光感测装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种感测装置及其制造方法，且特别是有关于一种光感测装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]光感测单元普遍应用于手机、平板计算机或笔记型计算机等电子装置中。此外，光感测单元也广泛应用于医疗诊断辅助工具的使用，例如X-ray光感测用于人体乳房组织的摄影。且主要包括一个薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)以及一个PIN二极管(PINd1de)，其中薄膜晶体管作为读取的开关元件，PIN 二极管则扮演将光能转换成电子讯号的感测元件。传统上，光感测单元的制造流程是在薄膜晶体管上形成一层保护层后，才形成PIN 二极管(PIN层)，前述保护层用来保护薄膜晶体管的通道层与第二导体层，以避免在后续形成PIN层时伤害到通道层与第二导体层。其中，当薄膜晶体管具有蚀刻阻挡层(EtchStop Layer，ESL)型态时，光感测单元一般需要12道微影蚀刻工艺(？1101:01;[1:11(^作。117 andEtching Process，PEP)才能完成制作，而当薄膜晶体管为背通道蚀刻(Back ChannelEtch，BCE)型态时，一般需要11道微影蚀刻工艺才能完成制作。然而，由于PIN层必须与第二导体层电性接触，故为了有效避免第二导体层在形成PIN层时受到伤害，绝缘层中的接触窗的宽度必小于PIN层。如此一来，接触窗的设计使得部分的PIN层无法与第二导体层电性接触，因而限制了 PIN 二极管的感应面积。因此，如何改善光感测单元的制造流程，避免PIN 二极管的感应面积受到限制，为目前极须克服的一个重要课题。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种光感测装置及其制造方法，可提升感测元件的感应面积。
[0004]本发明的光感测装置包括基板、主动元件及感测元件。主动元件配置在基板上且包括设置于基板上的第一导体层，设置于第一导体层上的栅极绝缘层，设置于栅极绝缘层上的通道层以及设置于通道层上的第二导体层。感测元件配置在第二导体层上且包括设置且覆盖在第二导体层上的第一透明电极层，设置在第一透明电极层上的光电转换层以及设置在光电转换层上的第二透明电极层。
[0005]其中，该第二导体层具有一第一端与一第二端，且该第一端与该第二端的其中之一延伸至该感测元件下方。
[0006]其中，该第一透明电极层接触该第二导体层。
[0007]其中，该第二导体层与该第一透明电极层共同具有一第一开口，该第一开口暴露出部分的该通道层，且该第一透明电极层完全覆盖该第二导体层。
[0008]其中，更包括一保护层，覆盖该主动元件及部分的该感测元件，且具有一第二开口及一第三开口，该第二开口暴露部分该第一透明电极层，该第三开口暴露部分该第二透明电极层。
[0009]其中，该光感测装置更包括:
[0010]—先行保护层，覆盖部分的该第一透明电极层；以及
[0011 ] 一保护层，覆盖该主动元件及该感测元件，该保护层及该先行保护层共同具有一第二开口，且该保护层具有一第三开口，该第二开口暴露部分该第一透明电极层，该第三开口暴露部分该第二透明电极层。
[0012]其中，该光感测装置更包括:
[0013]—蚀刻终止层，设置在该通道层上，且具有暴露出部分该通道层的一第一接触洞与一第二接触洞，其中，部分的该第一端及该第二端分别借由该第一接触洞及该第二接触洞与该通道层相接触；以及
[0014]一保护层，设置在该第一透明电极层上，且具有一第二开口及一第三开口，该第二开口暴露部分该第一透明电极层，该第三开口暴露部分该第二透明电极层。
[0015]其中，该光感测装置更包括一第三透明电极层，设置在该保护层上，其中该第三透明电极层通过胶该第三开口与该第二透明电极层接触。
[0016]其中，该光感测装置更包括一第三导体层，设置在该保护层上，其中，该第三导体层通过胶该第二开口与该第一透明电极层接触，且该第三导体层于垂直投影方向上与该主动元件至少部分重迭。
[0017]本发明的光感测装置的制造方法包括以下步骤。形成第一导体层于基板上。形成栅极绝缘层于第一导体层上。形成通道层于栅极绝缘层上。形成第二导体层于通道层上，其中第二导体层具有第一端与第二端，且第一导体层、栅极绝缘层、通道层以及第二导体层构成主动元件。形成第一透明电极层于第二导体层上。形成光电转换层于第一透明电极层上。形成第二透明电极层于光电转换层上，其中第一透明电极层、光电转换层及第二透明电极层构成感测元件，且第一端与第二端的其中之一延伸至感测元件下方。
[0018]其中，该第二导体层与该第一透明电极层是以同一光掩膜进行图案化工艺而形成，该第二导体层与该第一透明电极层共同形成一第一开口，暴露出部分的该通道层。
[0019]其中，在形成该第二透明电极层之后，更包括:
[0020]形成一保护层，其中该保护层具有一第二开口及一第三开口，该第二开口暴露部分该第一透明电极层，该第三开口暴露部分该第二透明电极层。
[0021]其中，在形成该第二透明电极层之前，更包括形成一先行保护层；以及在形成该第二透明电极层之后，更包括形成一保护层，其中，该保护层及该先行保护层共同具有一第二开口，且该保护层具有一第三开口，该第二开口暴露部分该第一透明电极层，该第三开口暴露部分该第二透明电极层。
[0022]其中，在形成该第二导体层之前，更包括于该通道层上形成一蚀刻终止层，其中该蚀刻终止层具有暴露出部分该通道层的一第一接触洞与一第二接触洞，且部分的该第一端及该第二端分别借由该第一接触洞及该第二接触洞与该通道层相接触；以及在形成该第二透明电极层之后，更包括形成一保护层，其中该保护层具有一第二开口及一第三开口，该第二开口暴露部分该第一透明电极层，该第三开口暴露部分该第二透明电极层。
[0023]其中，在形成该保护层之后，更包括:于该保护层上形成一第三透明电极层，其中，该第三透明电极层通过胶该第三开口与该第二透明电极层接触；以及于该保护层上形成一第三导体层，其中，该第三导体层通过胶该第二开口与该第一透明电极层接触，且该第三导体层于垂直投影方向上与该主动元件至少部分重迭。
[0024]其中，形成该光电转换层于该第一透明电极层上以及形成该第二透明电极层于该光电转换层上的方法包括:于该基板上依序形成一 N型半导体材料层、一本质半导体材料层、一P型半导体材料层及一透明导体材料层；图案化该透明导体材料层，以形成该第二透明电极层；以及图案化该N型半导体材料层、该本质半导体材料层及该P型半导体材料层，以形成互相堆栈的一 N型半导体层、一本质半导体层及一 P型半导体层。
[0025]基于上述，在本发明的光感测装置中，通过胶第二导体层上设置有第一透明电极层，使得第一透明电极层能够保护第二导体层在形成光电转换层的工艺中不受到破坏，以及使得光电转换层能够完全且直接地与第一透明电极层接触，因而提升感测元件的感应面积。
[0026]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施方式，并配合所附图式作详细说明如下。
[0027]图式简单说明
[0028]图1A至图1K为本发明的第一实施方式的光感测装置的制造流程的剖面示意图。
[0029]图2A至图2G为本发明的第二实施方式的光感测装置的制造流程的剖面示意图。
[0030]图3A至图3K为本发明的第三实施方式的光感测装置的制造流程的剖面示意图。
[0031]其中，附图标记:
[0032]10、20、30:光感测装置
[0033]100:基板
[0034]102a:第一端
[0035]102b:第二端
[0036]]_04a: N型半导体材料层
[0037]]_04b:本质半导体材料层
[0038]104c: P型半导体材料层
[0039]106a:N型半导体层
[0040]]_06b:本质半导体层[0041 ] 106c:P型半导体层
[0042]BP1、BP2:保护层