一种图像传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种图像传感器，包括：基板以及位于所述基板上的光传感器阵列；所述光传感器阵列包括多条扫描线，与所述多条扫描线绝缘交叉的多条数据线，设置于相邻扫描线和相邻数据线所围成的像素区域的光传感器和开关单元；所述光传感器阵列还包括设置于所述光传感器上的光调节层，调节所述光传感器的光电转换效率。本发明改进了现有的图像传感器，实现了光电转化效率的可调节性。
【专利说明】一种图像传感器
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于光电转化的装置，尤其涉及一种图像传感器。
【背景技术】
[0002]光电二极管是一种吸收光信号-光子(Photon),将其转换成电信号-电流的兀件，英文通常称为Photo-Diode (PD)。如图1所示，PIN结二极管是最常用的一种硅光电二极管，因为它由三层，即P型硅层(P层)101、本征(intrinsic)硅层(I层)102和η型硅层(N层)103所组成，因此称为PIN结的硅光电二极管。PIN结二极管从紫外到近红外区光谱范围，都具有响应速度快，低暗电流和高灵敏度的特点。可用在光电探测器和光通信等领域。
[0003]光电二极管的一个重要用于就是组成阵列，用于图像传感。当前图像传感器被广泛使用，例如，图像传感器被应用于紧密接触图像传感器或X射线图像传感装置等。图像传感器具有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)阵列衬底，该TFT阵列衬底配置有对光进行光电转换的光电二极管与TFT。
[0004]然而，具有PIN结光电二极管的现有图像传感器通常存在如下的多种问题:
[0005](I)图像传感器的光电效率主要由PIN结二极管的P型硅层的厚度决定，调节光电效率只能调节这层的厚度，但是调节P型硅层的厚度会影响PIN结二极管的刻蚀工艺，影响暗电流等其他性能；
[0006](2)如果多个图像传感器产品混排在同一基板上，制作出来的各个图像传感器的光电转化效率一样，不能够实现根据不同产品要求灵活调节各图像传感器的光电转化效率；
[0007](3)由于P掺杂非晶硅的高电阻率，PIN结二极管的周边区域的光生电信号被读出的速度很慢，增大了成像信号残留。
【发明内容】
[0008]本发明需要解决的技术问题是通过一种改进的图像传感器，来解决以上提到的问题中的一种或多种。
[0009]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0010]一种图像传感器，包括:
[0011]基板；
[0012]顶电极层；
[0013]光电二极管结构层，设置于所述基板和所述顶电极层之间
[0014]底电极层，设置于所述基板和所述光电二极管结构层之间；以及
[0015]调节层，形成于所述顶电极层之上，其中该调节层对入射的光进行吸收，从而调节所述图像传感器的光电转换效率。
[0016]进一步的，该调节层覆盖全部光电二极管结构层区域。
[0017]进一步的，该调节层覆盖光电二极管结构层区域的周边区域。[0018]进一步的，该调节层由以下材料中的至少一种制成:n掺杂非晶硅，P掺杂非晶硅，Mo, Al,氮化硅,有机膜。
[0019]进一步的，该图像传感器还包括遮光层，并且该遮光层与该调节层集成到一起。
[0020]进一步的，该顶电极层是由ITO制成的透明电极层；而底电极由金属制成。
[0021]进一步的，所述图像传感器进一步包括在顶电极层之上的公共电极层，该公共电极层是不透光的金属层。
[0022]进一步的,该调节层与该公共电极层集成到一起。
[0023]进一步的，所述光电二极管结构层是PIN结或PN结。
[0024]进一步的，所述图像传感器为X射线图像传感器。
[0025]相应地，本发明还提出了这样一种图像传感器，其包括:
[0026]基板以及位于所述基板上的光传感器阵列；
[0027]所述光传感器阵列包括多条扫描线，与所述多条扫描线绝缘交叉的多条数据线，设置于相邻扫描线和相邻数据线所围成的像素区域的光传感器和开关单元；
[0028]所述光传感器阵列还包括设置于所述光传感器上的光调节层，调节所述光传感器的光电转换效率。
[0029]进一步的，所述图像传感器为X射线图像传感器。
[0030]进一步的，所述开关单元为薄膜晶体管，所述光传感器为光电二极管。
[0031]进一步的，所述薄膜晶体管的栅极与所述扫描线电连接，所述薄膜晶体管的源极/漏极与所述数据线电连接，所述薄膜晶体管的漏极/源极与所述光电二级管电连接。
[0032]进一步的，述光电二极管在远离所述基板的方向上依次包括底电极、光电二极管结构层、顶电极；所述薄膜晶体管的漏极/源极与所述光电二级管的底电极电连接。
[0033]进一步的，所述薄膜晶体管包括依次位于所述基板上的栅极、栅极绝缘层、有源层、源极和漏极、钝化层。
[0034]进一步的，所述薄膜晶体管的栅极与所述扫描线位于同一层；所述薄膜晶体管的源极和漏极、所述数据线和所述光电二极管的底电极位于同一层；所述光电二极管的底电极通过贯穿所述钝化层的过孔与所述光电二极管结构层连接。
[0035]进一步的，所述光电二极管结构层为PIN结或PN结。
[0036]进一步的，所述光传感器阵列还包括覆盖所述扫描线、数据线、薄膜晶体管和光电二极管的介质层；所述介质层具有暴露出所述光电二极管顶电极的过孔；所述光传感器阵列还包括覆盖所述介质层并通过所述过孔与所述光电二极管顶电极连接的公共电极层。
[0037]进一步的，所述公共电极层采用不透光材料，所述图像传感器还包括与所述公共电极层位于同一层并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层；所述光调节层与所述公共电极层位于同一层并覆盖所述光电二极管的周边区域。
[0038]进一步的，所述公共电极层采用透光材料，所述图像传感器还包括位于所述公共电极层上并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层；所述光调节层与所述遮光层位于同一层并覆盖所述光电二极管的周边区域。
[0039]进一步的，所述光调节层遮盖所述光电二极管的周边区域的面积为整个光电二极管面积的5%至20%。
[0040]进一步的，所述公共电极层采用透光材料，所述图像传感器还包括位于所述公共电极层上并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层；所述光调节层位于所述公共电极层上并覆盖整个所述光电二极管。
[0041]进一步的，所述遮光层的材料可以为n+a-Si，a-Si，p+a_Si，SiNx，有机膜其中之一
或其组合。
[0042]本发明提出的图像传感器具有如下特点:
[0043](I)通过增加一层吸收光的调节层，实现了光电转化效率的可调节性；
[0044](2)所述调节层仅遮挡光电二极管周边区域的入射光时，还可以减小成像信号残留;
[0045](3)由于增加了调节层，所以对于同一基板上混排的不同图像传感器产品，可以实现不同产品拥有不同的光电转化效率；
[0046](4)增加调节层的工艺步骤在公共电极层之后，不影响已有TFT和二极管工艺，难度和风险都比较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]图1是现有技术中的PIN结二极管的结构示意图；
[0048]图2是根据本发明的第一实施例的图像传感器的结构示意图；
[0049]图3是根据本发明第一实施例的图像传感器的调节层、公共电极层和光电二极管结构层这三层的俯视视图；
[0050]图4是根据本发明的第二实施例的图像传感器的结构示意图；
[0051]图5是根据本发明第二实施例的图像传感器的调节层、公共电极层和光电二极管结构层这三层的俯视视图；
[0052]图6是根据本发明的第三实施例的图像传感器的结构示意图；
[0053]图7为图6的图像传感器结构沿着A-A’线的剖面示意图；
[0054]图8为根据本发明第四实施例的图像传感器的结构示意图；
[0055]图9为图8的图像传感器结构沿着A-A’线的一种剖面示意图；
[0056]图10为图8的图像传感器结构沿着A-A’线的另一种剖面示意图；
[0057]图11为根据本发明的第三实施例的图像传感器的制造流程图。
[0058]图中的附图标记所分别指代的技术特征为:
[0059]101、P型娃层；102、本征娃层；103、η型娃层；105、光线；
[0060]200、图像传感器；201、基板；202、底电极层；209、光电二极管；203、光电二极管的第三子层；204、光电二极管的第二子层；205、光电二极管的第一子层；206、透明电极层(顶电极层)；207、公共电极层；208、调节层；
[0061]400、图像传感器；401、基板；402、底电极层；409、光电二极管；403、光电二极管的第三子层；404、光电二极管的第二子层；405、光电二极管的第一子层；406、透明电极层(顶电极层)；407、公共电极层；408、调节层；
[0062]600、图像传感器；601、扫描线；602、数据线；603、像素区域；604、光传感器；605、开关单元；606、光调节层；609、基板；
[0063]701、氮化硅保护层；702、遮光层；703、介质层；704、钝化层；706、源极和漏极；707、有源层；708、栅极；710、栅极绝缘层；711、底电极；712、二极管结构层；713、ρ型非晶娃导电层；714、顶电极；715、公共电极层；741、过孔；742、过孔；
[0064]800、图像传感器；801、扫描线；802、数据线；803、像素区域；804、光传感器；805、开关单兀；806、光调节层；809、基板；
[0065]901、氮化硅保护层；902、遮光层；903、介质层；904、钝化层；906、源极和漏极；907、有源层；908、栅极；910、栅极绝缘层；911、底电极；912、二极管结构层；913、ρ型非晶硅导电层；914、顶电极；915、公共电极层；941、过孔；942、过孔；
[0066]1001、氮化硅保护层;1002、遮光层;1003、介质层;1004、钝化层;1006、源极和漏极；1007、有源层；1008、栅极；1010、栅极绝缘层；1011、底电极；1012、二极管结构层；1013、ρ型非晶硅导电层;1014、顶电极;1015、公共电极层;1041、过孔;1042、过孔。
【具体实施方式】
[0067]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0068]图2-3示出了本发明的第一实施例。
[0069]图2是根据本发明的第一实施例的图像传感器200的结构示意图，如图2所示，本实施例所述的图像传感器200包括:基板201，顶电极层206，公共电极层207，光电二极管结构层209、底电极层202以及调节层208。其中，所述光电二极管结构层209设置于基板201和顶电极层206之间，所述底电极层202设置于基板201和光电二极管结构层209之间，而所述调节层208形成于所述公共电极层207之上，该调节层208对入射的光进行吸收，从而调节所述图像传感器200的光电转换效率。调节层208的厚度、材料等不同，那么包含该调节层208的图像传感器200的光电转换效率也不同。
[0070]如图2所示，所述顶电极层206是透明电极层。在本实施例中，所述透明电极层可以由透明导电材料铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)所构成,而在其它的实施例中,所述透明电极层还可以替换成IZO透明电极层，所述IZO透明电极层由透明导电材料铟锌氧化物(indium zinc oxide, IZO)所构成。
[0071]根据本发明的第一实施例，再次参见图2，光电二极管结构层209可以为多层结构的PIN结，其包括具有第一导电型的第一子层205、由本征半导体材料所构成的第二子层
204、以及具有相反于第一导电型的第二导电型的第三子层203。在本实施例中，第一子层
205、第二子层204、以及第三子层203优选地由非晶硅所构成，且第一导电型为ρ型，而第二导电型为η型。在其他实施例中，第一子层205、以及第三子层203还可以由微晶硅、锗化硅、碲化镉、硒化镉、硫化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物、或染料敏化二氧化钛所构成。
[0072]参照图2，第一子层205邻近于透明电极层206。第二子层204设置于第一子层205与底电极层202之间。第三子层203设置于第二子层204与底电极层202之间。通常，所述光电二极管结构层209的第三子层203与底电极层202之间还设置有绝缘层(未示出)，二者可以通过贯穿该绝缘层的过孔(未示出)而电连接至下方的底电极层202。
[0073]在本实施例中，底电极层202由金属例如金、银、铜、铝、或其合金所构成，或者由其它公知的金属材料所构成。如本领域技术人员所知，底电极层202也可由金属及覆盖该金属的金属阻挡材料所构成，其中金属阻挡材料包括钛或钽。[0074]根据本发明的第一实施例，在所述公共电极层207之上还有调节层208。所述调节层208的作用在于对入射到其上的光线进行吸收，从而调节进入所述光电二极管结构层209的光的量。在本实施例中，调节层208可以由以下材料中的至少一种制成:n掺杂非晶硅，P掺杂非晶硅，Μο，Α1，氮化硅，有机膜。并且，所述调节层208的厚度可以根据所需的光电转换效率确定。
[0075]图3是根据本发明第一实施例的图像传感器的调节层、公共电极层和光电二极管结构层这三层的俯视视图。在本实施例中，在图2的基础上进一步参照图3，所述调节层208在所述公共电极层207之上延伸，覆盖了全部光电二极管结构层209区域，这时，该调节层208可以与该光电二极管结构层209使用相同的掩模板制备，不会增加掩模板的成本。
[0076]在本实施例的一个优选实施方式中，所述图像传感器是X射线图像传感器。
[0077]在其它的实施例中，所述光电二极管结构层209也可以由这样的光电转换层代替，该光电转换层具有二个子层，其中一个子层邻近于透明电极层206且为η或ρ型，另一个子层则邻近底电极层202且由半导体材料所构成，即所述光电二极管结构层是PN结。
[0078]图4-5示出了本发明的第二实施例。
[0079]图4是根据本发明的第二实施例的图像传感器400的结构示意图，如图4所示，本实施例所述的图像传感器400包括:基板401，顶电极层406，公共电极层407，光电二极管结构层409、底电极层402以及调节层408。其中，所述光电二极管结构层409设置于基板401和顶电极层406之间，所述底电极层402设置于基板401和光电二极管结构层409之间，而所述调节层408形成于所述公共电极层407之上，该调节层408对入射的光进行吸收，从而调节所述图像传感器200的光电转换效率。
[0080]在第二实施例中，所述顶电极层407是透明电极层，所述透明电极层可以由透明导电材料铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)或者透明导电材料铟锌氧化物(indiumzinc oxide, IZO)所构成。
[0081 ] 在第二实施例中，上述图像传感器400的基板401，顶电极层406，公共电极层407，光电二极管结构层409、底电极层402与第一实施例中的对应的各个部件相同。
[0082]图5是根据本发明第二实施例的图像传感器的调节层、公共电极层和光电二极管结构层这三层的俯视视图。从图5中可以看出，与第一实施例不同的是，在第二实施例中的所述调节层408的形状是环形的，并且该环形的调节层408仅覆盖光电二极管结构层409区域的周边区域。
[0083]优选的，在图像传感器还包括遮光层(未示出)的情况下，根据本发明第二实施例的调节层408可以与所述遮光层集成到一起(也就是说，所述调节层与所述遮光层属于同一层，并且由相同的材料制成，从而可以减少工艺步骤)；进一步，如果所述公共电极层407是不透光的金属层，则所述调节层408还可以与所述公共电极层407集成到一起(此时所述公共电极层407可以同时与所述遮光层集成在一起，也可以位于不同层)。这样集成化设置的好处在于不必增加成本，并且也不必增加工艺步骤。
[0084]图6和图7示出了本发明的第三实施例。
[0085]图6为根据本发明第三实施例的一种图像传感器600的结构示意图。如图6所示，本实施例所述的图像传感器600包括:基板609、位于所述基板609上的光传感器阵列。其中，所述光传感器阵列进一步包括:多条扫描线601 ;与所述多条扫描线绝缘交叉的多条数据线602 ;设置于相邻扫描线和相邻数据线所围成的像素区域603的光传感器604和开关单元605。所述光传感器阵列还包括设置于所述光传感器604上的光调节层606，以便调节所述光传感器604的光电转换效率。需要说明的是，图6所示的光传感器阵列仅仅是一种典型的结构，对于本领域的技术人员而言，光传感器阵列还有许多其他设计，如同一行光传感器共用两条扫描线，相邻列的光传感器共用一条数据线，均适合本发明。
[0086]图7为图6的图像传感器结构沿着A-A’线的剖面示意图。以下将在图6的基础上进一步参看图7对图像传感器进行说明。在本实施例的一个优选实施方式中，所述光传感器604为光电二极管,所述光电二极管604在远离所述基板609的方向上依次包括底电极711、二极管结构层712、顶电极714，其中所述二极管结构层712可以是PIN结或PN结这样的结构。
[0087]在本实施例的一个优选实施方式中，所述开关单元605为薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括依次位于所述基板609上的栅极708、栅极绝缘层710、有源层707、源极和漏极706、钝化层704。通常，所述薄膜晶体管的栅极708与所述扫描线601电连接，所述薄膜晶体管的源极和漏极中的一个与所述数据线602电连接，所述薄膜晶体管的源极和漏极中的另一个与所述光电二级管(具体而言与所述光电二级管的底电极711)电连接。进一步优选的，所述薄膜晶体管的栅极708与所述扫描线601位于同一层；所述薄膜晶体管的源极和漏极706、所述数据线602和所述光电二极管的底电极711位于同一层，其中所述光电二极管的底电极711可以通过贯穿所述钝化层704的过孔741与所述数据线602连接。需要说明的是，图7中所示的薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，是本领域公知的一种常用结构，但对于本领域的技术人员而言，薄膜晶体管还有许多其他设计，如顶栅型薄膜晶体管等，均适合本发明。
[0088]在本实施例的一个优选实施方式中，所述光传感器阵列还包括覆盖所述扫描线601、数据线602、薄膜晶体管605和光电二极管604的介质层(在图7中为介质层703);所述介质层703具有暴露出所述光电二极管604的顶电极714的过孔742 ;所述光传感器阵列还包括覆盖所述介质层703并通过所述过孔742与所述光电二极管顶电极714连接的公共电极层715。在此，所述公共电极层715可以采用透光材料制成。
[0089]如图7所示，在所述公共电极层715采用透光材料(例如氧化铟锡材料)制成的情况下，所述图像传感器还可以包括位于所述公共电极层715上并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层702，所述光调节层606位于所述公共电极层715上并覆盖整个所述光电二极管，这时，虽然所述遮光层702和光调节层606均位于公共电极层715上，但二者采用了不同材料，在不同的工艺步骤中形成。
[0090]图8和图9示出了本发明的第四实施例。
[0091 ] 图8为根据本发明第四实施例的一种图像传感器800的结构示意图，图9为图8的图像传感器结构沿着A-A’线的一种剖面示意图。如图8和图9所示，第四实施例与第三实施例相同之处不再重复，区别之处在于，第四实施例中所述光调节层806与所述遮光层902位于同一层、采用相同材料，并覆盖所述光电二极管的周边区域。
[0092]具体的说，在所述公共电极层915采用透光材料(例如氧化铟锡材料)制成的情况下，所述图像传感器800还可以包括位于所述公共电极层915上并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层902。所述光调节层806与所述遮光层902位于同一层(这时，所述遮光层902和光调节层806均位于同一层并且采用了相同材料、由同一个工艺步骤形成)并覆盖所述光电二极管的周边区域，其中所述光调节层806遮盖所述光电二极管周边区域的面积可以达到整个光电二极管面积的5%至20%。
[0093]图8和图10示出了本发明的第五实施例。
[0094]图10为图8的图像传感器结构沿着A-A’线的另一种剖面示意图。如图8和图10所示，第五实施例与第三实施例相同之处不再重复，区别之处在于，第五实施例中所述公共电极层1015采用不透光材料；所述光调节层806与所述公共电极层1015位于同一层，采用相同材料，并覆盖所述光电二极管的周边区域。
[0095]具体的说，在所述公共电极层1015采用不透光材料(例如，Mo、Al等金属材料)制成的情况下，所述图像传感器800还可以包括与所述公共电极层1015位于同一层并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层1002 ;所述光调节层806可以与所述公共电极层1015位于同一层并覆盖所述光电二极管的周边区域，其中所述光调节层806遮盖所述光电二极管周边区域的面积可以达到整个光电二极管面积的5%至20%。在上述情况下，公共电极层1015、遮光层1002和光调节层806均位于同一层，并且采用了相同材料、由同一个工艺步骤形成。
[0096]在本实施例的一个优选实施方式中，所述图像传感器可以是X射线图像传感器；所述遮光层的材料可以为n+a-Si，a-Si, p+a-Si, SiNx，有机膜其中之一或其组合。
[0097]图11示出了根据本发明的第三实施例的图像传感器的制造过程。参见图6-7，上述图像传感器600的制造方法包括以下步骤:
[0098]第一步:提供衬底，如图11中的步骤1101所示。
[0099]该衬底包括基板609、位于该基板上的绝缘交叉的扫描线601、数据线602、设置于该扫描线601和数据线602交叉处的TFT 605 ;该TFT 605的栅极与该扫描线601电连接、该TFT 605的源极/漏极中的一个与该数据线602电连接；该衬底还包括覆盖该TFT 605的漏极/源极中的另一个的绝缘层，以及暴露出该TFT605的漏极/源极中的另一个的过孔，该过孔用于该TFT 605的漏极/源极中的另一个与所述光电二级管的底电极层711电连接。所述基板609可以由玻璃或者石英制成。
[0100]第二步:在衬底上形成底电极层、光电二极管结构层和顶电极层，如图11中的步骤1102所示。
[0101]根据本发明的第三实施例，所形成的底电极层711可以由金属材料制成，而所形成的顶电极层714是透明电极层。所述透明电极层714可以由透明导电材料铟锡氧化物所构成；而在其它的实施例中，透明电极层714还可以替换成IZO透明电极层，IZO透明电极层由透明导电材料铟锌氧化物所构成。
[0102]根据本发明的第三实施例，所形成的光电二极管结构层为多层结构，以PIN结为例且参见图2，所述光电二极管结构层的形成方法例如为:
[0103]首先是形成第二导电型的第三子层203。
[0104]接着在第三子层203之上采用例如气相外延生长方法形成由本征半导体材料所构成的第二子层204。
[0105]之后形成具有相反于第二导电型的第一导电型的第一子层205。
[0106]在本实施例中，第一子层205、第二子层204、以及第三子层203优选地由非晶硅所构成，且第一导电型为P型，而第二导电型为η型。在其他实施例中，第一子层205、以及第三子层203还可以由微晶硅、锗化硅、碲化镉、硒化镉、硫化镉、铜铟硒化物、铜铟镓硒化物、或染料敏化二氧化钛所构成。
[0107]参见图2，所形成的第一子层205将邻近于顶电极层。所形成的第二子层204位于第一子层205与底电极层之间。而所形成的第三子层203位于第二子层204与底电极层之间。
[0108]优选的,底电极层、光电二极管结构层和顶电极层共用一个掩模板，在同一个刻蚀工艺步骤中形成。
[0109]第三步:形成介质层，如图11中的步骤1103所示。
[0110]所述介质层703可以由氮化硅制成，而所形成的介质层703将覆盖整个基板范围，填充光电二极管结构层之间并覆盖光电二极管结构层和顶电极层714。同时，所述介质层703在顶电极层714上方具有过孔742以暴露出顶电极层714。
[0111]第四步:在介质层之上形成公共电极层，如图11中的步骤1104所示。
[0112]在所述介质层703之上沉积导电材料形成公共电极层715。所述公共电极层715可通过所述过孔742与所述光电二极管的顶电极714连接。
[0113]第五步:在该公共电极层上覆盖调节层，如图11中的步骤1105所示。
[0114]所覆盖的调节层606用于对入射的光进行吸收，以便调节所述图像传感器的光电转换效率。在本实施例中，所形成的调节层606可以由以下材料中的至少一种制成:n掺杂非晶硅，P掺杂非晶硅，Mo, Al，氮化硅，有机膜。所述调节层606能对入射到其上的光线进行吸收，从而调节进入所述光电二极管的光的量。并且，所述调节层606的厚度可以根据所需的光电转换效率来确定。
[0115]根据第三实施例，在图6的基础上进一步参照图7，所形成的调节层606在所述公共电极层715之上延伸，覆盖了全部光电二极管结构层的区域。这时，该调节层606与该光电二极管结构层可以共用同一掩模板进行制备。这样，该调节层606的制备不需要新的掩模板，从而不必因为增加调节层而提高了掩模板的制造成本。此时，调节层可以采用如下材料:n掺杂非晶硅，P掺杂非晶硅，Mo, Al，氮化硅，有机膜等。
[0116]当然，如果调节层为图8所示的覆盖光电二极管结构层周边区域的镂空结构，那么可以有两种不同的变化形式:
[0117]第一种(对应制备第四实施例提供的图像传感器)就是，在步骤五中，在公共电极层715上同时制备遮光层702和调节层606，该调节层606可以采用不透光的金属材料。这样调节层606的制备与遮光层702的制备共用同一个掩模板,并不增加掩模板的制备成本。
[0118]第二种(对应制备第五实施例提供的图像传感器)就是，在上述制造过程的基础上省略步骤五，而只要在步骤四中将公共电极层715制备成图8所示的覆盖光电二极管结构层周边区域的镂空结构。此时公共电极采用金属材料。优选的，遮盖TFT沟道的遮光层702也可以与该公共电极层715 —起制备，也就是说，在步骤四中同时制备公共电极层715、遮光层702和调节层606。这样调节层606的制备与遮光层702的制备共用同一个掩模板，并不增加掩模板的制备成本。
[0119]至此，完成了根据本发明的实施例的图像传感器的制造。
[0120]与现有技术的图像传感器相比，本发明提出的图像传感器:在公共电极层之上，增加一层吸收光的调节层，从而实现了光电转化效率的可调节性；并且，当所述调节层仅遮挡了光电二极管周边区域的入射光时，还可以减小成像信号残留；而对于相同掩膜上混排的不同图像传感器产品，可以实现不同产品拥有不同的光电转化效率；此外，本发明提出的图像传感器的增加调节层的工艺步骤在公共电极层之后，不影响已有TFT和二极管工艺，因此难度和风险都比较小。
[0121]本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【权利要求】
1.一种图像传感器,包括: 基板； 顶电极层； 光电二极管结构层，设置于所述基板和所述顶电极层之间底电极层，设置于所述基板和所述光电二极管结构层之间；以及调节层，形成于所述顶电极层之上，其中该调节层对入射的光进行吸收，从而调节所述图像传感器的光电转换效率。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该调节层覆盖全部光电二极管结构层区域。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该调节层覆盖光电二极管结构层区域的周边区域。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该调节层由以下材料中的至少一种制成:n掺杂非晶娃，P掺杂非晶娃，Mo, Al,氮化娃,有机膜。
5.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，该图像传感器还包括遮光层，并且该遮光层与该调节层集成到一起。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，该顶电极层是由ITO制成的透明电极层；而底电极由金属制成。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器进一步包括在顶电极层之上的公 共电极层，该公共电极层是不透光的金属层。
8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，该调节层与该公共电极层集成到一起。
9.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光电二极管结构层是PIN结或PN结。
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器为X射线图像传感器。
11.一种图像传感器，包括: 基板以及位于所述基板上的光传感器阵列； 所述光传感器阵列包括多条扫描线，与所述多条扫描线绝缘交叉的多条数据线，设置于相邻扫描线和相邻数据线所围成的像素区域的光传感器和开关单元； 所述光传感器阵列还包括设置于所述光传感器上的光调节层，调节所述光传感器的光电转换效率。
12.根据权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器为X射线图像传感器。
13.根据权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，所述开关单元为薄膜晶体管，所述光传感器为光电二极管。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管的栅极与所述扫描线电连接，所述薄膜晶体管的源极/漏极与所述数据线电连接，所述薄膜晶体管的漏极/源极与所述光电二级管电连接。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述光电二极管在远离所述基板的方向上依次包括底电极、光电二极管结构层、顶电极；所述薄膜晶体管的漏极/源极与所述光电二级管的底电极电连接。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管包括依次位于所述基板上的栅极、栅极绝缘层、有源层、源极和漏极、钝化层。
17.根据权利要求16所述的图像传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管的栅极与所述扫描线位于同一层；所述薄膜晶体管的源极和漏极、所述数据线和所述光电二极管的底电极位于同一层；所述光电二极管的底电极通过贯穿所述钝化层的过孔与所述光电二极管结构层连接。
18.根据权利要求15所述的图像传感器，其特征在于，所述光电二极管结构层为PIN结或PN结。
19.根据权利要求15所述的图像传感器，其特征在于，所述光传感器阵列还包括覆盖所述扫描线、数据线、薄膜晶体管和光电二极管的介质层；所述介质层具有暴露出所述光电二极管顶电极的过孔；所述光传感器阵列还包括覆盖所述介质层并通过所述过孔与所述光电二极管顶电极连接的公共电极层。
20.根据权利要求19所述的图像传感器，其特征在于，所述公共电极层采用不透光材料，所述图像传感器还包括与所述公共电极层位于同一层并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层；所述光调节层与所述公共电极层位于同一层并覆盖所述光电二极管的周边区域。
21.根据权利要求19所述的图像传感器，其特征在于，所述公共电极层采用透光材料，所述图像传感器还包括位于所述公共电极层上并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层；所述光调节层与所述遮光层位于同一层并覆盖所述光电二极管的周边区域。
22.根据权利要求20或21所述的图像传感器，其特征在于，所述光调节层遮盖所述光电二极管的周边区 域的面积为整个光电二极管面积的5%至20%。
23.根据权利要求19所述的图像传感器，其特征在于，所述公共电极层采用透光材料，所述图像传感器还包括位于所述公共电极层上并遮盖所述薄膜晶体管的沟道的遮光层；所述光调节层位于所述公共电极层上并覆盖整个所述光电二极管。
24.根据权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，所述遮光层的材料可以为η+a-Si，a-Si，p+a_Si，SiNx，有机膜其中之一或其组合。
【文档编号】H01L27/146GK103887316SQ201210563978
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】凌严 申请人:上海天马微电子有限公司