用于X射线检测器的阵列基板以及包括其的X射线检测器的制作方法

本公开涉及用于x射线检测器的阵列基板和包括该阵列基板的x射线检测器，更具体地，涉及能够以高精度分别测量x射线检测器的晶体管和光检测器的特性的用于x射线检测器的阵列基板和包括该阵列基板的x射线检测器。

背景技术：

广泛用于医疗诊断的x射线检验方法需要x射线感测胶片和胶片打印时间来获得结果。

然而，近来，由于半导体技术的发展，已经研究和开发了使用薄膜晶体管(tft)的数字x射线检测器。数字x射线检测器通过利用tft作为开关装置有利地在拍摄x射线之后立即实时地诊断结果。

通常，在数字x射线检测器中使用两种不同的类型：直接型dxd方法和间接型dxd方法。直接型dxd方法是检测由tft的像素电极从硒层接收到的尽可能多的电荷形成的电流，并且使用包括堆叠在tft阵列基板上的非晶se层以及形成在非晶se层上的透明电极的结构来执行信号处理工序。间接型dxd方法是通过pin二极管将可见射线转换成电信号，并且当通过闪烁体将x射线转换成可见射线时执行一系列信号处理工序。

近来，使用间接型dxd方法的x射线检测器最受关注。x射线检测器包括形成在阵列基板上的用于检测x射线的光二极管以及设置在该光二极管上的闪烁体。

图1是示出x射线检测器中的闪烁体的铯施加区2的示意图。图2是存在于常规x射线检测器中的阵列基板外的测试图案的示意图。如图1所示，闪烁体的铯施加区2形成在阵列基板1的有源区上，使得铯施加区2不与用于将cof与阵列基板的信号线连接的连接线3交叠。在这一点上，存在下述问题：铯成分腐蚀薄膜晶体管的阵列基板1的金属线，因此阵列基板的有源区的最上层通常由有机层保护。因此，如图2所示，测试图案添加到阵列基板外的基础基板的片材的边缘部分，从而评价面板特性。然而，添加到基础基板的片材的边缘部分的测试图案远离阵列基板的有源区，因此测试精度降低。

另外，在x射线检测器中，由于结构特性，薄膜晶体管和光二极管存在于一个像素中，因此薄膜晶体管和光二极管二者的特性一起示出。因此，难以评价薄膜晶体管和光二极管中的每一个的独特特性。因此，有必要解决这个问题。

技术实现要素：

因此，本公开涉及x射线检测器的阵列基板以及包括该阵列基板的x射线检测器，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而造成的一个或更多个问题。

本公开的一个目的是提供一种用于x射线检测器的阵列基板，其能够以高精度单独地测量x射线检测器的晶体管和光检测器的特性。

另外，本公开的另一个目的是提供一种包括阵列基板的x射线检测器。

本公开的目的不限于上述目的，并且可以由本领域技术人员根据以下描述意识到其他目的和优点。此外，应容易理解的是，可以通过在所附权利要求和所附权利要求的组合中记载的装置来实践本公开的目的和优点。

根据本公开的一个方面，提供一种用于x射线检测器的阵列基板，该阵列基板限定为有源区和焊盘区(在本公开中，“焊盘区”也称为“焊盘部”，其实际上可包括设置在该区域中的各构件)，其中焊盘区包括多个测试区，所述多个测试区包括第一测试图案和第二测试图案，所述第一测试图案包括：在基板上的第一栅电极；在第一栅电极上的第一有源层；在第一有源层上的第一源/漏电极；以及在第一源/漏电极上的第一数据线，第二测试图案包括：在基板上的第一下电极；在第一下电极上的第一光电导层；以及在第一光电导层上的第一上电极。

焊盘区还可以包括含有多条连接线的多个膜上芯片(cof)，并且多个测试区可以设置在多个相邻的cof之间以及多条相邻的连接线之间。

测试区可以包括多个第一测试图案和第二测试图案。

焊盘区还可以包括电连接至第一测试图案和第二测试图案中的至少之一的多个测量焊盘单元。

测量焊盘单元可以包括：在基板上的第二栅电极；在第二栅电极上的第二有源层；在第二有源层上的第二源/漏电极；在第二源/漏电极上的第一绝缘层；在第一绝缘层上的第二下电极；在第二下电极上的第二绝缘层；在第二绝缘层上的偏压线；以及在偏压线上的第三绝缘层，并且第二下电极可以通过第一孔电连接至第二栅电极，通过第二孔电连接至第二源/漏电极，并且通过第三孔电连接至偏压线。

