一种像素单元静电防护结构及图像传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种静电防护结构，包括用于传输像素信号的数据线；所述数据线包括静电疏导通路和信号传输通路；所述信号传输通路一端与像素单元连接，另一端与信号输出端连接，用于输出像素单元信号；所述静电疏导通路一端连接至固定电位，另一端与所述信号输出端连接;所述信号传输通路的阻抗大于所述静电疏导通路的阻抗。本发明还公开了一种包括上述静电防护结构的X射线图像传感器及X射线图像传感器的制造方法。采用本发明，能够有效地将数据线上的静电疏导出去，从而保护工作电路不受静电损伤。
【专利说明】一种像素单元静电防护结构及图像传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及静电防护领域，尤其涉及一种可防止静电损伤的静电防护结构及采用该静电防护结构的图像传感器。
【背景技术】
[0002]随着社会发展和科学技术的不断进步，各种数字影像医疗技术层出不穷，数字影像技术在现今的医疗领域中已经扮演了十分重要的角色。在现有的大部分数字影像医疗应用中，例如X光(X-ray)胸透，CT-计算机断层扫描，在数字影像技术中，起到至关重要的元件就是X射线传感器。
[0003]X射线传感器的工作原理是:X射线经过闪烁体层或荧光体层产生可见光，可见光经像素单元中的光电二极管转换并产生电荷，电荷存储在光电二极管中，地址控制单元对像素阵列中的扫描线逐行施加电压，使与扫描线连接的像素开关逐行打开，存储在光电二极管中的电荷经由数据线输出到数据处理单元，数据处理单元会对获得的电信号作进一步的放大、模/数转换等处理，最终获得图像信息。
[0004]在X射线传感器的绑定制程中，静电可能会沿着数据线的信号输出端进入显示区域，从而损伤显示区的像素单元。
[0005]图1a是现有X射线图像传感器的静电防护结构的俯视平面结构示意图，图1b是图1a中静电电容保护结构的放大图。请参考图1a和图lb，现有技术通常采用的防止静电损伤像素单元的方法为，在非显示区设置像素(du_y像素)保护电极2，并结合在数据线处设置静电防护电容结构I。静电防护结构I处的结构为:数据线11包括信号输出端111和像素单元连接端112 ;像素单元通过像素单元连接端112、数据线11将像素信号传输至信号输出端111 ;另外，在数据线11支路上设置静电防护电容12，并且将静电防护电容12 —端连接至已固定电位。此种设计首先期望将静电疏导至静电保护电容，如有部分静电通过信号传输通路也可以首先传输到像素保护电极2上，从而避免显示区的像素电极受到静电损伤。但是静电防护效果却并不理想。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供一种像素单元静电防护结构以及图像传感器。
[0007]本发明的实施例提供了一种静电防护结构，包括用于传输像素信号的数据线；所述数据线包括静电疏导通路和信号传输通路；所述信号传输通路一端与像素单元连接，另一端与信号输出端连接，用于输出像素单元信号；所述静电疏导通路一端连接至固定电位，另一端与所述信号输出端连接；所述信号传输通路的阻抗大于所述静电疏导通路的阻抗。
[0008]本发明的实施例提供了一种X射线图像传感器，包括上述的静电防护结构，还包括多个像素单元，所述静电防护结构与所述像素单元连接。
[0009]本发明实施例具有如下优点或有益效果:
[0010]本发明通过将连接像素单元的数据线分为两个部分，即信号传输通路及静电疏导通路，信号传输通路一端与像素单元连接、另一端与信号输出端连接，静电疏导通路一端与信号输出端连接、另一端与固定电位连接；并通过设置信号传输通路的阻抗大于静电疏导通路的阻抗，使得有静电从信号输出端流入时能够直接从静电疏导通路疏导出去，从而保护连接在信号传输通路上的像素单元不受静电损伤。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1a是现有X射线图像传感器的静电防护结构的俯视平面结构意图；
[0013]图1b是图1a中静电电容保护结构的放大图；
