薄膜半导体结构、图像传感器及手持装置制造方法及图纸

本申请公开了一种薄膜半导体结构，包括：基板；电容，包括上板及下板，所述电容被配置在所述基板上；以及光电二极管，被配置在所述电容的上方且耦接至所述电容，使所述电容在所述基板和所述光电二极管之间。本申请进一步公开了一种相关于上述薄膜半导体结构的图像传感器以及手持装置，具有较高的图像传感器的填充系数，又不会影响读取光电二极管的感测值时的稳定度。

Thin Film Semiconductor Structure, Image Sensor and Handheld Device

The present application discloses a thin film semiconductor structure, including a substrate; a capacitor, including an upper and a lower plate, which is arranged on the substrate; and a photodiode, which is arranged above the capacitor and coupled to the capacitor so that the capacitor is between the substrate and the photodiode. The application further discloses an image sensor and a handheld device related to the thin film semiconductor structure, which has a high filling coefficient of the image sensor without affecting the stability of reading the sensing value of the photodiode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜半导体结构、图像传感器及手持装置
本申请涉及半导体结构，尤其涉及一种薄膜半导体结构及相關图像传感器及手持装置。
技术介绍
图像传感器中的光电二极管需搭配节点电容，节点电容越大，图像传感器在读取光电二极管的感测结果时会越稳定。然而，节点电容会占用芯片的面积，节点电容的面积越大，会使得光电二极管无法最大化以增加有效感光面积，也就是降低了图像传感器的填充系数，若要为了提高图像传感器的有效感光面积而降低节点电容的尺寸，又会因为稳定度降低而增加读取时的噪声。因此，需要进一步改良及创新以克服上述问题。
技术实现思路
本申请的目的之一在于公开一种薄膜半导体结构及相關图像传感器及手持装置，来解决上述问题。本申请的一实施例公开了一种薄膜半导体结构，包括：基板；电容，包括上板及下板，所述电容被配置在所述基板上；以及光电二极管，被配置在所述电容的上方且耦接至所述电容，使所述电容在所述基板和所述光电二极管之间。本申请的一实施例公开了一种图像传感器，包括：上述的薄膜半导体结构；以及微透镜，设置在所述薄膜半导体结构上。本申请的一实施例公开了一种手持装置，用以感测一特定对象的指纹，包括：显示屏组件；以及上述的图像传感器，用以获得所述特定对象的指纹信息。本申请所公开的薄膜半导体结构及相关图像传感器及手持装置在不影响稳定度的情况下可提升有效感测面积。附图说明图1A为本申请薄膜半导体结构的第一实施例的剖视图。图1B为图1A中的电容的实施例的剖视图。图2A为本申请薄膜半导体结构的第二实施例的剖视图。图2B为薄膜晶体管作为电容使用的一实施例的示意图。图2C为薄膜晶体管作为电容使用的另一实施例的示意图。图3为本申请薄膜半导体结构的第三实施例的剖视图。图4为本申请图像传感器的实施例的剖视图。图5为本申请手持装置的实施例的示意图。图6为本申请手持装置的实施例的剖视图。其中，附图标记说明如下：100、200、300薄膜半导体结构102基板104、204薄膜晶体管106、110、114钝化层108电容112光电二极管107、109、111、207、209、211金属层108_1金属上板108_2绝缘体108_3金属下板400图像传感器402微透镜404滤光片500手持装置406显示屏组件408显示面板410保护盖板具体实施方式以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。本申请所公开的薄膜半导体结构利用薄膜晶体管(TFT)工艺中可将主动式组件层层迭加制造的特性，将光电二极管的输出点所需要的电容放置在与光电二极管不同层中，以最大化光电二极管的有效感光面积，也就是提升了图像传感器的填充系数，又不会影响读取光电二极管的感测值时的稳定度。以下配合多个实施例及图式，详细说明本申请薄膜半导体结构及相关图像传感器及手持装置的
技术实现思路
。首先请参阅图1A所示，图1A为本申请薄膜半导体结构的第一实施例的剖视图。应注意的是，图1A中的薄膜半导体结构100仅绘示了一个光电二极管112，也就是一个像素单元，但在应用时，薄膜半导体结构100可包括多个像素单元，所述多个像素单元可延X轴方向和/或Y轴方向延伸以形成像素单元矩阵。薄膜半导体结构100可应用的场合不限，在图4的实施例中，薄膜半导体结构100是用来构成图像传感器400以进行图5及图6的手持装置500的光学式屏下指纹感测。具体来说，在本实施例中，薄膜半导体结构100是采用薄膜晶体管工艺制造。薄膜半导体结构100包括基板102、第一薄膜晶体管104、电容108、光电二极管112。其中基板102包括玻璃基板。在本实施例中，第一薄膜晶体管104形成在基板102上，第一薄膜晶体管104可以是非晶硅薄膜晶体管或多晶硅薄膜晶体管，第一薄膜晶体管104可包括栅极、源极以及漏极(未绘示于图中)，第一薄膜晶体管104构成光电二极管112的读取电路。在本實施例中，第一薄膜晶体管104为P型底栅型薄膜晶体管，但本申请不以此限。在某些实施例中，第一薄膜晶体管104亦可以为P型顶栅型薄膜晶体管、N型底栅型薄膜晶体管或N型顶栅型薄膜晶体管，其连接方式亦具有相对应的变化。电容108包括上板及下板，其中所述上板的接点位在电容108的上方，即电容108朝向Z轴方向的一面，所述下板的接点位在电容108的下方，即电容108朝向Z轴方向的另一面。光电二极管112被配置在电容108的上方且并藉由金属层111耦接至电容108的上板的接点，使电容108在基板102和光电二极管112之间，电容108的下板的接点则透过金属层107耦接至参考电压，所述参考电压可以是任意的稳定直流电压，举例来说，当稳定直流电压的值为0时，所述参考电压即为地电压。在本实施例中，光电二极管112另通过金属层109耦接至第一薄膜晶体管104及电容108的上板，如此一来，第一薄膜晶体管104便可通过金属层109将光电二极管112的感测值读取出来，又可藉由电容108增加读取时的稳定性，降低读取时的噪声。应特别注意的，电容108被配置在第一薄膜晶体管104和光电二极管112之间，也就是说，光电二极管112、电容108和第一薄膜晶体管104从上到下依序设置在基板102之上，并且各自占用的水平空间不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜半导体结构，其特征在于，包括：基板；电容，包括上板及下板，所述电容被配置在所述基板上；以及光电二极管，被配置在所述电容的上方且耦接至所述电容，使所述电容在所述基板和所述光电二极管之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种薄膜半导体结构，其特征在于，包括：基板；电容，包括上板及下板，所述电容被配置在所述基板上；以及光电二极管，被配置在所述电容的上方且耦接至所述电容，使所述电容在所述基板和所述光电二极管之间。2.如权利要求1所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述电容的下板耦接至参考电压。3.如权利要求1所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述电容包括金属-绝缘体-金属型电容。4.如权利要求1所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述基板包括玻璃基板。5.如权利要求1-4所述的薄膜半导体结构，其特征在于，另包括第一薄膜晶体管在所述基板和所述电容之间，第一薄膜晶体管包括栅极、源极以及漏极。6.如权利要求5所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述第一薄膜晶体管耦接至所述光电二极管以及所述电容的上板。7.如权利要求6所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述第一薄膜晶体管的源极耦接至漏极，且所述第一薄膜晶体管和所述电容并联设置。8.如权利要求7所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述第一薄膜晶体管为P型薄膜晶体管，且所述第一薄膜晶体管的栅极耦接至所述参考电压，以及所述第一薄膜晶体管的源极和漏极耦接至所述电容的上板。9.如权利要求7所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述第一薄膜晶体管为N型薄膜晶体管，且所述第一薄膜晶体管的源极和漏极耦接至所述参考电压，以及所述第一薄膜晶体管的栅极耦接至所述电容的上板。10.如权利要求1所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述电容包括第二薄膜晶体管。11.如权利要求10所述的薄膜半导体结构，其特征在于，所述第二薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富强，杨孟达，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44