专利名称：一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种探测器及其制备方法，特别是涉及一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器及其制备方法。
背景技术：
平板探测器是数字X线成像系统的重要部件，其作用是将X射线转化成数字图像信号。非晶硅型平板探测器光电转换能力好且性能稳定，因此成为平板探测器市场的主流。非晶硅型平板探测器是一种间接转换型探测器，当X光投射到探测器上时，先由碘化铯闪烁体层将X光转化为可见光，然后由薄膜晶体管平板探测器把可见光转变为电信号。如图Ia所示，薄膜晶体管平板探测器的每一个像素单元由一个PIN光电二极管和一个晶体管开关组成。PIN光电二极管的下电极和晶体管的源(漏)极相连，所有PIN光电二极管的上电极，又称为公共电极，全部引出并连到一起，PIN光电二极管的偏置电压加在上电极上。工作时，PIN光电二极管将光信号转变成电荷信号并储存在自身的电容中，晶体管开关在驱动电路的控制下打开，将存储的电荷信号读出并送入信号处理电路。如图Ib所示， 传统的非晶硅探测器采用薄膜晶体管制造工艺，将器件制作在玻璃衬底上，由于玻璃基板不耐高温，所以使用低温条件形成非晶硅薄膜层。但是，非晶硅薄膜晶体管的载流子迁移率非常低(约0. 1 lcm2/V -S)，晶体管开关在打开时的导通电阻较高，所以不利于电荷信号的读出。增加晶体管开关的宽度尺寸可以降低导通电阻，有利于电荷信号的读出，但是会导致像素单元面积增大，使单位面积上像素数量减小，从而使空间分辨率减小；若不增加像素单元面积，则必须牺牲光电二极管的面积，使像素中的感光面积所占比例减小，限制了探测器收集光信号的能力。随着数字X线成像系统的应用在医疗及工业等专业领域的不停发展，未来对平板探测器的性能要求将越来越高，而传统的非晶硅平板探测器将难以满足未来的需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器及其制备方法，以制备出一种空间分辨率高、光信号收集能力强的低温多晶硅薄膜晶体管探测器。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤1)提供一基板，在所述基板上制作非晶硅层，然后对所述非晶硅层进行煺火以形成多晶硅层，接着刻蚀所述多晶硅层，以形成间隔排列的第一导电类型晶体管衬底、第二导电类型晶体管衬底、开关晶体管衬底及裸露基板；2) 在所述第一、第二导电类型晶体管衬底上制作驱动晶体管，在所述开关晶体管衬底上制作开关晶体管，在所述裸露基板的区域上制作光电二极管；幻制作钝化层，刻蚀所述钝化层以形成用以制作所述驱动晶体管、开关晶体管、以及光电二极管各电极的接触孔，然后制作金属层并将其制作出所述驱动晶体管与开关晶体管的电极、互连电极、所述开关晶体管的遮光罩、及所述光电二极管的公共电极，以完成所述探测器的制备。在本发明的制备方法中，所述煺火为准分子激光煺火。在本发明的制备方法中，所述步骤幻包括以下步骤2-1)在所述第一导电类型晶体管衬底制作NMOS管源区与NMOS管漏区；2- 在所述第一、第二导电类型晶体管衬底、开关晶体管衬底及所述裸露基板表面依次形成绝缘层及金属层，刻蚀所述金属层以在所述第一导电类型晶体管衬底上形成NMOS管栅电极，在第二导电类型晶体管衬底上形成PMOS管栅电极，在所述开关晶体管衬底上形成第一开关栅电极与第二开关栅电极，并同时在所述裸露基板上形成下电极；2- 在所述第二导电类型晶体管衬底制作PMOS管源区与PMOS管漏区以完成驱动晶体管的制备，然后在所述开关晶体管衬底制作第一、第二、第三P型掺杂区及第一、第二沟道区以完成开关晶体管的制备，接着在所述驱动晶体管与开关晶体管上制作保护层；2-4)在所述下电极上制作光电二极管。其中，所述步骤2_2~)还包括对所述第一导电类型晶体管衬底进行轻掺杂源、漏的步骤。