[发明专利]微晶硅薄膜探测器制备方法及其应用

权利要求书

1.一种微晶硅薄膜探测器的制备方法，其特征在于，制备方法至少包括以下步骤：

（1）提供一玻璃基板（10），在该玻璃基板上沉积第一金属层，刻蚀该第一金属层以形成TFT栅极（11）；

（2）沉积第一绝缘层（12）；

（3）依次继续沉积本征微晶硅薄膜（131）和n掺杂微晶硅薄膜（132），然后刻蚀所述两层微晶硅薄膜以形成TFT有源区；

（4）继续沉积第二金属层，刻蚀该第二金属层以及该第二金属层下方的n掺杂微晶硅层（132）至本征微晶硅薄膜（131）上以形成TFT源极（142）和TFT漏极（141）；

（5）继续沉积第二绝缘层，然后刻蚀该第二绝缘层以形成覆盖TFT的第二绝缘层（15）；

（6）继续依次在TFT漏极（141）上沉积n掺杂非晶硅薄膜（164）、本征非晶硅薄膜（163）、p掺杂非晶硅薄膜（162）以及透明导电层ITO薄膜（161）；然后刻蚀上述四层薄膜以形成光电二极管；

（7）继续沉积第三绝缘层（17）以覆盖第二绝缘层（15）和上述光电二极管；

（8）刻蚀所述光电二极管上方的第三绝缘层（17）形成位于透明导电层ITO薄膜（161）上方的开孔；然后沉积第三金属层，刻蚀该第三金属层以形成将透明导电层ITO薄膜（161）引出的电极（18）。

2.根据权利要求1所述的一种微晶硅薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述第一、第二和第三绝缘层为SiNx薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种微晶硅薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述第一、第二和第三金属层为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）。

4.一种微晶硅薄膜探测器结构，该结构由薄膜晶体管和光电二极管构成的有源像素以矩阵形式排列；其特征在于：所述有源像素由一个薄膜晶体管TFT和一个光电二极管构成；所述薄膜晶体管TFT包括由本征微晶硅薄膜（131）和n掺杂微晶硅薄膜（132）构成的有源区、位于该有源区之上的第二绝缘层（15）、TFT漏极（141）、TFT源极（142）及设置于所述有源区下方的栅极（11）；该栅极（11）连接于用于控制薄膜晶体管TFT通断的控制电路；该源极（142）连接于数据采集单元；用于当TFT导通时输出光电二极管的电信号；所述光电二极管包括用作n极电极的TFT漏极（141）、依次位于该n极电极上的n掺杂非晶硅层（164）、本征非晶硅层（163）p掺杂非晶硅层（162）以及用作p极电极的透明导电薄膜(161)；TFT漏极（141）与光电二极管n极电极共用；当TFT导通时，积累于光电二极管n极电极的电荷传输到TFT源极（142），再传输到数据采集单元；第三绝缘层（17）覆盖所述薄膜晶体管TFT和光电二极管；第三金属层（18）通过第三绝缘层（17）将光电二极管p极电极引出，并连接于光电二极管偏置电路。

5.根据权利要求4所述的一种微晶硅薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述第二和第三绝缘层为SiNx薄膜。

6.根据权利要求4所述的一种微晶硅薄膜探测器的制备方法，其特征在于，所述第三金属层为钼/铝/钼的合金（Mo/Al/Mo）。

7.一种将有源像素应用于微晶硅薄膜探测器的电路结构，其特征在于：该电路结构包括光电二极管（07）以及第一、第二和第三薄膜晶体管TFT；所述光电二极管的p极设置偏置电压VSS；该光电二极管的n极连接于第一薄膜晶体管TFT（04）的源极；该第一薄膜晶体管的漏极连接于电源正极VDD；当第一薄膜晶体管的栅极RST高电平时，第一薄膜晶体管TFT（04）导通，积累于所述光电二极管（07）n极的电荷被清空；

第二薄膜晶体管TFT（05）用作源极跟随器用来放大光电二极管n极的电压，其漏极连接于电源正极VDD；

第三薄膜晶体管 TFT（06）的漏极连接于第二薄膜晶体管TFT（05）的源极，第三薄膜晶体管 TFT（06）的源极连接于数据线，当第三薄膜晶体管TFT（06）的栅极Gate高电平时，所述第二薄膜晶体管TFT（05）和第三薄膜晶体管 TFT（06）同时导通，所述光电二极管（07）n极电压经过第二薄膜晶体管TFT（05）放大后的信号从第三薄膜晶体管 TFT（06）源极输出；

所述第一、第二和第三薄膜晶体管TFT包括由本征微晶硅薄膜和n掺杂微晶硅薄膜构成的有源区、位于该有源区之上的第二绝缘层、TFT漏极、TFT源极及设置于所述有源区下方的栅极。

8.根据权利要求7所述的将有源像素应用于微晶硅薄膜探测器的电路结构，其特征在于，所述第二绝缘层为SiNx薄膜。