一透明導(dǎo)電層 302。
[0060]圖2示出光學(xué)傳感器中的SRO薄膜與氧化物半導(dǎo)體層的制程先后順序?qū)Ρ∧ぞw管的閾值電壓影響的曲線對比圖。在圖2中，實(shí)線表示SRO薄膜層沉積步驟先于氧化物半導(dǎo)體層形成步驟時(shí)，薄膜晶體管的閾值電壓與電流的關(guān)系曲線圖；虛線表示SRO薄膜層沉積步驟晚于氧化物半導(dǎo)體層形成步驟時(shí)，薄膜晶體管的閾值電壓與電流的關(guān)系曲線圖。從圖2可知，當(dāng)SRO薄膜層后制作時(shí)，CVD (Chemical Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積)制程步驟中的氫氣將造成閾值電壓出現(xiàn)負(fù)漂移，進(jìn)而導(dǎo)致傳感器輸出數(shù)據(jù)時(shí)的讀取薄膜晶體管的噪聲偏高，影響光學(xué)傳感器的品質(zhì)。
[0061]針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出一種光學(xué)傳感器的制程方法，以避免CVD制程的氫氣對薄膜晶體管的元件特性造成影響。具體地，圖3示出依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的光學(xué)傳感器的制造方法的流程框圖。圖4A示出采用圖3的制造方法形成第一金屬層的示意圖；圖4B示出采用圖3的制造方法形成第一透明導(dǎo)電層的示意圖；圖4C示出采用圖3的制造方法形成SRO薄膜的示意圖；圖4D示出采用圖3的制造方法形成氧化物半導(dǎo)體層的示意圖；圖4E示出采用圖3的制造方法形成蝕刻停止層的示意圖；圖4?示出采用圖3的制造方法形成第一開口的示意圖；圖4G示出采用圖3的制造方法形成第二金屬層的示意圖；圖4H示出采用圖3的制造方法形成平坦層的示意圖；以及圖41示出采用圖3的制造方法形成第二透明導(dǎo)電層的示意圖。
[0062]參照圖3，在該制程方法中，首先執(zhí)行步驟S101，形成圖案化的第一金屬層，其中該第一金屬層的一部分作為控制元件的柵極電極，另一部分作為感光元件的下電極。接著，在步驟S103中，形成一 SRO薄膜層和第一透明導(dǎo)電層于下電極的上方。然后，在步驟S105中，形成一柵極絕緣層以覆蓋柵極電極、下電極的一部分以及第一透明導(dǎo)電層。接著，在步驟S107中，形成一氧化物半導(dǎo)體層于柵極絕緣層的上方，且該氧化物半導(dǎo)體層在豎直方向上位于柵極電極之上。例如，該氧化物半導(dǎo)體層由銦鎵鋅氧化物(IGZO)制作而成。然后，在步驟S109中，在柵極絕緣層中形成一第一開口，以部分暴露感光元件的下電極。最后執(zhí)行步驟S111，形成一第二金屬層于柵極絕緣層的上方，以形成一源極電極與一漏極電極，其中堆疊的柵極電極、柵極絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層、源極電極以及漏極電極構(gòu)成上述控制元件，且該漏極電極透過第一開口電性耦接至感光元件的下電極。
[0063]參照圖3并結(jié)合圖4A?41，首先提供一基板400，并在該基板400上方形成一第一金屬層。該第一金屬層的一部分用以形成控制元件(諸如薄膜晶體管)的柵極電極500，另一部分用以形成感光元件的下電極600，如圖4A所示。在圖4B中，形成一 SRO(即，SrRuO3)薄膜層402于基板400和第一金屬層的上方，并在SRO薄膜層402的相應(yīng)位置形成一第一透明導(dǎo)電層(first transparent conductive layer) 602。例如，該第一透明導(dǎo)電層602可以是銦錫氧化物。接著，對SRO薄膜層402進(jìn)行Mask制程，以便僅保留下電極600上方的一部分SRO薄膜，如圖4C所示。在圖4D中，在第一金屬層的上方形成柵極絕緣層404，以覆蓋基板400、柵極電極500和下電極600的一部分。然后在柵極絕緣層404的上方形成一氧化物半導(dǎo)體層502。在一具體實(shí)施例，該制造方法還包括形成一蝕刻停止層504于氧化物半導(dǎo)體層502上方的步驟，如圖4E所示。
[0064]在圖4F中，形成第一開口 Pl于柵極絕緣層404上，以部分暴露感光元件的下電極600。如圖4G所示，形成一第二金屬層以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層502的一部分以及柵極絕緣層404，并暴露出蝕刻停止層504的一部分。透過該第二金屬層來定義薄膜晶體管的源極電極506和漏極電極508。如此一來，漏極電極508可藉由第一開口 Pl電性耦接至感光元件的下電極600。