在本发明的制备方法中，另一种进行所述步骤幻的方案包括以下步骤2-a)在所述开关晶体管衬底制作第一、第二、第三N型掺杂区及第一、第二 NMOS管沟道区，并在所述第二导电类型晶体管衬底制作NMOS管源区与NMOS管漏区；2-b)在所述第一、第二导电类型晶体管衬底、开关晶体管衬底及所述裸露基板表面依次形成绝缘层及金属层，刻蚀所述金属层以在所述开关晶体管衬底上形成第一开关栅电极与第二开关栅电极以完成开关晶体管的制备，在所述第一导电类型晶体管衬底形成PMOS管栅电极、第二导电类型晶体管衬底上形成NMOS管栅电极，并同时在所述裸露基板上形成下电极；2-c)在所述第一导电类型晶体管衬底制作PMOS管源区与PMOS管漏区以完成驱动晶体管的制备，然后在所述驱动晶体管与开关晶体管上制作保护层；2-d)在所述下电极上制作光电二极管。其中，所述步骤2_b)还包括对所述第二导电类型晶体管衬底与开关晶体管衬底进行轻掺杂源、漏的步骤。在本发明的制备方法中，所述光电二极管的制作包括步骤在所述下电极上制作 N型非晶硅层；在所述N型非晶硅层上制作非晶硅层；在所示非晶硅层上制作P型非晶硅层；在所述P型非晶硅层上制作上电极。本发明还提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器，至少包括基板；位于所述基板上表面一侧的像素单元，包括光电二极管以及与所述光电二极管电性连接的开关晶体管；位于所述基板上表面另一侧的驱动晶体管，电性连接于所述开关晶体管。在本发明的探测器中，所述基板为玻璃基板。在本发明的探测器中，所述驱动晶体管至少包括NM0S管，包括具有源区、漏区、 位于所述源、漏区内侧的轻掺杂源区、漏区及位于所述轻掺杂源区、漏区之间的沟道区的有源区、结合于所述有源区上的绝缘层以及分别结合于所述源区、漏区上的源、漏电极及设置于所述沟道区对应的绝缘层上的栅电极；PMOS管，连接于所述NMOS管，包括具有源区、漏区、位于所述源、漏区之间的沟道区的有源区、结合于所述有源区上的绝缘层以及分别结合于所述源、漏区上的源、漏电极及设置于所述沟道区对应的绝缘层上的栅电极。其中，所述有源区为多晶硅层。在本发明的探测器中，所述开关晶体管连接于所述PMOS管，包括具有第一 P型掺杂区、第二 P型掺杂区、第三P型掺杂区、位于所述第一、第二 P型掺杂区之间的第一沟道区、位于所述第二、第三P型掺杂区之间的第二沟道区的开关有源区，结合于所述开关有源区上的绝缘层以及结合于所述第一 P型掺杂区的第一 P型掺杂区电极、结合于所述第三P 型掺杂区的互连电极及设置于所述第一、第二沟道区对应的绝缘层上的第一、第二开关栅电极。其中，所述开关有源区为多晶硅层。在本发明的探测器中，另一种结构为，所述开关晶体管连接于所述NMOS管，包括具有第一 N型掺杂区、第二 N型掺杂区、第三N型掺杂区、位于所述第一、第二 N型掺杂区之间的第一沟道区、位于所述第二、第三N型掺杂区之间的第二沟道区及分别位于所述第一、第三N型掺杂区内侧的第一、第二轻掺杂区的开关有源区，结合于所述开关有源区上的绝缘层以及结合于所述第一 N型掺杂区的第一 N型掺杂区电极、结合于所述第三N型掺杂区的互连电极及设置于所述第一、第二沟道区对应的绝缘层上的第一、第二开关栅电极。其中，所述开关有源区为多晶硅层。在本发明的探测器中，所述光电二极管连接于所述开关晶体管，包括结合于所述基底上的绝缘层，结合于所述绝缘层上的上电极，结合于所述上电极上的N型非晶硅层，结合于所述N型非晶硅层上的非晶硅层，结合于所述非晶硅层上的P型非晶硅层以及结合于所述P型非晶硅层上的上电极。在本发明的探测器中，所述探测器还包括结合于所述光电二极管、开关晶体管及驱动晶体管表面的保护层。在本发明的探测器中，所述开关晶体管还包括结合于所述保护层上的遮光罩。如上所述，本发明的低温多晶硅薄膜晶体管探测器及其制备方法，具有以下有益效果所述低温多晶硅薄膜晶体管探测器利用低温多晶硅薄膜晶体管工艺制作。先利用化学气相沉淀，在玻璃基板上沉积非晶硅薄膜层，利用准分子激光煺火的方法将非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜，并制作多晶硅薄膜晶体管。在制作探测器时同时将一些驱动电路集成在玻璃基板上，从而获得高集成度，降低探测器的成本，同时获得更好的性能。
图Ia Ib显示为现有技术中的非晶硅型平板探测器示意图。图加 图3f显示为本发明的低温多晶硅薄膜晶体管探测器各制备步骤的结构示意图。
具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。请参阅图加至图3f。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间” 及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。实施例1如图加 图池所示，本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法， 包括以下步骤请参阅图加 图2b，如图所示，首先进行步骤1)，提供一基板10，所述基板为玻璃基板，当然，也可以为蓝宝石基板等，在所述基板10上制作非晶硅层11，然后对所述非晶硅层11进行煺火以形成多晶硅层12，在本实施例中，所述的煺火工艺采用准分子激光煺火工艺，接着刻蚀所述多晶硅层12，在本实施例中采用干法刻蚀，以形成间隔排列的第一导电类型晶体管衬底131、第二导电类型晶体管衬底141、开关晶体管衬底151及裸露基板；如图2c 池所示，然后进行步骤幻，在所述第一、第二导电类型晶体管衬底上制作驱动晶体管13及14，在所述开关晶体管衬底上制作开关晶体管15，在所述裸露基板的区域上制作光电二极管16 ；其中，所述步骤幻包括2-1)在所述第一导电类型晶体管衬底131制作NMOS管源区1313与NMOS管漏区1314，具体地，利用光刻胶作为阻挡层，保护不需要进行离子注入的区域，对所述第一导电类型晶体管衬底131中欲制作源、漏区的区域进行N+离子注入，以形成NMOS管源区1313与NMOS管漏区1314 ；2-2)在所述第一、第二导电类型晶体管衬底131及141、开关晶体管衬底151及所述裸露基板表面依次形成绝缘层171及金属层172，刻蚀所述金属层172以在所述第一导电类型晶体管衬底131上形成NMOS管栅电极132，在第二导电类型晶体管衬底上形成PMOS管栅电极142，在所述开关晶体管衬底上形成第一开关栅电极152与第二开关栅电极153，并同时在所述裸露基板上形成下电极161，在具体的实施过程中，先在所述第一、第二导电类型晶体管衬底131及141、开关晶体管衬底151及所述裸露基板表面沉积SiO2层作为栅绝缘介质，然后在所述SiO2层上沉积金属钼层，接着在金属钼层上涂一层光刻胶，刻蚀以在所述第一导电类型晶体管衬底131上形成NMOS管栅电极132，在第二导电类型晶体管衬底上形成PMOS管栅电极142，在所述开关晶体管衬底151上形成第一开关栅电极152与第二开关栅电极153，并同时在所述裸露基板上形成下电极161。需要注意的是，因为要对所述第一导电类型晶体管衬底131进行轻掺杂源漏，所述NMOS管栅电极132的宽度要比所述NMOS 管源、漏区1313及1314的距离要窄。然后对所述第一导电类型晶体管衬底131进行N-离子注入已形成NMOS管轻掺杂源、漏区1315及1316，以抑制热载流子效应，减小晶体管在截止状态时的漏电流。2-3)在所述第二导电类型晶体管衬底141制作PMOS管源区1413与PMOS管漏区 1414以完成驱动晶体管14的制备，然后在所述开关晶体管衬底151制作第一、第二、第三P 型掺杂区1514、1515及1516以及第一、第二沟道区1512及1513以完成开关晶体管15的制备，接着在所述驱动晶体管与开关晶体管15上制作保护层173，所述保护层为SiNx层；2-4)在所述下电极上制作光电二极管16，具体地，在所述下电极161上制作N型非晶硅层162 ；在所述N型非晶硅层162上制作非晶硅层163 ；在所示非晶硅层163上制作 P型非晶硅层164 ；在所述P型非晶硅层164上制作上电极165。请参阅图2h，如图所示，最后进行步骤幻，制作钝化层174，具体地，采用化学气相沉积法在所述驱动晶体管13及14、开关晶体管15及光电二极管16表面形成SiNx层，当然也能形成AlNx层等，然后刻蚀所述钝化层174以形成用以制作所述驱动晶体管13及14、开关晶体管15、以及光电二极管16各电极的接触孔，然后制作金属层，所述金属层包括填入所述接触孔的互连线，并将所述金属层制作出所述驱动晶体管的电极133、134、143、及144 与开关晶体管的电极154、互连电极167、所述开关晶体管的遮光罩155、及所述光电二极管的公共电极166，所述金属为钼/铝/钼，以完成所述探测器的制备。本实施例还提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器，至少包括基板10，所述基板10为玻璃基板，当然，也可以为蓝宝石基板等；位于所述基板10上表面一侧的像素单元，包括光电二极管16以及与所述光电二极管16电性连接的开关晶体管15，具体地，所述光电二极管16包括结合于所述基底10上的绝缘层171，结合于所述绝缘层171上的上电极161，结合于所述上电极161上的N型非晶硅层162，结合于所述N型非晶硅层162上的非晶硅层163，结合于所述非晶硅层163上的P型非晶硅层164以及结合于所述P型非晶硅层164上的上电极165，所述开关晶体管 15包括具有第一 P型掺杂区1514、第二 P型掺杂区1515、第三P型掺杂区1516、位于所述第一、第二 P型掺杂区1514及1515之间的第一沟道区1512、位于所述第二、第三P型掺杂区1515及1516之间的第二沟道区1513的开关有源区，所述开关有源区为多晶硅层，结合于所述开关有源区上的绝缘层171以及结合于所述第一 P型掺杂区1514的第一 P型掺杂区电极、结合于所述第三P型掺杂区的互连电极167及设置于所述第一、第二沟道区1512 及1513对应的绝缘层171上的第一、第二开关栅电极152及153。位于所述基板上表面另一侧的驱动晶体管13及14，电性连接于所述开关晶体管 15。其中所述驱动晶体管至少包括NM0S管13，包括具有源区1313、漏区1314、位于所述源、漏区1313及1314内侧的轻掺杂源区、漏区1315及1316及位于所述轻掺杂源区、漏区 1315及1316之间的沟道区1312的有源区，所述有源区为多晶硅层，结合于所述有源区上的绝缘层171以及分别结合于所述源区1313、漏区1314上的源、漏电极133及134及设置于所述沟道区1312对应的绝缘层171上的栅电极132 ；PMOS管14，连接于所述NMOS管13 与所述开关晶体管15之间，包括具有源区1413、漏区1414、位于所述源、漏区1413及1414 之间的沟道区1412的有源区，所述有源区为多晶硅层、结合于所述有源区上的绝缘层171 以及分别结合于所述源、漏区1413及1414上的源、漏电极143及144及设置于所述沟道区 1412对应的绝缘层171上的栅电极142。在本实施例中，所述探测器还包括结合于所述光电二极管16、开关晶体管15及驱动晶体管13及14表面的保护层174，所述保护层为SiNx层，当然也能为AlNx层等。所述开关晶体管15还包括结合于所述保护层174上的遮光罩155。实施例2如图3a 图3f所示，本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法， 包括以下步骤请参阅图3a，如图所示，首先进行步骤1)，提供一基板20，所述基板20为玻璃基板，当然，也可以为蓝宝石基板等，在所述基板20上制作非晶硅层，然后对所述非晶硅层进行煺火以形成多晶硅层，在本实施例中，所述的煺火工艺采用准分子激光煺火工艺，接着刻蚀所述多晶硅层，在本实施例中采用干法刻蚀，以形成间隔排列的第一导电类型晶体管衬底231、第二导电类型晶体管衬底Ml、开关晶体管衬底251及裸露基板；
