專利名稱：光感測(cè)元件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種光感測(cè)元件，尤指一種應(yīng)用于嵌入玻璃式環(huán)境亮度感測(cè)技術(shù) 的光感測(cè)元件。
背景技術(shù)：
平面顯示裝置己成為移動(dòng)資訊產(chǎn)品不可或缺的主要元件之一，而不論是移 動(dòng)資訊產(chǎn)品制造商或者顯示裝置供應(yīng)商，皆需不斷研發(fā)設(shè)計(jì)低耗電量或電力持 久的產(chǎn)品。為了達(dá)到上述目的，移動(dòng)資訊產(chǎn)品制造商已經(jīng)在現(xiàn)有的電路中加入 隱藏式獨(dú)立亮度感測(cè)器，通過感測(cè)顯示裝置的環(huán)境光源的強(qiáng)弱，并配合資訊產(chǎn)品的程序設(shè)計(jì)來微調(diào)如液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)等顯示裝置 背光源亮度，以降低顯示裝置的耗電量。然而，設(shè)置于顯示裝置屏幕以外的獨(dú) 立亮度感測(cè)器常有無法準(zhǔn)確感測(cè)環(huán)境光源強(qiáng)弱以及影響資訊產(chǎn)品體積設(shè)計(jì)等 問題。目前顯示裝置制造商已利用低溫多晶硅等技術(shù)，著手研發(fā)將光感測(cè)元件直 接整合在顯示裝置的玻璃上，亦即嵌入玻璃式環(huán)境亮度感測(cè)技術(shù)，以避免額外 的獨(dú)立亮度感測(cè)器的需求，進(jìn)而幫助資訊產(chǎn)品制造商節(jié)省整體產(chǎn)品成本與設(shè)計(jì) 空間，同時(shí)由于光感測(cè)元件與LCD屏幕的距離非常微小(例如不到0.4微米)， 因此可以準(zhǔn)確感測(cè)到屏幕附近的環(huán)境亮度，并可在玻璃上直接將所測(cè)量的光電 流轉(zhuǎn)換成為穩(wěn)固的數(shù)字輸出信號(hào)，以在不同照明環(huán)境下調(diào)整顯示裝置的背光亮 度，延長(zhǎng)終端使用者的電池使用時(shí)間及提供更佳的畫質(zhì)。請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有嵌入玻璃式環(huán)境亮度感測(cè)技術(shù)的光感測(cè)元件的剖 面示意圖。現(xiàn)有光感測(cè)元件IO是設(shè)置于玻璃基板12上，由下而上依序包括圖 案化遮光層14、緩沖氧化層16、圖案化半導(dǎo)體層18、介電層20以及平坦層 22。圖案化半導(dǎo)體層18包括P型摻雜區(qū)24、本質(zhì)(intrinsic)區(qū)26以及N型 摻雜區(qū)28，以形成一PIN二極管，其中P型摻雜區(qū)24與N型摻雜區(qū)28分別 通過連接元件30而與介電層20上方的接觸元件32電性連接。當(dāng)光線照射到 光感測(cè)元件10時(shí)，會(huì)在本質(zhì)區(qū)26激發(fā)出電子、空穴對(duì)而形成光致電流，通過 接觸元件32輸出?，F(xiàn)有光感測(cè)元件10的靈敏度(sensitivity)可通過測(cè)量亮態(tài)電流與暗態(tài)電流而 得到，其中亮態(tài)電流表示在環(huán)境光源照射下產(chǎn)生的電流，而暗態(tài)電流表示在不照光 時(shí)現(xiàn)有光感測(cè)元件10的逆向電流，靈敏度則定義為亮態(tài)電流與暗態(tài)電流的比值。 就現(xiàn)有光感測(cè)元件10的測(cè)量結(jié)果而言，其亮態(tài)電流除以暗態(tài)電流的所得比值皆幾 乎遠(yuǎn)小于100，因此若將現(xiàn)有光感測(cè)元件10實(shí)際應(yīng)用在資訊產(chǎn)品中會(huì)發(fā)生靈敏度 不足的問題，無法有效感測(cè)環(huán)境光源的差異或變化，喪失提供微調(diào)顯示裝置背光源 所需數(shù)據(jù)的功能。由上述可知，目前嵌入玻璃式環(huán)境光源技術(shù)仍有靈敏度不佳等問題，若實(shí)際 應(yīng)用于移動(dòng)資訊產(chǎn)品上亦有其功能上的限制，因此業(yè)界仍須不斷研究以設(shè)計(jì)出具有 較高靈敏度的光感測(cè)元件。