感测器与感测器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种感测器及感测器的制造方法，且特别涉及一种光感测器及此类型感测器的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着光电科技的发展，感测器的应用层面越来越广，且感测器的感测能力与感测品质也越益提升。以可感测X光的感测器来说，因其便利性及良好影像品质，在医疗上的应用与发展都相当活跃。为了达到更好的感测品质甚至感测动态影像，感测器中晶体管(或称主动元件)被要求具有更高的性能。一般来说，感测器里的主动元件可以采用非晶硅材料作为通道层，但非晶硅材料的载子迀移率不高，无法有效率地感测动态影像。因此，可以改用氧化物半导体作为感测器的主动元件中的通道层。藉由氧化物半导体的载子迀移率较高的特性来实现动态影像的感测。
[0003]以应用于光感测的感测器来说，需要在主动元件上形成由光电转换材料组成的感测结构，已将接收到的光线转换成电信号。在这样的应用中，光电转换材料的形成过程中会使用到氢气，而氢气的扩散即可能导致氧化物半导体的特性发生变异。因此，高性能感测器仍存在有改进的空间。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种感测器的制造方法，可以降低感测器中主动元件受后续工艺影响所产生的变异。
[0005]本发明提供一种感测器，具有理想的品质。
[0006]本发明的一种感测器的制造方法包括以下步骤。于基板上形成主动元件。于基板上形成第一绝缘层以覆盖主动元件，其中第一绝缘层形成有第一开口以局部暴露出主动元件。于第一绝缘层上使用导电材料形成越覆式导电层(blanket conductive layer)，其中毯覆式导电层经由第一开口连接主动元件。于毯覆式导电层上形成光电转换材料层。于光电转换材料层上形成第一光阻图案，并以第一光阻图案为掩膜，将光电转换材料层图案化成光电转换单元。图案化覆式导电层以形成第一电极，其中第一电极配置于第一开口中并将光电转换单元电性连接至主动元件。
[0007]本发明的一种感测器，包括主动元件、第一绝缘层、第一电极、光电转换单元以及遮光层。主动元件配置于基板上。第一绝缘层配置于基板上，并具有第一开口，以局部暴露出主动元件。第一电极覆盖第一开口，其中第一电极配置于第一绝缘层上并填入第一开口中，且第一电极的面积大于第一开口的面积。光电转换单元配置于第一电极上，且电性连接至第一电极。遮光层配置于主动元件上方。
[0008]基于上述，本发明实施例的感测器的制造方法可以减低光电转换材料形成过程中工艺气体扩散至主动元件的通道层而不容易导致通道层在制作过程发生变异。因此，本发明实施例的感测器具有理想的品质。
[0009]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0010]图1A至图1F为本发明第一实施例的感测器的制造方法；
[0011]图2A至图2C为本发明第二实施例的感测器的制造方法；
[0012]图3A至图3C为本发明第三实施例的感测器的制造方法；
[0013]图4为本发明第四实施例的感测器的示意图；
[0014]图5为本发明第五实施例的感测器的示意图；
[0015]图6为本发明第六实施例的感测器的示意图。
[0016]其中，附图标记
[0017]100、200、300、400、500、600:感测器
[0018]110:基板
[0019]120:主动元件
[0020]122:栅极
[0021]124:通道层
[0022]126:源极
[0023]128:漏极
[0024]130、130A:第一绝缘层
[0025]132、132A、134、182、184、184A、184B:开口
[0026]140:毯覆式导电层
[0027]142、142A、142B:第一电极
[0028]142B1:接触部
[0029]142B2:凸出部
[0030]144、190、510、610:遮光层
[0031]150:光电转换材料层
[0032]152:光电转换单元
[0033]160:透明导电材料层
[0034]162:透明导电层
[0035]170、210、310:光阻图案
[0036]180、180A:第二绝缘层
[0037]192:第二电极
[0038]212、312:第一图案区
[0039]214、314:第二图案区
[0040]BP:保护层
[0041]CH:通道区
[0042]D:俯视方向
[0043]G1:栅绝缘层
[0044]SC:闪烁体层
[0045]SR:感测结构
【具体实施方式】
[0046]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0047]图1A至图1F为本发明第一实施例的感测器的制造方法。首先，由图1A可知，于基板110上形成主动元件120，其中主动元件120在本实施例中例如是薄膜晶体管，且主动元件120包括栅极122、通道层124、源极126与漏极128。栅极122位于通道层124与基板110之间，并且栅极122与通道层124之间配置栅绝缘层GI以避免两者直接导通。再者，源极126与漏极128都接触于通道层124并且在通道层124上相隔一间距而定义出通道区CH。上述的主动元件120的结构设计仅是以底栅型结构为举例说明之用，并非用以限定本发明。在其他的实施例中，主动元件120可以是顶栅型结构的设计，且栅极122、通道层124、源极126与漏极128的相对配置关系可以采用不同设计。只要是主动元件120中，可以通过栅极122的控制让通道层124允许载子流通而将源极126与漏极128导通的设计即可。
[0048]栅极122、通道层124、源极126、漏极128与栅绝缘层GI的制作方法包括膜层沉积步骤(如化学气象沉积、物理气象沉积、薄膜涂布等)、图案化步骤(如微影蚀刻步骤、激光蚀刻步骤、或是剥除步骤等)或上述步骤的组合。另外，在本实施例中，栅极122、源极126与漏极128的材质可以是导电材料，其包括各种金属、导电金属氧化物、有机导电材料等。栅极122、源极126与漏极128各自可以是由单种导电材料或合金所构成或是由多种导电材料或合金的叠层所构成。通道层124的材质例如是氧化物半导体，其例如包括氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓(IGO)、氧化锡(ZnO)、氧化镉.氧化锗(2Cd0.Ge02)、氧化镍钴(NiCo204)或上述材料的组合。氧化物半导体本身具备的理想载子迀移率，因此有助于提升主动元件120的性质。栅绝缘层GI的材质则包括氧化硅、氮化硅、氧化铝、有机绝缘材料或上述材料的组合。
[0049]接着，继续参照图1A，于基板100上形成第一绝缘层130以覆盖主动元件120。在本实施例中，第一绝缘层130具有开口 132与开口 134。开口 132暴露出漏极128的局部面积，而开口 134暴露出源极126的局部面积，但本发明不以此为限。在其他的实施例中，开口 134可以省略，或是在后续制作步骤中才制作。第一绝缘层130的材质可以为有机或是无机的绝缘材料，且第一绝缘层130可以由多层绝缘材料层堆叠而成或是仅由单一层绝缘材料层所构成。
[0050]形成第一绝缘层130之后，接着使用导电材料在第一绝缘层130上形成毯覆式导电层140。毯覆式导电层140的材质可以是金属，例如是钛或钼。在此，毯覆式导电层140的面积大致相同于基板110且毯覆式导电层140是一层完整而连续的形成于基板110上的导电层。也就是说，毯覆式导电层140是一个藉由沉积步骤形成于基板110后未经图案化的导电层，因此若由俯视方向D观看图1A的半成品时，毯覆式导电层140将占满整体面积而无法观看到其他元件。另外，毯覆式导电层140可通过第一绝缘层130的开口 132接触漏极128并且通过开口 134接触源极126。
[0051 ] 之后，请参照图1B，于毯覆式导电层140上形成光电转换材料层150以及选择性地形成透明导电材料层160，其中光电转换材料层150位于透明导电材料层160与毯覆式导电层140之间。在此，光电转换材料层150的材质主要为硅，且光电转换材料层150包括依序堆叠的一第一型半导体材料层、一本征半导体材料层以及一第二型半导体材料层，且第一型半导体材料层以及第二型半