CN100521254C - 光感测元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种光感测元件及其制造方法，该光感测元件包含一基底、一半导体层设于该基底上、一绝缘层覆盖于该半导体层上、一内层介电层覆盖于该绝缘层上以及二电极形成于部份该内层介电层上。其中，该半导体层具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区，且该内层介电层具有至少三个孔洞分别曝露出部分该绝缘层、部分该第一掺杂区及部分该第二掺杂区。此外，二电极，是分别经由所述孔洞的其中二个连接至该第一掺杂区及该第二掺杂区。本发明不会使得光传感器的灵敏度在本征区被植入掺质后大幅降低，提高整个元件的效能。

Description

光感测元件及其制造方法

技术领域

本发明是关于一种光感测元件，特别是关于光感测元件及其制造方法(PHOTO DETECTOR AND METHOD FOR FORMING THEREOF)。

背景技术

现今各种消费性电子产品，无论是计算机的液晶显示器、液晶电视、电浆电视或是手机、个人数字助理(PDA)、数字相机及掌上游戏机的显示屏幕，乃至于自动提款机(ATM)的触控屏幕，都广泛运用平面显示器的技术。因此，大幅提升了消费者对于平面显示器画面的色彩及亮度敏锐度的要求。基于上述的需求，现今的显示器，大多组装了可感应外部光线的光感测元件，使平面显示器于外在环境光线变化时，可适当变化画面的亮度与色彩，让消费者无论在何种情况下，均可获得更佳的视觉效果。

请参照图1，图1为现有一由PIN二极管所构成的光感测元件的结构示意图。如图1所示，首先提供一基底12，然后形成一由多晶硅所构成的半导体层14于基底上。其中，半导体层14中具有一第一掺杂区16、一第二掺杂区18以及一位于第一掺杂区16与第二掺杂区18之间的本征区20。其中，第一掺杂区16掺杂有P型掺杂子，第二掺杂区18掺杂有N型掺杂子。

然后覆盖一绝缘层22在半导体层14上。接着覆盖一内层介电层24在绝缘层22上。其中，绝缘层22的材质通常为厚度约100埃的氮化硅，而内层介电层24的材质通常为厚度约3000埃的氧化硅。

随后进行一刻蚀制造工艺，以于内层介电层24与绝缘层22中形成二个贯穿的孔洞26，且孔洞分别暴露出部分第一掺杂区16及部分第二掺杂区18。接着在部分内层介电层24上形成二电极28，且二电极28是分别经由孔洞26连接至第一掺杂区16及第二掺杂区18，进而完成一PIN二极管光感测元件的制作。

如前所述，标准的PIN二极管结构中间的本征区为一不掺杂有任何可移动载子的高阻抗区域，且此PIN二极管可搭配标准的TFT-LCD制造工艺来制作完成。但值得注意的是，一般TFT-LCD制造工艺中在制作栅极图案后会以栅极当作屏蔽来进行全面性的浅掺杂漏极(LDD)离子布植制造工艺。然而PIN二极管的本征区上方并无任何遮文件的对象，因此在正常情况下，离子布植的掺质(例如N型的磷离子等)会被同时植入本征区，进而使得光传感器的灵敏度在本征区被植入掺质后会大幅降低，严重影响整个元件的效能。

发明内容

因此本发明的目的为提供一种光感测元件及其制作方法，以改善上述现有的问题。

本发明的另一目的揭露一种光感测元件，其包含一基底、一半导体层设于该基底上、一绝缘层覆盖于该半导体层上、一内层介电层覆盖于该绝缘层上以及二电极形成于部份该内层介电层上。其中，该半导体层具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区，且该内层介电层具有至少三个孔洞分别曝露出部份该绝缘层、部分该第一掺杂区及部分该第二掺杂区。此外，二电极是分别经由所述孔洞的其中二个连接至该第一掺杂区及该第二掺杂区。

本发明的再一目的揭露一种形成光感测元件的方法，其是先提供一基底，然后形成一半导体层于该基底上，接着覆盖一绝缘层于该半导体层上，并覆盖一内层介电层于该绝缘层上。其中，该半导体层具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区，而内层介电层则具有至少三个孔洞分别曝露出部份该绝缘层、部分该第一掺杂区及部分该第二掺杂区。随后形成二电极于部分该内层介电层上，且二电极是分别经由所述孔洞的其中二个连接至该第一掺杂区及该第二掺杂区。

本发明的另一目的揭露一种显示面板，其具有一显示区及一非显示区，且显示面板包含复数个像素设置于该显示区、至少一驱动电路电性连接于所述像素以及至少一光感测区域，且光感测区域具有至少一光感测元件电性连接于该驱动电路。其中，光感测元件包含一基底、一半导体层设于该基底上、一绝缘层覆盖于该半导体层上、一内层介电层覆盖于该绝缘层上以及二电极形成于部份该内层介电层上。其次，该半导体层具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于该第一掺杂区与该第二掺杂区之间的本征区，且该内层介电层具有至少三个孔洞分别曝露出部份该绝缘层、部分该第一掺杂区及部分该第二掺杂区。此外，二电极是分别经由所述孔洞的其中二个连接至该第一掺杂区及该第二掺杂区。