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用圖案化透光導(dǎo)電層以降低暗態(tài)電流的光感測(cè) 元件，進(jìn)而提升光感測(cè)元件的靈敏度。本發(fā)明提供一種光感測(cè)元件，其包括一圖案化遮光導(dǎo)電層設(shè)于一透明基板上； 一緩沖介電層設(shè)于該圖案化遮光導(dǎo)電層上； 一圖案化半導(dǎo)體層設(shè)于該緩沖介電層 上，該圖案化半導(dǎo)體層包括一本質(zhì)區(qū)以及位于該本質(zhì)區(qū)兩側(cè)的一第一摻雜區(qū)與一第 二摻雜區(qū)； 一介電層設(shè)于該圖案化半導(dǎo)體層上；以及一圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于該介 電層之上，并覆蓋圖案化半導(dǎo)體層的本質(zhì)區(qū)與第一摻雜區(qū)的交界處以及本質(zhì)區(qū)與第 二摻雜區(qū)的交界處，且圖案化透光導(dǎo)電層是電性連接于圖案化遮光導(dǎo)電層。本發(fā)明另提供一種制作光感測(cè)元件的方法，首先提供一基板，其表面由下而 上堆迭依序包括一導(dǎo)電層、 一緩沖介電層、 一圖案化半導(dǎo)體層、 一介電層以及一平 坦層，且圖案化半導(dǎo)體層由左至右依序包括一第一摻雜區(qū)、 一本質(zhì)區(qū)以及一第二摻雜區(qū)。接著圖案化該平坦層，使平坦層具有一開口以暴露出部分介電層，且該開口 是設(shè)于本質(zhì)區(qū)以及部分第一與第二摻雜區(qū)的上方。然后，于開口中形成至少一圖案化透光導(dǎo)電層，覆蓋本質(zhì)區(qū)與第一摻雜區(qū)的交界處以及本質(zhì)區(qū)與第二摻雜區(qū)的交界 處。由于本發(fā)明的光感測(cè)元件包含一圖案化透光導(dǎo)電層，覆蓋了本質(zhì)區(qū)與第一摻 雜區(qū)的交界處以及本質(zhì)區(qū)與第二摻雜區(qū)的交界處，因此可以通過提供電壓給圖案化 透光導(dǎo)電層而改變圖案化半導(dǎo)體層附近的電場(chǎng)，以壓抑光感測(cè)元件的暗態(tài)電流，進(jìn) 而改善其靈敏度與操作效能。以下為有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖。然而附圖僅供參考與輔助說明用，并 非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1為現(xiàn)有光感測(cè)元件的剖面示意圖。圖2為本發(fā)明的平面顯示面板的示意圖。圖3為本發(fā)明光感測(cè)元件的第一實(shí)施例的俯視圖。圖4為圖3沿著切線4-4'方向的剖面示意圖。圖5為本發(fā)明光感測(cè)元件的光電特性趨勢(shì)圖。圖6至圖7為圖4所示光感測(cè)元件的工序示意圖。圖8至圖10為本發(fā)明光感測(cè)元件的第二實(shí)施例的制作工序示意圖。圖11為本發(fā)明光感測(cè)元件的第三實(shí)施例的剖面示意圖。圖12至圖14為本發(fā)明光感測(cè)元件的第四實(shí)施例的工序示意圖。圖15為本發(fā)明光感測(cè)元件的第五實(shí)施例的剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明一平面顯示面板的示意圖，其上設(shè)置有本發(fā)明的光 感測(cè)元件。如圖2所示，本發(fā)明平面顯示面板50包括至少一透明基板52，其上包 括顯示區(qū)域54與周邊區(qū)域56，且平面顯示面板50包括顯示元件設(shè)于顯示區(qū)域54 的透明基板52上，其具有多個(gè)像素60呈矩陣排列設(shè)于顯示區(qū)域54內(nèi)。此外，平 面顯示面板50另包括至少一嵌入玻璃式光感測(cè)元件58設(shè)于周邊區(qū)域56上，以用 來即時(shí)感測(cè)平面顯示面板50附近的環(huán)境光源亮度。請(qǐng)參考圖3與圖4，圖3為本發(fā)明光感測(cè)元件58的第一實(shí)施例的俯視圖，而 圖4為圖3沿著切線4-4'方向的剖面示意圖。光感測(cè)元件58包括圖案化遮光導(dǎo)電