根据本公开的一个方面，x射线检测器包括用于x射线检测器的阵列基板。

应理解的是，前面的总体描述和以下详细描述是示例性和说明性的，并且意在提供对如要求保护的本公开的进一步解释。

附图说明

本公开包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图并入本申请并构成本申请的一部分，附图示出本公开的各方面并且与描述一起用于说明本公开的原理。

在附图中：

图1是示出x射线检测器中的闪烁体的铯施加区的示意图；

图2是存在于常规的x射线检测器的阵列基板外的测试图案的示意图。

图3是示出根据本公开的一个方面的x射线检测器的操作的截面图；

图4是示出根据本公开的一个方面的x射线检测器的结构的示意图；

图5是根据本公开的一个方面的阵列基板的有源区的截面图；

图6是根据本公开的一个方面的包括含有第一测试图案和第二测试图案的测试区的阵列基板的示意图；

图7是根据本公开的一个方面的第一测试图案的照相图像；

图8a是根据本公开的一个方面的第一测试图案的截面图，图8b是根据本公开的一个方面的用于测量第一测试图案的焊盘单元的截面图；

图9是根据本公开的一个方面的第二测试图案的照相图像；

图10a是根据本公开的一个方面的第二测试图案的截面图，图10b是根据本公开的一个方面的用于测量第二测试图案的焊盘单元的截面图；

图11是示出使用根据本公开的一个方面的第一测试图案和根据比较例的测试图案测量的晶体管的电压-电流特性的图；以及

图12是示出使用根据本公开的一个方面的第二测试图案和根据比较例的测试图案测量的光二极管的电压-电流特性的图。

具体实施方式

现在将详细参照本公开的各方面，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，贯穿附图使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

应理解，当元件例如层、膜、电极、板或基板称为在另一元件“上”或“下”时，该元件可以直接在另一元件上或者可能还会存在介入其间的元件。

在本文中诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”“在…上方”、“上部”等的空间相对用语可以为了描述方便而用于描述如附图中所示的一个元件或特征与另一元件(多个元件)或特征(多个特征)的关系。附图中描绘的元件未必彼此成比例，而是各个元件可以放大或缩小以更容易地在描述的上下文中理解该元件。

图3是示出根据本公开的一个方面的x射线检测器的操作的截面图。图4是示出根据本公开的一个方面的x射线检测器的结构的示意图。

在间接型x射线检测器中，如图2所示，光检测器200可以形成在阵列基板上以对x射线进行检测，并且在光检测器200上设置有光转换器300。

如图4所示，接收x射线的光转换器300可以经由光转换将x射线转换成具有对光检测器200最敏感的波长的光，并且光检测器200可以将所转换的光转换成电信号并且通过晶体管发射所转换的电信号作为图像信号。图3和图4中示出的薄膜晶体管可以包括：栅电极21；在栅电极21上形成的栅极绝缘膜16；在栅极绝缘膜16上形成的有源层；以及连接至有源层22的一端和另一端并且彼此隔开的源电极和漏电极。

如图4所示，根据本公开的一个方面的x射线检测器400可以包括像素区、偏压驱动器、栅极驱动器以及读出集成电路(ic)。

像素区可以检测从x射线发生器发射的x射线并且可以将所检测的信号光电转换成电检测信号作为输出信号。

像素区可以包括在多个栅极线gl与多个数据线dl之间的交叉处周围以矩阵形式布置的多个光检测像素p。多个栅极线gl和多个数据线dl可以布置为彼此垂直。虽然图4示出以4行和4列布置的16个光检测像素p的一个示例，但是本公开不限于此，光检测像素p的数量可以不同地选择。

光检测像素p中的每一个可以包括用于检测x射线以输出检测信号例如光检测电压的光检测器、以及作为开关装置的用于响应于栅极脉冲而发射从光检测器输出的电信号的晶体管。

根据本公开的一个方面的光检测器pd可以检测从x射线发生器发射的x射线并且输出所检测的信号作为检测信号。光检测器200可以是根据光电效应将所发射的光转换成电信号的器件并且可以是例如pin二极管。

晶体管tr可以是用于发送从光检测器输出的检测信号的开关装置。晶体管的栅电极可以电连接至栅极线gl，并且晶体管的源电极可以通过数据线dl电连接至读出ic。

偏压驱动器可以将驱动电压施加至多条偏压线bl。偏压驱动器可以选择性地向光检测器施加反向偏压或正向偏压。

栅极驱动器可以向多条栅极线gl依次施加具有栅极导通电压电平的栅极脉冲。光检测像素p的晶体管可以响应于栅极脉冲而导通。当晶体管导通时，从光检测器200输出的检测信号可以通过晶体管和数据线dl输入到读出ic。

