CN110088909A - 光电传感器、显示设备和制造光电传感器的方法 - Google Patents

光电传感器、显示设备和制造光电传感器的方法 Download PDF

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Abstract

光电传感器包括：基底基板；绝缘层，在基底基板上；以及光电二极管，包括在绝缘层的远离基底基板的一侧的半导体结。半导体结包括堆叠在绝缘层上的第一极性半导体层、本征半导体层和第二极性半导体层。第二极性半导体层包覆本征半导体层的侧表面。

Description

光电传感器、显示设备和制造光电传感器的方法
技术领域
本发明涉及光感测和显示技术，更具体地，涉及光电传感器、显示设备和制造光电传感器的方法。
背景技术
近年来，显示设备被制作成集成光电传感器以实现各种功能，例如光感测、生物信息检测和人机交互。例如，智能电话通常包括指纹传感器以检测和识别用户的指纹。
发明内容
在一方面，本发明提供了一种光电传感器，该光电传感器包括：基底基板；绝缘层，在基底基板上；以及光电二极管，包括在绝缘层的远离基底基板的一侧的半导体结，该半导体结包括堆叠在绝缘层上的第一极性半导体层、本征半导体层和第二极性半导体层，其中第二极性半导体层包覆本征半导体层的侧表面。
可选地，第二极性半导体层与绝缘层直接接触。
可选地，本征半导体层的中间表面与绝缘层直接接触；并且，本征半导体层的中间表面连接第一极性半导体层和第二极性半导体层。
可选地，本征半导体层在基底基板上的正投影完全覆盖第一极性半导体层在基底基板上的正投影；并且第二极性半导体层在基底基板上的正投影完全覆盖本征半导体层在基底基板上的正投影。
可选地，光电传感器还包括在基底基板和第一极性半导体层之间的第一电极；其中第一电极通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到第一极性半导体层。
可选地，光电传感器还包括在第二极性半导体层的远离基底基板的一侧的实质上透明的导电层；其中，实质上透明的导电层包覆第二极性半导体层的侧表面。
可选地，光电传感器还包括通过实质上透明的导电层连接到第二极性半导体层的第二电极；其中，第二电极在基底基板上的正投影实质上围绕半导体结在基底基板上的正投影。
可选地，第二电极在基底基板上的正投影与半导体结在基底基板上的正投影实质上不重叠。
可选地，第二极性半导体层由氧化物半导体材料制成。
可选地，第一极性半导体层是P+掺杂半导体区域，第二极性半导体层是N+掺杂半导体区域，并且本征半导体层是在P+掺杂半导体区域与N+掺杂半导体区域之间的非晶硅的本征区域。
可选地，光电传感器还包括连接到光电二极管的晶体管；其中，晶体管包括栅电极、栅极绝缘层、有源层、源电极和漏电极；并且绝缘层是栅极绝缘层。
可选地，光电传感器还包括在基底基板上并且在绝缘层的远离第一极性半导体层的一侧的第一电极；其中，第一电极通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到第一极性半导体层；并且第一电极和栅电极位于同一层中并且包括相同的材料。
可选地，有源层和第二极性半导体层位于同一层中并且包括相同的材料。
可选地，光电传感器还包括实质上透明的导电层，该实质上透明的导电层在第二极性半导体层的远离半导体结的一侧并且覆盖有源层的源电极接触区和漏电极接触区；其中，实质上透明的导电层包覆第二极性半导体层的侧表面。
可选地，光电传感器还包括通过实质上透明的导电层连接到第二极性半导体层的第二电极；其中，第二电极在基底基板上的正投影实质上围绕半导体结在基底基板上的正投影；源电极、漏电极和第二电极位于同一层中并且包括相同的材料；并且源电极和第二电极彼此连接。
可选地，源电极和第二电极构成整体结构。
可选地，光电传感器还包括覆盖有源层的沟道区域的保护层。
另一方面，本发明提供了一种显示设备，该显示设备包括本文描述的光电传感器、以及用于图像显示的多个子像素。
另一方面，本发明提供一种制造光电传感器的方法，该方法包括：在基底基板上形成绝缘层；以及，在绝缘层的远离基底基板的一侧形成半导体结；其中形成半导体结包括：在绝缘层上形成第一极性半导体层；在第一极性半导体层的远离绝缘层的一侧形成本征半导体层；以及，在本征半导体层的远离第一极性半导体层的一侧形成第二极性半导体层；其中，第二极性半导体层形成为包覆本征半导体层的侧表面。
可选地，方法还包括形成连接到半导体结的晶体管；其中形成晶体管包括：形成栅电极、形成栅极绝缘层、形成有源层、形成源电极、以及形成漏电极；并且绝缘层是栅极绝缘层；其中，方法包括：使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成栅电极和第一电极；在栅电极和第一电极的远离基底基板的一侧形成绝缘层；形成延伸穿过绝缘层的过孔；在绝缘层的远离第一电极的一侧形成第一极性半导体层，第一极性半导体层形成为通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到第一电极；在第一极性半导体层的远离绝缘层的一侧形成本征半导体层；使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成第二极性半导体层和有源层，有源层形成为位于绝缘层的远离栅电极的一侧，第二极性半导体层形成为位于本征半导体层的远离第一极性半导体层的一侧；在第二极性半导体层、以及有源层的源电极接触区域和漏电极接触区域的远离绝缘层的一侧形成实质上透明的导电层；以及，使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成源电极、漏电极和第二电极，第二电极形成为通过实质上透明的导电层连接到第二极性半导体层；其中，第二电极形成为使得第二电极在基底基板上的正投影实质上围绕半导体结在基底基板上的正投影。
附图说明
以下附图仅是根据各种公开的实施例的用于说明性目的的示例，并且不旨在限制本发明的范围。
图1是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的平面图。
图2是沿图1中的线A-A'的光电传感器的横截面图。
图3是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的放大局部横截面图。
图4是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的电路图。
图5是示出根据本公开的一些实施例中的光电传感器的结构的示意图。
图6是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。
图7是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。
图8是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。
图9是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。
图10A至图10F示出了根据本公开的一些实施例中的制造光电传感器的过程。
具体实施方式
现在将参考以下实施例更具体地描述本公开。应注意，本文仅出于说明和描述的目的呈现了一些实施例的以下描述。其并非旨在穷举或限于所公开的精确形式。
在本公开中发现了传统光电传感器的若干缺点。在制造传统光电传感器时，光电二极管的半导体结通常通过图案化工艺形成。由此，在通常涉及使用蚀刻剂的蚀刻工艺的图案化工艺中形成半导体结的侧表面。对半导体结的侧表面的蚀刻工艺会不利地影响光电传感器的性能。例如，举例来说，对半导体结的侧表面的蚀刻工艺经常导致横向侧漏电流增加、光电传感器的暗电流增加、光电传感器的光响应减小(仅举了些例子)。而且，设置在半导体结的顶表面上的不透明电极遮挡光使其无法透射到半导体结中，减小了光电传感器的有效光感测区域。
因此，本公开特别提供光电传感器、显示设备和制造光电传感器的方法，其实质上消除了由于现有技术的限制和缺点导致的问题中的一个或多个。在一方面，本公开提供了一种光电传感器。在一些实施例中，光电传感器包括：基底基板；绝缘层，在基底基板上；以及光电二极管，包括在绝缘层的远离基底基板的一侧的半导体结。可选地，半导体结包括堆叠在绝缘层上的第一极性半导体层、本征半导体层和第二极性半导体层，其中第二极性半导体层包覆半导体结的侧表面。如本文所用，术语“侧表面”以其普通含义使用，并且无限制地指对象或组件的侧面上的任何表面，例如，在各侧从底表面上升的外周壁表面。在本光电传感器中，第二极性半导体层包覆半导体结的侧表面，因此本征半导体层的中间表面与绝缘层直接接触，并且不受蚀刻工艺的影响。与传统的光电传感器相比，本光电传感器具有减小的横向侧漏电流、减小的光电传感器的暗电流、以及增加的光电传感器的光响应。而且，本光电传感器不需要设置在半导体结的顶表面上的不透明电极，导致光电传感器的有效光感测区域增加。
图1是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的平面图。图2是沿图1中的线A-A'的光电传感器的横截面图。图3是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的放大局部横截面图。参照图1至图3，在一些实施例中，光电传感器包括：基底基板10；绝缘层20，在基底基板10上；以及光电二极管，包括在绝缘层20的远离基底基板10的一侧的半导体结SJ。可选地，半导体结SJ包括堆叠在绝缘层20上的第一极性半导体层31、本征半导体层32和第二极性半导体层33。第二极性半导体层33包覆本征半导体层32的侧表面LS1。例如，第二极性半导体层33与绝缘层20直接接触，从而与绝缘层20一起包覆本征半导体层32和第一极性半导体层31。
