CN109786399B - 检测装置 - Google Patents

检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109786399B
CN109786399B CN201711113032.2A CN201711113032A CN109786399B CN 109786399 B CN109786399 B CN 109786399B CN 201711113032 A CN201711113032 A CN 201711113032A CN 109786399 B CN109786399 B CN 109786399B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
electrode
disposed
line
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711113032.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109786399A (zh
Inventor
陈宇珩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ruisheng optoelectronics Co.,Ltd.
Original Assignee
Ruisheng Optoelectronics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruisheng Optoelectronics Co ltd filed Critical Ruisheng Optoelectronics Co ltd
Priority to CN201711113032.2A priority Critical patent/CN109786399B/zh
Priority to US16/162,458 priority patent/US10879295B2/en
Publication of CN109786399A publication Critical patent/CN109786399A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109786399B publication Critical patent/CN109786399B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14636Interconnect structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20184Detector read-out circuitry, e.g. for clearing of traps, compensating for traps or compensating for direct hits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14661X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers of the hybrid type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247Detector read-out circuitry
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/30Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32Transforming X-rays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种检测装置,其包括:基板,具有第一表面及第二表面,第一表面与第二表面相对设置;开关元件,设置于第一表面上;感光元件,设置于第一表面上且与开关元件电性连接;以及第一线路,设置于第二表面上,其中基板具有第一导通孔,开关元件透过第一导通孔与第一线路电性连接。

Description

检测装置
技术领域
本发明是有关于一种检测装置及其制造方法,特别是有关于光检测装置及其制造方法。
背景技术
光检测装置普遍应用于手机、平板电脑或笔记型电脑等电子装置中。此外光检测装置也广泛应用于医疗诊断辅助工具,例如,X光检测装置(X-ray detector)应用于人体乳房组织或心血管的摄影等。X光检测装置主要包含光电二极管(photodiode)以及薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT),其中光电二极管可作为将光能转换成电子信号的感测元件,而薄膜晶体管可作为读取电子信号及控制像素驱动的开关元件。
在光检测装置中,电子信号会直接地影响产生的影像品质,因此,降低噪声(noise)的干扰为提升光检测装置的影像品质的有效方式。噪声可能源自于薄膜晶体管的栅极与资料线(data line)之间所产生的电容、资料线与扫描线(scanning line)之间所产生的电容、漏极及源极与栅极之间产生的电容、或者是资料线、扫描线、漏极、源极、栅极元件的自身所产生的电阻等。其中,资料线的电阻及其与其它元件产生的电容为噪声的主要来源之一。理论上,可借由降低资料线本身的电阻,如选用低电阻值的材料或增加资料线的厚度来减少噪声的产生,或可借由降低资料线与其它元件之间的电容,如减少资料线的宽度、增加资料线与光电二极管的距离等来减少噪声的产生。然而,上述降低噪声的方式可能会影响光检测装置的有效面积降低,其存在权衡关系。
因此,如何降低光检测装置中的噪声产生,且降低光检测装置的效能,乃目前业界所致力的课题之一。
发明内容
在一些实施例中,本发明提供一种检测装置,其包括:一基板,具有一第一表面及一第二表面,该第一表面与该第二表面相对设置;一开关元件,设置于该第一表面上;一感光元件,设置于该第一表面上且与该开关元件电性连接;以及一第一线路,设置于该第二表面上,其中该基板具有一第一导通孔,该开关元件透过该第一导通孔与该第一线路电性连接。
在另一些实施例中,本发明提供一种监测装置,其包括:一基板,具有一第一表面及一第二表面,该第一表面与该第二表面相对设置;一开关元件,设置于该第二表面上;以及一感光元件,设置于该第一表面上,其中该基板具有一第一导通孔,该开关元件透过该第一导通孔与该感光元件电性连接。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明,其中:
图1A根据本发明一些实施例中,检测装置局部结构的剖面示意图;
图1B根据本发明一些实施例中,检测装置的上视示意图;
图2A根据本发明一些实施例中,检测装置局部结构的剖面示意图;
图2B根据本发明一些实施例中,检测装置的上视示意图;
图3根据本发明一些实施例中,检测装置局部结构的剖面示意图;
图4A至4C根据本发明一些实施例中,检测装置中线路与导电垫连接方式的示意图;
图5A至5J根据本发明一些实施例中,检测装置在制程中不同阶段的局部结构的剖面示意图。
符号说明:
100、300、500 检测装置
102 基板
102a 第一表面
102b 第二表面
104 开关元件
106 栅极电极
108 栅极介电层
110 半导体层
112 源极电极
114 漏极电极
116 第一绝缘层
116a 上表面
118、134、150 穿透孔
120 感光元件
122 第一电极层
124 第二电极层
126 第一型半导体层
128 第二型半导体层
130 有源层
132 第二绝缘层
132a 上表面
136 第三电极层
138 第四绝缘层
139 闪烁层
140 导通孔
140’ 第二导通孔
140c、140d 导电材料
142、146 第一线路
142’、146’ 第二线路
142” 资料线
146” 扫描线
144 第三绝缘层
148 导电垫
200 像素单元
AA 检测区
AE 非检测区
A-A’、B-B’ 线段
d1、d2 间距
T1 第一厚度
T2 第二厚度
T3 第三厚度
WT、WB 宽度
W1 第一宽度
W2 第二宽度
W3 第三宽度
W4 第四宽度
W5 第五宽度
W6 第六宽度
W7 第七宽度
W8 第八宽度
W9 第九宽度
W10 第十宽度
W11 第十一宽度
具体实施方式
以下针对本发明的检测装置的结构及其制造方法作详细说明。应了解的是,以下的叙述提供许多不同的实施例,用以实施本发明一些实施例的不同样态。以下所述特定的元件及排列方式仅为简单清楚描述本发明一些实施例。当然,这些仅用以举例而非本发明的限定。在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本发明一些实施例,不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。再者当叙述一第一材料层设置于一第二材料层上或之上时,包括第一材料层与第二材料层直接接触的情形。或者,亦可能间隔有一或更多其它材料层的情形,在此情形中,第一材料层与第二材料层之间可能不直接接触。
应理解的是,附图的元件或装置可以为所属技术领域技术人员所熟知的各种形式存在。此外实施例中可能使用相对性用语,例如“较低”或“底部”或“较高”或“顶部”,以描述附图的一个元件对于另一元件的相对关系。可理解的是,如果将附图的装置翻转使其上下颠倒,则所叙述在“较低”侧的元件将会成为在“较高”侧的元件。本发明实施例可配合附图一并理解,本发明的附图亦被视为揭露说明的一部分。应理解的是,本发明的附图并未按照比例绘制,事实上,可能任意的放大或缩小元件的尺寸以便清楚表现出本发明的特征,而在说明书及附图中,同样或类似的元件将以类似的符号表示。
可理解的是,虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组成或部分,这些用语仅用来区别不同的元件、组成或部分,不应被限定。
在此,“约”、“大约”、“实质上”的用语通常表示在一给定值或范围的20%内,较佳是10%内,更佳是5%内,或3%之内,或2%之内,或1%之内,或0.5%之内。在此给定的数量为大约的数量,亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“实质上”的情况下,仍可隐含“约”、“大约”、“实质上”的含义。
除非另外定义,在此使用的全部用语(包含技术及科学用语)具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的相同涵义。能理解的是,这些用语例如在通常使用的字典中定义用语,应被解读成具有与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思,而不应以一理想化或过度正式的方式解读,除非在本发明实施例有特别定义。
在本发明一些实施例中,关于接合、电性连接的用语,除非特别定义,否则可指两个结构是直接接触,或者亦可指两个结构并非直接接触,其中有其它结构设于此两个结构之间。且此关于接合、电性连接的用语亦可包括两个结构都可移动,或者两个结构都固定的情况。
本发明提供的检测装置借由将线路(例如,资料线、扫描线(栅极线)或整个薄膜晶体管转移至与光电二极管相对的一侧的基板上,使得线路(资料线或扫描线)的尺寸可不受光电二极管或薄膜晶体管局限,因而可形成宽度较宽或厚度较厚的资料线或扫描线,借此降低资料线或扫描线的电容或电阻,减少噪声的产生,进而提高光检测装置的影像品质。此外将线路或薄膜晶体管转移至与光电二极管相对的一侧的基板上亦不会影响到检测装置于检测区的检测率。
图1A显示本发明一些实施例中,检测装置100的局部结构的剖面示意图,即检测装置100于X-Z平面上的剖面示意图,Z方向可定义为垂直于检测器平面(或图示中的XY平面)的法线方向。图1A亦对应沿图1B的线段A-A’对应所绘示的剖面示意图。如图1A所示,检测装置100包含基板102。基板102具有第一表面102a以及第二表面102b,第一表面102a与第二表面102b相对设置。基板102材料可包含玻璃、石英、蓝宝石(sapphire)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)、其它适合材料或前述的组合,但不限于此。基板102的第一表面102a或第二表面102b上可包含缓冲层(未绘示)。基板102的第一表面102a上可具有开关元件104。开关元件104可为一薄膜晶体管。开关元件104更包含栅极电极106、半导体层110(亦为有源层)、第一电极112、及第二电极114。第一电极112可以为源极电极或漏极电极其中之一,第二电极114则为源极电极或漏极电极的另外之一。举例来说,当第一电极112例如为源极电极时,第二电极114则为漏极电极。在一些实施例中,两者可以相互替换,在此不做限制。
如图1A所示,栅极电极106设置于基板102的第一表面102a上,栅极介电层108设置于栅极电极106及基板102上。上述栅极电极106可为非晶硅、多晶硅、金属氮化物、导电金属氧化物、其它适合作为栅极电极的材料,但不限于此。上述金属可包含钼、钨、钛、钽、铂或铪。上述导电金属氧化物可包含钌金属氧化物或铟锡金属氧化物,但不限于此。
上述栅极介电层108可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、高介电常数(high-k)介电材料、其它适合的介电材料、或前述的组合,但不限于此。高介电常数介电材料可包含金属氧化物、金属氮化物、金属硅化物、金属铝酸盐、锆硅酸盐、锆铝酸盐、或前述的组合,但不限于此。
半导体层110设置于栅极介电层108之上,且可覆盖栅极电极106。第一电极112及第二电极114可分别设置于半导体层110的两侧,并可能覆盖部分半导体层110,暴露出半导体层110的部分表面。第一电极112或第二电极114可与半导体层110直接接触或透过其他导电层(未绘示)间接接触,在此不做限制。
半导体层110材料可包含元素半导体,包括硅、锗;化合物半导体,包括氮化镓、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟;合金半导体,包括硅锗合金、磷砷镓合金、砷铝铟合金、其它适合的半导体材料、或前述的组合,但不限于此。
上述第一电极112或第二电极114的材料可包含铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、铂、钛、铜合金、铝合金、钼合金、钨合金、金合金、铬合金、镍合金、铂合金、钛合金、其他合适的金属、前述的组合或其它导电性佳或是阻抗小的导电材料,但不限于此。在一些实施例中,上述第一电极112或第二电极114的材料亦可为非金属材料,只要使用的材料具有导电性即可,例如铟锡氧化物(ITO)、或氧化铟镓锌(IGZO)。
虽然图示显示的实施例中,开关元件104例如为下栅极(bottom gate)薄膜晶体管,然而开关元件104亦可为上栅极(top gate)薄膜晶体管,在此不做限制。
请继续参照图1A,检测装置100更包含覆盖开关元件104及基板102的第一绝缘层116。此第一绝缘层116的材料可包含氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、其它适合的绝缘材料或前述的组合,但不限于此。第一绝缘层116具有穿透孔118,穿透孔118可暴露出第二电极114的部分表面。详细而言,穿透孔118由第一绝缘层116的上表面116a向下延伸至第二电极114,并于基板102的法线方向暴露出第二电极114的部分表面。
检测装置100更包含感光元件120,感光元件120例如设置于第一绝缘层116上。感光元件120可为光电二极管(photodiode)。在此检测装置100可例如为一X光射线(X-ray)检测装置,检测装置更包含一闪烁层139,闪烁层139对应设置于基板102的第一表面102a上,感光元件120介于基板102与闪烁层139之间。详细来说,X射线管发射X射线光子,此些X射线光子穿透所检测目标物体,有一部分的X射线光子不会被检测目标物体所吸收,可能撞击到闪烁层139,此时闪烁层139可将此些X射线光子转化成可见光子。后续可见光子被光电二极管转化成电荷,储存于检测像素内,之后透过开关元件104的开启或关闭,读出对应的电荷,产生电荷数据并透过计算转换显示图像。而闪烁层可使用碘化铯(CsI)、碘化钠(NaI)、碘化铊(TlI)或其它对X-ray有好的吸收特性的材料,在此不做限制。
感光元件120更包含第一电极层122、第二电极层124、第一型半导体层126、第二型半导体层128及有源层130。
第一电极层122可设置于第一绝缘层116上及穿透孔118中,且第一电极122可透过设置于穿透孔118中的部分与开关元件104电性相连。第一电极层122可设置或覆盖于穿透孔118的侧壁面或第二电极114的表面上,并与第二电极114电性连接。在一些实施例中,第一电极层122的材料可包含金属导电材料,例如可为铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、铂、铜合金、铝合金、钼合金、钨合金、金合金、铬合金、镍合金、铂合金、前述的组合、其它合适的导电材料或前述的组合,但不限于此。当第一电极层122的材料为具反射特性的金属导电材料,则感光元件120于基板102的法线方向上(亦为俯视基板102的方向或Z方向)可以与开关元件104至少部分重叠,在此不做限制。
第二电极层124对应设置于第一电极层122上。第二电极层124的材料可包含透明导电材料,例如可为铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化锑锌(AZO)、其它适合的透明导电材料或前述的组合。由于第二电极层124选用透明导电材料,可见光子才可以被感光元件120所检测。在图1A所示的实施例中,第一电极层122作为感光元件120的下电极,而第二电极层124作为感光元件120的上电极。
此外,作为下电极的第一电极层122于基板102法线方向上于基板102的投影面积可以大于或等于作为上电极的第二电极层124于基板102法线方向上于基板102的投影面积。
第一电极层122与第二电极层124之间包含依序堆叠的第一型半导体层126、有源层130及第二型半导体层128。有源层130设置于第一型半导体层126及第二型半导体层128之间。前述第一型半导体层126及第二型半导体层128分别为电性相异的两种类型的半导体层。例如,在一些实施例中,第一型半导体层126为n型半导体层,而第二型半导体层128为p型半导体层。在另一些实施例中,第一型半导体层126可为p型半导体层而第二型半导体层128可为n型半导体层。电子与电洞受电压驱动分别经由第一型半导体层126或第二型半导体层128传输,并于有源层130相互结合。第一型半导体层126及第二型半导体层128可分别包含不同型的III-V族化合物。在一些实施例中,p型半导体层材料可包含非晶硅半导体掺杂3族元素,例如硼、铝、镓,或其它合适的掺杂元素,n型半导体层材料可包含非晶硅半导体掺杂5族元素,例如氮、磷、砷或其它合适的掺杂元素或前述的组合,但不限于此。
请继续参照图1A,检测装置100更包含覆盖感光元件120的第二绝缘层132。第二绝缘层132的材料可包含全氟烷氧基烷烃聚合物(perfluoroalkoxy alkane,PFA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、全氟乙烯丙烯共聚物(fluorinated ethylenepropylene,FEP)、聚乙烯、其它适合的绝缘材料或前述的组合,但不限于此。此外第二绝缘层132具有穿透孔134,穿透孔134可暴露出第二电极层124的部分表面。详细而言,穿透孔134由第二绝缘层132的上表面132a向下延伸至第二电极层124,并暴露出感光元件120的第二电极层124的部分表面。
检测装置100可更包含第三电极层136,第三电极层136设置于第二绝缘层132上及穿透孔134中。详细而言,第三电极层136可设置或覆盖于穿透孔134的侧壁面上或第二电极层124的表面上,并与暴露出的第二电极层124接触或电性连接。在此实施例中第三电极层136可作为用以与外部电路电性连接的线路(Readout line),其可将所侦侧的信号经由电荷积分放大器传送到外部电路。在一些实施例中,第三电极层136的材料可包含透明导电材料,例如可为铟锡氧化物(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、其它任何适合的透明导电材料或前述的组合。在一些实施例中,第三电极层136的材料可包含金属导电材料,例如可为铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、或其合金、前述的组合、其它合适导电材料,但不限于此。详细而言,在第三电极层136为导电线(line)的实施例中,第三电极层136的材料可为金属导电材料。在第三电极层136为膜层(layer)的实施例中,第三电极层136的材料可为透明导电材料,在此不做限制。此外检测装置100可更包含一第四绝缘层138,第四绝缘层138设置于感光元件120及第三电极层136上用以保护或绝缘用。闪烁层139可设置于第四绝缘层138上。承前述,感光元件120的第一电极层122可通过穿透孔118与开关元件104的第二电极114电性相连。而感测元件120的第二电极层124可通过穿透孔134与第三电极层136电性相连。
请继续参照图1A,检测装置100的基板102更包含第一导通孔140以及设置于基板102的第二表面102b的第一线路142。第一导通孔140例如对应开关元件104设置且穿透基板102,开关元件104可透过第一导通孔140与第一线路142电性连接。在一些实施例中,第一导通孔140对应第一电极112设置,第一导通孔140设置于开关元件104的第一电极112与第一线路142之间。在此,第一线路142可例如为资料线,第一电极112与第一线路142电性连接。在此实施例中,第一线路142与开关元件104的大部分元件(即第一电极112、第二电极114、栅极电极106等)可各别设置于基板102的不同侧面上。在一些实施例中,第一导通孔140可包含穿透基板102的导电材料104d或穿透栅极介电层108的导电材料140c。此第一导通孔140的穿透的层别数量,可依下栅极(bottom gate)薄膜晶体管或上栅极(top gate)薄膜晶体管,或是不同类型的薄膜晶体管,例如低温多晶硅晶体管(LTPS)、氧化铟镓锌晶体管(IGZO)或非晶硅晶体管(a-Si)等不同型式,而有不同的制程(例如导通孔穿透的层别数量或层别材料等),在此不做限制。另外,在其它实施例中,第一导通孔140也可以更借由另一个设置于检测区域内的导电层(未绘示)与第一电极112电性相连,而此第一导通孔140可以例如对应此导电层设置,亦即,第一电极112可透过导通孔140与上述导电层间接地与第一线路142电性连接,在此不做限制。而上述导电层包括为透明导电层或金属导电层,在此不做限制。
承前述,在此实施例中,第二表面102b上的第一线路142借由贯穿基板102的第一导通孔140与薄膜晶体管一端电性连接,相较于将第一线路142(资料线)设置于与开关元件104或感光元件120等元件的相同侧面的传统检测装置,此实施例中的第一线路142(资料线)的尺寸可不受开关元件104或感光元件120局限,可以设置宽度或厚度较大的第一线路142(资料线)。
在一些实施例中,第一线路142(资料线)具有一第一厚度T1,第一厚度T1可例如为第一线路142的较平坦区域在基板102的法线方向(Z方向)上的最大厚度。通常于基板102的法线方向(Z方向)与导通孔140重叠处的第一线路142的厚度会较不均匀,而上述第一线路142的较平坦区域即为避开此厚度较不均匀的区域。此外,第一电极112具有一第二厚度T2,第二厚度T2可例如为第一电极112的较平坦区域在基板102的法线方向(Z方向)上的最大厚度。通常于基板102的法线方向(Z方向)与导通孔140重叠处的第一电极112的厚度会较不均匀,而上述第一线路142的较平坦区域即为避开此厚度较不均匀的区域。在一些实施例中,第一厚度T1大于或等于第二厚度T2。在一些实施例中,第一厚度T1范围约可在200nm至1000nm间。在一些实施例中,第一厚度T1范围约可在500nm至1000nm间。若第一厚度T1过小,例如第一厚度T1小于200nm,则第一线路142(资料线)可能无法有效降低电容或电阻值;反之若资料线第一厚度T1过大,例如第一厚度T1大于1000nm,则可能会增加基板的应力而导致基板弯曲或破裂、或提高成本。
在一些实施例中,第一线路142(资料线)于X方向上具有一第一宽度W1,X方向例如可定义为与扫描线146”大致上平行的方向(如图1B所示)。栅极电极106于X方向上具有一第二宽度W2,第一电极112于X方向上具有一第三宽度W3,第二电极114于X方向上具有一第四宽度W4,开关元件104于X方向上具有第七宽度W7。于一些实施中,第一宽度W1大于或等于第二宽度W2、第三宽度W3或第四宽度W4。在一些实施例中,第一宽度W1大于或等于第七宽度W7。而感光元件120的第二电极层124(上电极)、第一电极层122(下电极)、第一型半导体层126、有源层130及第二型半导体层128于基板102的法线方向可具有一重叠面积,此重叠面积可定义出一检测区域,此检测区域于X方向上具有一第六宽度W6(如图1B所示)。在一些实施例中,第一线路142(资料线)于基板102的法线方向上更可能与部分感光元件120重叠设置。在一些实施例中,第一宽度W1范围可例如约为10μm至50μm,或约30至50μm,在此不做限制,第一宽度W1的范围可视检测装置100的解析度做变更。
第一导通孔140(导电材料140c及140d)或第一线路142的材料可包含透明导电材料,例如可为铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、其它适合的透明导电材料或前述的组合。在一些实施例中,第一导通孔140或第一线路142的材料可包含金属导电材料,例如可为铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、或上述合金、或其它合适的导电材料或其组合,但不限于此。在一些实施例中,第一导通孔140的材料及第一线路142的材料可以相同。在一些实施例中,第一导通孔140的材料及第一线路142(资料线)的材料可以不相同。在一些实施例中,第一导通孔140的导电材料140c及140d可为相同。在一些实施例中,导通孔140第一导通孔140的导电材料140c及140d可为不同,在此不做限制,在能符合优良导电连接特性即可。
此外,感光元件的下电极于基板102法线方向上于基板的投影面积可以大于或等于上电极于基板102法线方向上与基板的投影面积。
检测装置100可更可包含覆盖于第一线路142及第二表面102b上的第三绝缘层144,即第一线路142可设置于第三绝缘层144及基板102之间。在一些实施例中,第三绝缘层144的材料包含聚亚酰胺(polyimide)、或其它合适的绝缘材料或前述的组合,但不限于此。第三绝缘层144的设置用以保护第一线路142(资料线),使第一线路142(资料线)不会因直接接触到空气或水气而受潮影响导电性。
虽然图1A仅绘示包含一个开关元件104及一个感光元件120的局部检测装置100,亦即对应于一个像素单元(例如为次像素)的区域,但应理解的是,检测装置100实际上可具有多个像素单元,以及多个与其对应的开关元件104及感光元件120。
接着,请参照图1B,图1B显示本发明一些实施例中,检测装置100的上视示意图。详细而言,图1B显示检测装置100于X-Y平面上的示意图,亦即检测装置100于基板102的法线方向上的示意图。图1B为图1A的检测装置100的局部像素单元的示意图,应理解的是,图1B仅绘示两个像素单元200进行说明,检测装置100实际上可具有多个像素单元200。此外图1B省略部分元件,以便清楚说明第一线路142(资料线)、第一线路146(扫描线)、开关元件104、感光元件120或第一导通孔140之间的关系。
如图1B所示,检测装置100包含沿X方向延伸的扫描线(栅极线)146”,以及与扫描线146”交会的第一线路142(资料线)。由于第一线路142(资料线)设置于基板102的第二表面102b(即为图示的背侧),于此以虚线表示。扫描线146”例如为沿着X方向延伸,第一线路142(资料线)可大至上垂直(perpendicular)或正交(orthogonal)于扫描线146”。换言之,第一线路142(资料线)例如沿Y方向延伸。扫描线146”与第一线路142(资料线)彼此交错设置,可定义出像素单元200,且像素单元200包含开关元件104。扫描线146”可提供脉冲信号至开关元件104控制像素单元200开关。此外,如图1B所示,例如于X方向上由两相邻的大致上平行的第一线路142(资料线)所夹置的区域可定义为检测装置的像素区域,像素区域具有第五宽度W5,第五宽度W5亦可表示于X方向上由一第一线路142(资料线)的最左侧端到相邻的下一个第一线路142(资料线)的最左侧端的宽度距离。
栅极电极106与扫描线146”电性连接,在此实施例中,栅极电极106与扫描线146”例如由相同导电材料形成,可于相同光刻及蚀刻制程中完成,在此不做限制。第一电极112与第一线路142电性连接,第一电极112与第一线路142可例如由相同导电材料所形成。在其它实施例中,第一电极112或与第一线路142可由不同导电材料所形成,在此不做限制。详细而言,开关元件104的第一电极112是借由贯穿基板102的第一导通孔140与第一线路142(资料线)电性连接。第一导通孔140相对设置于第一电极112下方(以虚线圆表示)。如同前述,在此实施例中,第一线路142(资料线)设置于基板102的第二表面102b,其线宽或厚度尺寸可不受到设置于第一表面102a的元件所局限,因此相较于将资料线142”设置于与开关元件104或感光元件120的大部分元件相同侧面的传统检测装置(例如,传统检测装置的资料线宽度约占像素区域宽度W5的5%至10%)。此实施例可设置宽度或厚度增加的第一线路142(资料线),进而降低第一线路142(资料线)的电容或电阻。透过此种设计,感光元件120的第六宽度W6也可以不受第一线路142(资料线)所局限,可形成尺寸较大的检测区,提高其检测效能。第六宽度W6可定义为检测区域于X方向上的最大宽度。而检测区域为于基板102的法线方向上,第一电极层122、第二电极层124、第一型半导体层126、有源层130及第二型半导体层128所重叠的区域。
在一些实施例中,第一宽度W1约为像素区域宽度W5的5%至80%。在另一些实施例中,第一宽度W1约为像素区域宽度W5的50%至80%。若第一宽度W1过小,例如第一宽度W1小于像素区域宽度W5的5%,则资料线可能无法有效地降低电容或电阻值;反之,若第一宽度W1过大,例如第一宽度W1大于像素区域宽度W5的80%,则可能会使得相邻的资料线之间的间距过小,产生短路的风险,故须保有安全间距d1以防止短路。上述间距d1定义为相邻的两条第一线路142(资料线)之间的间距d1。
在一些实施例中,第一线路142(资料线)与开关元件104于基板102的法线方向上例如至少部分重叠。在一些实施例中,第一线路142(资料线)与开关元件104于基板102的法线方向上例如完全重叠。在一些实施例中,第一线路142(资料线)与感光元件120于基板102的法线方向上例如至少部分重叠。在一些实施例中,第一线路142(资料线)与感光元件120于基板102的法线方向上例如完全重叠。
请参照图2A,图2A显示本发明另一些实施例中,检测装置300的局部结构的剖面示意图,即检测装置300于X-Z平面上的剖面示意图。图2A为对应沿图2B的线段B-B’所绘示的剖面示意图。应理解的是,后文中与前文相同或相似的组件或元件将以相同或相似的标号表示,其材料、制造方法与功能皆与前文所述相同或相似,故此部分在后文中将不再赘述。
图2A所示的实施例与前述图1A所示的实施例的差别在于,检测装置300中的开关元件104是将第一线路146(扫描线)设置于基板102的第二表面102b上。详细而言,在此实施例中,第一导通孔140对应开关元件104的栅极电极106设置且穿透基板102。第一导通孔140设置于开关元件104的栅极电极106与第一线路146(扫描线)之间,栅极电极106借由第一导通孔140与第一线路146(扫描线)电性连接。在此实施例中,第一线路146(扫描线)与开关元件104的大部分元件(即第一电极112、第二电极114、栅极电极106等)各别设置于基板102的不同侧面上。
承前述,在此实施例中,第一线路146(扫描线)可例如借由贯穿基板102的第一导通孔140延伸至第二表面102b,相较于将第一线路146(扫描线)设置于与开关元件104或感光元件120的大部分元件相同侧的传统检测装置,此实施例中的第一线路146(扫描线)的尺寸可不受开关元件104或感光元件120所局限,因此可形成宽度或厚度较大的第一线路146(扫描线)。
在一些实施例中,第一线路146(扫描线)具有一第三厚度T3,第三厚度T3可例如为第一线路146的较平坦区域在基板102的法线方向(Z方向)上的最大厚度。通常于基板102的法线方向(Z方向)与导通孔140重叠处的第一线路146的厚度会较不均匀,而上述第一线路146的较平坦区域即为避开此厚度较不均匀的区域。此外,栅极电极106具有一第四厚度T4,第四厚度T4可例如为栅极电极106的较平坦区域在基板102的法线方向(Z方向)上的最大厚度。通常于基板102的法线方向(Z方向)与导通孔140重叠处的栅极电极106的厚度会较不均匀,而上述栅极电极106的较平坦区域即为避开此厚度较不均匀的区域。在一些实施例中,第三厚度T3大于或等于第四厚度T4。在一些实施例中,第三厚度T3范围约在200nm至1000nm。在一些实施例中,第三厚度T3范围约在500nm至1000nm。应注意的是,若第三厚度T3过小,例如第三厚度T3小于200nm,则第一线路146(扫描线)可能无法有效地降低电容或电阻值;反之若第三厚度T3过大,例如第三厚度T3大于1000nm,则可能会增加基板的应力而导致基板弯曲或破裂、或成本也相对提高。
第一线路146的材料可包含透明导电材料,例如可为铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、其它适合的透明导电材料或前述的组合。在一些实施例中,第一线路146的材料可包含金属导电材料,例如可为铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、其它合适的导电材料或前述的组合,但不限于此。在一些实施例中,第一导通孔140的材料及第一线路146的材料可以相同。在一些实施例中,第一导通孔140的材料及第一线路146(扫描线)的材料可以不相同。在一些实施例中,栅极电极106及第一线路146(扫描线)的材料可以相同。在一些实施例中,栅极电极106的材料及第一线路146(扫描线)的材料可以不相同,在此不做限制。
接着,请参照图2B,图2B显示本发明一些实施例中,检测装置300的上视示意图。详细而言,图2B显示检测装置300于X-Y平面上的示意图,亦即检测装置300于基板102的法线方向上的示意图。图2B为图2A的检测装置300的局部像素单元的示意图,应理解的是,图2B仅绘示两个像素单元200进行说明,检测装置300实际上可具有多个像素单元200。图2B省略了部分元件,以便清楚说明资料线142”、第一线路146(扫描线)、开关元件104与感光元件120之间的关系。
如图2B所示,检测装置300包含沿X方向延伸的第一线路146(扫描线),以及与第一线路146(扫描线)于基板102的法线方向上交会的资料线142”。由于第一线路146(扫描线)设置于基板102的第二表面102b上,于此以虚线表示。第一线路146(扫描线)与资料线142”彼此于基板102的法线方向(Z方向)上交错设置,可定义出像素单元200,像素单元200包含开关元件104。在其它实施例,第一线路146(扫描线)与资料线142”交错的像素单元200于基板102的法线方向上的轮廓可以为矩型、菱型、或其它任意合适的形状,在此不做限制。
在此实施例中,栅极电极106与第一线路146(扫描线)电性连接,第一电极112与资料线142”电性连接。详细而言,栅极电极106是借由贯穿基板102的第一导通孔140与第一线路146(扫描线)电性连接。第一导通孔140相对设置于栅极电极112下方(以虚线圆表示)。如同前述,在此实施例中,第一线路146(扫描线)可设置于基板102的第二表面102b上,其尺寸可不受到设置于第一表面102a上的其它元件所局限,因此可形成宽度或厚度增加的第一线路146(扫描线),进而降低第一线路146(扫描线)的电容或电阻。
在一些实施例中,第一线路146(扫描线)可于Y方向上具有一第八宽度W8,第八宽度W8可例如为扫描线146于Y方向上的最大宽度。Y方向定义为与资料线142”大致上平行的方向。在一些实施例中,如图2B所示,像素单元200于Y方向上具有一第九宽度W9,第九宽度W9例如为于Y方向上两相邻的第一线路146(扫描线)相距的像素区域宽度,第九宽度W9亦可表示于Y方向上由一第一线路146(扫描线)的最下侧端到相邻的下一个第一线路146(扫描线)的最下侧端的宽度距离。此外,栅极电极106于Y方向上具有一第十一宽度W11。在一些实施例中,第八宽度W8可例如大于或等于第十一宽度W11。在一些实施例中,第八宽度W8的范围为介于约为10um至50um(10um≦W8≦50um)。在一些实施例中,第八宽度W8的范围约为介于30um至50um(30um≦W8≦50um)。
在一些实施例中,第八宽度W8约为第九宽度W9的5%至20%或10%至20%。应注意的是,若第八宽度W8过小,例如第八宽度W8小于第九宽度W9的5%,则扫描线可能无法有效地降低电容或电阻值;反之若第八宽度W8过大,例如第八宽度W8大于第九宽度W9的20%,则可能会使得相邻的扫描线之间的间距过小,产生短路的风险、或成本也相对提高。透过上述设计,感光元件120的第十宽度W10(检测区域宽度)也可以不受第一线路146(扫描线)所局限,此外,所述第十宽度W10可定义为如前所述的检测区域于Y方向上的最大宽度。第一线路146(扫描线)可在不影响邻近的第一线路146(扫描线),形成尺寸较大的检测区,提高其检测效能。但应注意的是,相邻的两条第一线路146(扫描线)之间但须保有安全间距d2防止短路,间距d2定义为相邻的两条第一线路146(扫描线)之间的间距。
在一些实施例中,第一线路146(扫描线)与开关元件104于基板102的法线方向上例如至少部分重叠。在一些实施例中,第一线路146(扫描线)与开关元件104于基板102的法线方向上可例如完全重叠。在一些实施例中,第一线路146(扫描线)与感光元件120于基板102的法线方向上例如至少部分重叠。在一些实施例中,第一线路146(扫描线)与感光元件120于基板102的法线方向上例如完全重叠。此外,在开关元件104为下栅极(bottom gate)薄膜晶体管的实施例中,第一导通孔140于基板102的法线方向上可例如与第一电极112或第二电极114部分重叠。在开关元件104为上栅极(top gate)薄膜晶体管的实施例中,因栅极电极106需避开与第一电极112或第二电极114导通而产生漏电的可能,故第一导通孔140于基板102的法线方向不会与第一电极112或第二电极114重叠。
接着,请参照图3,图3显示本发明另一些实施例中,检测装置500局部结构的剖面示意图,即检测装置500于X-Z平面上的剖面示意图。图3所示的实施例与前述图1A所示的实施例的差别在于,检测装置500是将整个开关元件104设置于基板102的第二表面102b上。在此实施例中,第一导通孔140对应开关元件104的第一电极112设置,第一导通孔140穿透基板102。第一导通孔140设置于开关元件104的第一电极112与感光元件120的第一电极层122之间,开关元件104透过第一导通孔140与感光元件120电性连接。在此实施例中,开关元件104与感光元件120各别设置于基板102的不同侧面上。
详细而言,在图3所示的实施例中,第一线路142(资料线)及第一线路146(扫描线)可例如与感光元件120设置于基板102的不同侧面上。即第一线路142(资料线)及第一线路146(扫描线)设置于基板102的第二表面102b,而感光元件120设置于基板102的第一表面102a。第一线路146(扫描线)可与栅极电极106电性连接,第一线路142(资料线)可与第一电极112电性连接。第一线路142(资料线)与第一线路146(扫描线)彼此交错设置定义出像素单元。
承前述,在此实施例中,开关元件104设置于基板102的第二表面102b,借由贯穿基板102的第一导通孔140使开关元件104与感光元件120电性相连,相较于将开关元件104设置于与感光元件120相同侧面上的传统检测装置,此实施例中的开关元件104及感光元件120的尺寸可不被彼此局限,因此可形成尺寸较大的感光元件120,可以提高检测面积,或降低感光元件120受开关元件104、第一线路146(扫描线)、第一线路142(资料线)的干扰而提高电容,产生不必要的噪声。
接着,请参照图4A至4C,图4A至4C显示本发明一些实施例中,检测装置中第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)与导电垫148电性连接方式的示意图。应理解的是图4A至4C省略了部分元件,以便清楚说明第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)与导电垫148之间的电性连接方式。
承前述检测装置具有多个排列于其上的像素单元200。基板102具有检测区AA以及非检测区AE,非检测区AE例如于检测区AA之外围区域。更详细而言,检测区AA例如对应于像素单元200的区域,而非检测区AE例如对应于线路区。检测装置更包含设置于非检测区AE上的导电垫148,导电垫148用以与外部电路(例如透过可挠性电路板(COF)与电路板组装(Printed Circuit Board Assembly,PCBA)连接或透过其它外部电路连接方式)电性连接。导电垫148可设置对应于非检测区AE的基板102的第一表面102a或第二表面102b上,在此不做限制。
在一些实施例中,如图4A所示,导电垫148设置于基板102的第二表面102b上且对应该非检测区,开关元件104可例如借由设置于第二表面102b上的第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)与导电垫148电性连接。在此实施例中,设置于第二表面102b的导电垫148可直接与第二表面102b上的第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)电性连接,可省略额外的布线以节省导线材料。在其它实施例中,设置于第二表面102b且对应该非检测区上的导电垫148也可透过另一导电层(未绘示)与第二表面102b上的第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)电性连接。
在一些实施例中,如图4B所示,导电垫148例如设置于基板102的第一表面102a上且对应该非检测区AE,在靠近检测区AA与非检测区AE边界的最末端的开关元件104,可例如借由与最末端的开关元件104对应设置的第一导通孔140,将设置于第二表面102b上的第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)电性连接至第一表面102a上的导电垫148。在另一些实施例中,第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)亦可更透过第一导通孔140与设置于第一表面102a上的第二线路142’或第二线路146’与导电垫148电性连接。第二线路142’例如可为从检测区AA向非检测区AE延伸的开关元件104的第一电极112。然而,在其它实施例中,第二线路142’例如可为与第一电极112电性连接的另一导电材料,在此不做限制。第二线路146’例如可为从检测区AA向非检测区AE延伸的开关元件104的栅极电极106。然而,在其它实施例中,第二线路142’例如可为与栅极电极106电性连接的另一导电材料,在此不做限制。在其它实施例,第一表面102a上的导电垫148也可以透过非对应最末端的开关元件104设置的第一导通孔140与设置于第二表面102b上的第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)电性连接,换言之,导电垫148可以透过该多个第一导通孔140的至少一者与第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)电性连接,在此并不做限制。
在一些实施例中,如图4C所示,导电垫148可例如设置于基板102的第一表面102a上且对应非检测区AE,且第二导通孔140’对应该非检测区AE设置,第一线路142(资料线)或第一线路146(扫描线)借由设置于非检测区AE的第二导通孔140’电性连接至第一表面102a的导电垫148。在其它实施例中,第二导通孔140’与导电垫148间可更透过一第二线路142’或第二线路146’将两者电性连接。第二线路142’或第二线路146’可例如设置于非检测区AE上。
上述导电垫148的材料可包含透明导电材料,例如可为铟锡氧化物(ITO)、氧化锡(SnO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锡锌(ITZO)、其它适合的透明导电材料或前述的组合。在一些实施例中,导电垫148的材料可包含金属材料,例如可为铜、铝、钼、钨、金、铬、镍、其它合适的导电材料或前述的组合,但不限于此。
接着,请参照图5A至5J,图5A至5J显示本发明一些实施例中,检测装置在制程中不同阶段的局部结构的剖面示意图。图5A至5J显示对应于图1A所示的检测装置100的示例性制造方法,而图2A的检测装置300或图3的检测装置500亦可使用相应或类似的方法制造。应理解的是可于检测装置的制造方法进行前、进行中及/或进行后提供额外的操作。在不同的实施例中,所述的一些阶段可以视需求被取代或删除。另外可添加额外特征或元件于检测装置,在此并不做限制,在不同的实施例中,以下所述的一些特征可以被取代或删除。
首先,请参照图5A,提供基板102,于基板102中形成贯穿于基板102的穿透孔,并于穿透孔中设置导电材料140d后形成一导通孔。例如可借由图案化穿孔制程于基板102上形成穿透孔,图案化穿孔制程可于基板102的第一表面102a或第二表面102b上进行。在穿孔制程完后,可接着于穿透孔中填充导电材料140d。在一些实施例中,图案化穿孔制程例如可从基板102的第二表面102b开始,形成穿透第二表面102b与第一表面102a的穿透孔,此时穿透孔于基板102的法线方向上正投影至第二表面102b的穿透孔面积可大于或等于穿透孔于基板102的法线方向上正投影至第一表面102a的穿透孔面积,即穿透孔在第二表面102b的宽度WB可大于或等于穿透孔在第一表面102a的宽度WT。举例而言,宽度WB可为穿透孔在第二表面102b的最大宽度,而宽度WT可为穿透孔在第一表面102a的最大宽度。然而,在另一些实施例中,图案化穿孔亦可从基板102的第一表面102a开始进行,此时于穿透孔于基板102的法线方向上正投影至第二表面102b的穿透孔面积可小于或等于穿透孔于基板102的法线方向上正投影至第一表面102a的穿透孔面积,即穿透孔在第二表面102b的宽度WB可小于或等于穿透孔在第一表面102a的宽度WT,在此不做限制。
此外,导电材料140d除了对应设置于穿透孔内,于其它实施例,导电材料140d更可部分设置于第一表面102a或第二表面102b上形成一类似导电垫结构(未绘示),在此不做限制。详细而言,当于基板102完成穿透孔后,可例如先于第一表面102a或第二表面102b上设置如上所述的导电垫结构,后续再填入导电材料140d于穿透孔内。于其它实施例,当于基板102完成穿透孔后,可例如先填入导电材料140d于穿透孔内,后续于第一表面102a或第二表面102b上设置如上所述的导电垫结构,在此不做限制。
前述图案穿孔化制程可包含光刻制程及蚀刻制程。光刻制程可包含光阻涂布(例如旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、遮罩对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等,但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程。再者可利用化学气相沉积法(CVD)、溅镀法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、脉冲激光沉积、或其它适合的沉积方式填充导电材料于穿透孔中。所述化学气相沉积法例如可为低压化学气相沉积法(low pressurechemical vapor deposition,LPCVD)、低温化学气相沉积法(low temperature chemicalvapor deposition,LTCVD)、快速升温化学气相沉积法(rapid thermal chemical vapordeposition,RTCVD)、等离子辅助化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapordeposition,PECVD)、原子层化学气相沉积法的原子层沉积法(atomic layer deposition,ALD)或其它常用的方法。
接着,请参照图5B,第一线路142(资料线)对应穿透孔设置于第二表面102b上,而栅极电极106设置于第一表面102a上。第一线路142(资料线)可例如与栅极电极106于基板102的法线方向上至少部分重叠。如图5B所示的实施例,第一线路142(资料线)与栅极电极106于基板102的法线方向上为完全重叠。在其它实施例中,在导电材料140d设置完成后,且还未设置栅极电极106时,更可在导电材料140d上设置一层薄绝缘层(未绘示),此薄绝缘层可用以当需将已将填入导电材料于穿透孔的基板运送到其它处时,避免于搬运过程中水气或其它外来物影响已填入的导电材料,后续可同样透过图案化制程(包含光刻制程及蚀刻制程)先将该薄绝缘层蚀刻出一穿透孔。
在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积法、溅镀法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、脉冲激光沉积、其它任何适合的沉积方式或前述的组合形成导电材料。
接着,以图案化制程图案化导电材料以形成第一线路142(资料线)与门栅极电极106。图案化制程可包含光刻制程及蚀刻制程。光刻制程可包含光阻涂布(例如,旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、遮罩对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等,但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程。
接着,请参照图5C,于基板102的第一表面102a与门栅极电极106上毯覆性地形成栅极介电层108。此外,于基板102的第二表面102b及第一线路142(资料线)上形成第三绝缘层144,第三绝缘层144覆盖第一线路142(资料线)。
在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积制程、物理气相沉积制程(PVD)、旋转涂布制程、其它适合的沉积方式或前述的组合沉积栅极介电层108及第三绝缘层144。栅极介电层108设置于第一表面102上,且覆盖栅极电极106。
接着,请参照图5D,借由图案化制程移除部分的栅极介电层108以形成穿透孔150,穿透孔150对应贯穿于导电材料140d上方的栅极介电层108,且暴露出导电材料140d的顶表面。在图5D所示的实施例中,栅极介电层108的图案化制程与前述基板102的图案化制程为分开的步骤。然而,在一些实施例中,栅极介电层108与基板102或前述的薄绝缘层可于同一步骤中进行图案化而形成穿透孔,在此不做限制。
接着,请参照图5E,于栅极介电层108上形成半导体层110,半导体层110与栅极电极106于基板102的法线方向上(Z方向)重叠。
在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积法、物理气相沉积制程、旋转涂布制程、其它任何适合的沉积方式或前述的组合形成半导体材料。接着,以图案化制程图案化半导体材料以形成半导体层110。
接着,请参照图5F,于部分的栅极介电层108及半导体层110上形成第一电极112及第二电极114,第一电极112及第二电极114分别设置于半导体层110的两侧上,并暴露出半导体层110的部分表面。在此实施例中,第一电极112亦可填入穿透孔150中,换言之,穿透孔150中的第一电极112的材料亦可与第一导通孔140的导电材料140c相同。然而,在另一些实施例,可在形成第一电极112之前,先于穿透孔150中形成导电材料140c。详细而言,第一导通孔140内可包含贯穿栅极介电层108的导电材料140c及贯穿基板102的导电材料140d,且导电材料140c与140d可相互接触并电性连接。承前述,在另一些实施例中,栅极介电层108与基板102或可于同一步骤中进行图案化,因此第一导通孔140中的导电材料使用相同材料(一体成型)。
接着,请参照图5G,形成覆盖第一电极112、第二电极114、半导体层110与门栅极介电层108的第一绝缘层116。之后,利用图案化制程移除部分的第一绝缘层116以形成穿透孔118,穿透孔118可例如暴露出第二电极114的部分表面。
在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积法、物理气相沉积制程、旋转涂布制程、其它任何适合的沉积方式或前述的组合形成绝缘材料。接着,以图案化制程图案化绝缘材料以形成第一绝缘层116。再者,前述图案化制程可包含光刻制程及蚀刻制程。光刻制程可包含光阻涂布(例如,旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、遮罩对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等,但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程。
接着,请参照图5H,于第一绝缘层116上及穿透孔118中形成第一电极层122,详细而言,第一电极层122形成于第一绝缘层116的部分表面、或穿透孔118的侧壁上,或第二电极114的部分表面上。第一电极层122可例如作为后续形成的感光元件120的下电极。
接着,请参照图5I,于第一电极层122上依序形成第一型半导体层126、有源层130、第二型半导体层128及第二电极层124,以形成感光元件120。第二电极层124可例如作为感光元件120的上电极。在此第一型半导体层126可以为p型半导体层或n型半导体层,而第二型半导体层128则选用与第一型半导体层126电性相异的半导体层材料。
在一些实施例中,第一型半导体层126、有源层130、第二型半导体层128及第二电极层124亦可借由前述的化学气相沉积法、溅镀法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、其它任何适合的沉积方式或前述的组合以及图案化制程加以形成。图案化制程可包含光刻制程及蚀刻制程。光刻制程可包含光阻涂布(例如,旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、遮罩对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等,但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程。
接着,请参照图5J,形成覆盖感光元件120、第一电极层122及第一绝缘层116的第二绝缘层132。之后,利用图案化制程移除部分的第二绝缘层132以形成穿透孔134,穿透孔134暴露出感光元件120的部分的第二电极层124。
在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积法、物理气相沉积制程、旋转涂布制程、其它任何适合的沉积方式或前述的组合形成绝缘材料。接着,以图案化制程图案化绝缘材料以形成第二绝缘层132。再者,前述图案化制程可包含光刻制程及蚀刻制程。光刻制程可包含光阻涂布(例如,旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、遮罩对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等,但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程。
请继续参照图5J,于第二绝缘层132上及穿透孔134中设置第三电极层136,详细而言,第三电极层136设置于第二绝缘层132的部分表面、穿透孔134的侧壁及第二电极层124的部分表面上。
在一些实施例中,可借由前述的化学气相沉积法、溅镀法、电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀法、或其它任何适合的沉积方式形成电极材料。接着,以图案化制程图案化电极材料以形成第三电极层136。图案化制程可包含光刻制程及蚀刻制程。光刻制程可包含光阻涂布(例如,旋转涂布)、软烘烤、硬烘烤、遮罩对齐、曝光、曝光后烘烤、光阻显影、清洗及干燥等,但不限于此。蚀刻制程可包含干蚀刻制程或湿蚀刻制程。
接着,更可于第二绝缘层132上设置第四绝缘层138,第四绝缘层138可覆盖第三电极层136(请参照图1A)。在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积法、物理气相沉积制程、旋转涂布制程、其它任何适合的沉积方式或前述的组合形成第四绝缘层138。
接着,更可于第四绝缘层138上形成闪烁层139(请参照图1A)。在一些实施例中,可借由前述化学气相沉积法、物理气相沉积制程、旋转涂布制程、其它任何适合的沉积方式或前述的组合形成闪烁层139。综上所述,本发明提供的检测装置借由将资料线、扫描线(栅极线)或整个薄膜晶体管转移设置于与光电二极管基板上的不同侧面上,使得资料线或扫描线的尺寸可不受光电二极管或薄膜晶体管所局限,因而可形成宽度较宽或厚度较厚的资料线或扫描线,借此降低资料线或扫描线的电容或电阻,减少噪声的产生,进而提高光检测装置的影像品质。
此外,应注意的是,熟习本技术领域的人士均知,本发明所述的漏极与源极可互换,在此不做限制。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种检测装置,其特征在于,包括:
一基板,具有一第一表面及一第二表面,该第一表面与该第二表面相对设置;
一开关元件,设置于该第一表面上;
一感光元件,设置于该第一表面上且与该开关元件电性连接;
一扫描线,与该开关元件电性连接;
一资料线,与该开关元件电性连接,该扫描线与该资料线的其中一者为一第一线路,该第一线路设置于该第二表面上;以及
一绝缘层,其中该第一线路设置于该绝缘层与该基板之间,且该绝缘层覆盖该第一线路及该第二表面,
其中该基板具有一第一导通孔,该开关元件透过该第一导通孔与该第一线路电性连接,该基板的材料由玻璃、石英、蓝宝石、聚碳酸酯、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二酯所组成,且该第一导通孔与该开关元件的一栅极电极、一漏极电极以及一源极电极的其中一者重叠。
2.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该第一线路与该开关元件于该基板的法线方向上重叠。
3.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该第一线路与该感光元件于该基板的法线方向上重叠。
4.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该开关元件的该源极电极透过该第一导通孔与该第一线路电性连接,该第一线路具有一第一厚度,该开关元件的该源极电极具有一第二厚度,该第一厚度大于或等于该第二厚度。
5.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该栅极电极透过该第一导通孔与该第一线路电性连接,该第一线路具有一第一厚度,该栅极电极具有一第三厚度,该第一厚度大于或等于该第三厚度。
6.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该基板具有一检测区与一非检测区,一导电垫设置于该第二表面上且对应该非检测区,该导电垫与该第一线路电性连接。
7.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该基板具有一检测区与一非检测区,一导电垫设置于该第一表面上且对应该非检测区,该导电垫透过该第一导通孔与该第一线路电性连接。
8.如权利要求1所述的检测装置,其特征在于,该基板具有一检测区与一非检测区,一导电垫设置于该第一表面上且对应该非检测区,一第二导通孔对应该非检测区设置,该导电垫透过该第二导通孔与该第一线路电性连接。
9.一种检测装置,其特征在于,包括:
一基板,具有一第一表面及一第二表面,该第一表面与该第二表面相对设置;
一闪烁层,设置于该第一表面上;
一开关元件,设置于该第二表面上;以及
一感光元件,设置于该第一表面上,且该感光元件设置于该基板与该闪烁层之间,
其中该基板具有一第一导通孔,该开关元件透过该第一导通孔与该感光元件电性连接,该基板的材料由玻璃、石英、蓝宝石、聚碳酸酯、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二酯所组成,且该第一导通孔与该开关元件的一栅极电极、一漏极电极以及一源极电极的其中一者重叠。
CN201711113032.2A 2017-11-13 2017-11-13 检测装置 Active CN109786399B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711113032.2A CN109786399B (zh) 2017-11-13 2017-11-13 检测装置
US16/162,458 US10879295B2 (en) 2017-11-13 2018-10-17 Detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711113032.2A CN109786399B (zh) 2017-11-13 2017-11-13 检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109786399A CN109786399A (zh) 2019-05-21
CN109786399B true CN109786399B (zh) 2022-04-05

Family

ID=66432457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711113032.2A Active CN109786399B (zh) 2017-11-13 2017-11-13 检测装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10879295B2 (zh)
CN (1) CN109786399B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11201200B2 (en) * 2019-08-23 2021-12-14 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor device package and method of manufacturing the same
CN112992918A (zh) * 2019-12-12 2021-06-18 群创光电股份有限公司 发光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202178256U (zh) * 2011-07-15 2012-03-28 上海奕瑞光电子科技有限公司 一种平板x射线探测器
CN102565843A (zh) * 2010-09-30 2012-07-11 佳能株式会社 检测装置和放射线检测系统
CN102683367A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 佳能株式会社 半导体装置及其制造方法
CN205488131U (zh) * 2016-02-03 2016-08-17 明兴光电股份有限公司 影像感测装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4044187B2 (ja) * 1997-10-20 2008-02-06 株式会社半導体エネルギー研究所 アクティブマトリクス型表示装置およびその作製方法
JPH11326954A (ja) * 1998-05-15 1999-11-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
KR101026644B1 (ko) * 2003-01-08 2011-04-04 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 그 제작 방법
US7253391B2 (en) * 2003-09-19 2007-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor device and electronic apparatus
US8017982B2 (en) * 2007-06-12 2011-09-13 Micron Technology, Inc. Imagers with contact plugs extending through the substrates thereof and imager fabrication methods
WO2008156274A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-24 Siliconfile Technologies Inc. Pixel array preventing the cross talk between unit pixels and image sensor using the pixel
CN101276790A (zh) * 2008-05-21 2008-10-01 友达光电股份有限公司 薄膜晶体管阵列基板与液晶显示面板的制作方法
JP2009295908A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Mitsubishi Electric Corp フォトセンサ、及びその製造方法
ATE543215T1 (de) * 2009-03-24 2012-02-15 Sony Corp Festkörper-abbildungsvorrichtung, ansteuerverfahren für festkörper- abbildungsvorrichtung und elektronische vorrichtung
JP5396335B2 (ja) * 2009-05-28 2014-01-22 株式会社半導体エネルギー研究所 タッチパネル
JP2012079820A (ja) 2010-09-30 2012-04-19 Canon Inc 検出装置及び放射線検出システム
US9286826B2 (en) 2011-10-28 2016-03-15 Apple Inc. Display with vias for concealed printed circuit and component attachment
CN103151368A (zh) 2013-02-05 2013-06-12 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及oled显示装置
JP6308007B2 (ja) 2013-07-16 2018-04-11 ソニー株式会社 配線基板および配線基板の製造方法
CN103715228B (zh) 2013-12-26 2016-04-13 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制造方法、显示装置
US10951850B2 (en) * 2017-07-14 2021-03-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device and electronic device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565843A (zh) * 2010-09-30 2012-07-11 佳能株式会社 检测装置和放射线检测系统
CN102683367A (zh) * 2011-03-17 2012-09-19 佳能株式会社 半导体装置及其制造方法
CN202178256U (zh) * 2011-07-15 2012-03-28 上海奕瑞光电子科技有限公司 一种平板x射线探测器
CN205488131U (zh) * 2016-02-03 2016-08-17 明兴光电股份有限公司 影像感测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109786399A (zh) 2019-05-21
US20190148440A1 (en) 2019-05-16
US10879295B2 (en) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9735183B2 (en) TFT flat sensor and manufacturing method therefor
US8803210B2 (en) X-ray detector
CN109427836B (zh) 阵列基板、x射线检测器、及用于制造该阵列基板的方法
CN112068178B (zh) 放射线感测装置
US8766202B2 (en) X-ray detectors including diffusion barrier films
CN111081724B (zh) 薄膜晶体管阵列基板和包含其的数字x射线检测器
CN110034134B (zh) 用于x射线探测器的阵列基板以及包括其的x射线探测器
US20100176401A1 (en) X-ray detector and manufacturing method of the same
US11961935B2 (en) Detection base plate and flat-panel detector
CN109786399B (zh) 检测装置
CN110783355B (zh) 一种探测面板、其制作方法及检测装置
US10431610B2 (en) X-ray detecting panel and manufacturing method thereof
CN110021615B (zh) 阵列基板、包括其的数字x射线检测器及其制造方法
KR102598757B1 (ko) 디지털 엑스레이 검출기용 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 그 제조 방법
JP2010003766A (ja) 電磁波検出素子
KR20190028194A (ko) 엑스레이 검출기용 어레이 기판과 이를 포함하는 엑스레이 검출기 및 그 제조 방법
JP2010003820A (ja) 電磁波検出素子
US11335706B2 (en) Thin film transistor array substrate for high-resolution digital X-ray detector and high-resolution digital X-ray detector including the same
KR20190028195A (ko) 엑스레이 검출기용 어레이 기판과 이를 포함하는 엑스레이 검출기 및 그 제조 방법
KR102520982B1 (ko) 디지털 엑스레이 검출기용 어레이 기판과 이를 포함하는 디지털 엑스레이 검출기 및 그 제조 방법
JP2010003849A (ja) 電磁波検出素子
JP5726931B2 (ja) 電磁波検出素子
TWI740512B (zh) X射線裝置
EP4113635A1 (en) Light detection device
US20230067176A1 (en) Sensing device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210803

Address after: Room B, No. 2, Section 2, Huanxi Road, Xinshi District, Tainan City, southern Science Park, Taiwan, China

Applicant after: Ruisheng optoelectronics Co.,Ltd.

Address before: 160 Kexue Road, Zhunan Town, Miaoli County, Hsinchu Science Industrial Park, Taiwan 35053, China

Applicant before: INNOLUX Corp.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant