放射线图像检测面板及其制作方法、放射线图像检测装置与流程

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种放射线图像检测面板及其制作方法、放射线图像检测装置。

背景技术：

现有技术中，提供了一种xrd装置，用于检测图像。

xrd即x-raydiffraction的缩写，x射线入射进入xrd装置后，通过闪烁体转化成可见光。可见光被光感元件吸收转化成电流，通过对转化的电流进行分析和计算，可以获得x射线的入射图案。

现有技术提供的一种xrd装置中，使用半导体二极管作为光感元件，然而，目前半导体二极管的灵敏度较低，xrd装置所得到的x射线图像的精确度降低。

因此，提高xrd装置中光感元件的灵敏度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种放射线图像检测面板及其制作方法、放射线图像检测装置，以解决现有技术提出的问题。

一方面，本发明提供了一种放射线图像检测面板，包括：衬底基板；设置于衬底基板上的多个光电二极管；光电二极管包括n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层；本征半导体层位于n型半导体层背离衬底基板的一侧，p型半导体层位于本征半导体层背离衬底基板的一侧；p型半导体层部分覆盖本征半导体层，以暴露至少一个第一区域中的本征半导体层；本征半导体层向衬底基板的正投影面积为s1，p型半导体层向衬底基板的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1。

另一方面，本发明提供了一种放射线图像检测面板的制作方法，包括：提供衬底基板；在衬底基板上形成n型半导体材料层；图案化n型半导体材料层，形成多个n型半导体层；在n型半导体层背离衬底基板的一侧表面形成本征半导体材料层；图案化本征半导体材料层，形成多个本征半导体层；在本征半导体层背离衬底基板的一侧表面形成p型半导体材料层；图案化p型半导体材料层，形成多个p型半导体层，p型半导体层部分覆盖本征半导体层，以暴露至少一个第一区域中的本征半导体层；本征半导体层向衬底基板的正投影面积为s1，p型半导体层向衬底基板的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1；n型半导体层、本征半导体层、p型半导体层堆叠形成光电二极管。

又一方面，本发明提供了一种放射线图像检测装置，包括本发明提供的放射线图像检测面板。

与现有技术相比，本发明提供的放射线图像检测面板及其制作方法、放射线图像检测装置，至少实现了如下的有益效果：

光电二极管包括n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，p型半导体层部分覆盖本征半导体层，以暴露至少一个第一区域中的本征半导体层；本征半导体层向衬底基板的正投影面积为s1，p型半导体层向衬底基板的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1。当放射线图像检测面板在进行图像检测时，由于本征半导体层在第一区域中没有被p型半导体层覆盖，第一区域的本征半导体层直接吸收入射光子。相比较于光线经过p型半导体层照射至本征半导体层而言，第一区域的本征半导体层的光照强度更大，从而光生载流子更多，相应的电流更大。较大的电流更容易被检测和识别，并且可以提高信噪比，因此可以提高光电二极管的灵敏度。相对于现有技术，本申请提供的放射线图像检测面板，光电二极管的灵敏度较高，对于图像的检测更加精确。

当然，实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

图2沿图1中bb’线的一种剖面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

图4沿图3中cc’线的一种剖面结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

图6沿图5中dd’线的一种剖面结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

图10沿图9中ee’线的一种剖面结构示意图；

图11沿图1中bb’线的另一种剖面结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种放射线图像检测面板的制作方法的流程图；

图13是图12提供的制作方法所对应的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

请参考图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；图2沿图1中bb’线的一种剖面结构示意图；

本实施例提供了一种放射线图像检测面板，包括：

衬底基板00；

设置于衬底基板00上的多个光电二极管d；

光电二极管d包括n型半导体层d1、本征半导体层d2和p型半导体层d3；本征半导体层d2位于n型半导体层d1背离衬底基板00的一侧，p型半导体层d3位于本征半导体层d2背离衬底基板00的一侧；

p型半导体层d3部分覆盖本征半导体层d2，以暴露至少一个第一区域a1中的本征半导体层d2；

本征半导体层d2向衬底基板00的正投影面积为s1，p型半导体层d3向衬底基板00的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1。

本实施例提供的放射线图像检测面板，可以将接收到的放射线转化为的入射图案。

其中，衬底基板00的材料可以为玻璃、树脂，本实施例对此不作具体限制。

衬底基板00用于承载多个光电二极管d，光电二极管d可以将光信号转化为电信号。光电二极管d具有光敏特性，并且具有单向导电性。无光照时，光电二极管d有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时，pin结中生成载流子，光电二极管d的饱和反向漏电流大大增加，形成电流，并且，光的强度越大，反向漏电流也越大。

