括用作n極電極的TFT漏極（141）、依次位于該n極電極上的n摻雜非晶硅層（164）、本征非晶硅層（163）p摻雜非晶硅層（162）以及用作p極電極的透明導電薄膜(161)；TFT漏極（141）與光電二極管n極電極共用；當TFT導通時，積累于光電二極管n極電極的電荷傳輸到TFT源極（142），再傳輸到數據采集單元；第三絕緣層（17）覆蓋所述薄膜晶體管TFT和光電二極管；第三金屬層（18）通過第三絕緣層（17）將光電二極管p極電極引出，并連接于光電二極管偏置電路。

5.根據權利要求4所述的一種微晶硅薄膜探測器的制備方法，其特征在于，所述第二和第三絕緣層為SiNx薄膜。

6.根據權利要求4所述的一種微晶硅薄膜探測器的制備方法，其特征在于，所述第三金屬層為鉬/鋁/鉬的合金（Mo/Al/Mo）。

7.一種將有源像素應用于微晶硅薄膜探測器的電路結構，其特征在于：該電路結構包括光電二極管（07）以及第一、第二和第三薄膜晶體管TFT；所述光電二極管的p極設置偏置電壓VSS；該光電二極管的n極連接于第一薄膜晶體管TFT（04）的源極；該第一薄膜晶體管的漏極連接于電源正極VDD；當第一薄膜晶體管的柵極RST高電平時，第一薄膜晶體管TFT（04）導通，積累于所述光電二極管（07）n極的電荷被清空；

第二薄膜晶體管TFT（05）用作源極跟隨器用來放大光電二極管n極的電壓，其漏極連接于電源正極VDD；

第三薄膜晶體管?TFT（06）的漏極連接于第二薄膜晶體管TFT（05）的源極，第三薄膜晶體管?TFT（06）的源極連接于數據線，當第三薄膜晶體管TFT（06）的柵極Gate高電平時，所述第二薄膜晶體管TFT（05）和第三薄膜晶體管?TFT（06）同時導通，所述光電二極管（07）n極電壓經過第二薄膜晶體管TFT（05）放大后的信號從第三薄膜晶體管?TFT（06）源極輸出；

所述第一、第二和第三薄膜晶體管TFT包括由本征微晶硅薄膜和n摻雜微晶硅薄膜構成的有源區、位于該有源區之上的第二絕緣層、TFT漏極、TFT源極及設置于所述有源區下方的柵極。

8.根據權利要求7所述的將有源像素應用于微晶硅薄膜探測器的電路結構，其特征在于，所述第二絕緣層為SiNx薄膜。