制作光感应器的方法技术

一种制作光感应器的方法。该方法包括：提供一基板，其包括一薄膜晶体管区域以及一光感应区域；于该基板上形成一图案化第一导电层；于该基板与该栅极表面形成一栅极介电层；于该栅极上方的该栅极介电层表面形成一图案化非晶硅层；于该基板上形成一图案化第二导电层；于该基板上形成一图案化富硅介电层；以及于该基板上形成一图案化透光导电层，其至少包括该光感应器的一上电极，设于该光感应区域。该光感应器包括下电极、含有富硅材料的介电层与上电极，能有效提高光感应器的器件可靠性，且能整合薄膜晶体管的制造工艺而降低产品的整体制造工艺成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种制作光感应器于非晶硅薄膜晶体管(thin film transistor, TFT)面板的方法，尤指一种制作含有富硅(silicon-rich, Si-rich) 介电材料的光感应器于非晶硅薄膜晶体管面板的方法。
技术介绍
光感应器已逐渐广泛应用于各类型TFT显示器中，现行的光感应器是以 利用三A族与五A族材料形成的PIN (p-intrinsic-n )二极管(photodiode)为 主，然而PIN 二极管的光接收效率偏低，且容易受到非目标光源的影响，因 此具有信噪比较差等缺点。此外，对于TFT显示器内而言，PIN二极管使用 的三A族与五A族材料与TFT制造工艺亦具有相容性的问题，因此传统PIN 二极管在应用上与产能上皆有其发展限制。另一方面，业界亦研发利用非晶 硅材料的强烈光敏感性，而以非晶硅材料制作薄膜晶体管感应器(TFT sensor)。然而，非晶硅薄膜晶体管感应器具有光电流稳定性较低的缺点，即 使在没有操作感应器的情况下，光电流也会随着时间而衰减，因此有严重的 可靠度问题。基于上述种种原因，目前业界所使用的光感应器己无法满足其在光电领 域上的应用，因此新一代的光感应器已成为研发的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种将光感应器整合于非晶是薄膜晶体管 (a-si TFT)器件制造工艺的方法，其中本专利技术光感应器是使用富硅介电材料， 以大幅提高光感应器的产品可靠度。本专利技术提供一种制作光感应器于非晶硅TFT面板的方法。首先提供基板， 其包括非晶硅TFT区域以及光感应区域，然后于基板上形成图案化第一导电 层，其包括非晶硅TFT的栅极，设于该非晶硅TFT区域。接着，在基板与栅 极表面形成栅极介电层，再于栅极上方的栅极介电层表面形成图案化非晶硅 层。之后，于基板上形成图案化第二导电层，其包括TFT的源极与漏极以及 光感应器的下电极，其中源极与漏极是设于栅极的上方，而该下电极是设于 光感应区域。在基板上形成图案化富硅介电层，其中富硅介电层至少设于光 感应区域，并电性连接于下电极。此外，该图案化富硅介电层至少暴露部分 漏极。最后，在基板上形成图案化透光导电层，其至少包括上电极设于光感 应区域上，以形成光感应器。由于本专利技术是将富硅介电材料应用于光感应器中，并整合光感应器与非 晶硅TFT器件的制造工艺，因此可以有效降低非晶硅TFT显示面板的整体制 造工艺成本，同时提高产品的可靠度。附图说明图1为本专利技术光感应器应用于一TFT显示面板上的示意图。 图2至图7为本专利技术于非晶硅TFT面板上制作光感应器的第一实施例的 剖面示意图。图8为本专利技术制作光感应器于非晶硅TFT面板的第二实施例的剖面示意图。图9至图10为本专利技术制作光感应器的第三实施例的示意图。 图11为本专利技术制作光感应器的第四实施例的示意图。 图12至图13为本专利技术制作光感应器的第五实施例的示意图。 图14至图19为本专利技术制作光感应器的第六实施例的示意图。 图20至图23为本专利技术整合光感应器与非晶硅TFT器件制造工艺的第七 实施例的示意图。图24为包括本专利技术光感应器的光 附图标号10 TFT显示面板14、 202 显示区18、 204 信号线22、 24、 26 环境光感应器件28 光感应区32 连接垫36 上基板50 TFT区域54 图案化第一导电层58 栅极介电层62 掺杂非晶硅层64' 图案化第二导电层66a 富硅介电层的第一部份66b 富硅介电层的第二部份68 半导体通道层72 漏极76、 214薄膜晶体管器件80、 92、 94 接触洞84 像素电极88、 210 光感应器96 富硅介电层100非晶硅层104第三掩模104b全透光区^触控式面板200的电路示意图。12 周边电路区 16、 208 像素 20、 206 扫瞄线30 导线34 下基板38 基板52 光感应区域56 栅极60 图案化非晶硅层64 第二导电层66 富硅介电层70 源极 74 下电极 78 保护层82、 134'图案化透光导电层86 上电极卯 平坦层98 导线102、 218光刻胶层104a 半透光区106、 122 接触洞图案108、 120 开口图案110、130 接触洞112、 128 开口114连接垫区域11:6连接垫底层118、118'光刻胶层124连接垫图案126第三掩模126a不透光区126b半透光区126c全透光区132连接垫开口134透光导电层136连接垫顶层200光学触控式面板212信号读取线216第二掩模216a不透光区216b半透光区216c全透光区具体实施方式请参考图..l，图1为本专利技术光感应器应用于非晶硅TFT显示面板上的示 意图。非晶硅TFT显示面板10包括下基板34与上基板36，当非晶硅TFT显 示面板.10为液晶显示面板时，下基板34与上基板36通常又分别称为阵列基 板与彩色滤光片基板。然而，TFT显示面板IO亦可为其他类型的平面显示面 板，例如有机发光显示面板。非晶硅TFT显示面板10另包括显示区14与周 边电路区12，其中显示区14内设置有复数条扫瞄线20与信号线18，定义出 呈阵列排列的像素16，各像素16皆包含一 TFT器件76电性连接于扫瞄线20 与信号线18。此外，TFT显示面板10另包括至少一光感应器，设置于显示区 14外围的光感应区28，例如图中所示的环境光感应器件(ambient light sensor, ALS) 22、 24、 26，并可分别通过导线30而电性连接下基板34表面上的连接 垫32。图2至图7显示本专利技术于非晶硅TFT面板上制作光感应器的第一实施例 的剖面示意图。首先如图2所示，提供基板38,其可为平面显示面板的阵列 基板，包括至少一TFT区域50与至少一光感应区域52。然后于基板38上全面沉积第一导电层，以第一道掩模进行光刻暨刻蚀制造工艺而形成图案化第一导电层54，其包括栅极56设于TFT区域50，其中图案化第一导电层54较 佳包含金属材料。接着，如图3所示，在基板38与栅极56表面沉积形成栅 极介电层58，再依序于栅极介电层58的上形成非晶硅层与掺杂非晶硅层。对 该非昂硅层与惨杂非晶硅层以第二道掩模进行光刻暨刻蚀制造工艺，以形成图案化非晶硅层60与图案化的掺杂非晶硅层62设于栅极56上方的栅极介电 层58表面，其中图案化非晶硅层60包括TFT器件的半导体通道区域。请参考图4，接着于基板38上依序形成第二导电层64与含有富硅原子的 富硅介电层66，其中富硅介电层66是为感光性佳的介电层，其材料包括硅、 氧、氮、碳或氢的组合。然后，在基板38表面上涂布第一光刻胶层(图未示)， 再通过第三道掩模进行光刻暨刻蚀制造工艺于第一光刻胶层上定义出对应于 光感应区域52的图案，经干式或湿式刻蚀移除部分富硅介电层66，以在光感 应区域52内形成包括图案化的富硅介电层66，再移除剩下的第一光刻胶层。 值得注意的是，富硅介电层66的分子式包括SiOC、 SiC、 SiOx、 SiNx、 SiONy、 SiOH或上述材料的组合，而形成富硅介电层66的方法是可通过通入含有硅、 氧、氮、碳、氢或上述原子组合的气体，进行化学气相沉积制造工艺，例如 通入含有SiH4/N20的气体进行沉积制造工艺可制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种于非晶硅薄膜晶体管面板上制作光感应器的方法，该方法包括：提供一基板，其包括一薄膜晶体管区域以及一光感应区域；于所述的基板上形成一图案化第一导电层，该图案化第一导电层包括一薄膜晶体管的一栅极，设于该薄膜晶体管区域； 于所述的基板与所述的栅极表面形成一栅极介电层；于所述的栅极上方的所述的栅极介电层表面形成一图案化非晶硅层；于所述的基板上形成一图案化第二导电层，其包括所述的薄膜晶体管的一源极与一漏极以及一光感应器的一下电极，且该源极与该漏极 是设于所述的栅极的上方，而所述的下电极是设于所述的光感应区域；于所述的基板上形成一图案化富硅介电层，该图案化富硅介电层包括设于所述的光感应区域且电性连接所述的下电极，且所述的图案化富硅介电层至少暴露部分所述的漏极；以及于所述 的基板上形成一图案化透光导电层，其至少包括所述的光感应器的一上电极，设于所述的光感应区域。

【技术特征摘要】
1. 一种于非晶硅薄膜晶体管面板上制作光感应器的方法，该方法包括提供一基板，其包括一薄膜晶体管区域以及一光感应区域；于所述的基板上形成一图案化第一导电层，该图案化第一导电层包括一薄膜晶体管的一栅极，设于该薄膜晶体管区域；于所述的基板与所述的栅极表面形成一栅极介电层；于所述的栅极上方的所述的栅极介电层表面形成一图案化非晶硅层；于所述的基板上形成一图案化第二导电层，其包括所述的薄膜晶体管的一源极与一漏极以及一光感应器的一下电极，且该源极与该漏极是设于所述的栅极的上方，而所述的下电极是设于所述的光感应区域；于所述的基板上形成一图案化富硅介电层，该图案化富硅介电层包括设于所述的光感应区域且电性连接所述的下电极，且所述的图案化富硅介电层至少暴露部分所述的漏极；以及于所述的基板上形成一图案化透光导电层，其至少包括所述的光感应器的一上电极，设于所述的光感应区域。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的图案化富硅介电层的材 料包括硅、氧、氮、碳或氢的组合。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的图案化富硅介电层的分 子式为SiOC、 SiC、 SiOx、 SiNx、 SiONy、 SiOH或上述材料的组合。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述的图案化富硅介电层 的方法包括先于所述的基板上形成一富硅介电层，再进行一光刻暨刻蚀制造 工艺以图案化所述的富硅介电层，且形成所述的富硅介电层的方法包括进行 一化学气相沉积制造工艺。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在进行所述的化学气相沉积制 造工艺时，是通入含有硅、氧、氮、碳、氢或上述原子组合的气体。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的图案化富硅介电层覆盖 于所述的源极与所述的漏极的部分表面。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法另包括在形成所述的图 案化富硅介电层的后，于所述的基板上形成一图案化保护层，覆盖所述的薄 膜晶体管并暴露部分所述的漏极与所述的图案化富硅介电层。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的图案化保护层包括有机 光刻胶材料。9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的图案化保护层的形成方 法包括在形成所述的图案化富硅介电层之后，于所述的基板上全面沉积一有机 光刻胶层；进行一曝光制造工艺，于所述的有机光刻胶层上定义出一接触洞图案与 一开口图案，分别设于所述的薄膜晶体管区域与所述的光感应区域；以及进行一显影制造工艺，移除包括所述的接触洞图案与所述的开口图案的 部分所述的有机光刻胶层，以形成所述的图案化保护层。10. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述的图案化第二导电 层、所述的图案化富硅介电层与所述的图案化保护层的步骤包括依序于所述的基板上全面形成一第二导电层与一富硅介电层； 同时移除部分所述的第二导电层与部分所述的富硅介电层，以形成所述的图案化第二导电层，并使所述的富硅介电层与所述的图案化第二导电层在所述的光感应区域具有相同的图案；于所述的基板上全面形成一介电层；以及使用一半色调掩模，进行一光刻暨刻蚀制造工艺，同时移除部分所述的 介电层与部分所述的富硅介电层，以形成所述的图案化富硅介电层，并使得 所述的介电层形成所述的图案化保护层并暴露部分所述的漏极与所述的图案 化富硅介电层。11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述的半色调掩模的部分半透光区是对应于所述的富硅介电层或所述的光感应区域。12. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述的图案化非晶硅层 与所述的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：石靖节，卓恩宗，彭佳添，林昆志，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]