本发明不会使得光传感器的灵敏度在本征区被植入掺质后会大幅降低，提高整个元件的效能。

关于本发明的优点与精神，可由以下的发明详述及附图得到进一步的了解，然而其附图，仅供参考与说明，非以对本发明加以限制。

附图说明

图1为现有一由PIN二极管所构成的光感测元件的结构示意图。

图2、图3为本发明第一实施例的制作光感测元件的示意图。

图4为本发明第二实施例的制作光感测元件的示意图。

图5、图6为本发明第三实施例的制作光感测元件的示意图。

图7为本发明第四实施例的制作光感测元件的示意图。

图8为本发明第五实施例的将光感测元件应用于一显示面板上的示意图。

图9为本发明第六实施例的将光感测元件应用于一显示面板上的示意图。

图10为本发明第七实施例的将光感测元件设置在显示面板的显示区的示意图。

图11为本发明第五实施例的将光感测元件设在显示面板的非显示区的电路示意图。

图12为本发明第七实施例的将光感测元件设置在显示面板的显示区的电路示意图。

图13为本发明第八实施例的光电装置示意图。

主要元件符号说明：

12          基底                         14      半导体层

16          第一掺杂区                   18      第二掺杂区

20          本征区                       22      绝缘层

24          内层介电层                   26      孔洞

28          电极                         42      基底

44          半导体层                     46      第一掺杂区

48          第二掺杂区                   50      本征区

52          绝缘层                       54      导电层

56          内层介电层                   58      第一次层

60          第二次层                     62      孔洞

64          孔洞                         66      孔洞

68          电极                         82      基底

84          半导体层                     86      第一掺杂区

88          第二掺杂区                   90      本征区

92          绝缘层                       94      导电层

96          内层介电层                   98      第一次层

100         第二次层                     102     孔洞

104     孔洞                          106     孔洞

108     孔洞                          110     电极

120     显示面板                      122     显示区

124     非显示区                      126     光感测元件

128     液晶显示面板驱动电路          130     发光二极管驱动电路

132     发光二极管                    134     感测电路

136     放大器                        138     晶体管

140     晶体管                        142     晶体管

144     源极/漏极                     146     栅极

148     源极/漏极                     150     源极/漏极

152     栅极                          154     输入端

156     输出端                        158     源极/漏极

160     源极/漏极                     162     栅极

164     感测电路                      166     晶体管

168     电容                          170     选择线

172     选择线                        174     放大器

176     栅极                          178     扫描线

180     源极                          182     漏极

184     数据线                        186     晶体管

188     晶体管                        190     栅极

192     源极/漏极                     194     源极/漏极

196     栅极                          198     源极/漏极

200     源极/漏极                     202     光感测区域

204     光电装置                      206     电子元件

210     电压源                        212     电压源

214         源极/漏极                     218     像素结构

220         信号源                        222     电压源

224         信号源                        226     参考电位源

228         重置信号源                    230     驱动电路

具体实施方式

本发明主要是在绝缘层形成后先在绝缘层的相对本征区上形成一导电层，因此在后续进行离子布植时可将导电层作为一阻挡层，以保护本征区在离子布植进行时不被植入磷离子等N型掺质。根据本发明的较佳实施例，本发明由此导电层来阻隔磷离子的植入可有效增加光感测元件的光灵敏度，进而提升光感测元件的整体效能。

请参照图2至图3，图2至图3为本发明第一实施例制作光感测元件的示意图。如图2所示，首先提供一基底42。基底42的材质包含一透明材料(如：玻璃、石英、或其它材料、或上述的组合)、一不透光材料(如：陶瓷、硅片、或其它材料、或上述的组合)、一可挠性材质(如：聚烯类、聚

类、聚醇类、聚酯类、橡胶、热塑性聚合物、热固性聚合物、聚芳香烃类、聚甲基丙醯酸甲酯类、聚碳酸酯类、或其它、或上述的衍生物、或上述的组合)。本发明的实施例是以玻璃为实施范例，但不限于此。然后形成一半导体层44于基底上，半导体层44的材质包含含硅的单晶材料、含硅的微晶材料、含硅的多晶材料、含硅的非晶材料、或上述的组合。本发明的实施例是以含硅的多晶材料为实施范例，但不限于此。

然后覆盖一绝缘层52在半导体层44上，并形成一导电层54在部份绝缘层52上，且对应于预定的本征区50。此时施行至少一掺杂程序，以使得半导体层44包含一第一掺杂区46、一第二掺杂区48以及一位于第一掺杂区46与第二掺杂区48之间的本征区50。因本征区位于导电层54之下，使得在施行至少一掺杂程序时，并未被掺杂程序中的掺杂子所掺杂。其中，第一掺杂区46及第二掺杂区48可同时形成或依序形成，且第一掺杂区46及第二掺杂区48的极性实质上相同或实质上不同，而第一掺杂区46及第二掺杂区48的至少一者，其掺杂子包含N型、P型、或上述的组合。本发明的实施例是以第一掺杂区46及该第二掺杂区48的极性，实质上不相同为实施范例，但不限于此。

接着覆盖一内层介电层56在绝缘层52上。内层介电层56可以仅有一层、具有二层次层、或具有三层次层等，而本实施例的内层介电层56较佳地具有一第一次层58及一第二次层60为实施范例，但不限于此，且第一次层58及第二次层60中至少一者的材质包含无机材质、有机材质或上述的组合。

随后进行一刻蚀制造工艺，形成至少三个孔洞62、64、66于内层介电层56及其中至少二孔洞(如：62、66)于绝缘层52中，并使孔洞62、64、66分别暴露出部分导电层54、部分第一掺杂区46及部分第二掺杂区48。在本实施例中，如图2所示，内层介电层56中设有三个孔洞62、64、66。其中孔洞62、66分别暴露出设在半导体层44的第一掺杂区46及第二掺杂区48，而孔洞64则暴露出本征区50上的部分导电层54。其中，绝缘层52、内层介电层56、及内层介电层56中具有的第一次层58及第二次层60的材质的其中至少一者包含无机材质(如：由硅甲烷所形成的二氧化硅、由四乙烷基氧硅甲烷所形成的二氧化硅、含硅的氮氧化物、或其它材料、或上述的组合)、有机材质(如：光刻胶、聚丙醯醚(polyarylene ether；PAE)、聚醯类、聚酯类、聚醇类、聚烯类、苯并环丁烯(benzocyclclobutene；BCB)、HSQ(hydrogensilsesquioxane)、MSQ(methyl silesquioxane)、硅氧碳氢化物(SiOC-H)、或其它材质、或上述的组合)、或上述的组合，而导电层54的材质则包含透明材质(如：铟锡氧化物、铝锌氧化物、铝锡氧化物、铟锌氧化物、镉锡氧化物、或其它材质、或上述的组合)、反射材质(如：金、银、铜、铁、锡、铅、镉、钼、钨、钕、钛、钽、铪、或其它材质、或上述的氧化物、或上述的氮化物、或上述的氮氧化物、或上述的合金、或上述的组合)、或上述的组合。本发明的实施例是以绝缘层52为厚度约100埃的由四乙烷基氧硅甲烷所形成的二氧化硅，而导电层54为钼当作实施范例，然而，不限定于此。

如图3所示，在内层介电层56上及孔洞62、64、66中形成一金属层(图未示)，然后进行一刻蚀制造工艺，同时去除孔洞64中的金属层、设置于金属层下的导电层54以及部分位于第一掺杂区46及第二掺杂区48上的部分金属层，以形成二电极68于内层介电层56上，且分别经由孔洞62、66连接至第一掺杂区46及第二掺杂区48。换言之，孔洞64中的金属层及导电层是完全被移除了，且曝露出本征区50上的绝缘层52，也就是曝露出绝缘层52的宽度实质上等于本征区50的宽度。但不限于此，孔洞64页选择性地曝露出绝缘层52的宽度实质上小于本征区50的宽度、曝露出绝缘层52的宽度实质上大于本征区50的宽度。

此外，根据本发明的第二实施例为在去除导电层54时仅去除部分导电层54，如图4所示，使部分的导电层54仍镶嵌在内层介电层56中，也就是部分的导电层54仍设在于第一掺杂区46及第二掺杂区48上的内层介电层56中，此都属于本发明所涵盖的范围。换言之，孔洞64中且于本征区50之上的金属层及导电层是完全被移除了，且曝露出本征区50上的绝缘层52，也就是曝露出绝缘层52的宽度实质上等于本征区50的宽度。但不限于此，孔洞64也选择性地曝露出绝缘层52的宽度实质上小于本征区50的宽度、曝露出绝缘层52的宽度实质上大于本征区50的宽度。

请参照图5至图6，图5至图6为本发明第三实施例的制作光感测元件的示意图。如图5所示，首先提供一基底82。基底82的材质包含一透明材料(如：玻璃、石英、或其它材料、或上述的组合)、一不透光材料(如：陶瓷、硅片、或其它材料、或上述的组合)、一可挠性材质(如：聚烯类、聚类、聚醇类、聚酯类、橡胶、热塑性聚合物、热固性聚合物、聚芳香烃类、聚甲基丙醯酸甲酯类、聚碳酸酯类、或其它、或上述的衍生物、或上述的组合)。本发明的实施例是以玻璃为实施范例，但不限于此。然后形成一半导体层84于基底82上半导体层84的材质包含含硅的单晶材料、含硅的微晶材料、含硅的多晶材料、含硅的非晶材料、或上述的组合。本发明的实施例是以含硅的多晶材料为实施范例，但不限于此。

然后覆盖一绝缘层92在半导体层84上，并形成一导电层94在部分绝缘层92上，且对应于预定的本征区90上。此时施行至少一掺杂程序，以使得半导体层84包含一第一掺杂区86、一第二掺杂区88以及一位于第一掺杂区86与第二掺杂区88之间的本征区90。因本征区位于导电层90之下，使得于施行至少一掺杂程序时，并未被掺杂程序中的掺杂子所掺杂。其中，第一掺杂区86及第二掺杂区88可同时形成或依序形成，且第一掺杂区86及第二掺杂区88的极性实质上相同或实质上不同，而第一掺杂区86及第二掺杂区88的至少一者，其掺杂子包含N型、P型、或上述的组合。本发明的实施例是以第一掺杂区86及该第二掺杂区88的极性，实质上不相同为实施范例，但不限于此。

接着覆盖一内层介电层96在绝缘层92上。内层介电层96可以仅有一层、具有二层次层、或具有三层次层等，而本实施例的内层介电层96较佳地具有一第一次层98及一第二次层100为实施范例，但不限于此，且第一次层98及第二次层100中至少一者的材质包含无机材质、有机材质或上述的组合。

随后进行一刻蚀制造工艺，形成复数个孔洞102、104、106、108于内层介电层96及其中至少二孔洞(如：102、108)于绝缘层92中，并使孔洞102、104、106、108分别暴露出部分导电层94、部分第一掺杂区86及部分第二掺杂区88。在本实施例中，如图5所示，内层介电层96中设有四个孔洞102、104、106、108。其中两边的孔洞102、108分别暴露出设在半导体层84的第一掺杂区86及第二掺杂区88，而孔洞104、106则暴露出本征区90上的部分导电层94。其中，绝缘层92、内层介电层96、及内层介电层96中具有的第一次层98及第二次层100的材质的其中至少一者包含无机材质(如：由硅甲烷所形成的二氧化硅、由四乙烷基氧硅甲烷所形成的二氧化硅、含硅的氮氧化物、或其它材料、或上述的组合)、有机材质(如：光刻胶、聚丙醯醚(polyarylene ether；PAE)、聚醯类、聚酯类、聚醇类、聚烯类、苯并环丁烯(benzocyclclobutene；BCB)、HSQ(hydrogen silsesquioxane)、MSQ(methylsilesquioxane)、硅氧碳氢化物(SiOC-H)、或其它材质、或上述的组合)、或上述的组合，而导电层94的材质则包含透明材质(如：铟锡氧化物、铝锌氧化物、铝锡氧化物、铟锌氧化物、镉锡氧化物、或其它材质、或上述的组合)、反射材质(如：金、银、铜、铁、锡、铅、镉、钼、钨、钕、钛、钽、铪、或其它材质、或上述的氧化物、或上述的氮化物、或上述的氮氧化物、或上述的合金、或上述的组合)、或上述的组合。本发明的实施例是以绝缘层92为厚度约100埃的由四乙烷基氧硅甲烷所形成的二氧化硅，而导电层94为钼当作实施范例，然而，不限定于此。

如图6所示，在内层介电层96上及孔洞102、104、106、108中形成一金属层(图未示)，然后进行一刻蚀制造工艺，同时去除孔洞104及106中的金属层、设置于金属层下的导电层94以及部分位于第一掺杂区86及第二掺杂区88上的部分金属层，以形成二电极110于内层介电层96上，且分别经由孔洞102、108连接至第一掺杂区86及第二掺杂区88。换言之，孔洞104、106中的金属层及导电层是完全被移除且暴露出本征区90与第一掺杂区86的交界处及本征区90与第二掺杂区88交界处上的绝缘层92。

此外，根据本发明的第四实施例，本发明又可在去除导电层94时仅去除部分导电层94，如图7所示，使部分的导电层94除了镶嵌在本征区90上的内层介电层96中，也设置在第一掺杂区86及第二掺杂区88上的内层介电层96中，此都属于本发明所涵盖的范围。

值得注意的是，上述实施例所揭露的光感测元件，虽可或可不伴随TFT-LCD的制造工艺来加以叙述，但本发明的光感测元件的结构与制造工艺也可相对应用于其它平面显示器与半导体等相关制造工艺中，而不局限于此，此外光感测元件的位置也可依产品需求或功能设计等不同考量加以配置。此外，本发明上述实施例(第一实施至第四实施例)所述的掺杂程序，较佳地都施行于导电层(54、94)形成之后为实施例范例，也可选择性地于半导体层(44、84)形成之后及绝缘层(52、92)形成之后其中至少一者，来施行掺杂程序，以使得上述实施例所述的第一掺杂区(46、86)、第二掺杂区(48、88)及本征区(50、90)可同时形成或不同时形成。