如图北 !Be所示，然后进行步骤幻，在所述第一、第二导电类型晶体管衬底231 及241上制作驱动晶体管23及M，在所述开关晶体管衬底251上制作开关晶体管25，在所述裸露基板的区域上制作光电二极管26 ；其中，所述步骤2、包括2_a)在所述开关晶体管衬底251制作第一、第二、第三N 型掺杂区2514、2515及2516及第一、第二沟道区2512及2513，并在所述第二导电类型晶体管衬底241制作NMOS管源区M13与NMOS管漏区M14，具体地，利用光刻胶作为阻挡层，保护不需要进行离子注入的区域，然后对所述开关晶体管衬底251与所述第二导电类型晶体管衬底241进行N+离子注入，以在所述开关晶体管衬底251制作出第一、第二、第三N型掺杂区2514、2515及2516及第一、第二沟道区2512及2513，并在所述第二导电类型晶体管衬底241制作出NMOS管源区M13与NMOS管漏区M14 ；2-b)在所述第一、第二导电类型晶体管衬底231及Ml、开关晶体管衬底251及所述裸露基板表面依次形成绝缘层271及金属层272，刻蚀所述金属层272以在所述开关晶体管衬底251上形成第一开关栅电极252与第二开关栅电极253，在所述第一导电类型晶体管衬底231形成PMOS管栅电极232、第二导电类型晶体管衬底241上形成NMOS管栅电极 M2，并同时在所述裸露基板上形成下电极沈1，在具体的实施过程中，先在所述第一、第二导电类型晶体管衬底231及241、开关晶体管衬底251及所述裸露基板表面沉积S^2层作为栅绝缘介质，然后在所述SW2层上沉积金属钼层，接着在金属钼层上涂一层光刻胶，刻蚀所述金属钼层以在所述第一导电类型晶体管衬底231上形成PMOS管栅电极232，在第二导电类型晶体管衬底241上形成NMOS管栅电极M2，在所述开关晶体管衬底251上形成第一开关栅电极252与第二开关栅电极253，并同时在所述裸露基板上形成下电极沈1。需要注意的是，因为要对所述开关晶体管衬底251及第二导电类型晶体管衬底241进行轻掺杂源漏，所述NMOS管栅电极242的宽度要比所述NMOS管源、漏区M13及M14的距离要窄，所述第一开关栅电极252与第二开关栅电极253的宽度要分别比所述第一沟道区2512与第二沟道区2513的宽度窄，然后对所述开关晶体管衬底251及第二导电类型晶体管衬底241 进行N-离子注入，以在所述第二导电类型晶体管衬底形成NMOS管轻掺杂源、漏区2315及 2316，在所述开关晶体管衬底251形成第一轻掺杂区2517与第二轻掺杂区2518，以抑制热载流子效应，减小晶体管在截止状态时的漏电流。2-c)在所述第一导电类型晶体管衬底231制作PMOS管源区2313与PMOS管漏区 2314以完成驱动晶体管23的制备，具体地，利用光刻胶作为阻挡层，保护不需要进行离子注入的区域，对所述第一导电类型晶体管衬底231进行P+离子注入，以形成PMOS管源区 2313与PMOS管漏区2314 ；然后在所述驱动晶体管23及M与开关晶体管25上制作保护层 273，所述保护层为SiNx层；2-d)在所述下电极上制作光电二极管沈，具体地，在所述下电极261上制作N型非晶硅层262 ；在所述N型非晶硅层262上制作非晶硅层沈3 ；在所示非晶硅层263上制作 P型非晶硅层264 ；在所述P型非晶硅层264上制作上电极沈5。请参阅图3f，如图所示，最后进行步骤幻，制作钝化层274，具体地，采用化学气相沉积法在所述驱动晶体管23及24、开关晶体管25及光电二极管沈表面形成SiNx层，当然也能形成AlNx层等，然后刻蚀所述钝化层274以形成用以制作所述驱动晶体管23及24、开关晶体管25、以及光电二极管沈各电极的接触孔，然后制作金属层，所述金属层包括填入所述接触孔的互连线，并将所述金属层制作出所述驱动晶体管的电极233、234、M3、及244 与开关晶体管的电极254、互连电极沈7、所述开关晶体管的遮光罩255、及所述光电二极管的公共电极沈6，所述金属为钼/铝/钼，以完成所述探测器的制备。本实施例还提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器，至少包括基板20，所述基板20为玻璃基板，当然，也可以为蓝宝石基板等；位于所述基板20上表面一侧的像素单元，包括光电二极管沈以及与所述光电二极管沈电性连接的开关晶体管25，具体地，所述光电二极管沈包括结合于所述基底20上的绝缘层271，结合于所述绝缘层271上的上电极沈1，结合于所述上电极261上的N型非晶硅层沈2，结合于所述N型非晶硅层262上的非晶硅层沈3，结合于所述非晶硅层263上的P型非晶硅层264以及结合于所述P型非晶硅层264上的上电极沈5 ；所述开关晶体管 25包括具有第一 N型掺杂区2514、第二 N型掺杂区2515、第三N型掺杂区2516、位于所述第一、第二 N型掺杂区2514及2515之间的第一沟道区2512、位于所述第二、第三N型掺杂区2515及2516之间的第二沟道区2513、分别位于所述第一 N型掺杂区2514与第三N型掺杂区2516内侧的第一轻掺杂区2517与第二轻掺杂区2518的开关有源区，所述开关有源区为多晶硅层、结合于所述开关有源区上的绝缘层271以及结合于所述第一 N型掺杂区2514 的第一 N型掺杂区电极、结合于所述第三N型掺杂区的互连电极267及设置于所述第一、第二沟道区2512及2513对应的绝缘层271上的第一、第二开关栅电极252及253。位于所述基板上表面另一侧的驱动晶体管23及24，电性连接于所述开关晶体管 25。其中所述驱动晶体管至少包括PM0S管23，包括具有源区2313、漏区2314、位于所述源区、漏区2313及2314之间的沟道区2312的有源区，所述有源区为多晶硅层，结合于所述有源区上的绝缘层271以及分别结合于所述源区2313、漏区2314上的源、漏电极233及234 及设置于所述沟道区2312对应的绝缘层271上的栅电极232 ；NMOS管M，连接于所述PMOS 管23与所述开关晶体管25之间，包括具有源区M13、漏区M14、位于所述源、漏区M13及 2414内侧的轻掺杂源区、漏区M15及M16及位于所述轻掺杂源区、漏区M15及M16之间的沟道区M12的有源区，所述有源区为多晶硅层、结合于所述有源区上的绝缘层271以及分别结合于所述源、漏区M13及M14上的源、漏电极243及244及设置于所述沟道区M12 对应的绝缘层271上的栅电极M2。在本实施例中，所述探测器还包括结合于所述光电二极管沈、开关晶体管25及驱动晶体管23及M表面的保护层274，所述保护层为SiNx层，当然也能为AlNx层等。所述开关晶体管25还包括结合于所述保护层274上的遮光罩255。综上所述，本发明的低温多晶硅薄膜晶体管探测器及其制备方法，具有以下有益效果所述低温多晶硅薄膜晶体管探测器利用低温多晶硅薄膜晶体管工艺制作。先利用化学气相沉淀，在玻璃基板上沉积非晶硅薄膜层，利用准分子激光煺火的方法将非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜，并制作多晶硅薄膜晶体管。在制作探测器时同时将一些驱动电路集成在玻璃基板上，从而获得高集成度，降低探测器的成本，同时获得更好的性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤1)提供一基板，在所述基板上制作非晶硅层，然后对所述非晶硅层进行煺火以形成多晶硅层，接着刻蚀所述多晶硅层，以形成间隔排列的第一导电类型晶体管衬底、第二导电类型晶体管衬底、开关晶体管衬底及裸露基板；2)在所述第一、第二导电类型晶体管衬底上制作驱动晶体管，在所述开关晶体管衬底上制作开关晶体管，在所述裸露基板的区域上制作光电二极管；3)制作钝化层，刻蚀所述钝化层以形成用以制作所述驱动晶体管、开关晶体管、以及光电二极管各电极的接触孔，然后制作金属层并将其制作出所述驱动晶体管与开关晶体管的电极、互连电极、所述开关晶体管的遮光罩、及所述光电二极管的公共电极，以完成所述探测器的制备。
2.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于，所述煺火为准分子激光煺火。
3.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤幻包括以下步骤2-1)在所述第一导电类型晶体管衬底制作NMOS管源区与NMOS管漏区；2-2)在所述第一、第二导电类型晶体管衬底、开关晶体管衬底及所述裸露基板表面依次形成绝缘层及金属层，刻蚀所述金属层以在所述第一导电类型晶体管衬底上形成NMOS 管栅电极，在第二导电类型晶体管衬底上形成PMOS管栅电极，在所述开关晶体管衬底上形成第一开关栅电极与第二开关栅电极，并同时在所述裸露基板上形成下电极；2-3)在所述第二导电类型晶体管衬底制作PMOS管源区与PMOS管漏区以完成驱动晶体管的制备，然后在所述开关晶体管衬底制作第一、第二、第三P型掺杂区及第一、第二沟道区以完成开关晶体管的制备，接着在所述驱动晶体管与开关晶体管上制作保护层；2-4)在所述下电极上制作光电二极管。
4.根据权利要求3所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤2-2~)还包括对所述第一导电类型晶体管衬底进行轻掺杂源、漏的步骤。
5.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤幻包括以下步骤2-a)在所述开关晶体管衬底制作第一、第二、第三N型掺杂区及第一、第二沟道区，并在所述第二导电类型晶体管衬底制作NMOS管源区与NMOS管漏区；2-b)在所述第一、第二导电类型晶体管衬底、开关晶体管衬底及所述裸露基板表面依次形成绝缘层及金属层，刻蚀所述金属层以在所述开关晶体管衬底上形成第一开关栅电极与第二开关栅电极以完成开关晶体管的制备，在所述第一导电类型晶体管衬底形成PMOS 管栅电极、第二导电类型晶体管衬底上形成NMOS管栅电极，并同时在所述裸露基板上形成下电极；2-c)在所述第一导电类型晶体管衬底制作PMOS管源区与PMOS管漏区以完成驱动晶体管的制备，然后在所述驱动晶体管与开关晶体管上制作保护层；2-d)在所述下电极上制作光电二极管。
6.根据权利要求1所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤2-b)还包括对所述第二导电类型晶体管衬底与开关晶体管衬底进行轻掺杂源、漏的步骤。
7.根据权利要求2或5所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器的制备方法，其特征在于， 所述光电二极管的制作包括步骤a)在所述下电极上制作N型非晶硅层；b)在所述N型非晶硅层上制作非晶硅层；c)在所示非晶硅层上制作P型非晶硅层；d)在所述P型非晶硅层上制作上电极。
8.—种低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，至少包括基板；位于所述基板上表面一侧的像素单元，包括光电二极管以及与所述光电二极管电性连接的开关晶体管；位于所述基板上表面另一侧的驱动晶体管，电性连接于所述开关晶体管。
9.根据权利要求8所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述基板为玻璃基板。
10.根据权利要求8所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述驱动晶体管至少包括NMOS管，包括具有源区、漏区、位于所述源、漏区内侧的轻掺杂源区、漏区及位于所述轻掺杂源区、漏区之间的沟道区的有源区、结合于所述有源区上的绝缘层以及分别结合于所述源区、漏区上的源、漏电极及设置于所述沟道区对应的绝缘层上的栅电极；PMOS管，连接于所述NMOS管，包括具有源区、漏区、位于所述源、漏区之间的沟道区的有源区、结合于所述有源区上的绝缘层以及分别结合于所述源、漏区上的源、漏电极及设置于所述沟道区对应的绝缘层上的栅电极。
11.根据权利要求10所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述有源区为多晶硅层。
12.根据权利要求10所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述开关晶体管连接于所述PMOS管，包括具有第一 P型掺杂区、第二 P型掺杂区、第三P型掺杂区、位于所述第一、第二 P型掺杂区之间的第一沟道区、位于所述第二、第三P型掺杂区之间的第二沟道区的开关有源区，结合于所述开关有源区上的绝缘层以及结合于所述第一 P型掺杂区的第一 P型掺杂区电极、结合于所述第三P型掺杂区的互连电极及设置于所述第一、第二沟道区对应的绝缘层上的第一、第二开关栅电极。
13.根据权利要求10所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述开关晶体管连接于所述NMOS管，包括具有第一 N型掺杂区、第二 N型掺杂区、第三N型掺杂区、位于所述第一、第二 N型掺杂区之间的第一沟道区、位于所述第二、第三N型掺杂区之间的第二沟道区及分别位于所述第一、第三N型掺杂区内侧的第一、第二轻掺杂区的开关有源区，结合于所述开关有源区上的绝缘层以及结合于所述第一N型掺杂区的第一N型掺杂区电极、 结合于所述第三N型掺杂区的互连电极及设置于所述第一、第二沟道区对应的绝缘层上的第一、第二开关栅电极。
14.根据权利要求12或13所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述开关有源区为多晶硅层。
15.根据权利要求8所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述光电二极管连接于所述开关晶体管，包括结合于所述基底上的绝缘层，结合于所述绝缘层上的上电极，结合于所述上电极上的N型非晶硅层，结合于所述N型非晶硅层上的非晶硅层，结合于所述非晶硅层上的P型非晶硅层以及结合于所述P型非晶硅层上的上电极。
16.根据权利要求8所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述探测器还包括结合于所述光电二极管、开关晶体管及驱动晶体管表面的保护层。
17.根据权利要求16所述的低温多晶硅薄膜晶体管探测器，其特征在于，所述开关晶体管还包括结合于所述保护层上的遮光罩。
全文摘要
本发明提供一种低温多晶硅薄膜晶体管探测器及其制备方法，所述低温多晶硅薄膜晶体管探测器利用低温多晶硅薄膜晶体管工艺制作。先利用化学气相沉淀，在玻璃基板上沉积非晶硅薄膜层，利用准分子激光煺火的方法将非晶硅薄膜转变为多晶硅薄膜，并制作多晶硅薄膜晶体管。在制作探测器时同时将一些驱动电路集成在玻璃基板上，从而获得高集成度，降低探测器的成本，同时获得更好的性能。
文档编号H01L27/146GK102403329SQ20111033948
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者刘琳, 叶宇诚, 邱承彬 申请人:上海奕瑞影像科技有限公司