[發(fā)明專利]一種光電二極管、X射線探測基板及其制作方法

有效

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• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN108735834B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃睿;孫建明
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/08;H01L31/117;H01L31/18;H01L27/146
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

本發(fā)明公開了一種光電二極管、X射線探測基板及其制作方法，該光電二極管包括：具有多個陷光結構的N型硅層，設置于N型硅層上的I型硅層，以及設置于I型硅層上的P型硅層；其中，在各陷光結構處的N型硅層、I型硅層和P型硅層構成徑向結結構的PIN。由于N型硅層、I型硅層和P型硅層在各陷光結構處構成的徑向結結構的PIN同時具有陷光功能，因此，該徑向結結構的PIN不僅可以使光電二極管內部的光吸收方向與載流子傳輸方向相互垂直，從而提高了光電二極管的光電轉換效率；同時可以使光在P型硅層表面發(fā)生多次反射，從而提高了光電二極管對光的吸收效率。

技術領域

本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種光電二極管、X射線探測器基板及其制作方法。

背景技術

X射線檢測技術廣泛應用于工業(yè)無損檢測、集裝箱掃描、電路板檢查、醫(yī)療、安全等領域，具有廣闊的應用前景。傳統(tǒng)的X-Ray成像技術屬于模擬信號成像，分辨率不高，圖像質量較差。20世紀90年代末出現的X射線數字化成像技術(Digital Radio Graphy，DR)采用X射線探測基板直接將X影像轉換為數字圖像，因其轉換的數字圖像清晰，分辨率高，且易于保存和傳送，已成為目前研究的熱點。根據結構的不同，X射線探測基板分為直接轉換型(Direct DR)與間接轉換型(Indirect DR)。其中，由于間接轉換型X射線探測基板技術較為成熟，成本相對低，探測量子效率(Detective Quantum Efficiency，DQE)高，信賴性好等優(yōu)勢得到了廣泛的開發(fā)與應用。

間接轉換型X射線探測基板主要包括薄膜晶體管(Thin Film Transistor，TFT)與光電二極管。在X射線照射下，閃爍體層或熒光體層將X射線光子轉換為可見光，然后在光電二極管的作用下將可見光轉換為電信號，最終通過薄膜晶體管讀取電信號并將電信號輸出得到顯示圖像。可見，光電二極管是間接轉換型X射線探測基板的關鍵組成部分，其光電轉換效率對于X射線劑量、X射線成像的分辨率、圖像的響應速度等關鍵指標有很大影響。現有技術中，為保障光的有效吸收，要求光電二極管的硅層較厚。然而，由于光吸收方向與載流子傳輸方向平行，較厚的硅層導致載流子傳輸距離較遠，使得光電二極管的光電轉換效率比較低。

因此，如何提高光電二極管的光電轉換效率，是目前亟需解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供一種光電二極管、X射線探測基板及其制作方法，用以解決現有技術中存在的如何提高光電二極管的光電轉換效率的問題。

本發(fā)明實施例提供的一種光電二極管，包括：具有多個陷光結構的N型硅層，設置于所述N型硅層上的I型硅層，以及設置于所述I型硅層上的P型硅層；其中，

在各所述陷光結構處的所述N型硅層、所述I型硅層和所述P型硅層構成徑向結結構的PIN。

在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光電二極管中，各所述徑向結結構呈周期性排布。

在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光電二極管中，各所述陷光結構為圓柱狀陷光結構；所述徑向結結構為環(huán)狀徑向結結構。

在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光電二極管中，各所述陷光結構為凹陷結構；所述徑向結結構為圓環(huán)狀孔洞結構。

在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光電二極管中，所述N型硅層中的各所述凹陷結構的深度為所述N型硅層中除各所述凹陷結構以外區(qū)域的厚度為

各所述凹陷結構的直徑為每相鄰兩個所述凹陷結構之間的距離為

在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光電二極管中，所述陷光結構為凸起結構；所述徑向結結構為圓柱狀凸起結構。

在一種可能的實現方式中，在本發(fā)明實施例提供的上述光電二極管中，所述N型硅層中的各所述凸起結構的高度為所述N型硅層中除各所述凸起結構以外區(qū)域的厚度為