一种a-IGZO薄膜传感阵列的影像传感器及其制备方法与流程

文档序号:40220312发布日期:2024-12-06 16:39阅读:35来源:国知局

本发明涉及半导体,更具体地说,涉及一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器及其制备方法。


背景技术:

1、在医疗和工业领域,高质量的x射线成像传感器对于精确的诊断和检测至关重要。传统的非晶硅(a-si)tft技术在x射线探测器中广泛应用,但其性能受限于较低的电子迁移率和较高的噪声。而氧化物薄膜晶体管(tft),特别是基于α-igzo(铟镓锌氧化物)的tft,以其高电子迁移率、低噪声和低温制备等特性,成为提升x射线成像传感器性能的理想选择。

2、鉴于此,我们提出一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器及其制备方法。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器及其制备方法,以解决当前x射线成像传感器的性能受限于较低电子迁移率和较高噪声的技术问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器,包括tft阵列基板;

3、所述tft阵列基板上设置有栅极线条,且所述tft阵列基板上设置有栅极线条的一侧设置有绝缘层,所述绝缘层远离所述tft阵列基板的一侧中部设置有α-igzo薄膜岛,且所述绝缘层远离所述tft阵列基板一侧位于所述α-igzo薄膜岛的两端处均设置有金属层,所述金属层远离所述绝缘层的一侧分别加工有源极和漏极;

4、所述栅极线条包括若干个栅极子线和若干个数据子线,若干个所述栅极子线和若干个所述数据子线交叉设置,且若干个所述栅极子线和若干个所述数据子线交叉形成有若干个像素单元,且若干个像素单元之间形成有沟槽区域,所述tft阵列基板上封装有用于保护器件的保护层。

5、本发明通过优化tft阵列基板设计、采用高性能的α-igzo tft器件,并对比非晶硅tft,具备高电子迁移率、低噪声和低温制备的特性,提升了成像质量,降低了辐射剂量,并且提高了诊断准确性提供了有力支持。

6、优选地,所述像素单元包括α-igzo tft器件和光电二极管器件,所述光电二极管器件与相邻的所述α-igzo tft器件电气连接。

7、一种影像传感器的制备方法,包括以下步骤:

8、s1、基板准备流程;

9、s101、材料选择:根据应用需求选择合适的基板材料;

10、s102、清洗处理:对基板进行彻底清洗,去除表面油污、尘埃等杂质,确保基板表面干净无污染;

11、s103、预处理:对基板进行沉积缓冲层或等离子体处理,以改善基板与后续薄膜层的附着力;

12、s2、tft阵列基板制作流程;

13、s201、栅极制作:在基板上沉积一层高导电性的金属材料,并通过光刻和刻蚀工艺形成栅极线条;

14、s202、绝缘层沉积:在栅极上沉积一层绝缘材料,作为栅极与半导体层之间的隔离层;

15、s203、α-igzo薄膜岛沉积:采用物理气相沉积(pvd)或化学气相沉积(cvd)技术,在绝缘层上中部均匀沉积一层α-igzo薄膜岛;

16、s204、源极和漏极制作:在绝缘层上位于α-igzo薄膜岛两侧处再次沉积金属层,并通过光刻和刻蚀工艺形成源极和漏极,完成α-igzo tft器件的基本结构;

17、s205、像素单元划分:通过光刻和刻蚀工艺,将tft器件划分为独立的像素单元,每个单元包含一个α-igzo tft器件和一个光电二极管器件;

18、s3、氧化物tft器件制作流程;

19、s4、光电二极管集成流程;

20、s5、封装与测试流程。

21、优选地,所述基板材料采用玻璃基板或柔性基板中的一种。

22、优选地,所述金属材料采用铝或铜中的一种。

23、优选地,所述s3氧化物tft器件制作流程还包括以下步骤:

24、s301、沟道形成:通过进一步的刻蚀工艺,去除不需要的α-igzo材料,形成α-igzotft器件的沟道区域;

25、s302、界面处理:对沟道区域进行退火处理或氧化处理,以优化α-igzo tft器件的性能;

26、s303、测试验证:对制作好的tft器件进行测试验证,确保其性能参数符合设计要求。

27、优选地,所述s4光电二极管集成流程还包括以下步骤:

28、s401、光电二极管器件制作:在tft阵列基板的像素单元内制作光电二极管器件,用于将x射线转换为电信号;

29、s402、集成连接:将光电二极管器件与相邻的α-igzo tft器件进行电气连接,确保信号能够顺利传输至读出电路。

30、优选地,s5封装与测试流程还包括以下步骤:

31、s501、封装:在tft阵列基板上覆盖保护层,并进行整体封装,以保护器件免受外界环境的损害;

32、s502、测试:对封装好的影像传感器进行性能测试,包括灵敏度、分辨率、噪声水平指标,确保其满足应用需求;

33、s503、校准与优化:根据测试结果进行必要的校准和优化调整,以进一步提升传感器的性能。

34、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

35、1、本发明通过优化tft阵列基板设计、采用高性能的α-igzo tft器件,并对比非晶硅tft,具备高电子迁移率、低噪声和低温制备的特性,成功开发出具有广泛应用前景的高性能x射线成像传感器和平板探测器,在医疗和工业领域展现了巨大的应用潜力,为提升成像质量、降低辐射剂量、提高诊断准确性提供了有力支持。



技术特征:

1.一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器,其特征在于,包括tft阵列基板;

2.根据权利要求1所述的一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器,其特征在于,所述像素单元包括α-igzo tft器件和光电二极管器件,所述光电二极管器件与相邻的所述α-igzotft器件电气连接。

3.一种影像传感器的制备方法,其根据权利要求1-2任一项所述的一种a-igzo薄膜传感阵列的影像传感器,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种影像传感器的制备方法,其特征在于,所述基板材料采用玻璃基板或柔性基板中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种影像传感器的制备方法,其特征在于,所述金属材料采用铝或铜中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种影像传感器的制备方法,其特征在于,所述s3氧化物tft器件制作流程还包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的一种影像传感器的制备方法,其特征在于,所述s4光电二极管集成流程还包括以下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种影像传感器的制备方法,其特征在于,s5封装与测试流程还包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种a‑IGZO薄膜传感阵列的影像传感器及其制备方法,涉及半导体技术领域,旨在解决当前X射线成像传感器的性能受限于较低电子迁移率和较高噪声的技术问题,包括TFT阵列基板,TFT阵列基板上设置有栅极线条,且TFT阵列基板上设置有栅极线条的一侧设置有绝缘层,绝缘层远离TFT阵列基板的一侧中部设置有α‑IGZO薄膜岛,且绝缘层远离TFT阵列基板一侧位于α‑IGZO薄膜岛的两端处均设置有金属层,金属层远离绝缘层的一侧分别加工有源极和漏极,本发明通过优化TFT阵列基板设计、采用高性能的α‑IGZO TFT器件,并对比非晶硅TFT,具备高电子迁移率、低噪声和低温制备的特性,提升了成像质量,降低了辐射剂量,并且提高了诊断准确性提供了有力支持。

技术研发人员:郑建军,许沭华,俞良,陈云飞,夏大映,王茹,赵文达
受保护的技术使用者:芜湖长信科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/5
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