阵列基板及其制备方法、传感器和探测设备的制造方法_2

文档序号:9930474阅读:来源:国知局
,设置于衬底基板上,薄膜晶体管包括源极和有源层;钝化层,设置于薄膜晶体管上;第一金属层,设置于钝化层上;绝缘层,设置于第一金属层上;过孔结构,贯穿绝缘层、第一金属层和钝化层;检测单元,设置于绝缘层上,该检测单元包括第二金属层;其中,第二金属层通过过孔结构与源极直接接触。
[0037]该阵列基板可用于传感器和探测设备,在阵列基板的制作过程中,可在同一构图工艺中对第一金属层和钝化层进行构图,例如,一次构图工艺可以包括光刻胶涂覆、曝光和显影、以及一次或多次刻蚀、光刻胶的去除等步骤。根据本发明的实施例合并了制作工序,便于生产,同时节省了生产成本。
[0038]下面通过几个实施例进行说明。
[0039]实施例一
[0040]本实施例提供一种阵列基板。图1为本发明一实施例提供的一种阵列基板的截面示意图。该阵列基板100包括:衬底基板101;薄膜晶体管102,设置于衬底基板101上,该薄膜晶体管102包括源极1025和有源层1023;钝化层104,设置于该薄膜晶体管102上;第一金属层105,设置于该钝化层104上;绝缘层106,设置于该第一金属层105上;过孔结构107,贯穿该绝缘层106、该第一金属层105和该钝化层104;检测单元103,设置于绝缘层106上,该检测单元103包括第二金属层1031;其中,第二金属层1031通过过孔结构107与源极1025直接接触。
[0041]例如,如图1所示,该阵列基板还包括:贯穿第一金属层105和钝化层104的凹槽108,且该凹槽108在平行于衬底基板101的方向上位于过孔结构107和有源层1023之间,第一金属层105在凹槽108处断开以形成彼此间隔的不同部分。该凹槽108形成在源极1025的上方,第一金属层105在凹槽108处断开后,可以形成位于过孔结构107附近的第一部分和与第一部分间隔的第二部分。也就是说,凹槽108将第一金属层105分割为彼此间隔的不同部分,第一金属层105彼此间隔的第一部分和第二部分之间没有电性连接。第一金属层105的第一部分可以帮助第二金属层1031和源极1025在过孔结构107处更好地导通;第一金属层105的第二部分可以被施加一稳定电压来减少第二金属层1031的电场对薄膜晶体管102产生的影响,同时可以为薄膜晶体管102遮光。
[0042]例如,如图1所示,薄膜晶体管102还包括栅极1021、覆盖栅极1021的栅绝缘层1022、漏极1024,第一金属层105的第二部分可以被施加一稳定电压来屏蔽第二金属层1031的电场在漏极1024、源极1025和与漏极1024连接的数据线上产生的感应电流,从而来减少第二金属层1031的电场对薄膜晶体管102产生的影响。
[0043]例如,如图1所示,第一金属层105在衬底基板101上的投影与薄膜晶体管102在衬底基板101上的投影至少部分重合,至少第一金属层105在衬底基板101上的投影覆盖漏极1024和有源层1023在衬底基板上的投影。一般要求薄膜晶体管的开态电流与关态电流之比要达到17以上,由于光照会严重影响薄膜晶体管的开关特性,对TFT的有源器件进行遮光才能满足上述要求中薄膜晶体管的开态电流与关态电流之比,所以至少要能为有源层1023遮光,所以至少第一金属层105在衬底基板101上的投影覆盖有源层1023在衬底基板上的投影;同时第一金属层105要屏蔽漏极1024上的感应电流,所以至少第一金属层105在衬底基板101上的投影覆盖漏极1024在衬底基板上的投影。
[0044]检测单元103还包括与第二金属层1031间隔设置的偏压电极1032、以及与第二金属层1031和偏压电极1032均接触的半导体层1033。此处的间隔设置是指第二金属层1031和偏压电极1032没有直接的接触,既可以采用第二金属层1031和偏压电极1032在平行于衬底基板101的方向上并列设置的结构,也可以采用第二金属层1031和偏压电极1032在垂直于衬底基板101的方向上平行设置的结构,也就是说,第二金属层1031和偏压电极1032将半导体层夹设在它们之间。