其中，光电二极管d的核心部件是pin结，pin结是由n型半导体层d1、本征半导体层d2和p型半导体层d3紧密接触所构成的。pin结具有光生伏特效应，入射光子只能在本征半导体层内被吸收，因此通常p型半导体层会设置的较薄一些。

本实施例中，p型半导体层d3部分覆盖本征半导体层d2背离n型半导体层d1的一侧表面，本征半导体层d2没有被p型半导体层d3覆盖的区域即为第一区域a1。

当本实施例提供的放射线图像检测面板在进行图像检测时，由于本征半导体层d2在第一区域a1中没有被p型半导体层d3覆盖，因此光线可以直接照射至位于第一区域a1的本征半导体层d2，第一区域a1的本征半导体层d2直接吸收入射光子。相比较于光线经过p型半导体层d3照射至本征半导体层d2而言，第一区域a1的本征半导体层d2的光照强度更大，从而光生载流子更多，相应的电流更大。较大的电流更容易被检测和识别，并且可以提高信噪比，因此可以提高光电二极管d的灵敏度。

本实施例中，为了使光电二极管d的灵敏度较佳，进一步设置本征半导体层d2向衬底基板00的正投影面积为s1，p型半导体层向衬底基板00的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1p型半导体层的面积应小于征半导体层d2的面积，但是p型半导体层的面积不宜过小，小于40％*s1会影响光电二极管d的正常工作。设置40％*s1≤s2<s1，可以使本征半导体层d2的光照强度较大，获得较佳的灵敏度。

其中，图1即为在垂直于衬底基板00所在平面的方向上观察放射线图像检测面板所得到的视图，本征半导体层d2向衬底基板00的正投影和本征半导体层d2自身是重合的，图1中不再单独标记本征半导体层d2向衬底基板00的正投影。同理，图1中也不再单独标记第一区域a1向衬底基板00的正投影。

需要说明的是，本实施例中，以第一区域a1的数量为一个为例进行说明。在本发明其他可选的实现方式中，第一区域a1的数量可以为两个、三个或者更多个，本实施例对此不作具体限制。并且本实施例仅以第一区域a1的形状为四边形为例进行说明，在本发明其他可选的实现方式中，第一区域a1的形状可以为三角形、五边形、圆形或者其他不规则图形，本发明实施例对于第一区域a1的具体形状不作具体限制。

需要说明的是，本实施例提供的放射线图像检测面板中，可以设置信号线用于向光电二极管d传输电信号，本实施例对此不作具体限制。

综上，本实施例提供的放射线图像检测面板，至少具有如下的有益效果：

光电二极管d包括n型半导体层d1、本征半导体层d2和p型半导体层d3，p型半导体层d3部分覆盖本征半导体层d2，以暴露至少一个第一区域a1中的本征半导体层d2；本征半导体层d2向衬底基板00的正投影面积为s1，p型半导体层d3向衬底基板00的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1。当放射线图像检测面板在进行图像检测时，由于本征半导体层d2在第一区域a1中没有被p型半导体层d3覆盖，第一区域a1的本征半导体层d2直接吸收入射光子。相比较于光线经过p型半导体层d3照射至本征半导体层d2而言，第一区域a1的本征半导体层d2的光照强度更大，从而光生载流子更多，相应的电流更大。较大的电流更容易被检测和识别，并且可以提高信噪比，因此可以提高光电二极管d的灵敏度。相对于现有技术，本实施例提供的放射线图像检测面板，光电二极管的灵敏度较高，对于图像的检测更加精确。

在一些可选的实施例中，请参考图3和图4，图3是本发明实施例提供的另一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；图4沿图3中cc’线的一种剖面结构示意图；

本实施例提供的放射线图像检测面板中，第一区域a1的数量为两个；

p型半导体层d3向本征半导体层d2的正投影为第一投影，两个第一区域a1分别位于第一投影相对的两侧。

需要说明的是，图3即为在垂直于衬底基板00所在平面的方向上观察放射线图像检测面板所得到的视图，p型半导体层d3向衬底基板00的正投影和p型半导体层d3自身是重合的，图3中不再单独标记p型半导体层d3向衬底基板00的正投影(第一投影)。