栅极驱动器可以由ic形成，并且可以安装在像素区的一侧，或者可以通过薄膜工艺形成在与像素区相同的基板上。

读出ic可以读出从响应于栅极脉冲而导通的晶体管输出的检测信号。读出ic可以在读出偏移图像的偏移读出期间以及在x射线曝光后读出检测信号的x射线读出期间读出从感光像素p输出的检测信号。

读出ic可以读出检测信号并且将检测信号发送到预定信号处理器，并且信号处理器可以将检测信号转换成数字信号，并且将检测信号作为图像来显示。读出ic可以包括信号检测器和复用器。在这种情况下，信号检测器还可以包括与每条数据线dl对应的多个放大单元。每个放大单元可以包括放大器、电容器和复位装置。

根据本公开的一个方面的用于x射线检测器的阵列基板可以限定为有源区和焊盘区。

图5是根据本公开的一个方面的阵列基板的有源区的截面图。在下文中，将参照图5来描述本公开。

有源区20可以包括：多条数据线14；多条栅极线；限定为多条数据线14和多条栅极线的彼此交叉的多个像素区；分别位于多个像素区中并且将光电信号转换为电信号的多个光检测器200；以及执行开关功能以驱动多个光检测器200的多个tft30。

tft30可以包括：连接至栅极线的栅电极21；位于栅电极21上的有源层22；用于有源层22的一端与数据线14之间的连接的源电极23；以及连接至有源层22的另一端的漏电极24。漏电极24可以连接至光检测器200。

阵列基板100还可以包括：连接至源电极23的数据线14；以及用于施加偏压电压以控制光检测器200的电子和空穴的偏压线28。偏压线28可以由不透明的金属材料形成。

栅电极21可以但不限于由例如铝(al)、钼(mo)及其合金的材料形成。

有源层22可以包括未掺杂有杂质的第一非晶硅层和掺杂有n型掺杂剂的第二非晶硅层。

源电极23/漏电极24可以但不限于由例如铝(al)、钼(mo)及其合金的材料形成。

第一保护层17可以包括用于露出源电极23的一部分和漏电极24的一部分的第一接触孔，源电极23和数据线14可以连接，并且漏电极24与光检测器200的下电极26可以通过第一接触孔连接。

第二保护层18可以形成在第一保护层17和光检测器200的上电极27上，并且第二保护层18可以包括用于露出上电极27的一部分的第二接触孔。上电极27和偏压线28可以通过第二接触孔连接。

第三保护层19可以形成在第二保护层18和偏压线28上，并且在有源区20中可以不包括接触孔。

图6是根据本公开的一个方面的包括多个测试区15的阵列基板100的示意图，每个测试区15包括第一测试图案11和第二测试图案12。如图6所示，焊盘区10可以是围绕阵列基板中的有源区20的边缘部分，并且可以包括含有第一测试图案和第二测试图案的多个测试区15。根据本公开的一个方面的测试区15可以指代包括第一测试图案11和第二测试图案12的部分，这将在下面描述。

常规地，测试区设置在阵列基板的外部，因此，当评价包括在阵列基板中的器件的特性时，评价精度倾向于劣化。因此，根据本公开的一个方面，包括测试区15作为阵列基板100的一部分。

焊盘区10可以包括用于向包括在有源区20中的多条信号线提供驱动电压的用于阵列基板与印刷电路板(pcb)之间的连接的膜上芯片(cof)33，cof可以通过连接线34连接至有源区20的信号线，因此，根据本公开的一个方面，多个测试区15可以设置在多个相邻的cof之间以及多个相邻的连接线之间。更详细地，相邻的cof33之间的距离可以为大约0.5mm至大约2mm，但不限于该距离。

图7和图9是根据本公开的一个方面的第一测试图案和第二测试图案的照相图像。图8a是根据本公开的一个方面的第一测试图案的截面图。图8b是根据本公开的一个方面的用于测量第一测试图案的焊盘单元的截面图。图10a是根据本公开的示例性实施方式的第二测试图案的截面图。图10b是根据本公开的一个方面的用于测量第二测试图案的焊盘单元的截面图。下面将参照图7至图9以及10a和图10b来描述本公开的各方面。

如图6所示，根据本公开的一个方面的第一测试图案11可以是用于评价晶体管的性能的图案，并且第二测试图案12可以是用于评价光检测器的性能的图案。

因为用于x射线检测器的阵列基板由于阵列基板的结构特性而在一个像素中包括晶体管和光检测器二者，所以在对一个像素的特性评价期间，晶体管和光二极管的特性混合并导出。因此，不可能准确地评价每个器件的特性。

