探測基板及其制造方法、探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種探測基板及其制造方法、探測器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，X射線攝影裝置被廣泛應用于醫(yī)療檢測、材料探傷、海關(guān)安檢等領(lǐng)域。其中，X射線探測器是X射線攝影裝置中的關(guān)鍵部件之一，其性能的優(yōu)劣會對X射線攝影裝置成像質(zhì)量產(chǎn)生比較大的影響。
[0003]如圖1所示，目前較常用的一種X射線探測器包括X射線探測基板111和讀取電路6，其中，X射線探測基板111包括襯底基板11、襯底基板11上的薄膜晶體管5陣列和薄膜晶體管5陣列上的X射線吸收層1，以及位于薄膜晶體管5陣列和X射線吸收層I之間的多個感應電極2和多個偏壓電極3，且感應電極2和偏壓電極3交替間隔排列；其中，每個薄膜晶體管5的柵極和源極分別與讀取電路6連接，其漏極通過一個存儲電容4接地，每個存儲電容4的非接地端連接感應電極2。
[0004]當采用X射線探測器進行探測時，請繼續(xù)參閱圖1，偏壓電極3上加載有正電位，首先，入射的X射線使X射線吸收層I產(chǎn)生電子空穴對，這些電子空穴對中的空穴在感應電極2和偏壓電極3所形成的電場作用下，朝向感應電極2方向移動，并經(jīng)感應電極2存儲到存儲電容4中；然后，讀取電路6控制各薄膜晶體管5逐個開啟，以讀出每個存儲電容4存儲的電荷量。對于每一薄膜晶體管5，其連接的存儲電容4存儲的電荷量與其所對應的X射線吸收層I區(qū)域接收到的X射線量相關(guān)，通過讀取電路6讀出的電荷量便可以知道入射到X射線探測基板111上的X射線分布，完成X射線的探測。
[0005]然而，在上述探測過程中，X射線吸收層I會隨機產(chǎn)生由環(huán)境溫度所激發(fā)的電子空穴對，由環(huán)境溫度所激發(fā)的空穴與X射線所激發(fā)的空穴一樣會存儲到存儲電容4中，導致通過讀取電路6獲得的電荷信號中存在干擾信號，即產(chǎn)生暗電流噪聲，當暗電流噪聲較大時會嚴重影響X射線探測器的探測精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種探測基板及其制造方法、探測器，能夠降低暗電流噪聲的影響，提高探測器的探測精度，進而提高探測器的成像質(zhì)量。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種探測基板，包括:同層設(shè)置的多個感應電極和多個偏壓電極，且所述感應電極和所述偏壓電極交替間隔排列，至少一個所述感應電極與其相鄰的所述偏壓電極之間設(shè)置有絕緣塊。
[0009]優(yōu)選地，每一個所述感應電極與其相鄰的所述偏壓電極之間均設(shè)置有絕緣塊。
[0010]在本發(fā)明的探測基板中的感應電極和偏壓電極同層設(shè)置且交替間隔排列，相鄰的感應電極和偏壓電極之間的間隔處電場強度最大，因而感應電極從上述間隔處收集電子/空穴的能力最強，本發(fā)明的探測基板在上述間隔處設(shè)置絕緣塊，取代了現(xiàn)有技術(shù)中在間隔處由X射線吸收層材料填充的結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境溫度不能從絕緣塊中激發(fā)出電子空穴對，因而，可以減少上述間隔處產(chǎn)生的由環(huán)境溫度激發(fā)的電子空穴對數(shù)量，從而有效減少收集到的由環(huán)境溫度激發(fā)的電子/空穴數(shù)量，從而降低暗電流噪聲的影響，提高X射線探測器的探測精度，提高X射線攝影裝置的成像質(zhì)量。
[0011]第二方面，本發(fā)明還提供一種探測器，包括上述任一種的探測基板。
[0012]第三方面，本發(fā)明還提供一種探測基板的制造方法，包括:
[0013]形成同層設(shè)置的多個感應電極和多個偏壓電極，且所述感應電極和所述偏壓電極交替間隔排列；
[0014]在至少一個所述感應電極與其相鄰的所述偏壓電極之間形成絕緣塊。
[0015]本發(fā)明提供的探測器和探測基板的制造方法，與本發(fā)明提供的探測基板具有相同的有益效果，此處不再贅述。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0017]圖1為【背景技術(shù)】中的X射線探測器結(jié)構(gòu)和原理示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例一提供的X射線探測基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標記:
[0020]1-X射線吸收層，2-感應電極，3-偏壓電極，4-存儲電容，5-薄膜晶體管，6_讀取電路，7-絕緣塊，8-漏極金屬塊，9-電極塊，10-第一絕緣層，11-襯底基板，12-第二絕緣層，Ill-X射線探測基板。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0022]實施例一
[0023]本實施例提供一種探測基板，如圖2所示，包括:同層設(shè)置的多個感應電極2和多個偏壓電極3，且上述感應電極2和偏壓電極3間隔排列，至少一個所述感應電極2與其相鄰的偏壓電極3之間設(shè)置有絕緣塊7。
[0024]具體實施時，由于多個感應電極2和多個偏壓電極3由同一膜層形成且交替間隔排列，即任意相鄰的感應電極2和偏壓電極3之間分布有一個間隔區(qū)，因此存在多個間隔區(qū)。絕緣塊7在上述間隔區(qū)中的分布可以多樣化，比如，所有間隔區(qū)中均設(shè)置有絕緣塊7，再比如，部分間隔區(qū)中設(shè)置有絕緣塊7，而其余間隔區(qū)中不設(shè)置絕緣塊7，為最大程度地降低暗電流噪聲的影響，優(yōu)選地，所有間隔區(qū)中均設(shè)置有絕緣塊7，即每一個感應電極2與其相鄰的偏壓電極3之間均設(shè)置有絕緣塊。
[0025]本實施例提供一種探測基板，可以是X射線探測基板，還可以是其它射線探測基板，如α、β、γ射線探測基板，區(qū)別僅在于吸收層的材料有差異，下面敘述中以常見的X射線探測基板為例進行說明。
[0026]圖2示出一種X射線探測基板，如圖所示，由于在上述間隔區(qū)處，感應電極2和偏壓電極3提供的電場強度最大，從而感應電極2從上述間隔區(qū)收集電子/空穴的能力最強，而本發(fā)明在上述間隔區(qū)中設(shè)置有絕緣塊7，取代了現(xiàn)有技術(shù)中間隔區(qū)由X射線吸收層材料填充的結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境溫度不能從絕緣塊7中激發(fā)出電子空穴對，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)，可以減少上述間隔區(qū)中由環(huán)境溫度激發(fā)的電子空穴對數(shù)量，從而有效減少收集到的由環(huán)境溫度激發(fā)的電子/空穴數(shù)量，降低暗電流噪聲的影響，提高X射線探測器的探測精度，進而提高X射線攝影裝置的成像質(zhì)量。
[0027]在上述間隔區(qū)中設(shè)置絕緣塊7不但會減少由環(huán)境溫度激發(fā)的電子空穴對數(shù)量，還會減少由X射線激發(fā)的電子空穴對數(shù)量，考慮到由X射線激發(fā)的電子空穴對數(shù)量從X射線吸收層I的上表面到下表面呈遞減趨勢，如圖2所示，在本實施例中將絕緣塊7設(shè)置在X射線吸收層I的下表面，從而使由X射線激發(fā)的電子/空穴數(shù)量的減少程度小于由環(huán)境溫度激發(fā)的電子/空穴數(shù)量的減少程度，進而使收集到的由X射線激發(fā)的電子/空穴數(shù)量的減少程度小于由環(huán)境溫度激發(fā)的電子/空穴數(shù)量的減少程度，因此，本實施例的技術(shù)方案可以提高收集到的由X射線激發(fā)的電子/空穴數(shù)量與收集到的由環(huán)境溫度激發(fā)的電子/空穴數(shù)量的比例，即提高信噪比，從而降低暗電流噪聲的影響，提高X射線探測器的探測精度。
[0028]為最大程度地降低暗電流噪聲的影響，優(yōu)選地，如圖2所示，絕緣塊7與其相鄰的感應電極2和偏壓電極3均接觸。具體實施時，如圖2所示，絕緣塊7的厚度與偏壓電極3的厚度相同，絕緣塊7的寬度等于偏壓電極3和感應電極2的相距距離，以使絕緣塊7填滿感應電極2和偏壓電極3的間隔。如此設(shè)計，可以最大程度地減少上述間隔處產(chǎn)生的由環(huán)境溫度激發(fā)的電子空穴對，從而最大程度地降低暗電流噪聲的影響。
[0029]在上述的探測基板中，所述絕緣塊可采用下述材料中的一種或多種制成:
[0030]尼龍、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚砜、聚醚酰亞胺、聚偏二氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯醚、聚苯硫醚、氯化聚氯乙烯、丙烯腈、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乙稀、聚氯乙烯、超高分子聚乙烯、聚酰亞胺、聚氨酯、聚對苯二酰對苯二胺、酚醛樹脂棉、聚苯并咪唑和聚酰胺酰亞胺。當工作環(huán)境溫度在250度下時，聚酰胺酰亞胺具有較高的絕緣性、拉伸強度、彎曲強度以及具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐輻照性質(zhì)，因而，本實施例中絕緣塊優(yōu)選為聚酰胺酰亞胺制成。
[0031]在上述實施例的探測基板中，多個感應電極可以為相互獨立的單元，也可以為連為一體的結(jié)構(gòu)，同樣，多個偏壓電極可以為相互獨立的單元，也可以為連為一體的結(jié)構(gòu)，在本實施例中，多個感應電極為呈梳狀的一體結(jié)構(gòu)，多個偏壓電極為呈梳狀的一體結(jié)構(gòu)，且一體結(jié)構(gòu)的多個感應電極的梳齒與一體結(jié)構(gòu)的多個偏壓電極的梳齒交替間隔排列。此種結(jié)構(gòu)的感應電極和偏壓電極制作工藝簡單，有利于節(jié)省成本。
[0032]如圖2所示，本實施例的X射線探測基板除包括感應電極2、偏壓電極3和絕緣塊7夕卜，還包括:襯底基板，設(shè)置于襯底基板上呈陣列狀排列的多個薄膜晶體管5，在薄膜晶體管5上的第一絕緣層10，以及位于第一絕緣層10上的第二絕緣層12，感應電極2和偏壓電極3均設(shè)置于第二絕緣層12上，位于第一絕緣層10和第二絕緣層12之間的電容電極層，位于感應電極2和偏壓電極3上的X射線吸收層1，其中，每個薄膜晶體管5包括一個漏極金屬塊8，電容電極層包括多個電極塊9，電極塊9與漏極金屬塊8組成用于存儲探測信號的存儲電容；第一絕緣層10和第二絕緣層12設(shè)置有相連通的過孔，漏極金屬塊8通過過孔與感應電極2連接。
[0033]在另一個實施例中，薄膜晶體管5的結(jié)構(gòu)為頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。
[0034]上一段所述的X射線探測基板工作時，X射線吸收層I吸收X射線，并在X射線的激發(fā)下，生成電子空穴對，感應