本实施例中，两个第一区域a1的形状、大小可以相同，也可以不同，本实施例对此不作具体限制。

本征半导体层d2在第一区域a1中没有被p型半导体层d3覆盖，当放射线图像检测面板在进行图像检测时，本征半导体层d2在两个第一区域a1中的部分均可以直接吸收入射光子，将两个第一区域a1设置在第一投影相对的两侧，因而有利于本征半导体层d2较为均匀的吸收入射光子，有利于使本征半导体层d2中广生载流子的分布较为均匀，从而提高光电二极管的性能，提升放射线图像检测面板的性能。

在一些可选的实施例中，请参考图5和图6，图5是本发明实施例提供的又一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；图6沿图5中dd’线的一种剖面结构示意图；

本实施例提供的放射线图像检测面板中，p型半导体层d3包括至少一个镂空部10，镂空部10向本征半导体层d2的正投影和第一区域a1重合。

本实施例中，在p型半导体层d3设置了镂空部10，本征半导体层d2中被镂空部10暴露出的区域即为第一区域a1。因此，镂空部10向本征半导体层d2的正投影和第一区域a1是重合的。第一区域a1的形状、大小、数量和镂空部10是一一对应的。

需要说明的是，图5即为在垂直于衬底基板00所在平面的方向上观察放射线图像检测面板所得到的视图，镂空部10向衬底基板00的正投影和镂空部10自身是重合的，图3中不再单独标记镂空部10向衬底基板00的正投影。

图5和图6所示的放射线图像检测面板，仅以镂空部10的数量为一个为例进行说明。在本发明其他可选的实现方式中，镂空部10的数量可以为两个、三个或者更多个，本实施例对此不作具体限制。并且本实施例仅以镂空部10的形状为四边形为例进行说明，在本发明其他可选的实现方式中，镂空部10的形状可以为三角形、五边形、圆形或者其他不规则图形，本发明实施例对于镂空部10的具体形状不作具体限制。可选的，当镂空部的数量为至少两个时，各镂空部10在p型半导体层d3可以大致对称分布，有利于p型半导体层d3的镂空部10的分布较为均匀，从而有利于本征半导体层d2较为均匀的吸收入射光子，相应的使本征半导体层d2中广生载流子的分布较为均匀，从而提高光电二极管的性能，提升放射线图像检测面板的性能。

本实施例中，通过在p型半导体层d3中设置至少一个镂空部10，镂空部10可以将本征半导体层d2暴露出来，使光线通过镂空部10直接照射至本征半导体层d2，有利于提高光电二极管的灵敏度，提高图像检测的精确度。

在一些可选的实施例中，请参考图7，图7是本发明实施例提供的又一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

本实施例中，镂空部10为沿第一方向x延伸的长条形状、且数量为至少两个；

至少两个镂空部10沿第二方向y排列，第二方向y和第一方向x相交。可选的，第二方向y和第一方向x互相垂直。

本实施例提供的放射线图像检测面板中，镂空部10的数量可以为两个、三个、四个或者更多个，图7仅以镂空部10的数量为四个为例进行说明。

镂空部10为长条形状，四个镂空部10沿第二方向y排列，使p型半导体层d3成为梳齿形状。可选的，四个镂空部10是等间距分布的，但本实施例对此不作具体限制。可选的，四个镂空部10的形状、大小可以是相同的。

本实施例提供的放射线图像检测面板，将至少两个镂空部10在p型半导体层d3中分散设置，有利于p型半导体层d3的镂空部10的分布较为均匀，从而有利于本征半导体层d2较为均匀的吸收入射光子，相应的使本征半导体层d2中广生载流子的分布较为均匀，从而提高光电二极管的性能，提升放射线图像检测面板的性能。

在一些可选的实施例中，请参考图8，图8是本发明实施例提供的又一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；

本实施例中，镂空部10的数量为多个，使p型半导体层d3为网格形状。

本实施例提供的放射线图像检测面板，镂空部10的数量可以为三个、四个或者更多个，图7仅以镂空部10的数量为十二个为例进行说明。

镂空部10的形状为块状，例如四边形、圆形、椭圆形或者其他不规则的图形。

多个镂空部10分散在p型半导体层d3中，p型半导体层d3向衬底基板00的正投影为网格形状。

可选的，多个镂空部10呈矩阵排列，有利于镂空部10在p型半导体层d3均匀分布，但本实施例对此不作具体限制。

本实施例提供的放射线图像检测面板，将多个镂空部10在p型半导体层d3中分散设置，有利于p型半导体层d3的镂空部10的分布较为均匀，从而有利于本征半导体层d2较为均匀的吸收入射光子，相应的使本征半导体层d2中广生载流子的分布较为均匀，从而提高光电二极管的性能，提升放射线图像检测面板的性能。

下面，本发明实施例在此，对于放射线图像检测面板的其他结构进行示例性的说明。

请参考图9和图10，图9是本发明实施例提供的一种放射线图像检测面板的平面结构示意图；图10沿图9中ee’线的一种剖面结构示意图；

本实施例提供的放射线图像检测面板还包括：

位于多个光电二极管d靠近衬底基板00一侧的多个薄膜晶体管st；

多条控制线cl、多条第一信号线l1、多条第二信号线l2；

薄膜晶体管st包括栅极t1、源极t2和漏极t3；

栅极t1和控制线cl电连接，源极t2和第一信号线l1电连接，漏极t3和n型半导体层d1电连接；

p型半导体层d3和第二信号线l2电连接。

本实施例中，衬底基板00上还设置了多个薄膜晶体管st，薄膜晶体管st用作开关。

薄膜晶体管st的栅极t1和控制线cl电连接，控制线cl用于传输控制信号以控制薄膜晶体管st的导通或者截止状态。可选的，控制线cl和栅极t1同层设置。

第一信号线l1用于向n型半导体层d1传输电信号。当薄膜晶体管st为导通状态时，第一信号线l1的电信号可以依次通过薄膜晶体管st的源极t2、漏极t3传输至n型半导体层d1。

第二信号线l2用于向p型半导体层d3传输电信号。可选的，第一信号线l1、第二信号线l2、源极t2、漏极t3均同层设置。

可选的，放射线图像检测面板还包括：

第一连接部20；

第二信号线l2和漏极t3同层设置；

第一连接部20的一端和p型半导体层d3电连接、另一端和第二信号线l2电连接。

第一连接部20可以使用透明导电金属氧化物制作，例如氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟锡锌等，本实施例对此不作具体限制。

第一连接部20的一端通过过孔k1和p型半导体层d3电连接，第一连接部20的另一端通过过孔k2和第二信号线l2电连接。可选的，过孔k2的数量可以为两个，从而提高第一连接部20和第二信号线l2电连接的可靠性，并且降低第一连接部20和第二信号线l2的等效电阻。可选的，第一连接部20和p型半导体层d3之间可以通过一导电连接部(图中未示意)电连接，该导电连接部的材料可以为ito(氧化铟锡)，但本实施例对此不作具体限制。

可选的，放射线图像检测面板还包括：遮光部30；

薄膜晶体管st包括有源层t4，有源层t4位于栅极远离衬底基板00的一侧；

在垂直于衬底基板00的方向上，遮光部30覆盖有源层t4。

本实施例中，为了避免光线照射薄膜晶体管st的有源层t4而产生漏电流，影响光电二极管d的精确度，设置了遮光部30用于阻挡光线。遮光部30向衬底基板00的正投影完全覆盖有源层t4向衬底基板00的正投影。可选的，遮光部30的面积大于有源层t4的面积。

可选的，遮光部30可以为金属材料、或者掺杂了黑色燃料的有机材料，本实施例对此不作具体限制。

需要说明的是，为了清楚的示意本实施例的技术方案，图9中没有示意遮光部30。

在一些可选的实施例中，请参考图1和图11，图11沿图1中bb’线的另一种剖面结构示意图；

第一区域a1中的本征半导体层d2的厚度为d1，与p型半导体层d3交叠处的本征半导体层d2的厚度为d2，其中，d1小于d2。

在制作本实施例提供的放射线图像检测面板时，在制作p型半导体层d3时需要使用图案化工艺，由于p型半导体层d3和本征半导体层d2均为半导体材料，因此图案化p型半导体层d3时可能会损耗第一区域a1中的本征半导体层d2，在放射线图像检测面板制作完成后，第一区域a1中的本征半导体层d2的厚度d1会小一些，小于被p型半导体层d3覆盖的本征半导体层d2的厚度d2。

本发明实施例还提供了一种放射线图像检测装置，包括本发明上述任一实施例提供的放射线图像检测面板。

本发明实施例还提供了一种放射线图像检测面板的制作方法。

请参考图12和图13，图12是本发明实施例提供的一种放射线图像检测面板的制作方法的流程图；图13是图12提供的制作方法所对应的结构图。

本实施例提供的放射线图像检测面板的制作方法包括：

步骤s10：提供衬底基板00；

步骤s20：在衬底基板00上形成n型半导体材料层0d1；

步骤s30：图案化n型半导体材料层0d1，形成多个n型半导体层d1；

步骤s40：在n型半导体层d1背离衬底基板00的一侧表面形成本征半导体材料层0d2；

步骤s50：图案化本征半导体材料层0d2，形成多个本征半导体层d2；

步骤s60：在本征半导体层d2背离衬底基板00的一侧表面形成p型半导体材料层0d3；

步骤s70：图案化p型半导体材料层0d3，形成多个p型半导体层d3，p型半导体层d3部分覆盖本征半导体层d2，以暴露至少一个第一区域a1中的本征半导体层d2；

本征半导体层向衬底基板00的正投影面积为s1，p型半导体层d3向衬底基板00的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1；

n型半导体层d1、本征半导体层d2、p型半导体层d3堆叠形成光电二极管d。

本实施例提供的制作方法所得到的放射线图像检测面板的平面图可以参考图1。

需要说明的是，本实施例提供的制作方法中，可以制作得到多个光电二极管d，为了清楚的示意本实施例的技术方案，图12和图13中仅以光电二极管d的数量为一个为例进行说明。

本实施例提供的制作方法中，采用的图案化工艺可以是湿法刻蚀或者干法刻蚀。当采用湿法刻蚀时，可以针对各层的材料的不同，采用不同的刻蚀液。当采用干法刻蚀时，可以针对各层的材料的不同，采用不同的刻蚀气体。本领域的技术人员可以理解，针对上述放射线图像检测面板形成各层结构的材料等的不同，可以选择不同的刻蚀液或刻蚀气体，这里不再赘述。

本实施例提供的制作方法制得的放射线图像检测面板包括多个光电二极管d。光电二极管d包括n型半导体层d1、本征半导体层d2和p型半导体层d3，p型半导体层d3部分覆盖本征半导体层d2，以暴露至少一个第一区域a1中的本征半导体层d2；本征半导体层d2向衬底基板00的正投影面积为s1，p型半导体层d3向衬底基板00的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1。当放射线图像检测面板在进行图像检测时，由于本征半导体层d2在第一区域a1中没有被p型半导体层d3覆盖，第一区域a1的本征半导体层d2直接吸收入射光子。相比较于光线经过p型半导体层d3照射至本征半导体层d2而言，第一区域a1的本征半导体层d2的光照强度更大，从而光生载流子更多，相应的电流更大。较大的电流更容易被检测和识别，并且可以提高信噪比，因此可以提高光电二极管d的灵敏度。相对于现有技术，本实施例提供的放射线图像检测面板，光电二极管的灵敏度较高，对于图像的检测更加精确。

可选的，在步骤s70：图案化p型半导体材料层0d3的工艺中，由于p型半导体材料层0d3和本征半导体层d2均为半导体材料，因此图案化p型半导体材料层0d3所采用的刻蚀液或者刻蚀气体可能会刻蚀掉部分第一区域a1的本征半导体层d2，从而造成第一区域a1中的本征半导体层d2的厚度较小。可选的，请结合参考图11，第一区域a1中的本征半导体层d2的厚度为d1，与p型半导体层d3交叠处的本征半导体层d2的厚度为d2，其中，d1小于d2。可选的，可以考虑本征半导体层d2在第一区域a1中的损耗，在制作本征半导体层d2时将其厚度制作的稍厚一些。

通过上述实施例可知，本发明提供的放射线图像检测面板及其制作方法、放射线图像检测装置，至少实现了如下的有益效果：

光电二极管包括n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，p型半导体层部分覆盖本征半导体层，以暴露至少一个第一区域中的本征半导体层；本征半导体层向衬底基板的正投影面积为s1，p型半导体层向衬底基板的正投影面积为s2，40％*s1≤s2<s1。当放射线图像检测面板在进行图像检测时，由于本征半导体层在第一区域中没有被p型半导体层覆盖，第一区域的本征半导体层直接吸收入射光子。相比较于光线经过p型半导体层照射至本征半导体层而言，第一区域的本征半导体层的光照强度更大，从而光生载流子更多，相应的电流更大。较大的电流更容易被检测和识别，并且可以提高信噪比，因此可以提高光电二极管的灵敏度。相对于现有技术，本申请提供的放射线图像检测面板，光电二极管的灵敏度较高，对于图像的检测更加精确。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。