層62設(shè)置于透明基板52上、緩沖介電層64設(shè)于圖案化遮光導(dǎo)電層62上以及圖案 化半導(dǎo)體層66設(shè)于緩沖介電層64上，另包括介電層74設(shè)于透明基板54上并覆蓋 圖案化半導(dǎo)體層66。其中，圖案化遮光導(dǎo)電層62的材料較佳包括金屬材料，例如 鉬(molybdenum, Mo);緩沖介電層64可包括氧化材料，例如氧化硅；而介電 層74可包括氮化層。圖案化半導(dǎo)體層66包括本質(zhì)區(qū)70以及設(shè)于本質(zhì)區(qū)70兩側(cè)的 第一摻雜區(qū)68與第二摻雜區(qū)72。在本實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)68與第二摻雜區(qū)72 分別為P型摻雜區(qū)與N型摻雜區(qū)，例如分別為P +摻雜區(qū)與N+摻雜區(qū)，因此圖案 化半導(dǎo)體層66形成PIN二極管。然而，第一與第二摻雜區(qū)68、 72并不限于本實(shí) 施例所示的導(dǎo)電型，可分別為P型摻雜區(qū)或N型摻雜區(qū)，因此圖案化半導(dǎo)體層66 亦可為NIN二極管、PIP二極管或NIP二極管。本發(fā)明光感測(cè)元件58另包括至少二連接元件76設(shè)于介層洞84內(nèi)以及至少二 接觸元件86設(shè)于介電層74表面，其中各接觸元件86是分別通過連接元件76以電 性連接第一摻雜區(qū)68與第二摻雜區(qū)72。此外，光感測(cè)元件58又另包括平坦層78 以及圖案化透光導(dǎo)電層82設(shè)于介電層74之上。平坦層78的材料較佳為光阻材料 或有機(jī)材料，且包括開口80，位于本質(zhì)區(qū)70以及部分第一摻雜區(qū)68與部分第二 摻雜區(qū)72的上方，而圖案化透光導(dǎo)電層82則是設(shè)于開口80內(nèi)，且位于介電層74 的表面上。圖案化透光導(dǎo)電層82的材料可包括氧化銦錫(indium tin oixde， ITO) 或氧化銦鋅(indium zinc oixde， IZO)。因此，光感測(cè)元件58主要是利用圖案化 半導(dǎo)體層66當(dāng)作感光區(qū)，當(dāng)光線照射感光區(qū)時(shí)會(huì)在本質(zhì)區(qū)70產(chǎn)生電子、空穴對(duì)而 形成光電流，再通過接觸元件86將光電流傳輸給外部電路，例如平面顯示面板50 的控制電路，以調(diào)整平面顯示面板50的背光源亮度。再請(qǐng)參考圖3，光感測(cè)元件58另包括連接元件88設(shè)于感測(cè)區(qū)以外，其是通過 設(shè)置于貫穿介電層74的介層洞90中，而電性連接圖案化透光導(dǎo)電層82以及圖案 化遮光導(dǎo)電層62，因此在操作光感測(cè)元件58時(shí)，可通過提供電壓給圖案化遮光導(dǎo) 電層62而使圖案化透光導(dǎo)電層82亦具有相同的電壓。另一方面，由于圖案化透光 導(dǎo)電層82是設(shè)于開口 80內(nèi)，因此會(huì)完整覆蓋本質(zhì)區(qū)70以及覆蓋部分第一摻雜區(qū) 68與部分第二摻雜區(qū)72，亦即圖案化透光導(dǎo)電層82是覆蓋了本質(zhì)區(qū)70與第一摻 雜區(qū)68的交界處以及本質(zhì)區(qū)70與第二摻雜區(qū)72的交界處。因此，具有特定電壓 的圖案化透光導(dǎo)電層82會(huì)覆蓋本質(zhì)區(qū)70與第一、第二摻雜區(qū)68、 72交界處所產(chǎn)
生的空乏區(qū)，能有效降低在空乏區(qū)所產(chǎn)生的暗態(tài)電流。圖5為本發(fā)明光感測(cè)元件58的光電特性趨勢(shì)圖，由圖5可知，隨著施加于圖 案化透光導(dǎo)電層82上電壓的改變，會(huì)明顯影響暗態(tài)電流的大小，而當(dāng)圖案化透光 導(dǎo)電層82的電壓為3至4伏特時(shí)，光感測(cè)元件58會(huì)有最佳的靈敏度。相較于圖案 化透光導(dǎo)電層82的電壓為0伏特的情況下，或者與現(xiàn)有技術(shù)相比，當(dāng)本發(fā)明光感 測(cè)元件58的圖案化透光導(dǎo)電層82被提供特定電壓時(shí)，其靈敏度可提升至約2.5倍 至9.4倍，因此有效改善了現(xiàn)有嵌入玻璃式環(huán)境亮度感測(cè)技術(shù)靈敏度不佳的問題。