光感測(cè)裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種感測(cè)裝置及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種光感測(cè)裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光感測(cè)單元普遍應(yīng)用于手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)或筆記型計(jì)算機(jī)等電子裝置中。此外，光感測(cè)單元也廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷輔助工具的使用，例如X-ray光感測(cè)用于人體乳房組織的攝影。且主要包括一個(gè)薄膜晶體管(thin film transistor，TFT)以及一個(gè)PIN二極管(PINd1de)，其中薄膜晶體管作為讀取的開(kāi)關(guān)元件，PIN 二極管則扮演將光能轉(zhuǎn)換成電子訊號(hào)的感測(cè)元件。傳統(tǒng)上，光感測(cè)單元的制造流程是在薄膜晶體管上形成一層保護(hù)層后，才形成PIN 二極管(PIN層)，前述保護(hù)層用來(lái)保護(hù)薄膜晶體管的通道層與第二導(dǎo)體層，以避免在后續(xù)形成PIN層時(shí)傷害到通道層與第二導(dǎo)體層。其中，當(dāng)薄膜晶體管具有蝕刻阻擋層(EtchStop Layer，ESL)型態(tài)時(shí)，光感測(cè)單元一般需要12道微影蝕刻工藝(？1101:01;[1:11(^作。117 andEtching Process，PEP)才能完成制作，而當(dāng)薄膜晶體管為背通道蝕刻(Back ChannelEtch，BCE)型態(tài)時(shí)，一般需要11道微影蝕刻工藝才能完成制作。然而，由于PIN層必須與第二導(dǎo)體層電性接觸，故為了有效避免第二導(dǎo)體層在形成PIN層時(shí)受到傷害，絕緣層中的接觸窗的寬度必小于PIN層。如此一來(lái)，接觸窗的設(shè)計(jì)使得部分的PIN層無(wú)法與第二導(dǎo)體層電性接觸，因而限制了 PIN 二極管的感應(yīng)面積。因此，如何改善光感測(cè)單元的制造流程，避免PIN 二極管的感應(yīng)面積受到限制，為目前極須克服的一個(gè)重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種光感測(cè)裝置及其制造方法，可提升感測(cè)元件的感應(yīng)面積。
[0004]本發(fā)明的光感測(cè)裝置包括基板、主動(dòng)元件及感測(cè)元件。主動(dòng)元件配置在基板上且包括設(shè)置于基板上的第一導(dǎo)體層，設(shè)置于第一導(dǎo)體層上的柵極絕緣層，設(shè)置于柵極絕緣層上的通道層以及設(shè)置于通道層上的第二導(dǎo)體層。感測(cè)元件配置在第二導(dǎo)體層上且包括設(shè)置且覆蓋在第二導(dǎo)體層上的第一透明電極層，設(shè)置在第一透明電極層上的光電轉(zhuǎn)換層以及設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換層上的第二透明電極層。
[0005]其中，該第二導(dǎo)體層具有一第一端與一第二端，且該第一端與該第二端的其中之一延伸至該感測(cè)元件下方。
[0006]其中，該第一透明電極層接觸該第二導(dǎo)體層。
[0007]其中，該第二導(dǎo)體層與該第一透明電極層共同具有一第一開(kāi)口，該第一開(kāi)口暴露出部分的該通道層，且該第一透明電極層完全覆蓋該第二導(dǎo)體層。
[0008]其中，更包括一保護(hù)層，覆蓋該主動(dòng)元件及部分的該感測(cè)元件，且具有一第二開(kāi)口及一第三開(kāi)口，該第二開(kāi)口暴露部分該第一透明電極層，該第三開(kāi)口暴露部分該第二透明電極層。
[0009]其中，該光感測(cè)裝置更包括:
[0010]—先行保護(hù)層，覆蓋部分的該第一透明電極層；以及
[0011 ] 一保護(hù)層，覆蓋該主動(dòng)元件及該感測(cè)元件，該保護(hù)層及該先行保護(hù)層共同具有一第二開(kāi)口，且該保護(hù)層具有一第三開(kāi)口，該第二開(kāi)口暴露部分該第一透明電極層，該第三開(kāi)口暴露部分該第二透明電極層。
[0012]其中，該光感測(cè)裝置更包括:
[0013]—蝕刻終止層，設(shè)置在該通道層上，且具有暴露出部分該通道層的一第一接觸洞與一第二接觸洞，其中，部分的該第一端及該第二端分別借由該第一接觸洞及該第二接觸洞與該通道層相接觸；以及
[0014]一保護(hù)層，設(shè)置在該第一透明電極層上，且具有一第二開(kāi)口及一第三開(kāi)口，該第二開(kāi)口暴露部分該第一透明電極層，該第三開(kāi)口暴露部分該第二透明電極層。
[0015]其中，該光感測(cè)裝置更包括一第三透明電極層，設(shè)置在該保護(hù)層上，其中該第三透明電極層通過(guò)膠該第三開(kāi)口與該第二透明電極層接觸。
[0016]其中，該光感測(cè)裝置更包括一第三導(dǎo)體層，設(shè)置在該保護(hù)層上，其中，該第三導(dǎo)體層通過(guò)膠該第二開(kāi)口與該第一透明電極層接觸，且該第三導(dǎo)體層于垂直投影方向上與該主動(dòng)元件至少部分重迭。
[0017]本發(fā)明的光感測(cè)裝置的制造方法包括以下步驟。形成第一導(dǎo)體層于基板上。形成柵極絕緣層于第一導(dǎo)體層上。形成通道層于柵極絕緣層上。形成第二導(dǎo)體層于通道層上，其中第二導(dǎo)體層具有第一端與第二端，且第一導(dǎo)體層、柵極絕緣層、通道層以及第二導(dǎo)體層構(gòu)成主動(dòng)元件。形成第一透明電極層于第二導(dǎo)體層上。形成光電轉(zhuǎn)換層于第一透明電極層上。形成第二透明電極層于光電轉(zhuǎn)換層上，其中第一透明電極層、光電轉(zhuǎn)換層及第二透明電極層構(gòu)成感測(cè)元件，且第一端與第二端的其中之一延伸至感測(cè)元件下方。
[0018]其中，該第二導(dǎo)體層與該第一透明電極層是以同一光掩膜進(jìn)行圖案化工藝而形成，該第二導(dǎo)體層與該第一透明電極層共同形成一第一開(kāi)口，暴露出部分的該通道層。
[0019]其中，在形成該第二透明電極層之后，更包括:
[0020]形成一保護(hù)層，其中該保護(hù)層具有一第二開(kāi)口及一第三開(kāi)口，該第二開(kāi)口暴露部分該第一透明電極層，該第三開(kāi)口暴露部分該第二透明電極層。
[0021]其中，在形成該第二透明電極層之前，更包括形成一先行保護(hù)層；以及在形成該第二透明電極層之后，更包括形成一保護(hù)層，其中，該保護(hù)層及該先行保護(hù)層共同具有一第二開(kāi)口，且該保護(hù)層具有一第三開(kāi)口，該第二開(kāi)口暴露部分該第一透明電極層，該第三開(kāi)口暴露部分該第二透明電極層。
[0022]其中，在形成該第二導(dǎo)體層之前，更包括于該通道層上形成一蝕刻終止層，其中該蝕刻終止層具有暴露出部分該通道層的一第一接觸洞與一第二接觸洞，且部分的該第一端及該第二端分別借由該第一接觸洞及該第二接觸洞與該通道層相接觸；以及在形成該第二透明電極層之后，更包括形成一保護(hù)層，其中該保護(hù)層具有一第二開(kāi)口及一第三開(kāi)口，該第二開(kāi)口暴露部分該第一透明電極層，該第三開(kāi)口暴露部分該第二透明電極層。
[0023]其中，在形成該保護(hù)層之后，更包括:于該保護(hù)層上形成一第三透明電極層，其中，該第三透明電極層通過(guò)膠該第三開(kāi)口與該第二透明電極層接觸；以及于該保護(hù)層上形成一第三導(dǎo)體層，其中，該第三導(dǎo)體層通過(guò)膠該第二開(kāi)口與該第一透明電極層接觸，且該第三導(dǎo)體層于垂直投影方向上與該主動(dòng)元件至少部分重迭。
[0024]其中，形成該光電轉(zhuǎn)換層于該第一透明電極層上以及形成該第二透明電極層于該光電轉(zhuǎn)換層上的方法包括:于該基板上依序形成一 N型半導(dǎo)體材料層、一本質(zhì)半導(dǎo)體材料層、一P型半導(dǎo)體材料層及一透明導(dǎo)體材料層；圖案化該透明導(dǎo)體材料層，以形成該第二透明電極層；以及圖案化該N型半導(dǎo)體材料層、該本質(zhì)半導(dǎo)體材料層及該P(yáng)型半導(dǎo)體材料層，以形成互相堆棧的一 N型半導(dǎo)體層、一本質(zhì)半導(dǎo)體層及一 P型半導(dǎo)體層。
[0025]基于上述，在本發(fā)明的光感測(cè)裝置中，通過(guò)膠第二導(dǎo)體層上設(shè)置有第一透明電極層，使得第一透明電極層能夠保護(hù)第二導(dǎo)體層在形成光電轉(zhuǎn)換層的工藝中不受到破壞，以及使得光電轉(zhuǎn)換層能夠完全且直接地與第一透明電極層接觸，因而提升感測(cè)元件的感應(yīng)面積。
[0026]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施方式，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0027]圖式簡(jiǎn)單說(shuō)明
[0028]圖1A至圖1K為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光感測(cè)裝置的制造流程的剖面示意圖。
[0029]圖2A至圖2G為本發(fā)明的第二實(shí)施方式的光感測(cè)裝置的制造流程的剖面示意圖。
[0030]圖3A至圖3K為本發(fā)明的第三實(shí)施方式的光感測(cè)裝置的制造流程的剖面示意圖。
[0031]其中，附圖標(biāo)記:
[0032]10、20、30:光感測(cè)裝置
[0033]100:基板
[0034]102a:第一端
[0035]102b:第二端
[0036]]_04a: N型半導(dǎo)體材料層
[0037]]_04b:本質(zhì)半導(dǎo)體材料層
[0038]104c: P型半導(dǎo)體材料層
[0039]106a:N型半導(dǎo)體層
[0040]]_06b:本質(zhì)半導(dǎo)體層[0041 ] 106c:P型半導(dǎo)體層
[0042]BP1、BP2:保護(hù)層