[0065]在一具體實(shí)施例，該制程方法還包括形成一平坦層406以覆蓋柵極絕緣層404和第二金屬層，然后在平坦層406和柵極絕緣層404中形成一第二開口 P2，以部分暴露第一透明導(dǎo)電層602 (如圖4H所示)。此外，在形成平坦層406和第二開口 P2之后，還可形成一第二透明導(dǎo)電層408于平坦層406的一部分表面，且藉由第二開口 P2電性耦接至第一透明導(dǎo)電層602 (如圖41所示)。
[0066]本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖41?圖4H不僅可描述本發(fā)明的光學(xué)傳感器的制程分解示意圖，還可揭露本發(fā)明的光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)。詳細(xì)而言，本發(fā)明的光學(xué)傳感器包括一基板400、一控制元件和一感光元件。
[0067]控制元件設(shè)置于基板400上，該控制元件包括一柵極電極500、一柵極絕緣層404、一氧化物半導(dǎo)體層502、一漏極電極506和一漏極電極508。柵極電極500位于一第一金屬層。柵極絕緣層404位于第一金屬層的上方。氧化物半導(dǎo)體層502位于柵極絕緣層404的上方。源極電極506和漏極電極508位于一第二金屬層，該源極電極506與該漏極電極508對應(yīng)于氧化物半導(dǎo)體層502設(shè)置。
[0068]感光元件設(shè)置于基板400上，該感光元件包括一下電極600、一 SRO薄膜402、一第一透明導(dǎo)電層602。下電極600位于第一金屬層，該下電極600藉由一第一開口 Pl電性親接至漏極電極508。SRO薄膜402位于下電極600的上方。第一透明導(dǎo)電層602位于SRO薄膜402的上方。第一透明導(dǎo)電層602藉由一第二開口 P2耦接至一第二透明導(dǎo)電層408。并且，SRO薄膜層402的制程步驟早于氧化物半導(dǎo)體層502的制程步驟。
[0069]采用本發(fā)明的光學(xué)傳感器及其制造方法，先形成圖案化的第一金屬層分別作為控制元件的柵極電極與感光元件的下電極，再形成一 SRO薄膜層和第一透明導(dǎo)電層于下電極的上方，之后形成諸如IGZO的氧化物半導(dǎo)體層于柵極絕緣層的上方，最后在柵極絕緣層中形成第一開口以部分暴露感光元件的下電極，并形成第二金屬層于柵極絕緣層的上方以產(chǎn)生一源極電極與一漏極電極。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的光學(xué)傳感器在制程上先形成SRO薄膜層，后形成氧化物半導(dǎo)體層，由于SRO薄膜沉積時(shí)所使用的氫氣將不會(huì)影響氧化物半導(dǎo)體層的元件特性，因而氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的TFT的閾值電壓并不會(huì)出現(xiàn)負(fù)漂移。此外，SRO薄膜受到柵極絕緣層的保護(hù)，后續(xù)的低溫制程也不會(huì)影響SRO薄膜的特性。
[0070]上文中，參照附圖描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。但是，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光學(xué)傳感器包括: 一基板； 一控制元件，設(shè)置于所述基板上，所述控制元件包括: 一柵極電極，位于一第一金屬層； 一柵極絕緣層，位于所述第一金屬層的上方； 一氧化物半導(dǎo)體層，位于所述柵極絕緣層的上方；以及 一源極電極和一漏極電極，位于一第二金屬層，該源極電極與該漏極電極對應(yīng)于所述氧化物半導(dǎo)體層設(shè)置；以及 一感光元件，設(shè)置于所述基板上，所述感光元件包括: 一下電極，位于所述第一金屬層，所述下電極藉由一第一開口電性耦接至所述漏極電極； 一 SRO薄膜層，位于所述下電極的上方；以及 一第一透明導(dǎo)電層，位于所述SRO薄膜層的上方，所述第一透明導(dǎo)電層藉由一第二開口耦接至一第二透明導(dǎo)電層， 