在一些实施例中，并且参照图3，本征半导体层32具有远离基底基板10的第一表面S1(例如，顶表面)、与第一表面S1相对且更靠近基底基板10的第二表面S2(例如，底表面)、以及连接第一表面S1和第二表面S2的侧表面LS1。
在一些实施例中，第一极性半导体层31、本征半导体层32和第二极性半导体层33中的一个或任何组合与绝缘层20直接接触。可选地，第二极性半导体层33与绝缘层20直接接触。可选地，本征半导体层32与绝缘层20直接接触。可选地，第一极性半导体层31与绝缘层20直接接触。可选地，第一极性半导体层31、本征半导体层32和第二极性半导体层33中的每一个与绝缘层20直接接触。
在一些实施例中，并且特别地参照图3，本征半导体层32的中间表面IS与绝缘层20直接接触。可选地，本征半导体层32的中间表面IS连接第一极性半导体层31和第二极性半导体层33。在一个示例中，本征半导体层32的中间表面IS连接到本征半导体层32的侧表面，如图3所示。可选地，本征半导体层32的中间表面IS是第二表面S2的一部分，并且第二表面S2的其余部分与第一极性半导体层31直接接触。
图4是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的电路图。参照图1和图4，在一些实施例中，光电传感器包括彼此电连接的薄膜晶体管TFT和半导体结SJ。薄膜晶体管TFT的源电极电连接到半导体结SJ。薄膜晶体管TFT的漏电极电连接到读取线R，读取线R又可以进一步连接到光电传感器的其他组件。半导体结SJ的另一个端子连接到第一电极40，第一电极40可以是配置为提供有公共电压(例如，地电压)的公共电极。
在制造和使用本光电传感器时可以使用各种适当的半导体结。半导体结的示例包括但不限于PN光电二极管、PIN光电二极管、雪崩光电二极管、MIM二极管结、MIS二极管结、MOS二极管结、SIS二极管结和MS二极管结。
图5是示出根据本公开的一些实施例中的光电传感器的结构的示意图。参照图5，在一些实施例中，半导体结包括：电连接到第一电极40的第一极性半导体层31；电连接到第二电极60的第二极性半导体层33，第二电极60又电连接到薄膜晶体管TFT的源电极；以及连接第一极性半导体层31和第二极性半导体层33的本征半导体层32。如本文所用，术语“本征半导体层”是指可以表现出电流整流的层，例如，在一个偏置方向上相对于另一个偏置方向表现出截然不同的导电性的层。
可选地，具有半导体结的光电传感器包括具有第一掺杂剂的第一极性半导体层、具有第二掺杂剂的第二极性半导体层、以及连接第一极性半导体层和第二极性半导体层的本征半导体层。可选地，当第一极性半导体层连接到低电压并且第二极性半导体层连接到高电压时，具有半导体结的光电传感器被反向偏置。例如，当第一极性半导体层连接到公共电极(低电压，例如-5V到0V)时，具有半导体结的光电传感器处于反向偏置状态。在一些实施例中，具有半导体结的光电传感器是PN结，该PN结具有作为第一极性半导体层的P+掺杂半导体区域和作为第二极性半导体层的N+掺杂半导体区域。在一些实施例中，具有半导体结的光电传感器是PIN光电二极管，该PIN光电二极管具有作为第一极性半导体层的P+掺杂半导体区域、作为第二极性半导体层的N+掺杂半导体区域、以及在P+掺杂半导体区域和N+掺杂半导体区域之间的非晶硅本征半导体层。
再次参照图1至图3，在半导体结SJ的层堆叠中，第一极性半导体层31最靠近基底基板10，本征半导体层32位于第一极性半导体层31的远离基底基板10的一侧，并且第二极性半导体层33位于本征半导体层32的远离第一极性半导体层31的一侧。可选地，本征半导体层32在基底基板10上的正投影实质上覆盖第一极性半导体层31在基底基板10上的正投影。如本文所用，术语“实质上覆盖”是指一个正投影被另一个正投影覆盖至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或100％。可选地，本征半导体层32在基底基板10上的正投影完全覆盖第一极性半导体层31在基底基板10上的正投影。可选地，第二极性半导体层33在基底基板10上的正投影实质上覆盖本征半导体层32在基底基板10上的正投影。可选地，第二极性半导体层33在基底基板10上的正投影完全覆盖本征半导体层32在基底基板10上的正投影。
参照图1至图3，在一些实施例中，光电传感器还包括在基底基板10和第一极性半导体层31之间的第一电极40。可选地，第一电极40是配置为通过公共电压信号线提供有公共电压(例如，地电压)的公共电极。在一些实施例中，光电传感器包括延伸穿过绝缘层20的过孔V。可选地，第一电极40通过延伸穿过绝缘层20的过孔V连接到第一极性半导体层31。
在一些实施例中，光电传感器还包括实质上透明的导电层50，该实质上透明的导电层50在第二极性半导体层33的远离基底基板10的一侧。如本文所用，术语“实质上透明”意指可见波长范围内的入射光的至少50％(例如，至少60％、至少70％、至少80％、至少90％和至少95％)透射通过。实质上透明的导电层50直接或间接地将半导体结SJ的第二极性半导体层33(例如，通过薄膜晶体管TFT的源电极74)连接到薄膜晶体管TFT。可选地，实质上透明的导电层50包覆第二极性半导体层33的侧表面LS2，如图3所示。可选地，实质上透明的导电层50包覆第二极性半导体层33的侧表面LS2和第二极性半导体层33的远离基底基板10的表面(例如，第二极性半导体层33的顶表面)，如图3所示。可选地，实质上透明的导电层50的一部分与绝缘层20直接接触。在一个示例中，实质上透明的导电层50的一部分在实质上围绕半导体结SJ的区域中与绝缘层20直接接触，从而包覆半导体结SJ。
在一些实施例中，光电传感器还包括第二电极60，该第二电极60通过实质上透明的导电层50连接到第二极性半导体层33。参照图1至图3，在一些实施例中，第二电极60在基底基板10上的正投影实质上围绕半导体结SJ在基底基板10上的正投影。如本文所用，术语“实质上围绕”是指围绕区域周边的至少50％(例如，至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％和100％)。可选地，第二电极60在基底基板10上的正投影与半导体结SJ在基底基板10上的正投影部分重叠。可选地，第二电极60在基底基板10上的正投影与半导体结SJ在基底基板10上的正投影实质上不重叠，以使到半导体结SJ中的光透射最大化。如本文所用，术语“实质上不重叠”是指两个正投影为至少50％(例如，至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少99％和100％)不重叠。
可以使用各种适当的实质上透明的导电材料来制造实质上透明的导电层50。用于制造实质上透明的导电层50的适当的实质上透明的导电材料的示例包括实质上透明的氧化物(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铝锌(AZO)和氧化锌(ZnO))和实质上透明的金属层(如纳米银)。
可以使用各种适当的实质上极性半导体材料来制造第二极性半导体层33。用于制造第二极性半导体层33的适当的极性半导体材料的示例包括P+掺杂半导体(例如P+掺杂非晶硅)、N+掺杂半导体(例如N+掺杂非晶硅)和各种适当的氧化物半导体材料。在一个示例中，第二极性半导体层33包括铟镓锡氧化物，该铟镓锡氧化物具有相对宽的禁带(例如，与非晶硅相比)并且用作滤波器以滤除噪声光信号，从而增强光电传感器的信噪比。
可以使用各种适当的实质上极性半导体材料来制造第一极性半导体层31。用于制造第一极性半导体层31的适当的极性半导体材料的示例包括P+掺杂半导体(例如P+掺杂非晶硅)和N+掺杂半导体(例如N+掺杂非晶硅)。
可以使用各种适当的实质上半导体材料来制造本征半导体层32。用于制造本征半导体层32的适当的半导体材料的示例包括非晶硅。可选地，本征半导体层32的厚度在20nm至2μm的范围内。可选地，本征半导体层32的宽度在0.5μm至50μm的范围内。
参照图1、图2和图4，在一些实施例中，光电传感器还包括电连接到光电二极管的薄膜晶体管TFT。薄膜晶体管TFT包括栅电极71、栅极绝缘层(可选地与绝缘层20相同)、有源层72、漏电极73和源电极74。可选地，绝缘层20构成用于薄膜晶体管TFT的栅极绝缘层。源电极74例如通过实质上透明的导电层50电连接到第二极性半导体层33。
在一些实施例中，栅电极71和第一电极40在同一层中并且由相同的材料制成。可选地，使用单个掩模板在相同的图案化工艺中对栅电极71和第一电极40进行图案化。可选地，栅电极71、连接到栅电极71的栅极线和第一电极40在同一层中并且由相同的材料制成。可选地，使用单个掩模板在相同的图案化工艺中对栅电极71、连接到栅电极71的栅极线和第一电极40进行图案化。
在一些实施例中，有源层72和第二极性半导体层33在同一层中并且由相同的材料制成。可选地，使用单个掩模板在相同的图案化工艺中对有源层72和第二极性半导体层33进行图案化。
在一些实施例中，实质上透明的导电层50覆盖有源层72的源电极接触区域和漏电极接触区域，如图1至图2所示。可选地，在有源层72的源电极接触区域和漏电极接触区域中，实质上透明的导电层50位于有源层72和源电极74之间，并且位于有源层72和漏电极73之间。
在一些实施例中，源电极74、漏电极73和第二电极60在同一层中并且由相同的材料制成。可选地，使用单个掩模板在相同的图案化工艺中对源电极74、漏电极73和第二电极60进行图案化。可选地，源电极74和第二电极60彼此连接。可选地，源电极74和第二电极60构成整体结构。
在一些实施例中，光电传感器还包括覆盖有源层72的沟道区域的保护层75。在一个示例中，保护层75是用于在对源电极74和漏电极73进行图案化期间保护有源层72的蚀刻停止层。
图6是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。参照图6，在一些实施例中，源电极74和第二电极60不形成整体结构，而是彼此间隔开。实质上透明的导电层50可选地不延伸到有源层72的源电极接触区域和漏电极接触区域中。然而，实质上透明的导电层50延伸到源电极74和第二电极60之间的区域，并且与源电极74直接接触且与第二电极60直接接触，从而将源电极74和第二电极60电连接在一起。
图7是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。参照图7，在一些实施例中，光电传感器中不存在第二电极60。实质上透明的导电层50连接到源电极74，将光电流传导到源电极74。
图8是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。参照图8，在一些实施例中，实质上透明的导电层50位于第二电极60的远离基底基板10的一侧。可选地，实质上透明的导电层50位于源电极74、漏电极73和第二电极60的远离基底基板10的一侧。
可选地，第一极性半导体层31是P+掺杂半导体层。可选地，第一极性半导体层31是N+掺杂半导体层。
在一些实施例中，第一极性半导体层31电连接到公共电极(参见例如图1、图2、图3以及图6至图8)。
在一些实施例中，第二极性半导体层33电连接到公共电极。图9是根据本公开的一些实施例中的光电传感器的横截面图。参照图9，在一些实施例中，第二极性半导体层33电连接到公共电极。具体地，第二极性半导体层33通过实质上透明的导电层50和第二电极60电连接到第一电极40。可选地，第一电极40是配置为提供有公共电压(例如，地电压)的公共电极。第二电极60通过延伸穿过绝缘层20的过孔电连接到第一电极40。第二电极60与源电极74间隔开，例如，第二电极60与源电极74未连接。第一极性半导体层31电连接到薄膜晶体管TFT的源电极74。在一个示例中，第一极性半导体层31通过延伸穿过绝缘层20的过孔连接到绝缘层20和基底基板10之间的连接桥90，并且源电极74通过延伸穿过绝缘层20的过孔连接到连接桥90。连接桥90连接源电极74和第一极性半导体层31。
可选地，薄膜晶体管TFT是底栅型薄膜晶体管。可选地，薄膜晶体管TFT是顶栅型薄膜晶体管。
另一方面，本公开提供了一种生物识别传感器，其包括本文描述或通过本文描述的方法制造的光电传感器。生物识别传感器的示例包括指纹传感器和掌纹传感器。
另一方面，本公开提供一种显示设备，其包括本文描述或通过本文描述的方法制造的光电传感器。适当的显示设备的示例包括但不限于电子纸、移动电话、平板电脑、电视、监视器、笔记本电脑、数字相册、GPS等。
另一方面，本公开提供了一种制造光电传感器的方法。在一些实施例中，所述方法包括：在基底基板上形成绝缘层；以及在绝缘层的远离基底基板的一侧形成半导体结。在一些实施例中，形成半导体结包括：在绝缘层上形成第一极性半导体层；在第一极性半导体层的远离绝缘层的一侧形成本征半导体层；以及在本征半导体层的远离第一极性半导体层的一侧形成第二极性半导体层。可选地，第二极性半导体层形成为包覆本征半导体层的侧表面。
可选地，第二极性半导体层形成为与绝缘层直接接触。可选地，本征半导体层形成为使得本征半导体层的中间表面与绝缘层直接接触。本征半导体层的中间表面连接第一极性半导体层和第二极性半导体层。可选地，半导体结形成为使得：本征半导体层在基底基板上的正投影完全覆盖第一极性半导体层在基底基板上的正投影；并且，第二极性半导体层在基底基板上的正投影完全覆盖本征半导体层在基底基板上的正投影。
在一些实施例中，所述方法还包括在基底基板和第一极性半导体层之间形成第一电极。可选地，第一电极通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到第一极性半导体层。
在一些实施例中，所述方法还包括在第二极性半导体层的远离基底基板的一侧形成实质上透明的导电层。可选地，实质上透明的导电层形成为包覆第二极性半导体层的侧表面。
在一些实施例中，所述方法还包括形成通过实质上透明的导电层连接到第二极性半导体层的第二电极。可选地，第二电极形成为使得第二电极在基底基板上的正投影实质上围绕半导体结在基底基板上的正投影。可选地，第二电极形成为使得第二电极在基底基板上的正投影与半导体结在基底基板上的正投影实质上不重叠。
在一些实施例中，所述方法还包括形成连接到光电二极管的晶体管。可选地，形成晶体管包括：形成栅电极、形成栅极绝缘层、形成有源层、形成源电极、以及形成漏电极。可选地，绝缘层是栅极绝缘层。可选地，第一电极和栅电极使用相同的材料形成在同一层中，并且使用单个掩模板在相同的图案化工艺中图案化。可选地，有源层和第二极性半导体层使用相同的材料形成在同一层中，并且使用单个掩模板在相同的图案化工艺中图案化。可选地，源电极、漏电极和第二电极使用相同的材料形成在同一层中，并且使用单个掩模板在相同的图案化工艺中图案化。可选地，源电极和第二电极形成为彼此连接。可选地，源电极和第二电极形成为整体结构。可选地，实质上透明的导电层形成为覆盖有源层的源电极接触区域和漏电极接触区域。
在一些实施例中，所述方法还包括形成覆盖有源层的沟道区域的保护层。
在一些实施例中，源电极和第二电极不形成为整体结构，而是形成为彼此间隔开。可选地，实质上透明的导电层形成在有源层的源电极接触区域和漏电极接触区域的外部。实质上透明的导电层形成为延伸到源电极和第二电极之间的区域，并且形成为与源电极直接接触且与第二电极直接接触，从而将源电极和第二电极电连接在一起。
在一些实施例中，第二电极未形成在光电传感器中。实质上透明的导电层形成为连接到源电极，将光电流传导到源电极。
在一些实施例中，实质上透明的导电层形成在第二电极的远离基底基板的一侧。可选地，实质上透明的导电层形成在源电极、漏电极和第二电极的远离基底基板的一侧。
在一些实施例中，第一极性半导体层形成为电连接到公共电极。
在一些实施例中，第二极性半导体层形成为电连接到公共电极。可选地，第二极性半导体层形成为通过实质上透明的导电层和第二电极电连接到第一电极。可选地，第一电极形成为公共电极，该公共电极配置为提供有公共电压(例如，地电压)。第二电极形成为通过延伸穿过绝缘层的过孔电连接到第一电极。第二电极形成为与源电极间隔开。第一极性半导体层形成为电连接到薄膜晶体管的源电极。
在一个示例中，所述方法还包括在基底基板上且在绝缘层的靠近基底基板的一侧形成连接桥。可选地，第一极性半导体层形成为通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到连接桥，并且源电极形成为通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到连接桥。连接桥形成为连接源电极和第一极性半导体层。
在一些实施例中，所述方法包括：使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成栅电极和第一电极；在栅电极和第一电极的远离基底基板的一侧形成绝缘层；形成延伸穿过绝缘层的过孔；在绝缘层的远离第一电极的一侧形成第一极性半导体层，第一极性半导体层形成为通过延伸穿过绝缘层的过孔连接到第一电极；在第一极性半导体层的远离绝缘层的一侧形成本征半导体层；使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成第二极性半导体层和有源层，有源层形成为位于绝缘层的远离栅电极的一侧，第二极性半导体层形成为位于本征半导体层的远离第一极性半导体层的一侧；在第二极性半导体层以及有源层的源电极接触区域和漏电极接触区域的远离绝缘层的一侧形成实质上透明的导电层；使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成源电极、漏电极和第二电极，第二电极形成为通过实质上透明的导电层连接到第二极性半导体层。可选地，第二电极形成为使得第二电极在基底基板上的正投影实质上围绕半导体结在基底基板上的正投影。
图10A至图10F示出了根据本公开的一些实施例中的制造光电传感器的过程。参照图10A，在基底基板10上形成栅电极71和第一电极40，在栅电极71和第一电极40的远离基底基板10的一侧形成绝缘层20。过孔V形成为在与第一电极40相对应(例如，与第一电极40的中心区域相对应)的区域中延伸穿过绝缘层20。
参照图10B，在绝缘层20的远离第一电极40的一侧形成第一极性半导体层31。第一极性半导体层31形成为通过过孔V电连接到第一电极40。
参照图10C，在第一极性半导体层31的远离基底基板10的一侧形成本征半导体层32。可选地，本征半导体层32形成为使得本征半导体层32在基底基板10上的正投影完全覆盖第一极性半导体层31在基底基板10上的正投影。
参照图10D，在绝缘层20的远离基底基板10的一侧形成有源层72，并且在本征半导体层32的远离基底基板10的一侧形成第二极性半导体层33。有源层72和第二极性半导体层33以相同的图案化工艺形成。
参照图10E，在有源层72的沟道区域的远离基底基板10的一侧形成保护层75，并且在第二极性半导体层33的远离基底基板10的一侧形成实质上透明的导电层50。实质上透明的导电层50形成为包覆第二极性半导体层33的侧表面，并且形成为覆盖有源层72的源电极接触区域和漏电极接触区域。
参照图10F，然后在实质上透明的导电层50的远离基底基板10的一侧形成源电极74、漏电极73和第二电极60。第二电极60形成为通过实质上透明的导电层50连接到第二极性半导体层33。第二电极60在基底基板10上的正投影实质上围绕半导体结SJ在基底基板10上的正投影。第二电极60在基底基板10上的正投影与半导体结SJ在基底基板10上的正投影实质上不重叠。源电极74和第二电极60形成为整体结构。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的实施例的前述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式或示例性实施例。因此，前述描述应被认为是说明性的而不是限制性的。显然，许多修改和变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。选择和描述实施例是为了解释本发明的原理及其最佳模式实际应用，从而使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例并且具有适合于预期的特定用途或实现的各种修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同形式限定，其中，除非另有说明，否则所有术语均以其最宽的合理含义解释。因此，术语“发明”、“本发明”等不一定将权利要求范围限制于特定实施例，并且对本发明的示例性实施例的参照并不意味着对本发明的限制，并且不应推断出这样的限制。本发明仅受所附权利要求的精神和范围的限制。此外，这些权利要求可以指代使用名词或元素的“第一”、“第二”等术语。这些术语应理解为一种命名方式并且不应被解释为对由这种命名方式修饰的元素的数量进行限制，除非已给出具体的数字。所描述的任何优点和益处可能不适用于本发明的所有实施例。应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行变化。此外，无论在所附权利要求中是否明确地叙述了元件或组件，本公开中的任何元件和组件都不旨在专用于公众。

Claims (20)

1.一种光电传感器，包括：
基底基板；
绝缘层，在所述基底基板上；和
光电二极管，包括在所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧的半导体结，所述半导体结包括堆叠在所述绝缘层上的第一极性半导体层、本征半导体层和第二极性半导体层，其中，所述第二极性半导体层包覆所述本征半导体层的侧表面。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述第二极性半导体层与所述绝缘层直接接触。
3.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述本征半导体层的中间表面与所述绝缘层直接接触；并且
所述本征半导体层的所述中间表面连接所述第一极性半导体层和所述第二极性半导体层。
4.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述本征半导体层在所述基底基板上的正投影完全覆盖所述第一极性半导体层在所述基底基板上的正投影；并且
所述第二极性半导体层在所述基底基板上的正投影完全覆盖所述本征半导体层在所述基底基板上的正投影。
5.根据权利要求1所述的光电传感器，进一步包括在所述基底基板和所述第一极性半导体层之间的第一电极；
其中，所述第一电极通过延伸穿过所述绝缘层的过孔连接到所述第一极性半导体层。
6.根据权利要求1所述的光电传感器，进一步包括在所述第二极性半导体层的远离所述基底基板的一侧的实质上透明的导电层；
其中，所述实质上透明的导电层包覆所述第二极性半导体层的侧表面。
7.根据权利要求6所述的光电传感器，进一步包括通过所述实质上透明的导电层连接到所述第二极性半导体层的第二电极；
其中，所述第二电极在所述基底基板上的正投影实质上围绕所述半导体结在所述基底基板上的正投影。
8.根据权利要求7所述的光电传感器，其中，所述第二电极在所述基底基板上的正投影与所述半导体结在所述基底基板上的正投影实质上不重叠。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光电传感器，其中，所述第二极性半导体层由氧化物半导体材料制成。
10.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述第一极性半导体层是P+掺杂半导体区域，所述第二极性半导体层是N+掺杂半导体区域，并且所述本征半导体层是在所述P+掺杂半导体区域和所述N+掺杂半导体区域之间的非晶硅的本征区域。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的光电传感器，进一步包括连接到所述光电二极管的晶体管；
其中，所述晶体管包括栅电极、栅极绝缘层、有源层、源电极和漏电极；并且
所述绝缘层是所述栅极绝缘层。
12.根据权利要求11所述的光电传感器，进一步包括在所述基底基板上并且在所述绝缘层的远离所述第一极性半导体层的一侧的第一电极；
其中，所述第一电极通过延伸穿过所述绝缘层的过孔连接到所述第一极性半导体层；并且
所述第一电极和所述栅电极在同一层中并且包括相同的材料。
13.根据权利要求11所述的光电传感器，其中，所述有源层和所述第二极性半导体层位于同一层中并且包括相同的材料。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的光电传感器，进一步包括实质上透明的导电层，所述实质上透明的导电层在所述第二极性半导体层的远离所述半导体结的一侧并且覆盖所述有源层的源电极接触区域和漏电极接触区域；
其中，所述实质上透明的导电层包覆所述第二极性半导体层的侧表面。
15.根据权利要求14所述的光电传感器，进一步包括通过所述实质上透明的导电层连接到所述第二极性半导体层的第二电极；
其中，所述第二电极在所述基底基板上的正投影实质上围绕所述半导体结在所述基底基板上的正投影；
所述源电极、所述漏电极和所述第二电极位于同一层中并且包含相同的材料；并且
所述源电极和所述第二电极彼此连接。
16.根据权利要求15所述的光电传感器，其中，所述源电极和所述第二电极构成整体结构。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的光电传感器，进一步包括覆盖所述有源层的沟道区域的保护层。
18.一种显示设备，包括权利要求1至17中任一项所述的光电传感器、以及用于图像显示的多个子像素。
19.一种制造光电传感器的方法，包括：
在基底基板上形成绝缘层；和
在所述绝缘层的远离所述基底基板的一侧形成半导体结；
其中，形成所述半导体结包括：
在所述绝缘层上形成第一极性半导体层；
在所述第一极性半导体层的远离所述绝缘层的一侧形成本征半导体层；以及
在所述本征半导体层的远离所述第一极性半导体层的一侧形成第二极性半导体层；
其中，第二极性半导体层形成为包覆所述本征半导体层的侧表面。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括形成连接到所述半导体结的晶体管；
其中，形成所述晶体管包括：形成栅电极、形成栅极绝缘层、形成有源层、形成源电极、以及形成漏电极；并且
所述绝缘层是所述栅极绝缘层；
其中，所述方法包括：
使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成所述栅电极和第一电极；
在所述栅电极和所述第一电极的远离所述基底基板的一侧形成所述绝缘层；
形成延伸穿过所述绝缘层的过孔；
在所述绝缘层的远离所述第一电极的一侧形成所述第一极性半导体层，所述第一极性半导体层形成为通过延伸穿过所述绝缘层的所述过孔连接到所述第一电极；
在所述第一极性半导体层的远离所述绝缘层的一侧形成所述本征半导体层；
使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成所述第二极性半导体层和有源层，所述有源层形成为位于所述绝缘层的远离所述栅电极的一侧，所述第二极性半导体层形成为位于所述本征半导体层的远离所述第一极性半导体层的一侧；
在所述第二极性半导体层以及所述有源层的源电极接触区域和漏电极接触区域的远离所述绝缘层的一侧形成实质上透明的导电层；以及
使用相同的材料和单个掩模板在同一层中形成所述源电极、所述漏电极和第二电极，所述第二电极形成为通过所述实质上透明的导电层连接到所述第二极性半导体层；
其中，所述第二电极形成为使得所述第二电极在所述基底基板上的正投影实质上围绕所述半导体结在所述基底基板上的正投影。
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