因此，根据本公开的一个方面，使用用于晶体管和用于光检测器的单独的测试图案来克服上述问题，因此可以防止有缺陷的产品并且可以增加收率，使得可以降低防止有缺陷的产品的成本和时间。

如图8a所示，第一测试图案11可以包括：在基板13上的第一栅电极41；在第一栅电极41上方的第一有源层43；在第一有源层43上的第一源/漏电极44；以及在第一源/漏电极44上的第一数据线45。根据需要，第一测试图案11可以进一步包括附加部件。

包括在第一测试图案11中的栅电极、有源层、源/漏电极和数据线可以具有与形成在有源区中的栅电极、有源层、源/漏电极和数据线相同的材料。此外，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对第一测试图案11的形状和尺寸没有特别限制。更具体地，第一测试图案11的形状和尺寸可以与有源区的晶体管的形状和尺寸相同。

如图10a所示，第二测试图案12可以包括：在基板13上的第一下电极61；在第一下电极61上的第一光电导层62；以及在第一光电导层62上的第一上电极63。根据需要，第二测试图案12还可以包括附加部件。

包括在第二测试图案12中的下电极、光电导层和上电极可以具有与形成在有源区中的下电极、光电导层和上电极相同的材料，并且在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对第二测试图案12的形状和尺寸没有特别限制。更具体地，第二测试图案12的形状和尺寸可以与有源区的光检测器的形状和尺寸相同。

如上所述，根据本公开的一个方面，测试区可以包括多个第一测试图案11和第二测试图案12。也就是说，多个第一测试图案11和第二测试图案12可以包括在一个测试区中。在这种情况下，一个特定的第一测试图案11可以用于评价晶体管中任一个的特性，并且一个特定的第二测试图案12可以用于评价光检测器中任一个的特性。因此，用于评价不同的晶体管和光检测器的多个测试图案可以包括在一个测试区中。

根据本公开的一个方面，焊盘区10可以包括电连接至第一测试图案11和第二测试图案12中的至少之一的多个测量焊盘单元31和32。

根据本公开，测量焊盘单元31和32是接触阵列基板以评价器件的特性的图案，并且是除了第一测试图案11和第二测试图案12之外的附加图案。

同时参照图8b和图10b，测量焊盘单元31和32可以包括:在基板13上的第二栅电极51和71；在第二栅电极51和71上的第二有源层53和73；在第二有源层53和73上的第二源/漏电极54和74；在第二源/漏电极54和74上的第一绝缘层56和76；在第一绝缘层56和76上的第二下电极59和79；在第二下电极59和79上的第二绝缘层57和77；在第二绝缘层57和77上的偏压线60和80；以及在偏压线60和80上的第三绝缘层58和68。第二下电极59和79可以通过第一接触孔电连接至第二栅电极51和71，通过第二接触孔电连接至第二源/漏电极54和74，并且通过第三接触孔电连接至偏压线60和80。测量焊盘单元31和32还可以包括在第二栅电极51和71上的第二栅极绝缘层52和72。

在这种情况下，根据本公开，包括在测量焊盘单元31和32中的栅电极、有源层、源/漏电极、下电极、偏压线、第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层可以具有与包括在有源区中的阵列基板的栅电极、有源层、源/漏电极、下电极、偏压线、第一保护层、第二保护层和第三保护层相同的材料。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对阵列基板的形状和尺寸没有特别限制。更具体地，阵列基板的形状和尺寸可以与有源区中的部件的形状和尺寸相同。

根据本公开的一个方面，焊盘区可以包括用于特定测试图案的多个测量焊盘单元。因此，即使在测量焊盘单元中的任一个中引起缺陷(例如，腐蚀)，多个测量焊盘单元以岛的形式彼此间隔开，以便不影响其他测量焊盘单元。

如上所述，第一测试图案11和第二测试图案12可以用于单独地评价晶体管和光检测器的特性。此外，每个测量焊盘单元分别连接至晶体管和光检测器。

根据本公开的一个方面，第一测试图案11可以配置成连接至三个测量焊盘单元31。例如，测量焊盘单元31中的一个可以连接至第一测试图案11的第一栅电极41，另一测量焊盘单元31可以连接至第一测试图案11的第一数据线45，并且再一测量焊盘单元31可以连接至第一测试图案的第一源/漏电极44。在这种情况下，连接至第一栅电极41的测量焊盘单元31可以向第一测试图案11施加栅电压，连接至第一数据线45的测量焊盘单元31可以向第一测试图案11施加数据电压，并且可以通过连接至第一源/漏电极44的测量焊盘单元31输出电信号。

根据本公开的一个方面，第二测试图案12可以配置成连接至两个测量焊盘单元32。例如，测量焊盘单元32中的一个可以连接至第二测试图案12的第一上电极63，并且另一测量焊盘单元32可以连接至第二测试图案12的第一下电极61。

在第二测试图案12的两个测量焊盘单元32的情况下，测量焊盘单元32可以直接连接至第一上电极63和第一下电极61，或者可以通过形成在第二测试图案12的偏压线60中的接触孔连接。

更具体地，当第二测试图案12和测量焊盘单元32彼此直接连接时，测量焊盘单元32中的一个可以通过同一层连接至第二测试图案12的第一上电极63，并且另一个测量焊盘单元32可以通过同一层(即，测量焊盘单元32的第二下电极79)连接至第二测试图案12的第一下电极61。

当第二测试图案12和测量焊盘单元32通过形成在偏压线80中的接触孔间接连接时，电信号可以通过形成在焊盘单元32的偏压线80中的接触孔输入到第二测试图案12的第一上电极63，并且电信号可以通过形成在测量焊盘单元32的第二源/漏电极74中的接触孔输出。

根据本公开的x射线检测器可以包括根据本公开的用于x射线检测器的上述阵列基板100(在下文中，返回参照图3和图5)。

在这种情况下，阵列基板可以对应于根据本公开的阵列基板100，因此，在此将省略在上述范围内的重复配置和效果。

包括在根据本公开的x射线检测器中的在图3和图5中示出的光检测器200可以具有下述功能：通过稍后将描述的光转换器将入射到光检测器200上的光信号转换为可见光波长范围，再转换为电检测信号，并且在光检测器中流动的电流的量可以根据透射光的量而改变。例如，光检测器200可以是pin二极管。

光检测器200可以包括：阵列基板100的下电极26；在下电极26上的光电导体层25；以及在光电导体层25上的上电极27。光电导体层25可以包括：具有n型杂质的n型半导体层；不包括任何掺杂剂的本征半导体层；以及包括p型杂质的p型半导体层。

光检测器200的下电极26可以电连接至晶体管的漏电极23，并且上电极27可以电连接至施加偏压电压的偏压线。

包括在根据本公开的x射线检测器中的在图3和图5中示出的光转换器300可以设置在光检测器200上，更具体地，设置在阵列基板100的第二绝缘膜上。

光转换器300可以将从x射线发生器发射的穿过目标对象的x射线转换成具有可见光范围的大约550nm波长的绿光，并且将该绿光发射到像素区。光转换器300可以由例如碘化铯化合物形成。

根据本公开的x射线检测器可以包括用于根据本公开的x射线检测器的阵列基板，以包括用于阵列基板中的晶体管和光检测器的测试图案，从而改进特性评价。此外，测试图案可以单独用于晶体管和光检测器，从而可以避免晶体管和光检测器的特性的混合评价，从而改进收率。

在根据本公开的一个方面的在焊盘区中包括第一测试图案和第二测试图案的用于x射线检测器的阵列基板上测量电压-电流特性。此外，在除晶体管测试图案和光检测器测试图案设置在阵列基板的边缘部分之外与本公开上述方面相同的阵列基板(比较例)上测量电压-电流特性。在图11和图12中示出比较的测量结果。

图11是示出使用根据本公开的一个方面的第一测试图案和根据比较例的测试图案测量的晶体管的电压-电流特性的图。图12是示出使用根据本公开的一个方面的第二测试图案和根据比较例的测试图案测量的光二极管的电压-电流特性的图。

如图11和图12所示，在本公开的一个方面与比较例之间存在显著差异，因此根据本公开，可以确定晶体管和光检测器的特性，并且还可以提高测量精度。

根据本公开的用于x射线检测器的阵列基板可以以高精度测量晶体管和光检测器中的每一个的特性，以降低阵列基板的故障率。此外，可以避免有缺陷的产品。

根据本公开的x射线检测器可以精确地确定包括在x射线检测器的阵列基板中的晶体管和光检测器的特性，从而提高成品率。

对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以在用于x射线检测器的阵列基板以及包括本公开的阵列基板的x射线检测器中进行各种修改和变化。因此，本公开旨在覆盖本公开的修改和变化，只要这些修改和变化落入所附权利要求及其等同的范围内。