感光单元、光感测装置及感光单元的制造方法
【专利说明】感光单元、光感测装置及感光单元的制造方法 【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种电子单元、电子装置及电子单元的制造方法，且特别是有关 于一种感光单元、光感测装置及感光单元的制造方法。 【【背景技术】】
[0002] -般而言，像素感测装置（pixel sensor)包括光源W及感光面板。光源用W发出 光束。感光面板配置于光束的传递路径上。感光面板包括基板W及阵列排列于基板上的多 个感光单元。每一感光单元包括感光结构W及与感光结构电性连接的读取元件（例如：读 取薄膜晶体管，readout TFT)。
[0003] 像素感测装置的应用方式多元，W指纹扫描为例，当使用者手指触碰像素感测装 置时，指纹的波峰与波谷会反射强度不同的光束，而使分别对应波峰与波谷的多个感光结 构接收到强度不同的反射光束。借此，像素感测装置便可获得使用者的指纹影像。在已知 技术中，感光结构的感光层多为氧化娃。然而，氧化娃的感光频谱主要落在可见光区。换言 之，已知的像素感测装置仅能感测可见光，而其应用范围有限。 【
【发明内容】
】
[0004] 本发明提供一种感光单元及光感测装置，其应用范围广。
[0005] 本发明提供一种感光单元的制造方法，其可制造出应用范围广的感光单元。
[0006] 本发明的感光单元包括第一电极、第一绝缘层、感光结构W及第二电极。第一绝缘 层覆盖第一电极且具有暴露出第一电极的第一开口。感光结构位于第一电极上且填入第一 绝缘层的第一开口。感光结构包括相堆叠的第一感光层与第二感光层。第一感光层的材质 为SixGe/),，x、y、Z均不为零。第二感光层的材质为Siv〇"，v、W均不为零。第二电极覆盖感 光结构。
[0007] 本发明的光感测装置包括阵列排列的多个感光单元、电性禪接至感光单元的多条 数据线、多条扫描线W及光源。每一感光单元为上述感光单元。数据线跨越扫描线。光源 适于发出光束。光束从感光单元与数据线及扫描线之间的透光区射出。
[0008] 本发明的感光单元的制造方法包括下列步骤：提供基板；于基板上形成第一导电 层，第一导电层包括第一电极；形成第一绝缘材料层，W覆盖第一导电层；W第一光罩为罩 幕，图案化第一绝缘材料层，W形成具有第一开口的第一绝缘层，其中，第一开口暴露第一 电极；形成感光层，W覆盖第一绝缘层W及被第一开口暴露出的第一电极；W第二光罩为 罩幕，图案化感光层，W形成感光结构，其中，感光结构位于第一绝缘层的第一开口且与第 一电极电性连接，感光结构包括第一感光层W及与第一感光层相堆叠的第二感光层，第一 感光层的材质为SiyGe/),, X、y、Z均不为零，且第二感光层的材质为Siy0"，V、W均不为零；W 及形成第二电极，W覆盖感光结构。
[0009] 在本发明的一实施例中，上述的第二感光层夹设于第一电极与第一感光层之间。
[0010] 在本发明的一实施例中，上述的感光单元更包括第二绝缘层W及第=电极。感光 结构填满第一绝缘层的第一开口且感光结构的边缘覆盖于部分第一绝缘层上。第二绝缘层 覆盖第二电极的侧壁W及感光结构的侧壁且具有暴露出第二电极的第二开口。第=电极填 入第二绝缘层的第二开口而与第二电极电性连接。
[0011] 在本发明的一实施例中，上述的第一感光层夹设于第一电极与第二感光层之间。
[0012] 在本发明的一实施例中，上述的感光单元，更包括电容电极W及第=绝缘层。电容 电极位于感光结构下方。第=绝缘层设置于第一电极与电容电极之间。第一绝缘层、第二 绝缘层与第=绝缘层具有贯穿口。第=电极透过贯穿口与电容电极电性连接。
[0013] 在本发明的一实施例中，上述的感光单元更包括薄膜晶体管W及电容电极。薄膜 晶体管具有栅极、与栅极重叠的半导体层W及分别位于半导体层二侧的源极与漏极。薄膜 晶体管的漏极与第一电极电性连接。
[0014] 在本发明的一实施例中，上述的电容电极遮蔽感光结构，第一电极位于感光结构 与电容电极之间，其中，电容电极与第二电极电性连接。
[0015] 在本发明的一实施例中
[0016] 在本发明的一实施例中
[0017] 在本发明的一实施例中，上述的光束为可见光、红外光或其组合。
[0018] 在本发明的一实施例中，上述形成感光结构与第二电极的步骤包括：形成感光层 W及位于感光层上的透光导电层；W及W第二光罩为罩幕，同时图案化感光层与透光导电 层，W形成感光结构与第二电极。
[0019] 在本发明的一实施例中，上述的感光单元的制造方法更包括：形成第二绝缘材料 层，W覆盖第二电极；W同一前述第一光罩为罩幕，图案化第二绝缘材料层，W于第二电极 上形成第二绝缘层，其中，第二绝缘层具有第二开口，第二开口暴露出第二电极；W及于第 二电极上形成第=电极，其中，第=电极填入第二开口，W和与第二电极电性连接。
[0020] 在本发明的一实施例中，上述的感光单元的制造方法，更包括：在形成第一导电层 之前，于基板上形成第二导电层，第二导电层包括栅极W及与栅极分开的电容电极，其中， 电容电极位于感光结构下方；形成第=绝缘材料层，W覆盖第二导电层；W及于第=绝缘 材料层上形成半导体层，半导体层与栅极重叠，其中，第一导电层更包括形成源极与漏极， 源极与漏极分别位于半导体层的二侧，且而漏极与第一电极连接。
[0021] 在本发明的一实施例中，第二导电层更包括形成一与电容电极连接的汇流线，并 且上述W第一光罩为罩幕图案化第一绝缘材料层而形成第一绝缘层的步骤更包括：同时图 案化第=绝缘材料层，W形成第=绝缘层W及形成贯穿第一绝缘层和第=绝缘层的第=开 口，第S开口暴露出汇流线。
[0022] 在本发明的一实施例中，上述W第一光罩为罩幕图案化第二绝缘材料层的步骤更 包括：形成第四开口于第二绝缘层中，第=开口与第四开口相通，且第=电极透过第=开口 与第四开口与汇流线电性连接。
[0023] 基于上述，本发明一实施例的感光单元包括能够吸收可见光的第二感光材料层 (即SivOJ之外，更包括能够吸收红外线的第一感光材料层（SixGeA)。因此，感光结构的 感光频谱宽，而感光结构能够用W检测可见光、红外光、或者同时检测二者。因此，包括感光 结构的光感测装置的应用范围广。此外，由于感光结构的第二感光材料层（即SiyOJ能够 抑制第一感光材料层（SiyGeyO,)漏电流的效果，因此包括感光结构的光感测装置具有低噪 讯比与高灵敏度的优点。
[0024] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。 【【附图说明】】
[00巧]图IA至图化为本发明一实施例的感光面板制造方法的剖面示意图。 图2A至图2K为本发明一实施例的感光面板制造方法的上视示意图。 图3为本发明一实施例的光感测装置的示意图。 图4示出本发明一实施例的感光结构的电压与暗电流的关系W及比较例的感光结构 的电压与暗电流的关系。 图5A至图甜为本发明另一实施例的感光面板制造方法的剖面示意图。 图6A至图細为本发明另一实施例的感光面板制造方法的上视示意图。 图7为本发明另一实施例的光感测装置的示意图。 【符号说明】
[0026] 100、IOOA :感光单元 110 :基板 IlOa :工作区 11化：周边区 IlOc :透光区 120 :导电层 122 :电容电极 124 :连接线 126 :汇流线 130 :绝缘材料层 130':绝缘层 132开日 140 :导电层 142 :第一电极 150 :绝缘材料层 150':绝缘层 152、154:开日 160 :第一感光材料层 162 :第一感光层 162a :侧壁 170 :第二感光材料层 172 :第二感光层 172a :侧壁 180U80A :透光导电层 182U82A :第二电极 182a :侧壁 190 :绝缘材料层 190':绝缘层 192、194 :开口 200 :导电层 202 :第S电极 210 :遮光图案 220 :透光保护层 300 :光源 1000、1000 A :光感测装置 A-A'、B-B'、C-C'、D-D' ：剖线 ch :半导体图案 Cst :储存电容 DL :数据线 D :漏极 G :栅极 g :空隙 i :电流 K :物体 L :光束 Ml、M2 :光罩 PD、PD-A :感光结构 PPS、PPS-A :感光面板 化：扫描线 S :源极 S100、S200 :曲线 T :薄膜晶体管 【【具体实施方式】】
[0027] 图IA至图化为本发明一实施例的感光面板制造方法的剖面示意图。图2A至图2K 为本发明一实施例的感光面板制造方法上视示意图。特别是，图IA~图化对应于图2A~ 图2K的剖线A-A'、B-B'。请参照图IA及图2A，首先，提供基板110。基板110具有工作区 IlOa W及工作区IlOa外的周边区11化。基板110可为透光基板或不透光/反光基板。举 例而言，透光基板的材质可为玻璃、石英、塑胶或其它可适用的材料，不透光/反光基板的 材质可为导电材料、晶圆、陶瓷或其它可适用的材料，但本发明不W此为限。
[002引如图IA及图2A所示，接着，可在基板110上形成导电层120。导电层120包括位 于工作区IlOa的多个栅极G、多条扫描线SU绘于图2A) W及多个电容电极122。栅极G 与对应的一条扫描线化连接。电容电极122与栅极G及扫描线化分离。在本实施例中， 导电层120还包括多条连接线124(绘于图2A) W及汇流线126。每一条连接线124串接位 于同一列的多个电容电极122。连接线124由工作区IlOa延伸至周边区110b，W和位于周 边区11化的汇流线126连接。在本实施例中，导电层120例如为金属材料