指纹识别传感器及其制备方法以及指纹识别设备技术

本公开的实施例提供了一种指纹识别传感器及其制备方法以及指纹识别设备。该指纹识别传感器包括衬底和位于衬底上的多个传感器单元，每个传感器单元包括薄膜晶体管和光敏器件。所述薄膜晶体管包括源极和漏极、有源层和栅极，所述源极和漏极沿垂直于衬底表面的纵向方向布置，所述有源层的至少一部分沿垂直于衬底表面的纵向方向位于所述源极和漏极之间。

【技术实现步骤摘要】
指纹识别传感器及其制备方法以及指纹识别设备
本公开涉及指纹识别
，尤其涉及一种指纹识别传感器及其制备方法以及指纹识别设备。
技术介绍
随着物联网技术的不断发展，指纹识别传感器在日常生活中的应用越来越广泛。指纹识别传感器按照原理(即指纹成像原理和技术)分为光学传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器、半导体压感传感器、超声波传感器和射频RF传感器等。随着集成电子技术的发展，指纹识别传感器逐渐朝向薄膜化、微型化、集成化的方向发展。由于薄膜化的指纹识别传感器具有与显示设备的屏幕集成的优势。因此，期望能够提供满足薄膜化的新型的指纹识别传感器及其制备方法以及指纹识别设备。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了一种指纹识别传感器，包括：衬底；位于衬底上的多个传感器单元，每个传感器单元包括薄膜晶体管和光敏器件；其中，所述薄膜晶体管包括源极和漏极、有源层和栅极，所述源极和漏极沿垂直于衬底表面的纵向方向布置，所述有源层的至少一部分沿垂直于衬底表面的纵向方向位于所述源极和漏极之间。在一个示例中，所述栅极位于所述源极和漏极的远离光敏器件的一侧，并且所述薄膜晶体管还包括位于所述栅极和有源层之间的栅极绝缘层。在一个示例中，在每个传感器单元内，所述薄膜晶体管位于所述衬底表面上的第一侧而所述光敏器件位于所述衬底表面上的与第一侧相对的第二侧，在衬底表面上从第二侧至第一侧依次设置所述光敏器件、所述源极和漏极、所述有源层以及所述栅极。在一个示例中，所述源极和漏极之一直接设置在衬底的所述表面上，并且与所述有源层直接连接，在所述纵向方向上，所述源极和漏极中的另一个设置在栅极绝缘层上，并通过栅极绝缘层中的第一过孔与有源层连接。在一个示例中，所述源极和漏极之间设置有黑色树脂层，所述有源层覆盖所述黑色树脂层的至少一部分。在一个示例中，所述光敏器件包括沿所述纵向方向设置的第一电极、光敏层和第二电极，其中所述第一电极比第二电极更靠近衬底表面，所述源极和漏极之一与所述第一电极一体形成。在一个示例中，所述薄膜晶体管的栅极绝缘层至少覆盖所述光敏层的上部并且所述第二电极通过所述栅极绝缘层上的第二过孔与所述光敏层连接。根据本公开的另一方面，提供了一种制备指纹识别传感器的方法，包括：在衬底表面上沉积金属层并通过同一图案化工艺一体地形成薄膜晶体管源极和漏极之一与所述光敏器件的第一电极；涂覆黑色树脂材料并进行图形化工艺以形成黑色树脂层；制备光敏器件的光敏层并形成薄膜晶体管的有源层；沉积一绝缘层并进行图形化工艺以形成栅极绝缘层；沉积金属层并进行图形化工艺以分别形成光敏器件的第二电极、薄膜晶体管的栅极以及源极和漏极中的另一个。在一个示例中，所述源极和漏极中的另一个与所述有源层通过栅极绝缘层中的第一过孔连接，所述第二电极通过栅极绝缘层的第二过孔与所述光敏器件的光敏层连接。在一个示例中，在所述光敏器件是PIN光电二极管时，所述制备光敏器件的光敏层并形成薄膜晶体管的有源层的步骤包括：制备PIN光电二极管的N端、P端以及位于N端和P端之间的本征部分，并且在形成所述PIN光电二极管的P端、N端以及本征部分中的一个的同时形成薄膜晶体管的有源层。在一个示例中，在所述光敏器件是异质结光电二极管时，所述制备光敏器件的光敏层并形成薄膜晶体管的有源层的步骤包括：制备异质结光电二极管的N端和P端，并且在形成所述异质结光电二极管的N端的同时形成薄膜晶体管的有源层。根据本公开的还一方面，提供了一种指纹识别设备，包括上述的指纹识别传感器。附图说明为了更清楚地说明本公开文本的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开文本的一些实施例，而非对本公开文本的限制，其中：图1示出根据本公开的实施例的一种指纹识别传感器的电路原理示意图；图2示出图1显示的手指识别传感器的结构示意图；图3示出了图2中的指纹识别传感器的制备步骤流程图；图4示出根据本公开另一实施例的指纹识别传感器的结构示意图；图5示出了图4中的指纹识别传感器的制备流程；图6示出根据本公开还一实施例的指纹识别传感器的结构示意图；和图7示出了图6中的指纹识别传感器的制备流程。具体实施方式为更清楚地阐述本公开的目的、技术方案及优点，以下将结合附图对本公开的实施例进行详细的说明。应当理解，下文对于实施例的描述旨在对本公开的总体构思进行解释和说明，而不应当理解为是对本公开的限制。在说明书和附图中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或构件。为了清晰起见，附图不一定按比例绘制，并且附图中可能省略了一些公知部件和结构。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。措词“一”或“一个”不排除多个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”“顶”或“底”等等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。当诸如层、膜、区域或衬底之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。在手指的指纹识别过程中，由于皮肤凸凹不平产生的纹路会形成各种不同的图案，并且这些纹路的图案具有唯一性，因此可以依靠这种唯一性，把一个人同他的指纹对应起来，通过与预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。图1示出了根据本公开实施例的一种指纹识别传感器的电路原理示意图。如图1所示，该指纹识别传感器100包括位于衬底上且按预定方式排布(例如成阵列排布)的多个传感器单元10。该传感器单元10包括晶体管12和光敏器件13。在一个示例中，该晶体管12为具有较小厚度的即适应于薄膜化趋势的晶体管，例如薄膜晶体管。图2示出根据本公开的一个实施例的一种手指识别传感器的结构示意图。薄膜晶体管12和光敏器件13分别位于衬底101的衬底表面102上。该光敏器件13包括金属导电材料制成的第一电极131、透明导电材料制成的第二电极133以及位于第一电极131和第二电极133之间的光敏层132。在一个示例中，该第一电极131和第二电极133均与光敏层132接触。需要说明的是，本公开不对光敏层132的材料进行限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择。具体地，薄膜晶体管12包括栅极121、栅极绝缘层122、半导体有源层123、源极124和漏极125’。栅极121与栅极扫描线14相连，源极124与读取信号线15相连，漏极125’与光敏层132接触。如图2所示，将薄膜晶体管12的漏极125’与光敏器件13的一个电极(例如第一电极131)集成在一起，即图2显示的集成漏极125’。如图2所示，该集成漏极125’的左端用作薄膜晶体管12的漏极，而该集成漏极125’的右端用作光敏器件13的第一电极131。因此，为了在图2中示出第一电极131，故在集成漏极125’的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指纹识别传感器，包括：衬底；位于衬底上的多个传感器单元，每个传感器单元包括薄膜晶体管和光敏器件；其中，所述薄膜晶体管包括源极和漏极、有源层和栅极，所述源极和漏极沿垂直于衬底表面的纵向方向布置，所述有源层的至少一部分沿垂直于衬底表面的纵向方向位于所述源极和漏极之间。

