短波长光探测器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种短波长光探测器，包括：玻璃基板；保护层，形成在玻璃基板上，并完全覆盖玻璃基板，该层由无机绝缘材料形成；源电极、漏电极和数据扫描线，分别形成在保护层上；半导体层，形成在源电极和漏电极之间，并覆盖部分源电极和漏电极，该层由宽禁带宽度金属氧化物半导体形成；绝缘层，形成在保护层、源电极、漏电极、半导体层和数据扫描线上，并完全覆盖保护层、源电极、漏电极、半导体层和数据扫描线，该层由绝缘材料形成。相应地，提供一种短波长光探测器的制造方法。本发明专利技术所提供的短波长光探测器可有效地、稳定地、灵敏地检测环境中低于400nm的短波长的光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，尤其涉及ー种短波长光探測器及其制造方法。
技术介绍
近年来随着天文、空间技术、高能物理等
的深入研究，以及微电子和通信信息技术发展，紫外光探測技术激发了人们的研究兴趣，世界各国把固态紫外探測器技术列为当今的研究开发重点课题。 以前的紫外光探測主要是使用硅(Si)材料，其对紫外光敏感性不高，探測短波长光辐射的硬度低、工作寿命短等缺点导致Si探測器的使用窗ロ大大缩减，无法使用在导弹烟雾探測、空气质量检测、紫外光剂量测试中，因此需要一种更高宽禁带、高灵敏度的探測器。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供ー种短波长光探測器及其制造方法，以有效地、稳定地、灵敏地检测环境中低于400nm的短波长的光。为了实现以上目的，本专利技术提供的短波长光探測器包括玻璃基板；保护层，形成在玻璃基板上，并完全覆盖玻璃基板，该层由无机绝缘材料形成；源电极、漏电极和数据扫描线，分别形成在保护层上；半导体层，形成在源电极和漏电极之间，井覆盖部分源电极和漏电极，该层由宽禁带宽度金属氧化物半导体形成；绝缘层，形成在保护层、源电极、漏电极、半导体层和数据扫描线上，并完全覆盖保护层、源电极、漏电极、半导体层和数据扫描线，该层由绝缘材料形成。优选地，所述保护层厚度为500~2000A，所述无机绝缘材料为氧化物、氮化物或氧氮化合物。优选地，所述源电极和漏电极为透明金属电极或非透明金属电极，厚度为2000^3000 A0优选地，所述半导体层厚度为100~4000 A，所述宽禁带宽度金属氧化物为非晶氧化铟镓锌。优选地，所述绝缘层厚度为1000~4000 A，所述绝缘材料为氧化物、氮化物或氧氮化合物。相应地，本专利技术提供ー种短波长探测器的制造方法，包括步骤I、在玻璃基板上连续沉积由无机绝缘材料形成的保护层，并在保护层上依次沉积源金属层和漏金属层，然后通过第一次构图エ艺形成源电极、漏电极和数据扫描线；步骤2、在完成步骤I的基板上沉积由宽禁带宽度金属氧化物半导体形成的半导体层，并通过第二次构图エ艺形成半导体层；步骤3、在完成步骤2的基板上沉积由绝缘材料形成的绝缘层，并通过第三次构图エ艺形成绝缘层。优选地，在步骤I中，通过等离子体增强化学气相沉积法连续沉积厚度为500^2000 A的保护层，所述无机绝缘材料为氧化物、氮化物或氧氮化合物。优选地，在步骤I中，通过溅射或热蒸发的方法沉积厚度为2000~3000A的源金属层和漏金属层，所述源金属层和漏金属层的材料为氧化铟锡或其它的金属或金属氧化物。优选地，在步骤2中，通过溅射或热蒸发的方法沉积厚度为100~4000A的半导体层，所述宽禁带宽度金属氧化物为非晶氧化铟镓锌。优选地，在步骤3中，通过等离子体增强化学气相沉积法连续沉积厚度为1000~4000A的绝缘层，所述绝缘材料为氧化物、氮化物或氧氮化合物。优选地，所述绝缘层为ー层或两层，在绝缘层为两层的情况下，与半导体层接触的ー层的沉积速度低，另ー层的沉积速度高。 本专利技术所提供的短波长光探測器可有效地检测环境中低于400nm的短波长的光，具有稳定、易操作、灵敏度高、寿命长的特点，而且可以使用窗ロ大，不受周围环境空气、水等因素影响。附图说明图Ia和图Ib分别是本专利技术的短波长光探測器的平面图和截面图；图2a和图2b是本专利技术的短波长光探測器第一次构图エ艺后的平面图和截面图；图3a和图3b是本专利技术的短波长光探測器第二次构图エ艺后的平面图和截面图。具体实施例方式以下将參照附图和实施例对本专利技术进行详细描述。图Ia是本专利技术的短波长光探測器的平面图和截面图，图Ib是图Ia沿A-B截取的截面图。如图Ia和图Ib所示，本专利技术的短波长光探測器包括玻璃基板I、保护层2、源电极3、漏电极4、半导体层5、绝缘层6和数据扫描线7。其中，保护层2形成在玻璃基板I上，并完全覆盖玻璃基板I。保护层2的厚度为50CT2000A，材料为无机绝缘材料，例如氧化物(例如SiO2)、氮化物(例如SiNx)或氧氮化合物(例如SiNxOy)。该无机绝缘层可以保护半导体层5，以免半导体层5(具体地讲，源电极3和漏电极4之间的TFT沟道)直接与玻璃基板I接触，形成不好的界面，从而提高半导体层5的稳定性。源电极3、漏电极4和数据扫描线7分别形成在保护层2上，其中，源电极3和漏电极4的厚度为500~3000 A。源电极3和漏电极4可以是由例如ITO (氧化铟锡)形成的透明金属电极或者由其它的金属或金属氧化物(例如Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属和合金)形成的非透明金属电极。半导体层5形成在源电极3和漏电极4之间，并覆盖部分源电极3和漏电极4。半导体层5的厚度为100~4000 A，材料为宽禁带宽度金属氧化物半导体，例如非晶IGZO(氧化铟镓锌)或其它的金属氧化物(例如HIZ0)。以非晶IGZO为例，非晶IGZO具有很高的禁带宽度，禁带宽度为在3. 1-3. 7eV之间。非晶IGZO在可见光照射下，非常稳定，不会产生光电流，但是在波长低于400nm光(包括紫外线光、x射线、Y射线等)的照射下，会产生大量的光照载流子，在电压的驱动下产生大量光电流，从而有效地检测到波长低于400nm的短波长光。绝缘层6形成在保护层2、源电极3、漏电极4、半导体层5和数据扫描线7上，并完全覆盖保护层2、源电极3、漏电极4、半导体层5和数据扫描线7。绝缘层6的厚度为1000^4000 A，材料为绝缘材料，例如氧化物、氮化物或氧氮化合物。绝缘层6可以有效地保护本专利技术的短波长光探測器免受外界的干扰，比如，水和氧气的破坏。从以上结构可看出，本专利技术所提供的短波长探测器具有以下优点(I)使用简单，而且使用窗ロ大，S卩，使用范围广；(2)由于绝缘层6的存在，不受周围环境空气、水等因素影响； (3)由于保护层2的存在，半导体层5的稳定性高；(4)由于半导体层5采用宽禁带宽度金属氧化物半导体，而宽禁带宽度金属氧化物半导体的禁带宽度高，对短波长光敏感，在短波长光照射下，可以产生大电流，容易检测出短波长光，因此灵敏度高；(5)寿命长。以下，将对本专利技术所提供的短波长探测器的制造方法进行描述。步骤I、首先，在玻璃基板I上连续沉积由无机绝缘材料形成的保护层2，沉积厚度为500~2000 A，沉积方法可采用PECVD方法(等离子体增强化学气相沉积法)，对应的反应气体可以为SiH4、NH3、N2或SiH2Cl2.NH3、N2。然后，在保护层2上依次沉积源金属层和漏金属层，沉积方法可采用溅射或热蒸发的方法，沉积材料可以是用于形成透明金属电极的ITO(氧化铟锡)或者用于形成非透明金属电极的其它的金属或金属氧化物(例如Cr、W、Ti、Ta、Mo、Al、Cu等金属和合金)。这里，源金属层和漏金属层可以是单层，也可以是多层。然后，通过第一次构图エ艺(即，光刻エ艺)形成源电极3、漏电极4和数据扫描线7，其平面图和截面图分别如图2a和图2b所示。步骤2、在完成步骤I的基板上沉积由宽禁带宽度金属氧化物半导体形成的半导体层5，沉积方法可采用溅射或热蒸发的方法。然后，通过第二次构图エ艺(即，光刻エ艺)形成半导体层5，其平面图和截面图如图3a和图3b所示。步骤3、在完成步骤2的基板上沉积由绝缘材料形成的绝缘层6，沉积方法可采用PECVD方法(等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种短波长光探測器，包括 玻璃基板； 保护层，形成在玻璃基板上，并完全覆盖玻璃基板，该层由无机绝缘材料形成； 源电极、漏电极和数据扫描线，分别形成在保护层上； 半导体层，形成在源电极和漏电极之间，井覆盖部分源电极和漏电极，该层由宽禁带宽度金属氧化物半导体形成； 绝缘层，形成在保护层、源电极、漏电极、半导体层和数据扫描线上，并完全覆盖保护层、源电极、漏电极、半导体层和数据扫描线，该层由绝缘材料形成。2.根据权利要求I所述的短波长光探測器，其特征在于，所述保护层厚度为5 00~2 OOOA，所述无机绝缘材料为氧化物、氮化物或氧氮化合物。3.根据权利要求I所述的短波长光探測器，其特征在于，所述源电极和漏电极为透明金属电极或非透明金属电极，厚度为2000~3000 A。4.根据权利要求I所述的短波长光探測器，其特征在干，所述半导体层厚度为100^4000 A，所述宽禁带宽度金属氧化物为非晶氧化铟镓锌。5.根据权利要求I所述的短波长光探測器，其特征在于，所述绝缘层厚度为1000^4000 A，所述绝缘材料为氧化物、氮化物或氧氮化合物。6.ー种短波长探测器的制造方法，包括 步骤I、在玻璃基板上连续沉积由...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，薛建设，
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：