静电感测装置制造方法及图纸

静电感测装置包括传感器氧化物半导体TFT以及被配置为控制传感器氧化物半导体TFT的控制器。传感器氧化物半导体TFT包括：氧化物半导体有源层；与氧化物半导体有源层连接的源极；与氧化物半导体有源层连接的漏极；在氧化物半导体有源层后面的栅极；以及在栅极和氧化物半导体有源层之间的栅极绝缘层。控制器被配置为测量在源极和漏极之间流动的电流与参考电流的差，同时向栅极施加驱动电压，并基于与参考电流的差的方向而确定测量目标的静电电荷的极性。

Electrostatic Sensor

【技术实现步骤摘要】
静电感测装置
本公开涉及静电感测装置。
技术介绍
静电感测装置(表面电位感测装置)用于测量正在制造的光电导体鼓的表面电位或电子装置的静电电荷。静电感测装置测量由作为测量目标的电气化物体所产生的电场，并将测量值转换为表面电位。典型的静电感测装置包括感测电极和可打开/可关闭的斩波器，以测量由来自测量目标的电场所产生的并在感测电极中流动的电流。JP2012-43411A公开了一种用于感测与面板接触或不接触的带电体(例如，手指)的运动的薄膜带电体传感器。JP2012-43411A还公开了薄膜带电体传感器包括含有氧化物半导体的有源层。
技术实现思路
如上所述，在特定领域中要求测量诸如电气化物体的表面电位的电气条件。为了精确地测量测量目标的电气条件，要求一种具有高灵敏度、高耐压性和高空间分辨能力的静电感测装置。本公开的方面是一种静电感测装置，其被配置为测量放置在静电感测装置前面的测量目标的静电电荷，该静电感测装置包括：传感器氧化物半导体TFT；和控制器，其被配置为控制传感器氧化物半导体TFT。传感器氧化物半导体TFT包括：氧化物半导体有源层；与氧化物半导体有源层连接的源极；与氧化物半导体有源层连接的漏极；氧化物半导体有源层后面的栅极；以及栅极和氧化物半导体有源层之间的栅极绝缘层。控制器被配置为：测量在源极和漏极之间流动的电流与参考电流的差，同时向栅极施加驱动电压；并且基于与参考电流的差的方向而确定测量目标的静电电荷的极性。本公开的方面提供了一种具有高的灵敏度、耐压性和空间分辨能力的静电感测装置。要理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述两者都是示例性和说明性的，且不是对本公开的限制。附图说明图1A示意性地示出了本公开中的静电感测装置的配置示例；图1B示意性地示出了本公开中的静电感测装置的配置示例；图1C示出了将带正电的测量目标放置在传感器氧化物半导体TFT的前面的示例；图2A提供了测量数据，该测量数据指示顶栅极电压对具有双栅极结构的氧化物半导体TFT中的漏电流和底栅极电压之间的关系的影响；图2B提供了从图2A中提取的数据，该数据指示当底栅极电压为12V时，顶栅极处的电压与漏电流之间的关系；图3示意性地示出了在测量中所使用的传感器氧化物半导体TFT的配置和测量目标；图4A提供了使用带正电的丙烯酸棒和带负电的PTFE棒的漏电流Id的测量结果；图4B提供了使用带负电的PTFE棒和中和化的PTFE棒的漏电流Id的测量结果；图5A提供了使用带正电的丙烯酸棒和带负电的PTFE棒的漏电流Id的测量结果；图5B示意性地示出了当测量目标被保持在距传感器氧化物半导体TFT不同的距离处时测量漏电流Id的变化的方法；图5C提供了当测量目标被保持在距传感器氧化物半导体TFT不同的距离处时的漏电流Id变化的测量结果；图6A示意性地示出了具有在测量中所使用的双栅极结构的氧化物半导体TFT的配置示例；图6B示出了底栅极电压和漏电流之间的关系对具有双栅极结构的氧化物半导体TFT中的顶栅极电压的依赖性；图7A示出了具有处于浮动状态的顶栅极的氧化物半导体TFT的配置示例；图7B提供了利用具有处于浮动状态的顶栅极的氧