[0045]例如,图1所示的结构是采用第二金属层1031和偏压电极1032在平行于衬底基板101的方向上并列设置的结构。在此并列设置的结构中,在第二金属层1031和偏压电极1032之上和它们之间的间隔区域内均可以设置a-Si半导体层,也可以在第二金属层1031和偏压电极1032上设置绝缘膜,该绝缘膜可以防止第二金属层1031和偏压电极1032被氧化,同时该绝缘膜的存在也可以使电子和空穴分开地更明显。偏压电极1032被a-Si半导体层完全覆盖,当偏压电极1032接受高压电信号时,该偏压电极1032可以对a-Si半导体层施加高电压,当有可见光照射到a-Si半导体层时,a-Si半导体层可以将光信号转化为电信号,通过第二金属层1031在过孔结构107处与薄膜晶体管102的源极1025连接,而将电信号传导至薄膜晶体管102中,并由薄膜晶体管102来控制电信号的输出。在这种并列设置的结构中,偏压电极1032的材料可以是金属,也可以是其他的导电材料,而不限制偏压电极1032具有透光性能。例如,偏压电极1032的材料可以为钼、铝、铜等导电金属或由它们任意组合形成的合金;偏压电极1032的材料也可以为ITO、AZO、IZO、导电树脂、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜等导电材料。
[0046]例如,图2为本实用新型一示例提供的一种阵列基板的截面示意图。图2所示的结构是在垂直于衬底基板101的方向上第二金属层1031和偏压电极1032平行设置的结构,SP第二金属层1031上设置半导体层1033,半导体层1033上设置偏压电极1032。此时,为了保证半导体层1033能够接受光照,该偏压电极1032应该为透明的导电材料,例如,偏压电极1032可以由ΙΤ0、ΙΖ0、ΑΖ0、导电树脂、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜等材料形成。
[0047]例如,在图1和图2所示的结构中,第二金属层1031的厚度为0.03-0.06μπι,例如
0.05μπι,偏压电极1032的厚度为0.05-0.1ym,例如0.08μπι。
[0048]例如,如图3所示,还可以在第二金属层1031上设置透明导电层1034。透明导电层1034的柔韧性好、导电性高,可以保证电信号正常的导通。在电信号传输时,由于给偏压电极1032施加的高压电会对薄膜晶体管的电信号造成干扰,所以在薄膜晶体管上加上高厚度的绝缘层106,同时设置第一金属层105,来对薄膜晶体管上的杂信号进行屏蔽。检测单元为了获得较低的杂讯,传感电极即第二金属层1031的厚度要求较薄,较薄的第二金属层1031可以减少漏电的可能面积,减少漏电流。当第二金属层1031跨越高厚度的绝缘层与薄膜晶体管连通时,由于高厚度绝缘层的物理结构以及第二金属层1031的厚度较薄,容易使第二金属层1031发生断裂而造成导通不良的问题,特别是在拐角处第二金属层1031容易断裂。当在第二金属层1031上设置透明导电层1034后,可防止第二金属层1031断裂而导致的无法导通的问题。
[0049]同时,在整个工艺过程中,在周边区为保证电极不被氧化,也需要在周边电极上设置一层透明导电层1034,所以在第二金属层1031上设置透明导电层1034并没有多出额外的工序。
[0050]例如,图3为本实用新型一示例提供的一种阵列基板的截面示意图。如图3所示,该透明导电层1034的厚度大于第二金属层1031的厚度。例如该透明导电层1034的厚度为
0.08-0.15μηι,例如0.Ιμπι。为防止第二金属层1031断裂而导致的无法导通的问题,透明导电层1034沿着第二金属层1031的图案设计。为了避免产生漏电杂讯,透明导电层1034与半导体层1033不直接连接。
[0051 ] 例如,如图3所示,该透明导电层1034可包括ΙΤ0、ΙΖ0中的任意一种,也可以为ΑΖ0、导电树脂、石墨烯薄膜、碳纳米管薄膜等透明导电材料中的任意一种。
[0052 ]例如,如图1至图3所示,绝缘层106可以是有机绝缘层,如有机树脂等;也可以是无机绝缘层,如氮化硅、氧化硅等。
[0053]例如,如图1至图3所示,绝缘层106的厚度
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