其中，所述SRO薄膜層的制程步驟早于所述氧化物半導(dǎo)體層的制程步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述光學(xué)傳感器還包括一平坦層，用以覆蓋所述柵極絕緣層和所述第二金屬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，該第一開口形成于所述柵極絕緣層，以部分暴露所述感光元件的下電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述第二開口形成于所述平坦層和所述柵極絕緣層，以部分暴露所述第一透明導(dǎo)電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體層由銦鎵鋅氧化物制作而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器，其特征在于，所述控制元件為一薄膜晶體管。
7.一種光學(xué)傳感器的制造方法，所述光學(xué)傳感器包括一控制元件以及一感光元件，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟: 形成圖案化的一第一金屬層，其中，所述第一金屬層的一部分作為所述控制元件的柵極電極，另一部分作為所述感光元件的下電極； 形成一 SRO薄膜層和第一透明導(dǎo)電層于所述下電極的上方； 形成一柵極絕緣層以覆蓋所述柵極電極、所述下電極的一部分以及所述第一透明導(dǎo)電層； 形成一氧化物半導(dǎo)體層于所述柵極絕緣層的上方，且所述氧化物半導(dǎo)體層在豎直方向上位于所述柵極電極之上； 在所述柵極絕緣層中形成一第一開口，以部分暴露所述感光元件的下電極；以及形成一第二金屬層于所述柵極絕緣層的上方，以形成一源極電極與一漏極電極，其中堆疊的所述柵極電極、所述柵極絕緣層、所述氧化物半導(dǎo)體層、所述源極電極以及所述漏極電極構(gòu)成所述控制元件，且所述漏極電極透過所述第一開口電性耦接至所述感光元件的下電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)傳感器的制造方法，其特征在于，上述形成第二金屬層于所述柵極絕緣層的上方的步驟之后，所述制造方法還包括: 形成一平坦層以覆蓋所述柵極絕緣層和所述第二金屬層； 在所述平坦層和所述柵極絕緣層中形成一第二開口，以部分暴露所述第一透明導(dǎo)電層；以及 形成一第二透明導(dǎo)電層于所述平坦層的一部分表面，且藉由所述第二開口電性耦接至所述第一透明導(dǎo)電層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)傳感器的制造方法，其特征在于，上述形成氧化物半導(dǎo)體層于所述柵極絕緣層上方的步驟之后，所述制造方法還包括: 形成一蝕刻停止層于所述氧化物半導(dǎo)體層的上方。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器的制造方法，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體層由銦鎵鋅氧化物制作而成。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種光學(xué)傳感器及其制造方法。該光學(xué)傳感器包括：基板；控制元件，包括柵極電極、柵極絕緣層、氧化物半導(dǎo)體層、源極電極和漏極電極；以及感光元件，包括下電極、SRO薄膜層和第一透明導(dǎo)電層。下電極藉由第一開口耦接至漏極電極。第一透明導(dǎo)電層藉由第二開口耦接至第二透明導(dǎo)電層。SRO薄膜層的制程步驟早于氧化物半導(dǎo)體層的制程步驟。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在制程上先形成SRO薄膜層，后形成氧化物半導(dǎo)體層，由于SRO薄膜沉積時(shí)所使用的氫氣不會(huì)影響氧化物半導(dǎo)體層的元件特性，因而控制元件的閾值電壓并不會(huì)出現(xiàn)負(fù)漂移。此外，SRO薄膜受到柵極絕緣層的保護(hù)，后續(xù)的低溫制程也不會(huì)影響SRO薄膜的特性。
【IPC分類】H01L31-18, H01L31-0224, H01L31-09
【公開號】CN104659143
【申請?zhí)枴緾N201510054958
【發(fā)明人】游鎮(zhèn)宇, 卓禎福, 卓恩宗
【申請人】友達(dá)光電股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月3日