有關(guān)于本發(fā)明光感測(cè)元件58的制作方法是顯示于圖6至圖7。首先如圖6所 示，提供透明基板52，其表面由下而上堆迭依序包括圖案化遮光導(dǎo)電層62、緩沖 介電層64、圖案化半導(dǎo)體層66、介電層74、連接元件76、接觸元件86以及平坦 層78。圖案化半導(dǎo)體層66由左至右依序包括第一摻雜區(qū)68、本質(zhì)區(qū)70以及第二 摻雜區(qū)72，而平坦層78較佳包括光致抗蝕劑材料。接著請(qǐng)參考圖7，依序進(jìn)行曝 光(exposure)工序以及顯影工序，以移除部分平坦層78，而形成開口 80以暴露 出部分介電層74，且80開口是設(shè)于本質(zhì)區(qū)70以及部分第一、第二摻雜區(qū)68、 72 的上方。之后，再如圖4所示，在開口 80內(nèi)形成至少一圖案化透光導(dǎo)電層82，即 完成本發(fā)明光感測(cè)元件58的制作。值得注意的是，由于圖案化透光導(dǎo)電層82需通 過連接元件88電性連接于圖案化遮光導(dǎo)電層62，因此連接元件88可與第一、第 二摻雜區(qū)68、 72上方的連接元件76—同制作。本發(fā)明光感測(cè)元件的第二實(shí)施例的制作方法請(qǐng)參考圖8至圖10。為便于說明， 本實(shí)施例中與第一實(shí)施例相同的元件是沿用圖3、 4的元件符號(hào)。首先，如圖8所 示，提供透明基板52，其上包括顯示區(qū)域54與周邊區(qū)域56。顯示區(qū)域54包括多 個(gè)像素(圖未示)，而各像素內(nèi)包括薄膜晶體管92。此外，周邊區(qū)域56內(nèi)則預(yù)定 設(shè)置本發(fā)明光感測(cè)元件58。透光基板52表面由下而上依序設(shè)置了緩沖介電層64、 圖案化半導(dǎo)體層66、介電層74以及平坦層78，且周邊區(qū)域56內(nèi)另包括圖案化遮 光導(dǎo)電層62設(shè)于緩沖介電層64之下。薄膜晶體管92包括源極94與漏極98,分 別設(shè)于通道區(qū)域96的兩側(cè)，另包括柵極102以及設(shè)于柵極102和通道區(qū)域96之間 的柵極介電層100，其中柵極102較佳包括金屬材料，而源極94與漏極98可為摻 雜多晶硅材料，例如皆N+型摻雜區(qū)或?yàn)镻+型摻雜區(qū)。此外，介電層74另包括層 間介電層101設(shè)于柵極介電層100和柵極102之上，且源極94與漏極98分別通過
設(shè)于層間介電層101內(nèi)的連接元件104而電性連接其上方的接觸元件106。接著，如圖9所示，進(jìn)行曝光及顯影工序以圖案化平坦層78，分別在本質(zhì)區(qū) 70與部分第一摻雜區(qū)68與部分第二摻雜區(qū)72上方的平坦層78形成第一開口 108 ， 以及在漏極98上方的平坦層78形成第二開口 110，其中第一開口 108暴露出本質(zhì) 區(qū)70與部分第一、第二摻雜區(qū)68、 72上方的層間介電層101，而第二開口 110則 暴露出漏極98上方的接觸元件106。請(qǐng)參考圖IO，然后進(jìn)行蝕刻工序，移除被第 一開口 108所暴露出的部分層間介電層101，而在層間介電層101中形成介層開口 112，其底部亦暴露出部分層間介電層101。然后，形成透明導(dǎo)電層，填在第一開 口108內(nèi)，以在介層開口 112中形成圖案化透光導(dǎo)電層82，覆蓋本質(zhì)區(qū)70與部分 第一、第二摻雜區(qū)68、 72。之后，可選擇性移除顯示區(qū)域54內(nèi)的部分透明導(dǎo)電層， 而于各像素內(nèi)形成像素電極114，電性連接于接觸元件106與漏極98。由上述可知， 像素電極U4與圖案化透光導(dǎo)電層82可由相同的透明導(dǎo)電層與材料所制作。值得注意的是，介層開口 112的深度可依據(jù)各光感測(cè)元件58的設(shè)計(jì)需要而定， 由于本發(fā)明的特點(diǎn)是在光感測(cè)元件58進(jìn)行感光時(shí)，同時(shí)提供特定電壓給圖案化透 光導(dǎo)電層82，以改變感光區(qū)的電場(chǎng)而壓抑暗態(tài)電流，所以圖案化透光導(dǎo)電層82與 半導(dǎo)體層66的距離會(huì)影響到光感測(cè)元件58的表現(xiàn)。