请参阅图8、图9的第五、第六实施例，均为本发明上述光感测元件应用于一显示面板120上的示意图。再者，本发明上述光感测元件应用于一显示面板120的显示区及非显示区的其中至少一者上。请参照图8，图8为本发明将光感测元件设置在一显示面板120的非显示区的示意图。如图8所示，本发明的显示面板具有一显示区122及一非显示区124，且显示面板120包含有复数个像素结构218设在显示区122，以显示出影像及色彩于显示面板120的显示区122内，而至少一光感测区域202设于非显示区124中的至少一处，而本实施例是邻近于显示面板120的至少一角落处为实施范例，但不限于此。也就是，光感测区域202设置于非显示区124中的至少一角落、非显示区中的至少一边的邻近中间的位置上、非显示区中的至少一边的邻近角落的位置上、或其它位置、或上述的组合。而光感测区域202包括本发明的上述实施例其中至少一者所述的至少一光感测元件(图未示)，电性连接于至少一驱动电路230，且驱动电路230电性连接像素结构218。较佳地，至少一光感测区域202用来当作一环境光源感测区(ambient light sensing area)，且其感测环境光的波长包含可见光波段、不可见光波段(如：紫外线波段、红外线波段、或其它波段)其中至少一者。因此，光感测区域202的光感测元件所传递的信号可选择性地协助显示面板显示较佳的画面。再者，本发明的驱动电路230可选择性地包括一信号驱动电路128、一光源驱动电路130、电源提供电路、信号处理电路、或其它功能电路、或上述二者的组合。又，显示面板120另包含一发光源132包含点光源(如：无机发光二极管、有机发光二极管、或上述的组合)、萤光灯管(如：冷阴极萤光灯管、热阴极萤光灯管、外部电极萤光灯管、平面萤光灯管、或其它、或上述的组合)、表面发射光源(如：纳米碳管发光源、电浆发光源、或其它、或上述的组合)。此外，上述发光源可选择性地运用于直下式背光源或侧光式背光源。举例来说，驱动电路230若运用于液晶显示面板，则驱动电路至少包含信号驱动电路128及光源驱动电路130，以分别驱动复数个像素结构218及发光源132或者若运用于有机电激发光显示器，则驱动电路至少包含信号驱动电路128及电源提供电路(未图标)以分别驱动及提供复数个像素结构218所需的信号及电源。其次，显示面板120又可设置一电路板(circuit board，未图标)在非显示区124中，用来连接其它外部控制元件，其中该电路板包含印刷电路板、可挠式电路板、或上述的组合。

根据本发明的第六实施例，如图9所示，光感测区域是设置在非显示区214的至少一边上，本实施例是以设置在非显示区214的三边上为实施范例，但不限于此。再者，本实施例是以光感测区域202邻近于显示区122的一侧边至邻近于显示面板120的另一侧边(例如非显示区124边缘)的宽度，较佳地，实质上是小于或等于0.4毫米(mm)为实施范例，但不限于此，依设计的容许度及其它要求(例如：窄框、要求大的显示面积、或其它因素)。

此外，光感测元件126以上述实施例所揭露的制作方式来完成，则光感测区域202可仅设在非显示区124中、仅设置在显示区122中或同时设置在非显示区124及显示区122中。当光感测区域202设在非显示区124时，其可设置在邻近于显示面板120的至少一角落处、是环绕于显示区122周围、或其它位置，用以感测外界的环境光源。举例来说，如图9所述，光感测区域202设在非显示区124时，其是实质上环绕于显示区122周围或如图10所示，图10为本发明第七实施例将光感测区域202设置在显示面板120的显示区122内的至少一部份的像素结构218中的示意图为实施范例，但不限于此，也可全部的像素结构218中设置有光感测区域202。

依上述显示装置的实施例得知由光感测区域202内的光感测元件(图未示)对外界环境光线及明暗的变化，经由一感测电路(图未示)传递信号至上述实施例中所述的驱动电路230，使其可选择性地协助及/或调整显示区122内复数个像素218的色彩的细致度及亮度的敏锐程度，让显示面板120得以提供最佳化的影像品质。

请参照图11，其为将光感测区域中的至少一光感测元件的光感测区域202与至少一感测电路134电性连接的第一实施例电路图。如图所示，感测电路134，连接于光感测区域中202的光感测元件126的二电极其中的一者，且感测电路134包括有一第一信号源220、一第二信号源224及一第一电压源222，较佳地，第一信号源220与第二信号源224的信号，实质上不相同。而光感测元件126的二电极其中的另一者可选择性地连接于另一电压源(未标示)，并与第一电压源222实质上不相同。

此外，可选择性地使用一放大器136以及一第一晶体管138，其中，放大器136具有二输入端154，分别连接至光感测区域202中的光感测元件1261的二电极其中的一者及一参考电位源226与一输出端156连接至驱动电路(图未示)；第一晶体管138，具有一源极/漏极(158/160)连接至放大器136的二输入端154其中的一者，另一漏极/源极(158/160)连接至驱动电路(图未示)及一栅极162连接至一重置信号源228。于本实施例中，较佳地，重置信号源228、第一信号源220及第二信号源224的其中至少一者实质上不相同。也就是，如上所述第一信号源220实质上不同于第二信号源224，重置信号源228可选择性地实质上相同于第一信号源200、相同于第二信号源224或三者实质上不相同。

对于本实施例所述的感测电路134，举例而言，包含一第二晶体管140以及一第三晶体管142；其中，第二晶体管140，具有一源极/漏极(148/144)连接光感测区域202中的光感测元件126的二电极其中的一者，一栅极146连接至第一信号源220及另一漏极/源极(148/144)，则连接至第一电压源222；第三晶体管142则具有一源极/漏极(214/150)连接至放大器136的二输入端154其中的一者，另一源极/漏极(214/150)则连接于光感测区域202中的光感测元件126二电极其中的一者以及一栅极152连接至第二信号源224。一般而言，本实施例的电路图，较佳地，运用于光感测区域设置于显示面板的非显示区域上，但不限于此。再者，本实施例所述的晶体管，是以P-type的晶体管为实施范例，也可选择性地使用N-type的晶体管、或上述型态晶体管的组合。此外，感测电路所包含的晶体管于本实施例中是以二个晶体管为实施范例，但不限于此，也可依设计需求(如：可靠度、成本、最少设计面积等)，来选择感测电路的晶体管数目(如：1个、2个、3个、4个、或依此类推)。

请参照图12，图12为将光感测元件126设置在显示面板120的显示区122内的至少一部份像素(也称为像素结构)中或全部像素中时，光感测区域202与一感测电路164电性连接的第二实施例电路示意图。如图所示，感测电路164，设置于显示区的至少一部份的像素结构或全部的像素结构(图未示)中，连接于光感测区域202中的光感测元件126的二电极其中的一者。其中，感测电路164是以电性连接于一第一选择线170、一第二选择线172、一第一电压源210以及连接至至少一放大器174为实施范例，也可选择性地电性连接于第一选择线170及一第二选择线172其中一条、一第一电压源210及连接至至少一放大器174或是三条以上的选择线。

显示区像素(图未示)中，较佳地，包含至少一第一晶体管166以及至少一电容168为实施范例，但不限于此，也可选择性地包含二个以上的晶体管及/或二个以上的电容。第一晶体管166具有一栅极176连接于至少一扫描线178、一源极/漏极(182/180)连接于一数据线184；以及电容168电性连接于第一晶体管166，并可选择性地电性连接于至少一共享电极线212及部份扫描线178其中至少一者。此外，若当感测电路164选择性地电性连接于第一选择线170及一第二选择线172其中一条时，即只有一条选择线时，为了能够增加开口率，较佳地，此时的选择线即当作扫描线、或延伸至扫描线。另外，若当感测电路164选择性地电性连接于第一选择线170及一第二选择线172，为了能够增加开口率，较佳地，第一选择线170及一第二选择线172其中一条当作扫描线。

对于本实施例所述的感测电路164，举例而言，包含一第二晶体管186以及一第三晶体管188；其中，第二晶体管186具有一栅极190连接于第一选择线170、一源极/漏极192/194连接于光感测区域202中的光感测元件126的该二电极其中的一者及另一源极/漏极192/194连接于第一电压源210；第三晶体管188，具有一栅极196连接于第二选择线172、一源极/漏极198/200连接于光感测区域202中的光感测元件126的该二电极其中的一者及另一源极/漏极198/200连接于放大器174，但不限于此，感测电路所包含的晶体管于本实施例中是以二个晶体管为实施范例，但不限于此，也可依设计需求(如：可靠度、成本、最少设计面积等)，来选择感测电路的晶体管数目(如：1个、2个、3个、4个、或依此类推)，例如使用一晶体管电性连接于一选择线来运作、或是三个以上的晶体管连接至少二条的选择线、或其它。其中，晶体管具有一栅极连接于该选择线、一源极/漏极连接于该光感测区域中的该光感测元件的该二电极其中的一者及另一源极/漏极连接于该放大器174。再者，本实施例所述的晶体管，是以N-type的晶体管为实施范例，也可选择性地使用P-type的晶体管、或上述型态晶体管的组合。

