[發明專利]X射線感測裝置及其制造方法

在審

• 申請號: 201810439176.5
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN110376632A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 許志行
• 申請（專利權）人: 晶相光電股份有限公司
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本揭露提供一種X射線感測裝置及其制造方法。X射線感測裝置包括：基板；第一材料層，設置于基板上；電路元件，設置于第一材料層的底部；光電感測元件，設置于電路元件上；柱狀結構，對應設置于光電感測元件上，且與光電感測元件接觸，其中柱狀結構包括閃爍材料；以及接墊，設置于第一材料層的頂表面或底表面上，并與電路元件耦接。

技術領域

本發明是關于一種X射線感測裝置及其制造方法，且特別是關于具有柱狀閃爍體的X射線感測裝置。

背景技術

X射線(X-ray)廣泛地應用于數字化時代，從工業上的非破壞性檢測至醫學上的非侵入式影像偵測，頻繁地被使用于生物醫學研究、疾病診斷、行李貨物的安全檢查及鑒識科學等領域。X射線的應用與日常生活及科技應用密切相關，已成為現代科技不可或缺的工具。

X射線感測裝置可偵測X光并將其轉換為電子信號以形成數字影像。一般而言，X射線感測裝置可分為間接轉換式或直接轉換式。間接轉換式X射線感測裝置會利用由X射線轉換材料所形成的閃爍體(scintillator)，將X射線光子轉換為可見光光子，并通過光電耦合元件將可見光光子轉換為電子，以及通過薄膜晶體管(thin-film transistor，TFT)或互補式金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)及相關電子元件將電子信號轉換成數字影像。直接轉換式X射線感測裝置則是利用閃爍體直接將X射線光子轉換成電子-空穴對，接著通過TFT或CMOS及相關電子元件將電子信號轉換成數字影像。

現有的X射線感測裝置的結構中，大多采用大塊狀(bulk)或板狀的閃爍體，但大面積的閃爍體制作成本高、長晶制程也較為費時。另一方面，在部分X射線感測裝置中，閃爍體與像素陣列基板(例如，包含光電耦合元件、TFT或CMOS)之間須利用粘著層進行固定，然而，粘著層可能會導致成像解析度降低或產生信號的串音(crosstalk)干擾。

此外，X射線轉換材料是否可實行于大面積制程，以及于大面積制程中是否能提供足夠的轉換效率以降低X射線照射的劑量，亦為傳統制程實行中須考量的問題。

因此，進一步簡化X射線感測裝置的制程及改善其使用效能，仍為目前業界致力研究的課題之一。

發明內容

在一實施例中，本揭露提供一種X射線感測裝置，包含一基板；一第一材料層，設置于該基板上；一電路元件，設置于該第一材料層的底部；一光電感測元件，設置于該電路元件上；一柱狀結構，對應設置于該光電感測元件上，且與該光電感測元件接觸，其中該柱狀結構包括一閃爍材料；以及一接墊，設置于該第一材料層的頂表面或底表面上，并與該電路元件耦接。

在另一實施例中，本揭露提供一種X射線感測裝置，包括：一基板；一第一材料層，設置于該基板上；一電路元件，設置于該第一材料層的底部；一柱狀結構，設置于該電路元件上，且與該電路元件接觸，其中該柱狀結構包括一閃爍材料；以及一接墊，設置于該第一材料層的頂表面或底表面上，并與該電路元件耦接。

在又一實施例中，本揭露提供一種X射線感測裝置的制造方法，包括：提供一承載基板；形成一第一材料層于該基板上，其中一電路元件設置于該第一材料層的底部，且一光電感測元件，設置于該電路元件上；圖案化該第一材料層，以形成暴露出該光電感測元件的部分表面的一開口；以及填充一閃爍材料于該開口中，以形成一柱狀結構，其中該柱狀結構與該光電感測元件接觸。

為讓本揭露的特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A～圖1D顯示根據本揭露一些實施例中，X射線感測裝置在制程中不同階段的剖面示意圖；

圖2顯示根據本揭露一些實施例中，X射線感測裝置的剖面示意圖；