由此可知，介層開口 112的深 度可依實(shí)際設(shè)計(jì)需要而增大，以將圖案化透光導(dǎo)電層82設(shè)置于介電層74內(nèi)的不同 位置中，例如設(shè)置在柵極介電層IOO的表面上，使得圖案化透光導(dǎo)電層82和半導(dǎo) 體層66具有適當(dāng)?shù)木嚯x。此外，在圖案化平坦層78時(shí)，亦可同時(shí)在感光區(qū)以外的區(qū)域同時(shí)在平坦層78 形成如圖3所示介層洞90的介層洞圖案(圖未示)，再通過蝕刻工序移除部分層 間介電層101與柵極介電層100，以形成介層洞卯并暴露出部分圖案化遮光導(dǎo)電 層62，再使透明導(dǎo)電層填入介層洞90而制作成連接元件88，使得圖案化透光導(dǎo)電 層82電性連接于圖案化遮光導(dǎo)電層62。再者，由于介層開口 112和介層洞90的 深度不同，因此圖案化平坦層78的步驟亦可使用半色調(diào)光掩模(half-tone mask) 來限定介層開口 112與介層洞90的圖案。請(qǐng)參考圖11，圖11顯示本發(fā)明光感測(cè)元件的第三實(shí)施例的剖面示意圖，其中 與圖4相同的元件亦使用同樣的元件符號(hào)表示。在本實(shí)施例中，光感測(cè)元件58包 括二介層開口 112設(shè)于介電層74中，且圖案化透光導(dǎo)電層82是填于各介層開口 112表面上而分別形成第一透光電極116a與第二透光電極116b，兩者皆與圖案化 遮光導(dǎo)電層62電性連接。第一透光電極116a是覆蓋本質(zhì)區(qū)70和第一摻雜區(qū)68 的交界處，而第二透光電極116b則覆蓋本質(zhì)區(qū)70和第二摻雜區(qū)72的交界處，亦 即覆蓋了半導(dǎo)體層的空乏區(qū)以有效壓抑暗態(tài)電流。本實(shí)施例的制作方法可在制作完 平坦層78于透明基底52表面后，進(jìn)行曝光與顯影工序，于平坦層78上限定圖案 化透光導(dǎo)電層82的圖案(未示出)，包括對(duì)應(yīng)于介層開口 112的圖案，之后可再 經(jīng)由蝕刻工序而圖案化平坦層78，在平坦層78中形成開口 80，再經(jīng)由開口80進(jìn) 行蝕刻工序以移除部分介電層74而形成二介層開口 112，隨后如同前述實(shí)施例在 介層開口 112中形成圖案化透光導(dǎo)電層82，覆蓋部分本質(zhì)區(qū)70、第一摻雜區(qū)68 以及第二摻雜區(qū)72。請(qǐng)參考圖12至14，圖12至14為本發(fā)明光感測(cè)元件的第四實(shí)施例的制作方法 的剖面示意圖，其中與圖4、 IO相同的元件亦使用同樣的元件符號(hào)表示。本實(shí)施例 教導(dǎo)在不使用額外掩模以制作薄膜晶體管91的源極94與漏極98的輕摻雜漏極區(qū) 域的情形下，如何配合薄膜晶體管91的工序以制作光感測(cè)元件58。首先如圖12 所示，提供透明基板52，其包括顯示區(qū)域與周邊區(qū)域，在透光基板52上表面包括 緩沖介電層64與圖案化半導(dǎo)體層66，且另包括圖案化遮光導(dǎo)電層62設(shè)于周邊區(qū) 域內(nèi)。然后利用掩模(圖未示)覆蓋顯示區(qū)域的薄膜晶體管的預(yù)定通道區(qū)域(圖未 示)以及光感測(cè)元件58的預(yù)定本質(zhì)區(qū)，進(jìn)行至少一第一離子布植工序以形成薄膜 晶體管的重?fù)诫s源極、漏極和光感測(cè)元件58的第一摻雜區(qū)68與第二摻雜區(qū)72， 而光感測(cè)元件58中半導(dǎo)體層66沒有被植入離子的部分即限定為本質(zhì)區(qū)70，設(shè)于 第一摻雜區(qū)68與第二摻雜區(qū)72之間。隨后移除上述掩模，在透明基板52表面形 成柵極介電層IOO與圖案化金屬層，在顯示區(qū)域內(nèi)作為薄膜晶體管的柵極(類似圖 10所示的柵極102)，并在光感測(cè)元件58中當(dāng)作摻雜掩模層118，完整覆蓋本質(zhì) 區(qū)70。然后，進(jìn)行少劑量的第二離子布植工序，以形成薄膜晶體管的輕微摻雜漏 極(lightly d叩ed drain, LDD)。在此工序中，摻雜掩模層118的作用是用來避免 本質(zhì)區(qū)70在第二離子布植工序中被植入離子而喪失本質(zhì)區(qū)70的功能，因此摻雜掩 模層118的圖案必須大于本質(zhì)區(qū)70，如圖12所示。在形成LDD之后，再于透明 基板52上依序形成層間介電層101、連接元件76、接觸元件86以及平坦層78。請(qǐng)參考圖13，接著圖案化平坦層78以形成開口 80，其中開口80必須暴露出
本質(zhì)區(qū)70和部分第一、第二摻雜區(qū)68、 72上方的層間介電層101。然后以圖案化 的平坦層78當(dāng)作蝕刻掩模而進(jìn)行蝕刻工序，移除暴露出的層間介電層101及其下 方的摻雜掩模層118，直至柵極介電層IOO表面，以形成介層開口 112，并使得本 質(zhì)區(qū)70完全不被摻雜掩模層118所遮蓋。接著如圖14所示，于介層開口 112內(nèi)形 成圖案化透光導(dǎo)電層82，即完成本發(fā)明第四實(shí)施例的光感測(cè)元件58的制作。類似地，在使用摻雜掩模層118的情形下，亦可將圖案化透光導(dǎo)電層82制作 成包括第一透光電極116a與第二透光電極116b的結(jié)構(gòu)。圖15顯示本發(fā)明光感測(cè) 元件的第五實(shí)施例的剖面示意圖，在此截面下，本發(fā)明光感測(cè)元件58包括摻雜掩 模層118設(shè)于柵極介電層IOO表面以及二介層開口 112設(shè)于層間介電層101與慘雜 掩模層118之中，第一透光電極116a與第二透光電極116b則分別設(shè)于各介層開口 112內(nèi)，分別遮蓋本質(zhì)區(qū)70和第一、第二摻雜區(qū)68、 72的交界處，用以壓抑暗態(tài) 電流。本發(fā)明光感測(cè)元件并不限于設(shè)置于前述平面顯示面板的周邊區(qū)域內(nèi)的環(huán)境亮 度感測(cè)元件，亦可應(yīng)用于能感測(cè)不同彩色光源的光感測(cè)元件中。相較于現(xiàn)有技術(shù)， 本發(fā)明是于嵌入玻璃式光感測(cè)元件中設(shè)置電性連接于圖案化遮光導(dǎo)電層的圖案化 透光導(dǎo)電層，覆蓋感光二極管的本質(zhì)區(qū)和第一、第二摻雜區(qū)的交界處所產(chǎn)生的空乏 區(qū)，通過提供圖案化透光導(dǎo)電層特定的電壓而降低感光二極管的暗態(tài)電流，可以大 幅改善光感測(cè)元件的靈敏度，同時(shí)提高其在低照度下的感光效果。此外，本發(fā)明光 感測(cè)元件可以配合薄膜晶體管的制作工序而以簡(jiǎn)單的方法完成制作，具有良好的應(yīng) 用性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所做的均 等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種光感測(cè)元件，其包括一圖案化遮光導(dǎo)電層設(shè)于一透明基板上；一緩沖介電層設(shè)于該圖案化遮光導(dǎo)電層上；一圖案化半導(dǎo)體層設(shè)于該緩沖介電層上，該圖案化半導(dǎo)體層包括一本質(zhì)區(qū)以及位于該本質(zhì)區(qū)兩側(cè)的一第一摻雜區(qū)與一第二摻雜區(qū)；一介電層設(shè)于該圖案化半導(dǎo)體層上；以及一圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于該介電層之上，并覆蓋該圖案化半導(dǎo)體層的該本質(zhì)區(qū)與該第一摻雜區(qū)的交界處以及該本質(zhì)區(qū)與該第二摻雜區(qū)的交界處，且該圖案化透光導(dǎo)電層電性連接于該圖案化遮光導(dǎo)電層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感測(cè)元件，其特征在于還包括一平坦層設(shè)于該介電 層上，該平坦層具有一開口，暴露出該本質(zhì)區(qū)、部分該第一摻雜區(qū)以及部分該第二 摻雜區(qū)上方的該介電層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光感測(cè)元件，其特征在于該圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于該 