【技术特征摘要】
1.一种指纹识别传感器，包括：衬底；位于衬底上的多个传感器单元，每个传感器单元包括薄膜晶体管和光敏器件；其中，所述薄膜晶体管包括源极和漏极、有源层和栅极，所述源极和漏极沿垂直于衬底表面的纵向方向布置，所述有源层的至少一部分沿垂直于衬底表面的纵向方向位于所述源极和漏极之间。2.根据权利要求1所述的指纹识别传感器，其中，所述栅极位于所述源极和漏极的远离光敏器件的一侧，并且所述薄膜晶体管还包括位于所述栅极和有源层之间的栅极绝缘层。3.根据权利要求1所述的指纹识别传感器，其中，在每个传感器单元内，所述薄膜晶体管位于所述衬底表面的第一侧而所述光敏器件位于所述衬底表面上与第一侧相对的第二侧，在衬底表面上从第二侧至第一侧依次设置所述光敏器件、所述源极和漏极、所述有源层以及所述栅极。4.根据权利要求2所述的指纹识别传感器，其中，所述源极和漏极之一直接设置在衬底的所述表面上，并且与所述有源层直接连接，在所述纵向方向上，所述源极和漏极中的另一个设置在栅极绝缘层上，并通过栅极绝缘层中的第一过孔与有源层连接。5.根据权利要求1所述的指纹识别传感器，其中，所述源极和漏极之间设置有黑色树脂层，所述有源层覆盖所述黑色树脂层的至少一部分。6.根据权利要求1-5中任一项所述的指纹识别传感器，其中，所述光敏器件包括沿所述纵向方向设置的第一电极、光敏层和第二电极，其中所述第一电极比第二电极更靠近衬底表面，所述源极和漏极之一与所述第一电极一体形成。7.根据权利要求6所述的指纹识别传感器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志伟，刘英伟，罗雯倩，刘清召，狄沐昕，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11