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传感器及其制造方法

阅读:1052发布:2020-05-13

专利汇可以提供传感器及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 传感器 及其制造方法,传感器包括检测区,检测区包括多个检测单元,每个检测单元包括: 基板 ;位于基板一侧的驱动晶体管,驱动晶体管包括源极和漏极,源极和漏极位于基板一侧,且同层设置;位于源极远离基板一侧的感光器件,源极复用为感光器件的下 电极 ,感光器件包括功能层,功能层在基板所在平面的正投影与源极在基板所在平面的正投影相交叠。本发明的传感器将驱动晶体管的源极复用为感光器件的下电极,这样晶体管的源极和感光器件使用同一 块 掩膜板在同一制程中制作即可,相对于再用一个不同的掩膜板来单独制作感光器件的下电极,本发明大大减少了制作步骤,进而降低了制造成本。,下面是传感器及其制造方法专利的具体信息内容。

1.一种传感器,其特征在于,包括检测区,所述检测区包括多个检测单元,每个所述检测单元包括:
基板
位于所述基板一侧的驱动晶体管,所述驱动晶体管包括源极和漏极,所述源极和所述漏极位于所述基板一侧,且同层设置;
位于所述源极远离所述基板一侧的感光器件,所述源极复用为所述感光器件的下电极,所述感光器件包括功能层,所述功能层在所述基板所在平面的正投影与所述源极在所述基板所在平面的正投影相交叠。
2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述感光器件的上电极位于所述功能层远离所述源极一侧,且与公共电极电连接,所述上电极在所述基板所在平面的正投影与所述功能层在所述基板所在平面的正投影相交叠;
每个所述检测单元还包括位于所述上电极远离所述功能层一侧的第一遮光层,所述第一遮光层复用为所述公共电极,所述第一遮光层在所述基板所在平面的正投影位于所述驱动晶体管在所述基板所在平面的正投影之内。
3.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述驱动晶体管还包括栅极和金属化物半导体层,其中,
所述栅极位于所述基板一侧;
所述金属氧化物半导体层位于所述栅极远离所述基板一侧;
所述漏极和所述源极位于所述金属氧化物半导体层远离所述栅极一侧,并与所述金属氧化物半导体层电连接。
4.根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述检测区还包括第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层、第一导电薄膜层和第二遮光层,其中,
所述第一绝缘层位于所述基板与所述金属氧化物半导体层之间;
所述第二绝缘层位于所述第一绝缘层与所述源极和所述漏极之间,所述第二绝缘层与所述金属氧化物半导体层对应位置处形成有第一过孔和第二过孔,所述源极通过所述第一过孔与所述金属氧化物半导体层电连接,所述漏极通过所述第二过孔与所述金属氧化物半导体层电连接;
所述第三绝缘层位于所述第二绝缘层与所述第一遮光层之间,所述第三绝缘层与所述上电极对应位置处形成有第三过孔;
所述第一导电薄膜层与所述第一遮光层同层设置,所述第一导电薄膜层通过所述第三过孔与所述上电极电连接,所述第一遮光层与所述第一导电薄膜层电连接;
所述第二遮光层覆盖所述第一遮光层、所述第一导电薄膜层和所述第三绝缘层。
5.根据权利要求4所述的传感器,其特征在于,还包括非检测区,所述非检测区包括:所述基板,以及在所述基板上依次堆叠的所述栅极连接线、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、连接电极、所述第三绝缘层、第二导电薄膜层和所述第二遮光层;所述栅极连接线与所述栅极同层设置,所述连接电极与所述源极同层设置,所述第二导电薄膜层与所述第一导电薄膜层同层设置;所述栅极连接线与所述栅极电连接;
所述第一绝缘层和所述第二绝缘层与所述栅极连接线对应位置处贯穿形成有第四过孔,所述连接电极通过所述第四过孔与所述栅极连接线电连接;
所述第三绝缘层与所述连接电极对应位置处形成有第五过孔,所述第二导电薄膜层通过所述第五过孔与所述连接电极电连接;
所述第二遮光层与所述第二导电薄膜层对应位置处形成有第六过孔。
6.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述感光器件为PIN型光电二极管
7.根据权利要求6所述的传感器,其特征在于,所述功能层包括相对设置的N端电极层和P端电极层,以及位于其之间的本征半导体层;
所述N端电极层位于所述源极远离所述基板一侧,并与所述源极电连接;所述P端电极层与所述上电极电连接。
8.根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述金属氧化物半导体为铟镓锌氧化物IGZO。
9.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述第一遮光层的材料包括、钼、铝钼合金或铝镍合金。
10.根据权利要求3所述的传感器,其特征在于,所述金属氧化物半导体层在所述基板所在平面的正投影位于所述栅极在所述基板所在平面的正投影之内。
11.根据权利要求2所述的传感器,其特征在于,所述上电极的材料为氧化铟ITO。
12.一种传感器的制造方法,其特征在于,包括检测区,所述检测区包括多个检测单元,所述检测单元的制造方法包括:
提供基板;
在所述基板一侧制作驱动晶体管,所述驱动晶体管包括源极和漏极,采用第一掩膜板在所述基板一侧制作所述源极和所述漏极;
在所述源极远离所述基板一侧制作光感光器件,所述源极复用为所述感光器件的下电极,所述感光器件包括功能层;采用第二掩膜板在所述源极远离所述基板一侧制作所述功能层,所述功能层在所述基板所在平面的正投影与所述源极在所述基板所在平面的正投影相交叠。
13.根据权利要求12所述的传感器的制造方法,其特征在于,还包括:
采用第三掩膜板在所述功能层远离所述源极一侧制作所述感光器件的上电极,所述上电极与公共电极电连接,所述上电极在所述基板所在平面的正投影与所述功能层在所述基板所在平面的正投影相交叠;
采用第四掩膜板在所述上电远离所述功能层一侧制作第一遮光层,所述第一遮光层复用为公共电极,所述第一遮光层在所述基板所在平面的正投影位于所述驱动晶体管在所述基板所在平面的正投影之内。
14.根据权利要求13所述的传感器的制造方法,其特征在于,所述驱动晶体管的制造方法包括:
采用第五掩膜板在所述基板一侧制作栅极;
采用第六掩膜板在所述栅极远离所述基板一侧制作金属氧化物半导体层;
采用第一掩膜板在所述金属氧化物半导体层远离所述栅极一侧制作所述源极和所述漏极,所述源极和所述漏极与所述金属氧化物半导体层电连接。
15.根据权利要求14所述的传感器的制造方法,其特征在于,还包括:
采用第七掩膜板在所述基板和所述金属氧化物半导体层之间制作第一绝缘层;
采用第七掩膜板在所述第一绝缘层与所述源极和所述漏极之间制作第二绝缘层,所述第二绝缘层与所述金属氧化物半导体层对应位置处形成有第一过孔和第二过孔,所述源极通过所述第一过孔与所述金属氧化物半导体层电连接,所述漏极通过所述第二过孔与所述金属氧化物半导体层电连接;
采用第八掩膜板在所述第二绝缘层与所述第一遮光层之间制作第三绝缘层,所述第三绝缘层与所述上电极对应位置处形成有第三过孔;
采用第九掩膜板在所述第三绝缘层远离所述上电极一侧制作第一导电薄膜层,所述第一导电薄膜层与所述第一遮光层电连接,且通过所述第三过孔与所述上电极电连接;
采用第十掩膜板在所述第三绝缘层远离所述上电极一侧制作第二遮光层,所述第二遮光层覆盖所述第一遮光层和所述第一导电薄膜层。
16.根据权利要求15所述的传感器的制造方法,其特征在于,还包括非检测区,所述非检测区包括:所述基板,以及在所述基板上依次堆叠的所述栅极连接线、所述第一绝缘层、所述第二绝缘层、连接电极、所述第三绝缘层、第二导电薄膜层和所述第二遮光层;所述非检测区的制作方法包括:
所述栅极连接线与所述栅极采用所述第五掩膜板同一制程制作;
所述非检测区的第一绝缘层与所述检测区的第一绝缘层采用所述第七掩膜板同一制程制作;
所述非检测区的第二绝缘层和所述检测区的第二绝缘层采用所述第七掩膜板同一制程制作,所述非检测区的第一绝缘层和第二绝缘层与所述栅极连接线对应位置处贯穿形成有第四过孔;
所述连接电极与所述源极采用第一掩膜板同一制程制作,并通过所述第四过孔与所述栅极连接线电连接;
所述非检测区的第三绝缘层与所述检测区的第三绝缘层采用所述第八掩膜板同一制程制作,所述第三绝缘层与所述连接电极对应位置处形成有第五过孔;
所述第二导电薄膜层与所述第一导电薄膜层采用所述第九掩膜板同一制程制作,且通过所述第五过孔与所述连接电极电连接;
所述非检测区的第二遮光层与所述检测区的第二遮光层采用所述第十掩膜板同一制程制作,所述第二遮光层与所述第二导电薄膜层对应位置处形成有第六过孔。
17.根据权利要求13所述的传感器的制造方法,其特征在于,所述功能层的制造方法包括:
采用所述第二掩膜板在所述源极与所述上电极之间依次制作N端电极层、本征半导体层、以及P端电极层;所述N端电极层与所述源极电连接;所述P端电极层与所述上电极电连接。

说明书全文

传感器及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及传感器技术领域,更具体地,涉及一种传感器及其制造方法。

背景技术

[0002] XRD,全称为X射线衍射(X-Ray Diffraction),目前已经大量应用于医疗领域,XRD中关键的器件是就是基于TFT基板光电传感器,也即是X射线传感器。X射线传感器是一种将X射线转换为可供记录的电信号的装置,在X射线光源聚焦后,通过光电二极管感应穿过待测样品后的X射线,将X射线转换成电信号,通过栅电极扫描线对每个检测单元施加扫描信号以控制晶体管的开关状态,从而达到间接控制数据采集电路对每个光电二极管产生的光电信号的读取功能。当晶体管被打开时,与该晶体管对应的光电二极管产生的光电流信号可以被连接到光电二极管输出端的数据线所采集,进而通过控制栅电极扫描线与数据线驱动信号的时序来完成对光电二极管电信号的采集。
[0003] 目前基于a-Si的XRD基板,一般需要12次构图工艺完成,而由于每一次构图工艺中一般都包括掩膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺,构图工艺的次数过多,制作成本越高。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明提供了一种传感器,解决了现有技术传感器制作成本过高的问题。
[0005] 本发明提供了一种传感器,包括检测区,所述检测区包括多个检测单元,每个所述检测单元包括:
[0006] 基板;
[0007] 位于所述基板一侧的驱动晶体管,所述驱动晶体管包括源极和漏极,所述源极和所述漏极位于所述基板一侧,且同层设置;
[0008] 位于所述源极远离所述基板一侧的感光器件,所述源极复用为所述感光器件的下电极,所述感光器件包括功能层,所述功能层在所述基板所在平面的正投影与所述源极在所述基板所在平面的正投影相交叠。
[0009] 本发明提供了一种传感器的制造方法,包括检测区,所述检测区包括多个检测单元,所述检测单元的制造方法包括:
[0010] 提供基板;
[0011] 在所述基板一侧制作驱动晶体管,所述驱动晶体管包括源极和漏极,采用第一掩膜板在所述基板一侧制作所述源极和所述漏极;
[0012] 在所述源极远离所述基板一侧制作光感光器件,所述源极复用为所述感光器件的下电极,所述感光器件包括功能层;采用第二掩膜板在所述源极远离所述基板一侧制作所述功能层,所述功能层在所述基板所在平面的正投影与所述源极在所述基板所在平面的正投影相交叠。
[0013] 与现有技术相比,本发明提供的传感器及其制造方法,至少实现了如下的有益效果:
[0014] 本发明的传感器将驱动晶体管的源极复用为感光器件的下电极,这样晶体管的源极和感光器件使用同一掩膜板在同一制程中制作即可,相对于再用一个不同的掩膜板来单独制作感光器件的下电极,本发明大大减少了制作步骤,进而降低了制造成本。
[0015] 当然,实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[0016] 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

[0017] 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。
[0018] 图1是现有技术中的一种传感器的结构示意图;
[0019] 图2是本发明提供的一种传感器的检测区的平面示意图;
[0020] 图3是图2中A-A向剖视图;
[0021] 图4是本发明提供的又一种传感器的检测区的平面示意图;
[0022] 图5是图4中B-B向剖视图;
[0023] 图6是本发明提供的又一种传感器的检测区的平面示意图;
[0024] 图7是图6中C-C向剖视图;
[0025] 图8是本发明提供的一种传感器的平面示意图;
[0026] 图9是图8中D-D向剖视图;
[0027] 图10是图8中又一种D-D向剖视图;
[0028] 图11是本发明提供的一种传感器的制造方法流程图
[0029] 图12是本发明提供的又一种传感器的制造方法流程图;
[0030] 图13-图24是本发明提供的一种传感器的制造过程中的剖面图。

具体实施方式

[0031] 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。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 针对现有技术传感器制造过程中需要的掩膜板数量多、制造成本高的问题,发明人对现有技术的传感器进行了如下研究:
[0037] 请参考图1,图1是现有技术中的一种传感器的结构示意图;传感器100′包括:基板1′;位于基板1′一侧的驱动晶体管T′,驱动晶体管T′包括栅极2′、有源层3′、源极4′和漏极
5′,栅极2′位于基板1′一侧,有源层3′位于栅极2′远离基板1′一侧,源极4′和漏极5′位于有源层3′远离栅极一侧;位于源极4′远离基板1′一侧的下电极6′,下电极6′与源极5′电连接;
位于下电极6′远离源极4′一侧的光电二极管7′;位于光电二极管7′远离下电极6′一侧的上电极8′;位于上电极8′远离光电二极管7′的第一导电薄膜9′和第二导电薄膜10′,第一导电薄膜9′分别与上电极8′和公共电极(图中未示出)电连接,第二导电薄膜10′与漏极5′电连接;位于第一导电薄膜9′和第二导电薄膜10′远离上电极8′一侧的遮光层11′;在基板1′与有源层3′之间设有第一绝缘层12′;在第一绝缘层12′与下电极6′之间设有第二绝缘层13′;
在下电极6′与第一导电薄膜9′之间设有第三绝缘层14′;在第三绝缘层14′与第一导电薄膜
9′之间设有第四绝缘层15′。从图1中可以看出,现有技术的光电二极管7′的下电极6′是单独设置一层的,在制作过程中需要用一个单独的掩膜板来进行光电二极管7′的下电极6′的制作;并且现有技术中的驱动晶体管T′的源极4′与下电极6′位于不同的层,所以驱动晶体管T′的源极4′与光电二极管7′的下电极6′需要在不同的制程中进行制作,即驱动晶体管的源极4′需要一个不同的掩膜板进行制作。需要的掩膜板越多,制作工艺越复杂,步骤越多,因为每制作一个膜层都需要进行一次掩膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺,增加了制作时间、降低了生产效率、增加了制作成本。
[0038] 为解决上述问题,本发明提供了一种传感器,对于传感器的具体实施例以下详述。
[0039] 请参考图2和图3,图2是本发明提供的一种传感器的检测区的平面示意图;图3是图2中A-A向剖视图;传感器100包括:包括检测区1,检测区1包括多个检测单元2,每个检测单元2包括:基板3;位于基板3一侧的驱动晶体管4,驱动晶体管4包括源极5和漏极6,源极5和漏极6位于基板3一侧,且同层设置;位于源极5远离基板3一侧的感光器件7,源极5复用为感光器件7的下电极8,感光器件7包括功能层9,功能层9在基板3所在平面的正投影与源极5在基板3所在平面的正投影相交叠。
[0040] 本实施例中,将驱动晶体管4的源极5复用为感光器件7所需要的下电极8,即不用再单独设置一层下电极8,源极5和下电极8在采用一个掩膜板在同一制程中制作即可,减少了制作下电极8的工艺步骤,即较少了一步掩膜、曝光、显影、刻蚀和剥离等工艺,减少了制作时间、提高了生产效率、降低了制作成本。
[0041] 可以理解的是,为了便于解释,图中还示出了感光器件7的上电极10、公共电极11、第一绝缘层15、第二绝缘层16、第三绝缘层17、以及第二遮光层19。公共电极11与感光器件7的上电极10电连接。
[0042] 可以理解的是,为了方便视图,图2中未示出所有膜层结构。
[0043] 可以理解的是,本实施例中的驱动晶体管4中还包括栅极13和有源层53,栅极13位于基板3上,有源层53位于第一绝缘层15远离栅极一侧,有源层53与源极5和漏极6电连接。其中有源层53的材料可以为非晶多晶硅、金属化物等,具体根据实际需要具体设定。
图中栅极和有源层的大小和位置关系只是示意性的,其他符合要求的都适用于本实施例。
[0044] 可以理解的是,图2中还示出了扫描线50、数据线51和公共电极走线52,检测单元2由扫描线50和数据线51交叉的区域限定,公共电极走线52与公共电极11电连接,下文不再赘述。
[0045] 在一些可选的实施例中,继续参考图3,上电极10的材料为氧化铟ITO。
[0046] 可以理解的是,为了保证感光器件7的感光部分不被遮挡,能尽可能多的接受光线,所以本实施中使用氧化铟锡ITO作为上电极10的材料,氧化铟锡ITO具有很好的透光性和导电性
[0047] 可以理解的是,为了更好的增加感光器件7的感光面积,位于上电极10上方的第一导电薄膜层18的材料也可以为氧化铟锡ITO。当然,其他能满足条件的材料也可以应用到本实施例中。
[0048] 在一些可选的实施例中,请参考图4和图5,图4是本发明提供的又一种传感器的检测区的平面示意图;图5是图4中B-B向剖视图;感光器件7的上电极10位于功能层9远离源极5一侧,且与公共电极11电连接,上电极10在基板3所在平面的正投影与功能层9在基板3所在平面的正投影相交叠;每个检测单元2还包括位于上电极10远离功能层9一侧的第一遮光层12,第一遮光层12复用为公共电极11,第一遮光层12在基板3所在平面的正投影位于驱动晶体管4在基板3所在平面的正投影之内。
[0049] 检测区1还包括第一绝缘层15、第二绝缘层16、第三绝缘层17、第一导电薄膜层18和第二遮光层19,其中,第一绝缘层15位于基板3与金属氧化物半导体层14之间;第二绝缘层16位于第一绝缘层15与源极5和漏极6之间,第二绝缘层16与金属氧化物半导体层14对应位置处形成有第一过孔20和第二过孔21,源极5通过第一过孔20与金属氧化物半导体层14电连接,漏极6通过第二过孔21与金属氧化物半导体层14电连接;第三绝缘层17位于第二绝缘层16与第一遮光层15之间,第三绝缘层17与上电极10对应位置处形成有第三过孔22;第一导电薄膜层18与第一遮光层12同层设置,第一导电薄膜层18通过第三过孔22与上电极10电连接,第一遮光层12与第一导电薄膜层18电连接;第二遮光层19覆盖第一遮光层12、第一导电薄膜层18和第三绝缘层17。
[0050] 可以理解的是,驱动晶体管4一般包括栅极13、有源层53、源极5和漏极6。传统的有源层53在不加外界偏压下,导带中无电子,所以没有导电能。当加上外界偏压,价带中的电子被激发到导带中,在价带中就出现电子空洞,称为空穴,导带中就出现电子,就能导电了,传统驱动晶体管4的有源层53采用非晶硅材料,非晶硅不透明,而且禁带宽度(导带、价带间不含电子的能带称为禁带)较窄,容易在可见光下很容易将价带电子激发到导带上,这在驱动晶体管4控制中是不想要的,必须用带有遮光作用的遮光材料进行遮盖。所以本实施例中在第三绝缘层17远离第二绝缘层16一侧设置第一遮光层12,用第一遮光层12覆盖住有源层53。本实施例中为了不再单独使用一个掩膜板来制作第一遮光层12,即第一遮光层12不单独设置一个膜层,所以将第一遮光层12复用为公共电极11,第一遮光层12既起到遮挡的作用,又起到公共电极11的作用。又由于感光器件7的上电极10需要与公共电极11电连接,并且为了不遮挡感光器件7的光线,所以在第三绝缘层17远离第二绝缘层16一侧设置第一导电薄膜层18,通过第一导电薄膜层18将遮光层12/11与上电极10电连接。本实施例通过将第一遮光层12复用为公共电极11,减少了一步制作工艺,减少了制作时间、提高了生产效率、降低了制作成本。
[0051] 在一些可选的实施例中,继续参考图5,第一遮光层12/11的材料包括、钼、铝钼合金或铝镍合金。
[0052] 可以理解的是,第一遮光层12/11复用为公共电极11,所以既要起到遮光的作用,又要起到导电的作用,所以第一遮光层12/11可以选用一些不透光的导电金属。本实施例中选用铝、钼、铝钼合金或铝镍合金作为第一遮光层12/11的材料,当然其他能起到相同作用的材料都可以应用到本实施例中。
[0053] 在一些可选的实施例中,请参考图6和图7,图6是本发明提供的又一种传感器的检测区的平面示意图;图7是图6中C-C向剖视图;驱动晶体管4还包括栅极13和金属氧化物半导体层14,其中,栅极13位于基板3一侧;金属氧化物半导体层14位于栅极13远离基板3一侧;漏极6和源极5位于金属氧化物半导体层14远离栅极13一侧,并与金属氧化物半导体层14电连接。
[0054] 优选地,金属氧化物半导体层14的材料可以为铟镓锌氧化物IGZO。金属氧化物半导体层14在基板3所在平面的正投影位于栅极13在基板3所在平面的正投影之内。当然金属氧化物半导体层14还可以由其他金属氧化物构成,本实施例以IGZO为例。
[0055] 可以理解的是,本实施例中的金属氧化物半导体层14是有源层53中的一种类型。半导体的能带结构分为导带,禁带和价带,在常态下金属的导带中就含有电子,所以金属是导体,而半导体在不加外界偏压下,导带中无电子,所以没有导电能力。当加上外界偏压,价带中的电子被激发到导带中,在价带中就出现电子空洞,称为空穴,导带中就出现电子,就能导电了。传统驱动晶体管4采用非晶硅材料,非晶硅不透明,而且禁带宽度较IGZO窄,容易在可见光下很容易将价带电子激发到导带上,必须进行遮光。所以传统的驱动晶体管4都会占用一定的面积,使感光器件7的接受光线的面积减少。而IGZO则是透明的,而且对可见光不敏感,所以大大增加了感光器件7的接受光线的面积,并且IGZO材料的金属氧化物半导体层14的尺寸可以做到很小,一般可以小于栅极13的面积。所以第一遮光层12只要能遮住栅极13即可,这大大减小了第一遮光层12遮挡的面积,增大了感光器件7受光面积,使传感器
100工作更灵敏。
[0056] 可以理解的是,IGZO的载流子迁移率是非晶硅的20~30倍,可以大大提高驱动晶体管4对感光器件7的充放电速率,提高感光器件7的响应速度,实现更快的刷新率,同时更快的响应也大大提高了感光器件7的行扫描速率,使得超高分辨率在传感器100中成为可能。
[0057] 在一些可选的实施例中,请参考图8和图9,图8是本发明提供的一种传感器的平面示意图;图9是图8中D-D向剖视图;传感器100还包括非检测区23,非检测区23包括:基板3,以及在基板3上依次堆叠的栅极连接线24、第一绝缘层15、第二绝缘层16、连接电极25、第三绝缘层17、第二导电薄膜层26和第二遮光层19;栅极连接线24与栅极13同层设置,连接电极25与源极5同层设置,第二导电薄膜层26与第一导电薄膜层18同层设置;栅极连接线24与栅极13电连接;第一绝缘层15和第二绝缘层16与栅极连接线24对应位置处贯穿形成有第四过孔27,连接电极25通过第四过孔27与栅极连接线24电连接;第三绝缘层17与连接电极25对应位置处形成有第五过孔28,第二导电薄膜层26通过第五过孔28与连接电极25电连接;第二遮光层19与第二导电薄膜层26对应位置处形成有第六过孔29。
[0058] 可以理解的是,外界进来需要和检测区1中某器件电连接的信号线和检测区1中需要连接到外部的各种信号线可以先经过非检测区23进行统一的分配,使传感器100的布线更合理;并且将走线布置在非检测区23还可以避免在检测区1过多布线而影响检测区1的检测效果。本实施例中第二遮光层19在非检测区23处设置了第六过孔29,需要从外界进来的数据线51、扫描线50、以及公共电极走线52等都需要从第六过孔29经过。例如,需要进到检测区1的扫描线50首先从第六过孔29通过第二导电薄膜层26和连接电极25以及栅极连接线24,统一向检测区1布线,与检测区1内的栅极13进行连接。公共电极走线52也是类似的步骤。非检测区23的存在使布线更合理,更有规律,便于传感器100的后续检查与修理。
[0059] 可以理解的是,图8还示出了数据线连接线54,感光器件7中的光电信号若要传输到外部,需要先将光电信号传输到数据线51上,数据线51通过数据连接走线连接到连接电极25上,通过连接电极25、第二导电薄膜层26和第六过孔29传输到外部设备上。
[0060] 可以理解的是,图8中公共电极走线52、第二导电薄膜层26、以及数据线连接线54等设置只是示意性的,不代表实际情况,具体布置方式根据实际情况具体设定,下文不再赘述。
[0061] 在一些可选的实施例中,请参考图10,图10是图8中又一种D-D向剖视图;感光器件7为PIN型光电二极管。感光器件7的功能层9包括相对设置的N端电极层30和P端电极层31,以及位于其之间的本征半导体层32;N端电极层30位于源极5远离基板3一侧,并与源极5电连接;P端电极层31与上电极10电连接。
[0062] 可以理解的是,p-i-n结光电二极管是把p-n结的势垒区宽度加以扩展,即采用较宽的本征半导体(i)层来取代势垒区,而成为了p-i-n结。p-i-n结光电二极管的有效作用区主要就是存在有电场的i型层,则产生光生载流子的有效区域增大了,扩散的影响减弱了,并且结电容也大大减小了,所以其光检测的灵敏度和响应速度都得到了很大的提高。提升了本实例中传感器100对光的检测灵敏度。
[0063] 可以理解的是,图中未对N端电极层30、P端电极层31和本征半导体层32进行图案填充。
[0064] 请参考图11,图11是本发明提供的一种传感器的制造方法流程图;传感器100包括检测区,检测区1包括多个检测单元2,检测单元2的制造方法包括:
[0065] S1:提供基板3;
[0066] S2:在基板3一侧制作驱动晶体管4,驱动晶体管4包括源极5和漏极6,采用第一掩膜板在基板3一侧制作源极5和漏极6;
[0067] S3:在源极5远离基板3一侧制作光感光器件7,源极5复用为感光器件7的下电极8,感光器件7包括功能层9;采用第二掩膜板在源极5远离基板3一侧制作功能层9,功能层9在基板3所在平面的正投影与源极5在基板3所在平面的正投影相交叠。
[0068] 本实施例中传感器100的制造方法中将源极5复用为感光器件7的下电极8,即都采用第二掩膜板在同一制程中进行制作,减少了使用另一个掩膜板来单独制作感光器件下电极8的步骤,减少了制作过程,提高了生产效率,降低了制造成本。
[0069] 请参考图12、图13-图24,图12是本发明提供的又一种传感器的制造方法流程图;图13-图24是本发明提供的一种传感器的制造过程中的剖面图;传感器100包括检测区1和非检测区23,检测区1包括多个检测单元,制造方法包括:
[0070] S1:提供基板3;参见图13;
[0071] S2:采用第五掩膜板在基板3一侧制作栅极13和栅极连接线24,栅极13位于检测区1,栅极连接线24位于非检测区23;参见图14;
[0072] S3:在基板3上沉积第一绝缘层15,并覆盖栅极13和栅极连接线24;参见图15;
[0073] S4:采用第六掩膜板在栅极13远离第一绝缘层15一侧制作金属氧化物半导体层14;参见图16;
[0074] S5:在第一绝缘层15上沉积第二绝缘层16,并覆盖金属氧化物半导体层14,采用第七掩膜板刻蚀第一绝缘层15和第二绝缘层16,在与金属氧化物半导体层14的对应位置处形成第一过孔20和第二过孔21,在与栅极连接线24对应位置处形成第四过孔27;参见图17;
[0075] S6:采用第一掩膜板在第二绝缘层16上制作源极5、漏极6和连接电极25;源极5和漏极6位于检测区1,且源极5通过第一过孔20与金属氧化物半导体层14电连接,漏极6通过第二过孔21与金属氧化物半导体层14电连接;连接电极25位于非检测区23,且通过第四过孔27与栅极连接线24电连接;参见图18;
[0076] S7:在源极5远离第二绝缘层一侧制作光感光器件7,源极5复用为感光器件7的下电极8,感光器件7包括功能层9,采用第二掩膜板制作功能层9,功能层9在基板3所在平面的正投影与源极5在基板3所在平面的正投影相交叠;可选的,感光器件7可以为PIN型光电二极管,PIN型光电二极管的功能层9包括相对设置的N端电极层30和P端电极层31、以及位于其中间的本征半导体层32,N端电极层30与源极5电连接;P端电极层31与上电极10电连接;参见图19;
[0077] S8:采用第三掩膜板在功能层9远离源极5一侧制作感光器件7的上电极10;上电极10与公共电极11电连接,上电极10在基板3所在平面的正投影与功能层9在基板3所在平面的正投影相交叠;参见图20;
[0078] S9:采用第八掩膜板在第二绝缘层16上制作第三绝缘层17,第三绝缘层17与上电极10对应位置处形成有第三过孔22,与连接电极25对应位置处形成有第五过孔28;参见图21;
[0079] S10:采用第九掩膜板在第三绝缘层17上制作第一导电薄膜层18和第二导电薄膜层26,第一导电薄膜层18位于检测区1,第二导电薄膜层26位于非检测区23;第一导电薄膜层18通过第三过孔22与上电极10电连接,第二导电薄膜层26通过第五过孔28与连接电极25电连接;参见图22;
[0080] S11:采用第四掩膜板在第三绝缘层17上制作第一遮光层12,第一遮光层12复用为公共电极11,第一遮光层12覆盖栅极13,第一遮光层12与第一导电薄膜层18电连接;参见图23;
[0081] S12:采用第十掩膜板在第三绝缘层17上制作第二遮光层19,第二遮光层19覆盖第一遮光层12和第一导电薄膜层18,第二遮光层19与第二导电薄膜层26对应位置处形成有第六过孔29;参见图24。
[0082] 本实施例中传感器100的制造方法中将源极5复用为感光器件7的下电极8,即都采用第二掩膜板在同一制程中进行制作,减少了使用另一个掩膜板来单独制作感光器件下电极8的步骤,减少了制作过程,提高了生产效率,降低了制造成本。并且将第一遮光层12复用为公共电极11,避免再使用一个掩膜板来单独制作一个第一遮光层12,再一次减少了制作过程,大大降低了制作成本。
[0083] 可以理解的是,本实施例中各掩膜板的名称只是对不同掩膜板的定义,不代表其他含义。本实施例中提到的传感器100的具体平面图可参照图8所示。
[0084] 通过上述实施例可知,本发明提供的传感器及其制造方法,至少实现了如下的有益效果:
[0085] 本发明的传感器将驱动晶体管的源极复用为感光器件的下电极,这样晶体管的源极和感光器件使用同一块掩膜板在同一制程中制作即可,相对于再用一个不同的掩膜板来单独制作感光器件的下电极,本发明大大减少了制作步骤,进而降低了制造成本。
[0086] 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。
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