综合上述说明，如图13所示，本发明的光感测区域的光感测元件126可应用在显示面板的实施例外，其它光/电功能元件上的运用，例如太阳能电池(solar cell)、电荷耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)、触控功能等也可为本发明的一种光感测元件的应用范围或是显示面板包含上述的光/电功能元件上的运用的至少一者功能。光电装置204可包含上述具有光感测区域的显示面板120以及一连接显示面板120的电子元件206。再者，依显示面板的二相对的基板所夹置的具有介电系数的层来分类，显示面板，包含液晶显示面板、有机电激发光显示面板，或上述的组合。再者，显示面板可运用于可携式产品(如手机、摄影机、照相机、笔记型计算机、游戏机、手表、音乐播放器、电子信件收发器、电子相框、地图导航器或类似的产品)、影音产品(如影音放映器或类似的产品)、屏幕、电视、室内及/或室外看板、引导装置、投影机内的面板等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (47)

1.一种光感测元件，其特征在于，所述元件包含：

一基底；

一半导体层，其形成于所述基底上，且其具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的本征区；

一绝缘层，其覆盖于所述半导体层上；

一内层介电层，其覆盖于所述绝缘层上，且其具有至少三个孔洞分别曝露出部份所述绝缘层、部分所述第一掺杂区及部分所述第二掺杂区；

二电极，其形成于部份所述内层介电层上，且分别经由所述孔洞的其中二个连接至所述第一掺杂区及所述第二掺杂区。

2.如权利要求1所述的光感测元件，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的位置相对于所述本征区、所述本征区及所述第一掺杂区的交界处与本征区及所述第二掺杂区的交界处的至少一者。

3.如权利要求1所述的光感测元件，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的宽度大于或等于所述本征区的宽度。

4.如权利要求1所述的光感测元件，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的位置相对于所述本征区及所述第一掺杂区的交界处与本征区及所述第二掺杂区的交界处的至少一者。

5.如权利要求4所述的光感测元件，其特征在于，所述光感测元件还包含至少一导电层，其形成于所述绝缘层上，且相对应位于所述本征区之上。

6.如权利要求1所述的光感测元件，其特征在于，所述内层介电层，具有一第一次层及一第二次层。

7.如权利要求6所述的光感测元件，其特征在于，所述第一次层及所述第二次层的材质的至少一者包含无机材质、有机材质、或上述的组合。

8.如权利要求1所述的光感测元件，其特征在于，所述绝缘层的材质，包含无机材质、有机材质、或上述的组合。

9.如权利要求5所述的光感测元件，其特征在于，所述导电层的材质，包含透明材质、反射材质、或上述的组合。

10.如权利要求1所述的光感测元件，其特征在于，所述第一掺杂区的极性不同于所述第二掺杂区的极性。

11.一种形成光感测元件的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

提供一基底；

形成一半导体层，于所述基底上，且其具有一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的本征区；

覆盖一绝缘层，于所述半导体层上；

覆盖一内层介电层，于所述绝缘层上，且其具有至少三个孔洞分别曝露出部份所述绝缘层、部分所述第一掺杂区及部分所述第二掺杂区；

形成二电极，于部份所述内层介电层上，且分别经由所述孔洞的其中二个连接至所述第一掺杂区及所述第二掺杂区。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的位置相对于所述本征区、所述本征区及所述第一掺杂区的交界处与本征区及所述第二掺杂区的交界处的至少一者。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的宽度大于或等于所述本征区的宽度。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的位置相对于所述本征区及所述第一掺杂区的交界处与本征区及所述第二掺杂区的交界处的至少一者。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包含至少一导电层，其形成于所述绝缘层上，且相对应位于所述本征区之上。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述内层介电层，具有一第一次层及一第二次层。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述第一次层及所述第二次层的材质的至少一者包含无机材质、有机材质、或上述的组合。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述绝缘层的材质，包含无机材质、有机材质、或上述的组合。

19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述导电层的材质，包含透明材质、反射材质、或上述的组合。

20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一掺杂区的极性不同于所述第二掺杂区的极性。

21.一种显示面板，具有一显示区及一非显示区，其特征在于，所述显示面板包含：

复数个像素，其设置于所述显示区；

至少一驱动电路，其电性连接于所述像素；以及

至少一光感测区域，其具有至少一光感测元件电性连接于所述驱动电路，所述光感测元件包括：

一半导体层，其包括一第一掺杂区、一第二掺杂区以及一位于所述第一掺杂区与所述第二掺杂区之间的本征区；

一绝缘层，其覆盖于所述半导体层上；

一内层介电层，其覆盖于所述绝缘层上，且其具有至少三个孔洞分别曝露出部份所述绝缘层、部分所述第一掺杂区及部分所述第二掺杂区；以及

二电极，其形成于部份所述内层介电层上，且分别经由所述孔洞的其中二个连接至所述第一掺杂区及所述第二掺杂区。

22.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的位置相对于所述本征区、所述本征区及所述第一掺杂区的交界处与本征区及所述第二掺杂区的交界处的至少一者。

23.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的宽度大于或等于所述本征区的宽度。

24.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述内层介电层所具有的所述孔洞的其中一者所曝露出部份所述绝缘层的位置相对于所述本征区及所述第一掺杂区的交界处与本征区及所述第二掺杂区的交界处的至少一者。

25.如权利要求24所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包含至少一导电层，形成于所述绝缘层上，且相对应位于所述本征区之上。

26.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述内层介电层，具有一第一次层及一第二次层。

27.如权利要求26所述的显示面板，其特征在于，所述第一次层及所述第二次层的材质的至少一者包含无机材质、有机材质、或上述的组合。

28.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述绝缘层的材质，包含无机材质、有机材质、或上述的组合。

29.如权利要求25所述的显示面板，其特征在于，所述导电层的材质，包含透明材质、反射材质、或上述的组合。

30.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述第一掺杂区的极性不同于所述第二掺杂区的极性。

31.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述驱动电路，包括信号驱动电路、光源驱动电路、或上述的组合。

32.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述光感测区域，设置于所述非显示区中且邻近于所述显示面板的角落处。

33.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述光感测区域，设置于所述非显示区中且环绕于所述显示区。

34.如权利要求33所述的显示面板，其特征在于，所述光感测区域邻近所述显示区的一侧边至邻近所述显示面板边缘的另一侧边的宽度小于或等于0.4毫米。

35.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包含一发光源，其与所述驱动电路电性连接。

36.如权利要求32或33所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包含：

一感测电路，其连接于所述光感测区域中的所述光感测元件的所述二电极其中的一者、一第一信号源、一第二信号源及一第一电压源；

一放大器，其具有二输入端，分别连接至所述光感测区域中的所述光感测元件的所述二电极其中的一者及一参考电位源与一输出端连接至所述驱动电路；以及

一第一晶体管，其包括一源极/漏极连接至所述放大器的二输入端的其中的一者，另一漏极/源极连接至所述驱动电路及一栅极连接至一重置信号源。

37.如权利要求36所述的显示面板，其特征在于，所述感测电路包含：

一第二晶体管，其具有一源极/漏极连接所述光感测区域中的所述光感测元件的所述二电极的其中的一者，一栅极连接至一第一信号源及另一源极/漏极连接至所述第一电压源；以及

一第三晶体管，其具有一源极/漏极分别连接至所述放大器的二输入端的其中的一者及一栅极连接至所述第二信号源。

38.如权利要求36所述的显示面板，其特征在于，所述第一信号源、所述第二信号源与所述重置信号源的至少一者为不相同。

39.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述光感测区域，设置于所述显示区内的至少一部份的像素中。

40.如权利要求39所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包含：

一感测电路，其设置于至少一部份的所述像素中，且电性连接于第一选择线、一第二选择线、一第一电压源、至少一放大器及所述感测区域中的所述光感测元件的所述二电极其中的一者；

一第一晶体管，其设置于至少一部份的所述像素中，且其具有一栅极连接于至少一扫描线、一源极、及一漏极连接于一数据线；以及

至少一电容，其电性连接于所述第一晶体管的所述源极。

41.如权利要求40所述的显示面板，其特征在于，所述感测电路包含：

一第二晶体管，其具有一栅极连接于所述第一选择线、一源极/漏极连接于所述光感测区域中的所述光感测元件的所述二电极的其中的一者及另一源极/漏极连接于所述第一电压源；以及

一第三晶体管，其具有一栅极连接于所述第二选择线、一源极/漏极连接于所述光感测区域中的所述光感测元件的所述二电极的其中的一者及另一源极/漏极连接于所述放大器。

42.如权利要求39所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包含：

一感测电路，其设置于部份所述像素中，且电性连接于一选择线、一第一电压源、至少一放大器及所述感测区域中的所述光感测元件的所述二电极的其中的一者；

一第一晶体管，其设置于各所述像素中，且其具有一栅极连接于至少一扫描线、一源极、及一漏极连接于数据线；以及

至少一电容，其电性连接于所述第一晶体管。

43.如权利要求42所述的显示面板，其特征在于，所述感测电路包含：

一第二晶体管，其具有一栅极连接于所述选择线、一源极/漏极连接于所述光感测区域中的所述光感测元件的所述二电极的其中的一者及另一源极/漏极连接于所述放大器。

44.如权利要求21所述的显示面板，其特征在于，所述光感测区分别设置在所述显示区以及所述非显示区上。

45.一种显示面板的形成方法，其特征在于，所述方法包含如权利要求11所述的光感测元件的形成方法。

46.一种光电装置，其特征在于，所述光电装置包含如权利要求21、32、33或39所述的显示面板。

47.一种光电装置的形成方法，其特征在于，所述方法包含如权利要求45所述的显示面板的形成方法。

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