開口內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感測(cè)元件，其特征在于該圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于該 介電層的表面上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感測(cè)元件，其特征在于該介電層具有一介層開口， 設(shè)于該本質(zhì)區(qū)上方，且該圖案化透光導(dǎo)電層是設(shè)于該介層開口之內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光感測(cè)元件，其特征在于該介電層由下而上依序包括 一柵極介電層以及一層間介電層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光感測(cè)元件，其特征在于該介層開口的底部是該層間 介電層，且該圖案化透光導(dǎo)電層是設(shè)于該層間介電層之中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光感測(cè)元件，其特征在于該介層幵口的底部是該柵極 介電層，且該圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于該柵極介電層表面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感測(cè)元件，其特征在于該圖案化透光導(dǎo)電層是完整 覆蓋該本質(zhì)區(qū)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感測(cè)元件，其特征在于該圖案化透光導(dǎo)電層包括 一第一透光電極與一第二透光電極，分別覆蓋該本質(zhì)區(qū)與該第一摻雜區(qū)的交界處以 及該本質(zhì)區(qū)與該第二摻雜區(qū)的交界處，且該第一透光電極與該第二透光電極皆電性 連接于該圖案化遮光導(dǎo)電層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光感測(cè)元件，其特征在于該第一摻雜區(qū)與該第二摻 雜區(qū)分別為一 P型摻雜區(qū)與一 N型摻雜區(qū)。
12. —種平面顯示面板，其包括一透明基板，該透明基板具有一顯示區(qū)域以及一周邊區(qū)域； 一顯示元件，設(shè)于該顯示區(qū)域的該透明基板上；一光感測(cè)元件，設(shè)于該周邊區(qū)域的該透明基板上，該光感測(cè)元件包括一圖案化遮光導(dǎo)電層設(shè)于該透明基板上；一緩沖介電層設(shè)于該圖案化遮光導(dǎo)電層上；一圖案化半導(dǎo)體層設(shè)于該緩沖介電層上，該圖案化半導(dǎo)體層包括一本質(zhì)區(qū)以 及位于該本質(zhì)區(qū)兩側(cè)的一第一摻雜區(qū)與一第二摻雜區(qū)； 一介電層設(shè)于該圖案化半導(dǎo)體層上；以及一圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于該介電層之上，并覆蓋該圖案化半導(dǎo)體層的該本質(zhì) 區(qū)與該第一摻雜區(qū)的交界處以及該本質(zhì)區(qū)與該第二摻雜區(qū)的交界處，且該圖案化透 光導(dǎo)電層電性連接于該圖案化遮光導(dǎo)電層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的平面顯示面板，其特征在于該顯示元件包括多個(gè)像素設(shè)于該顯示區(qū)域內(nèi)，且各該像素分別包括一薄膜晶體管，其包括一源極、 一漏極、 一柵極以及一通道區(qū)域；以及一像素電極電性連接于該漏極，且該像素電極的材料相同于該圖案化透光導(dǎo) 電層的材料。
14. 一種制作光感測(cè)元件的方法，其包括提供一基板，其表面由下而上堆迭依序包括一導(dǎo)電層、 一緩沖介電層、 一圖 案化半導(dǎo)體層、 一介電層以及一平坦層，且該圖案化半導(dǎo)體層由左至右依序包括一 第一摻雜區(qū)、 一本質(zhì)區(qū)以及一第二摻雜區(qū)；圖案化該平坦層，使該平坦層具有一開口以暴露出部分該介電層，且該開口 是設(shè)于該本質(zhì)區(qū)以及部分該第一與該第二摻雜區(qū)的上方；以及于該開口中形成至少一圖案化透光導(dǎo)電層，覆蓋該本質(zhì)區(qū)與該第一摻雜區(qū)的 交界處以及該本質(zhì)區(qū)與該第二摻雜區(qū)的交界處。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于另包括進(jìn)行一蝕刻步驟，以移除 該開口所暴露出的部分該介電層，而于該介電層中形成一介層開口，再于該介層開 口內(nèi)形成該圖案化透光導(dǎo)電層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該蝕刻步驟另包括于該介電層中形成一介層洞，該介層洞暴露出部分該圖案化遮光導(dǎo)電層，且于該介層開口內(nèi)形成 該圖案化透光導(dǎo)電層時(shí)，是同時(shí)于該介層洞之內(nèi)形成一透明連接元件，使該圖案化 透光導(dǎo)電層通過該透明連接元件而電性連接該圖案化遮光導(dǎo)電層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該基板上另包括一摻雜遮罩層覆 蓋該本質(zhì)區(qū)，而該蝕刻工序另包括移除該本質(zhì)區(qū)上方的部分該摻雜遮罩層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于該摻雜遮罩層包括金屬材料。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該蝕刻步驟是于該介電層中形成 二該介層開口，并于各該介層開口內(nèi)形成一該圖案化透光導(dǎo)電層，且該圖案化透光 導(dǎo)電層分別覆蓋該本質(zhì)區(qū)與該第一摻雜區(qū)的交界處以及該本質(zhì)區(qū)與該第二摻雜區(qū) 的交界處。
20. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于該介電層由下至上依序包括一柵 極介電層以及一層間介電層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于該蝕刻步驟是停止于該層間介電 層之中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于該蝕刻步驟是停止于該柵極介電 層表面。
23. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該圖案化透光導(dǎo)電層包括完整覆 蓋該本質(zhì)區(qū)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該第一摻雜區(qū)與該第二摻雜區(qū)分 別為一 P型摻雜區(qū)或一 N型摻雜區(qū)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于該基板上另包括至少一薄膜晶體 管，且該方法包括在形成該圖案化透光導(dǎo)電層時(shí)，同時(shí)形成一像素電極電性連接于 該薄膜晶體管的一漏極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光感測(cè)元件，包括一圖案化遮光導(dǎo)電層設(shè)于一透明基板上，以及一緩沖介電層、一圖案化半導(dǎo)體層與一介電層依序設(shè)于該圖案化遮光導(dǎo)電層上，其中圖案化半導(dǎo)體層包括一本質(zhì)區(qū)以及其兩側(cè)的一第一摻雜區(qū)與一第二摻雜區(qū)。本發(fā)明光感測(cè)元件另包括一圖案化透光導(dǎo)電層設(shè)于介電層之上，覆蓋本質(zhì)區(qū)與第一摻雜區(qū)的交界處以及本質(zhì)區(qū)與第二摻雜區(qū)的交界處，且該圖案化透光導(dǎo)電層電性連接于圖案化遮光導(dǎo)電層。
文檔編號(hào)H01L31/101GK101162741SQ200710188769
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者林崇榮, 翁健森, 趙志偉, 金雅琴 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司