[0014]图1c是图1b所示的静电防护结构的等效电路图；
[0015]图2是本发明第一实施例中X射线图像传感器静电防护结构的示意图；
[0016]图3是本发明第二实施例中X射线图像传感器静电防护结构的示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]请参考图lc，其中所示为图1b所示的现有技术的静电防护结构的等效电路图。通路I即为信号传输通路，通路2为静电疏导通路。通路I的等效阻抗为数据线的线电阻R1，而通路2的等效阻抗为数据线线电阻R2、由线路弯折形成的附加电感阻抗及电容阻抗之和。因此通路2的等效阻抗大于通路I的等效阻抗，所以本申请发明人在多次试验下发现即使设置静电防护电容12并增加像素保护电极2，有静电流经数据线时，首先被静电击穿的不是静电防护电容12也不是像素保护电极2，而是显示区最外围的数据线与公共电极交叠处。从而造成数据线断路，影响X射线传感器的正常工作。对此， 申请人:提出以下解决办法:设置数据线信号传输通路的阻抗大于静电疏导通路的阻抗，即使在绑定制程中静电流入数据线，也会优先从静电疏导通路流出，从而避免静电损伤工作电路。
[0019]下面结合附图对本发明的实施例进行描述。请参见图2，为本发明第一实施例中X射线图像传感器静电防护结构的示意图。其中静电防护结构包括数据线，数据线分为信号传输通路214与静电疏导通路213，数据线包括像素单元连接端212、信号输出端211。信号传输通路214 —端通过像素单元连接端212与像素单元连接，另一端与信号输出端211连接。静电疏导通路213 —端与信号输出端211连接，另一端与固定电位连接，以便疏导静电。为了保证静电能够从静电疏导通路213上疏导，本发明设定静电疏导通路213的阻抗小于信号传输通路214的阻抗。
[0020]—种实施方式中，静电疏导通路213包括直线部,而信号传输通路214包括弯折部。这是因为，静电发生时，弯折部的阻抗等效于走线的电阻阻抗与因弯折产生的电感阻抗(2 π fL)之和，而直线部的阻抗仅包括走线的等效电阻的阻抗，从而，实现静电疏导通路213的阻抗小于信号传输通路214的阻抗。
[0021]需要说明的是，虽然在正常工作状态下由线路弯折产生的电感较小，但是在瞬间静电放电时，由于放电时间极短导致的高频特性导致附加电感的阻抗不可忽略。
[0022]进一步地，在静电疏导通路213上设置一静电防护电容22，该静电防护电容22的一极板通过走线23和一固定电位连接，将静电疏导至该固定电位上；另一极板通过静电疏导通路213上的数据线与信号输出端211连接，可进一步减小静电疏导通路213的阻抗。一种实施方式中，该走线23为栅电极层的走线。所述固定电位可以为接地电位，即可将静电防护电容22 —极板与数据线的信号输出端211连接，一端通过走线23接地。
[0023]需要说明的是，也可以根据实际需要，在静电疏导通路213上并联多个静电防护电容22，以避免设置唯一静电防护电容被静电击穿后造成静电保护结构失效。并联设置多个静电防护电容能够有效地提高静电保护结构的功效。
[0024]请参考图3，其中所示为本发明第二实施例中X射线图像传感器静电防护结构的示意图。在本实施例中，信号传输通路314包括9个弯折拐点，即信号传输通路314经过9次弯折后通过像素单元连接端312与像素单元连接。在本实施例中，分别在信号传输通路314的不同弯折点分别设置有静电保护电容322、323、324，并且，静电保护电容322、323、324与设置在静电疏导通路313的静电保护电容321 —样均与固定电位连接。在一种实施方式中静电保护电容321、322、323、324中的一个或多个的一个极板通过和栅电极同层的走线33连接至固定电位。所述固定电位可以为接地电位，将静电疏导至接地端。
[0025]与上述实施例相同的是，可在静电疏导通路上设置多个分别与静电保护电容321、322、323、324并联的静电防护电容，进一步提高静电保护效率。
[0026]在本发明的另一种实施例中，通过采用不同电阻率材料分别制作数据线的信号传输通路部分与静电疏导通路部分，来达到信号传输通路阻抗比静电疏导通路阻抗大的目的。与上述实施例相同，可通过在静电疏导通路上设置静电保护电容进一步减小静电疏导通路的阻抗，使静电更多地传输到静电疏导通路上，减少静电通过信号传输通路损坏工作元器件。
[0027]—种实施方式中，本发明各个实施例中静电保护电容的两极板分别为栅电极层及源漏电极层，其中间介质为有源层，所述有源层的材料为非晶硅薄膜。
[0028]另一种实施方式中，本发明各个实施例中静电保护电容的两极板分别为源漏电极层及公共电极层，其中间介质为钝化层，其中所述公共电极层的材料为ΙΤ0，所述钝化层的材料为SiNx。
[0029]进一步地，本发明实施例中提供的静电防护结构还可以包括虚拟像素保护单元，该虚拟像素保护单元设置在信号传输通路与像素单元之间，为静电防护提供多一层的屏障。
[0030]另外，本发明实施例还提供一种包括上述静电防护结构的X射线图像传感器，该传感器还包括多个像素单元。静电防护结构与X射线图像传感器显示区的像素单元连接，像素单元输出的信号通过静电防护结构输出。在X射线图像传感器制程中，有静电沿着信号输出端进入时，由静电防护结构将静电疏导出去，避免静电损伤像素单元或者其他部件。需要说明的是，一个静电防护结构可以与多个像素单元连接，也可以是一个静电防护结构连接一个像素单元。
[0031]本发明实施例具有如下优点或有益效果:
[0032]通过将连接像素单元的数据线分为两个部分，即信号传输通路及静电疏导通路，信号传输通路一端与像素单元连接、另一端与信号输出端连接，静电疏导通路一端与信号输出端连接、另一端与固定电位连接；并通过设置信号传输通路的阻抗大于静电疏导通路的阻抗，使得有静电从信号输出端流入时能够直接从静电疏导通路疏导出去，从而保护连接在信号传输通路上的像素单元不受静电损伤。
[0033]以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种静电防护结构，包括用于传输像素信号的数据线； 所述数据线包括静电疏导通路和信号传输通路； 其中，所述信号传输通路一端与像素单元连接，另一端与信号输出端连接，用于输出像素单元信号； 所述静电疏导通路一端连接至固定电位，另一端与所述信号输出端连接； 所述信号传输通路的阻抗大于所述静电疏导通路的阻抗。
2.如权利要求1所述的静电防护结构，其特征在于，所述信号传输通路包括弯折部，所述静电疏导通路包括直线部。
3.如权利要求2所述的静电防护结构，其特征在于，所述弯折部包括多个弯折拐点。
4.如权利要求1-3任一项所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电防护结构还包括静电防护电容，所述静电防护电容设置在所述静电疏导通路上。
5.如权利要求4所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电防护结构包括多个静电防护电容，所述多个静电防护电容分别设置在所述弯折部的弯折拐点处。
6.如权利要求5所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电防护结构还包括虚拟保护像素单元，所述虚拟保护像素单元连接在所述信号传输通路与所述像素单元之间。
7.如权利要求6所述的静电防护结构,其特征在于,所述静电防护电容的一极板与固定电位连接。
8.如权利要求7所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电防护电容的一极板通过栅电极层连接至固定电位。
9.如权利要求8所述的静电防护结构，其特征在于，所述静电防护电容的两极板分别为栅电极层及源漏电极层，其中间介质为有源层；或者，所述静电防护电容的两极板分别为源漏电极层及公共电极层，其中间介质为钝化层。
10.一种X射线图像传感器，包括如权利要求1-9任一项所述的静电防护结构，还包括多个像素单元，所述静电防护结构与所述像素单元连接。
【文档编号】H01L27/146GK104253134SQ201310270706
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】费小磊, 凌严, 朱虹, 祁刚 申请人:上海天马微电子有限公司, 天马微电子股份有限公司