[发明专利]一种光学传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感检测技术，尤其涉及一种光学传感器及其制造方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率等优点，故已广泛地应用于便携式电视、行动电话、摄录放影机、笔记本电脑、台式显示器以及投影电视等消费性电子或计算机产品中，成为显示器的主流。对应地，TFT液晶屏是指液晶面板上的每个像素点都是由集成在其后的薄膜晶体管来驱动的。常见的TFT驱动分类主要有a-Si TFT(非晶硅)、LTPS TFT(低温多晶硅)，而采用IGZO技术的TFT就是非晶硅驱动中的一种。在此，IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)为铟镓锌氧化物的缩写，非晶IGZO材料是用于新一代薄膜晶体管技术中的沟道层材料，是金属氧化物面板技术的一种。

利用IGZO技术制造薄膜晶体管的沟道层材料，可以使显示屏功耗较小，成本较低，且分辨率能够达到全高清(full HD)乃至超高清(Ultra Definition，分辨率4k*2k)的级别程度。这种IGZO TFT解决了传统TFT的缺陷，其对可见光不敏感，能够大大增加组件的开口率，提高亮度并降低功耗。

然而，在现有技术中，利用IGZO TFT与SRO薄膜层相结合制作的光学传感器(photo sensor)，在制程上以垂直堆叠方式进行，先制作TFT组件然后再堆栈上SRO组件，这样会造成IGZO材质的读取TFT的阈值电压出现负漂移，导致读取TFT的噪声偏高，进而影响光学传感器的品质。

有鉴于此，如何设计一种新的光学传感器或对现有的光学传感器进行改进，以消除上述缺陷或不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的光学传感器在制程上存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、可提升传感品质的光学传感器及其制造方法。

依据本发明的一个方面，提供了一种光学传感器，包括：

一基板；

一控制元件，设置于所述基板上，所述控制元件包括：

一栅极电极，位于一第一金属层；

一栅极绝缘层，位于所述第一金属层的上方；

一氧化物半导体层，位于所述栅极绝缘层的上方；以及

一源极电极和一漏极电极，位于一第二金属层，该源极电极与该漏极电极对应于所述氧化物半导体层设置；以及一感光元件，设置于所述基板上，所述感光元件包括：

一下电极，位于所述第一金属层，所述下电极藉由一第一开口电性耦接至所述漏极电极；

一SRO薄膜层，位于所述下电极的上方；以及

一第一透明导电层，位于所述SRO薄膜层的上方，所述第一透明导电层藉由一第二开口耦接至一第二透明导电层，其中，所述SRO薄膜层的制程步骤早于所述氧化物半导体层的制程步骤。

在其中的一实施例，所述光学传感器还包括一平坦层，用以覆盖所述栅极绝缘层和所述第二金属层。

在其中的一实施例，该第一开口形成于所述栅极绝缘层，以部分暴露所述感光元件的下电极。

在其中的一实施例，所述第二开口形成于所述平坦层和所述栅极绝缘层，以部分暴露所述第一透明导电层。

在其中的一实施例，所述氧化物半导体层由铟镓锌氧化物(IGZO)制作而成。

在其中的一实施例，所述控制元件为一薄膜晶体管。

依据本发明的另一个方面，提供了一种光学传感器的制造方法，所述光学传感器包括一控制元件以及一感光元件，该制造方法包括以下步骤：

形成图案化的一第一金属层，其中，所述第一金属层的一部分作为所述控制元件的栅极电极，另一部分作为所述感光元件的下电极；

形成一SRO薄膜层和第一透明导电层于所述下电极的上方；

形成一栅极绝缘层以覆盖所述栅极电极、所述下电极的一部分以及所述第一透明导电层；

形成一氧化物半导体层于所述栅极绝缘层的上方，且所述氧化物半导体层在竖直方向上位于所述栅极电极之上；

在所述栅极绝缘层中形成一第一开口，以部分暴露所述感光元件的下电极；以及

形成一第二金属层于所述栅极绝缘层的上方，以形成一源极电极与一漏极电极，其中堆叠的所述栅极电极、所述栅极绝缘层、所述氧化物半导体层、所述源极电极以及所述漏极电极构成所述控制元件，且所述漏极电极透过所述第一开口电性耦接至所述感光元件的下电极。