化物半导体TFT而测量出的数据；图8A示出了具有设置有0V的驱动电压的顶栅极的氧化物半导体TFT的配置示例；图8B提供了利用具有设置有0V的驱动电压的顶栅极的氧化物半导体TFT而测量出的数据；图9A是示出了具有双栅极结构的传感器氧化物半导体TFT的配置示例的横截面图；图9B是示出了具有顶栅极的传感器氧化物半导体TFT的配置示例的平面图；图9C是示出了具有顶栅极的传感器氧化物半导体TFT的另一配置示例的平面图；图9D是示出了具有顶栅极的传感器氧化物半导体TFT的又一配置示例的平面图；图10A是示出了具有双栅极结构的传感器氧化物半导体TFT的配置示例的横截面图。图10B是指示当传感器氧化物半导体TFT与不同尺寸的天线电极连接时，与天线电极和测量目标之间的距离相关的漏电流的测量结果的曲线图。图11示意性地示出了包括二维阵列的传感器氧化物半导体TFT的静电传感器阵列装置的配置示例；以及图12示意性地示出了包括二维阵列的传感器氧化物半导体TFT的静电传感器阵列装置的另一配置示例。具体实施方式在下文中，参考附图来描述实施例。应当注意的是，实施例仅是用于实施此公开的示例，而不限制此公开的技术范围。附图所共有的元件由相同的附图标记表示。为了清楚地理解描述，附图中的元件的尺寸或形状可能被夸大。实施例1图1A和1B示意性地示出了此公开的静电感测装置的配置示例。静电感测装置包括在绝缘基板11上形成的传感器氧化物半导体TFT1和用于控制传感器氧化物半导体TFT1的控制器2。静电感测装置测量位于传感器氧化物半导体TFT1前面的测量目标的静电电荷。图1A示意性地示出了对具有正电荷31的测量目标进行测量的静电感测装置，且图1B示意性地示出了对具有负电荷32的测量目标进行测量的静电感测装置。在以下描述中，将测量目标相对于传感器氧化物半导体TFT1放置的一侧称为前面。在图1A和1B的示例中，传感器氧化物半导体TFT1与绝缘基板11相对的一侧是前面。关于传感器氧化物半导体TFT1的元件的位置关系，将靠近绝缘基板11的一侧称为下侧，并且将相对侧称为上侧。传感器氧化物半导体TFT1具有层压(laminated)结构。传感器氧化物半导体TFT1包括：在绝缘基板11上形成的栅极12；栅极12上方的栅极绝缘层(栅极绝缘膜)13；以及栅极绝缘层13上方的氧化物半导体层14。氧化物半导体层14是由氧化物半导体制成的半导体有源层(氧化物半导体有源层)。图1A和1B中的示例具有底栅极结构；栅极12位于氧化物半导体层14下方。换句话说，测量目标位于氧化物半导体层14的前面，并且栅极12位于氧化物半导体层14后面。传感器氧化物半导体TFT1还包括在栅极绝缘层13上形成的源极15和漏极16。源极15和漏极16与氧化物半导体层14连接。源极15和漏极16被形成为与岛状氧化物半导体层14的顶面的一部分接触。栅极绝缘层13被形成为完全覆盖栅极12。栅极绝缘层13被设置在栅极12和氧化物半导体层14之间、栅极12和源极15之间、以及栅极12和漏极16之间。在氧化物半导体层14上方设置钝化层(钝化膜)17。在图1A和1B的示例中，钝化层17覆盖了氧化物半导体层14的顶面以及源极15和漏极16的顶面。绝缘基板11例如由玻璃或树脂制成。栅极12是导体，并且可以由掺杂有杂质的金属或硅制成。栅极绝缘层13可以由例如热氧化硅或氮化硅制成。用于氧化物半导体层14的氧化物半导体的示例包括非晶形的InGaZnO(a-InGaZnO)和微晶InGaZnO。除了这些之外，还可以使用诸如a-InSnZnO、a-InGaZnSnO和ZnO的氧化物半导体。源极15和漏极16是导体，并且可以由诸如Mo、Ti或Ta或其合金的高熔点金属制成。钝化层17是无机或有机绝缘体。尽管图1A和1B的示例中的钝化层17是单层，但是它可以由多个层组成，如后面将描述的。在示例中，钝化层17的介电常数高于栅极绝缘层13的介电常数。由高介电材料制成的钝化层17增加了传感器氧化物半导体TFT1的灵敏度。图1A和1B中的配置示例具有底栅极结构。与该示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电感测装置，其被配置为测量被放置在所述静电感测装置前面的测量目标的静电电荷，所述静电感测装置包括：传感器氧化物半导体TFT；和控制器，其被配置为控制所述传感器氧化物半导体TFT，其中所述传感器氧化物半导体TFT包括：氧化物半导体有源层；与所述氧化物半导体有源层连接的源极；与所述氧化物半导体有源层连接的漏极；在所述氧化物半导体有源层后面的栅极；以及在所述栅极和所述氧化物半导体有源层之间的栅极绝缘层，并且其中所述控制器配置为：测量在所述源极和所述漏极之间流动的电流与参考电流的差，同时向所述栅极施加驱动电压；并且基于与所述参考电流的差的方向而确定所述测量目标的静电电荷的极性。

【技术特征摘要】
2017.12.21 JP 2017-2446521.一种静电感测装置，其被配置为测量被放置在所述静电感测装置前面的测量目标的静电电荷，所述静电感测装置包括：传感器氧化物半导体TFT；和控制器，其被配置为控制所述传感器氧化物半导体TFT，其中所述传感器氧化物半导体TFT包括：氧化物半导体有源层；与所述氧化物半导体有源层连接的源极；与所述氧化物半导体有源层连接的漏极；在所述氧化物半导体有源层后面的栅极；以及在所述栅极和所述氧化物半导体有源层之间的栅极绝缘层，并且其中所述控制器配置为：测量在所述源极和所述漏极之间流动的电流与参考电流的差，同时向所述栅极施加驱动电压；并且基于与所述参考电流的差的方向而确定所述测量目标的静电电荷的极性。2.根据权利要求1所述的静电感测装置，其中所述控制器被配置为基于差的方向和量来确定由所述测量目标的静电电荷所生成的静电场的强度。3.根据权利要求1所述的静电感测装置，其中所述传感器氧化物半导体TFT还包括：在所述氧化物半导体有源层前面的处于浮动状态的导体层；和在所述导体层和所述氧化物半导体有源层之间的绝缘层。4.根据权利要求1所述的静电感测装置，其中所述氧化物半导体有源层的材料是InGaZnO。5.根据权利要求1所述的静电感测装置，其中所述传感器氧化物半导体TFT被设置在基板上，并且其中所述栅极被设置在所述氧化物半导体有源层和所述基板之间。6.根据权利要求1所述的静电感测装置，还包括被配置为用作开关的第二氧化物半导体TFT，其中所述第二氧化物半导体TFT包括：第二氧化物半导体有源层；与所述第二氧化物半导体有源层连接的第二源极；与所述第二氧化物半导体有源层连接的第二漏极；在所述第二氧化物半导体有源层前面的第三电极；以及在所述第三电极和所述第二氧化物半导体有源层之间的第二绝缘层，并且其中所述控制器被配置为在测量所述测量目标的静电电荷时将预先确定的电压施加到所述第三电极。7.根据权利要求6所述的静电感测装置，其中所述第二氧化物半导体TFT还包括：在所述第二氧化物半导体有源层后面的第二栅极；和在所述第二栅极和所述第二氧化物半导体有源层之间的第二绝缘层，并且其中所述控制器被配置为在测量所述测量目标的静电电荷时将预先确定的电压施加到所述第三电极。8.一种静电感测装置，其被配置为测量被放置在所述静电感测装置前面的测量目标的静电电荷，所述静电感测装置包括：被布置在基板上的多个传感器氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹知和重，岩松新之辅，阿部泰，村上穰，矢作彻，加藤睦人，
申请(专利权)人：天马日本株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP