CN110379864B - 光电二极管及其制作方法、阵列基板 - Google Patents

光电二极管及其制作方法、阵列基板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光电二极管及其制作方法、阵列基板，光电二极管包括：衬底基板、位于衬底基板一侧的第一掺杂层、位于第一掺杂层远离衬底基板一侧的本征层、位于本征层远离衬底基板一侧的第二掺杂层；本征层的至少一部分为光电转换增强部，光电转换增强部包括多个金属氧化物颗粒；光电二极管至少包括第一部、第二部、第三部、第一电极、第二电极。光电二极管的制作方法用于制作上述光电二极管。阵列基板包括多个阵列排布的薄膜晶体管和多个上述光电二极管。本发明可以增加光电二极管的光通量，提高光电转化效率，并且无需引入多膜层设计、无需改变原有膜层结构，通过低成本材料结合低成本工艺即可提高光电二极管灵敏度。

Description

光电二极管及其制作方法、阵列基板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种光电二极管及其制作方法、阵列基板。
背景技术
随着科学技术的不断进步，越来越多的电子设备广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。而随着电子设备功能的不断增加，电子设备存储的重要信息也越来越多，电子设备的身份验证技术成为目前电子设备研发的一个主要方向。
由于指纹具有唯一性和不变性，使得指纹识别技术具有安全性好、可靠性高以及使用简单等诸多优点，同时由于其操作简单，因此被广泛应用于各个领域，例如，显示技术领域。在显示技术领域，以手机为例，解锁或者开启某个特定的应用程序时，可通过指纹识别来完成。随着科技的发展，市场上出现了多种带有指纹识别功能的显示装置，如手机、平板电脑以及智能可穿戴设备等。这样，用户在操作带有指纹识别功能的显示装置前，只需要用手指触摸显示装置的指纹识别模组，就可以进行权限验证，简化了权限验证过程。
现有的带有指纹识别功能的显示装置中，指纹识别模组一般通过光电二极管检测经由触摸主体(例如手指)照射至指纹识别单元的光线来进行指纹识别检测，即通过光线检测指纹的脊和谷以完成识别动作。现有的光学指纹识别技术一般是采用光电二极管作为感光器件。光电二极管和普通二极管一样，也是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性，但是，在电路中不是用它作整流元件，而是通过它把光信号转换成电信号。普通二极管在反向电压作用下处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大，光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号，成为光电传感器件。
但是实际设计中，因为准直孔的设计问题，以及其他显示装置中色阻遮挡问题，导致反射至光电二极管的光通量不足，从而影响光电二极管的灵敏度。虽然可以通过提高背光亮度的方式，来提高光电二极管可探测到的光通量，以提升其灵敏度，但是背光亮度的增加会导致装置功耗增加，且背光温度的升高，可能会增加显示残影风险和背光膜层翘曲风险。
因此，提供一种可以增加光电二极管的光通量，提高光电转化效率，并且无需引入多膜层设计、无需改变原有显示装置的结构，通过低成本材料结合低成本工艺即可提高光电二极管灵敏度的光电二极管及其制作方法、阵列基板，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光电二极管及其制作方法、阵列基板，以解决现有技术中因光电二极管的光通量不足而影响光电二极管灵敏度的问题。
本发明提供的一种光电二极管，包括：衬底基板、位于衬底基板一侧的第一掺杂层、位于第一掺杂层远离衬底基板一侧的本征层、位于本征层远离衬底基板一侧的第二掺杂层；本征层的至少一部分为光电转换增强部，光电转换增强部包括多个金属氧化物颗粒；光电二极管至少包括第一部、第二部、第三部、第一电极、第二电极，第一部位于第一掺杂层，第二部位于本征层，第三部位于第二掺杂层；第一电极位于第一部远离衬底基板的一侧，第一电极与第一部电连接，第二电极位于第三部远离衬底基板的一侧，第二电极与第三部电连接。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种光电二极管的制作方法，该制作方法用于制作上述光电二极管，制作方法包括：在衬底基板上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第一掺杂层；图形化第一掺杂层，形成光电二极管的第一部；在第一部上形成光电转换增强部，灌入本征非晶硅，形成本征层；图形化本征层，形成光电二极管的第二部；在第二部上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第二掺杂层；图形化第二掺杂层，形成光电二极管的第三部。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种阵列基板，包括多个阵列排布的薄膜晶体管和多个上述光电二极管。
与现有技术相比，本发明提供的光电二极管及其制作方法、阵列基板，至少实现了如下的有益效果：
本发明的光电二极管为堆叠型光电二极管结构，其中光电二极管的第一部、第二部、第三部分别为二极管的p-i-n结构或n-i-p结构，第一电极和第二电极分别为光电二极管的阴极和阳极，p-i-n结构或n-i-p结构的光电二极管灵敏度比一般p-n结光电二极管高。第一部、第二部、第三部可均为半导体材质，由于第一部还与第一电极电连接，从而使第一部可以作为导电层使用，把光电二极管受到光照产生的光生电荷导出，从而通过对导出的光生电荷的检测实现光感检测。第二部作为感光层使用，经手指反射的光可以经由本征层的第二部吸收后，经过光电转化，向第一掺杂层的第一部/第二掺杂层的第三部传输空穴/电子，向第二掺杂层的第三部/第一掺杂层的第一部传输电子/空穴，从而形成简单的p-i-n结构。并且，本发明中本征层的至少一部分为光电转换增强部，光电转换增强部包括多个金属氧化物颗粒，可以使经手指反射后被本征层的第二部的光能在光电转换增强部中形成不同的光路折射，增大光在p-i-n结构的光电二极管中的光通量，从而提高光电转化效率，进而提升光电二极管的灵敏度。本发明仅将本征层中的至少一部分设计为光电转换增强部，即作用于本征层中，非独立膜层结构，不发生成分变化，因此无需另增其他膜层，进而可以避免增加整个光电二极管的厚度，还可以避免因添加其他膜层导致显示面板的显示区或准直孔所在区域的光路传输问题的出现。
当然，实施本发明的任一产品不必特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的一种光电二极管的剖面结构示意图；
图2是图1的光电二极管的第一部、第二部、第三部的部分的局部放大图；
图3是本实施例的光电二极管应用于显示面板中的检测原理示意图；
图4是本实施例提供的光电二极管的光电转换增强部与普通结构在不同波长下的光电转化效率曲线图；
图5是本发明实施例提供的一种光电二极管的制作方法流程框图；
图6是图5的制作方法中形成第一掺杂层后的剖面结构示意图；
图7是图6中形成第一掺杂层后形成第一部的剖面结构示意图；
图8是图7中形成第一部后形成第一绝缘层并形成第一过孔的剖面结构示意图；
图9是图8中形成第一过孔后形成光电转换增强部的剖面结构示意图；
图10是图9中形成光电转换增强部后形成第二部的剖面结构示意图；
图11是图10中形成第二部后形成第三部的剖面结构示意图；
图12是图11中形成第三部后继续在第一绝缘层形成第二过孔的剖面结构示意图；
图13是图12中形成第二过孔后形成第一电极和第二电极的剖面结构示意图；
图14是图13中形成第一电极和第二电极后形成平坦化层的剖面结构示意图；
图15是图14中形成平坦化层后透明导电层的剖面结构示意图；
图16是本发明实施例提供的另一种光电二极管的制作方法流程框图；
图17是图16中的步骤2023温度控制曲线图；
图18是本发明实施例提供的一种阵列基板的平面结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
请参考图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种光电二极管的剖面结构示意图，图2是图1的光电二极管的第一部、第二部、第三部的部分的局部放大图，本实施例提供的一种光电二极管000，包括：衬底基板10、位于衬底基板10一侧的第一掺杂层30、位于第一掺杂层30远离衬底基板10一侧的本征层40、位于本征层40远离衬底基板10一侧的第二掺杂层50；可选的，衬底基板10与第一掺杂层30之间设有缓冲层20；
本征层40的至少一部分为光电转换增强部400，光电转换增强部400包括多个金属氧化物颗粒4001(图中未填充)；
光电二极管000至少包括第一部301、第二部401、第三部501、第一电极601、第二电极701，第一部301位于第一掺杂层30，第二部401位于本征层40，第三部501位于第二掺杂层50；
第一电极601位于第一部301远离衬底基板10的一侧，第一电极601与第一部301电连接，第二电极701位于第三部501远离衬底基板10的一侧，第二电极701与第三部501电连接。
具体而言，如图3所示，图3是本实施例的光电二极管应用于显示面板中的检测原理示意图，显示面板屏内指纹识别技术主要是通过在阵列基板001上制作光敏感应器件，可选的，该光敏感应器件可为本实施例提供的光电二极管000，然后在对应的光电二极管000上方设置准直孔002，可选的，准直孔002可开设于黑矩阵003上，准直孔002用于限制光从触摸主体004(如手指)反射至光电二极管000上，同时显示面板上还设置色阻开口区005用于显示，从背光出射的光线S经色阻层射出玻璃基板006表面，被手指反射的光入射到光敏感应器件，由于手指指纹上脊和谷的反射差异，产生的电学信号也相应会不同，继而可以检测出指纹信息，实现指纹图像化识别。
本实施例的光电二极管000为堆叠型光电二极管结构，其中光电二极管000的第一部301、第二部401、第三部501分别为二极管000的p-i-n(postive-instrict-negative)结构或n-i-p(negative-instrict-postive)结构，第一电极601和第二电极701分别为光电二极管000的阴极和阳极，p-i-n结构或n-i-p结构的光电二极管灵敏度比一般p-n结光电二极管高。第一部301、第二部401、第三部501可均为半导体材质，由于第一部301还与第一电极601电连接，从而使第一部301可以作为导电层使用，把光电二极管000受到光照产生的光生电荷导出，从而通过对导出的光生电荷的检测实现光感检测。第二部401作为感光层使用，经手指反射的光可以经由本征层40的第二部401吸收后，经过光电转化，向第一掺杂层30的第一部301/第二掺杂层50的第三部501传输空穴/电子，向第二掺杂层50的第三部501/第一掺杂层30的第一部301传输电子/空穴，从而形成简单的p-i-n结构。
并且，本实施例中本征层40的至少一部分为光电转换增强部400，光电转换增强部400包括多个金属氧化物颗粒4001，光电转换增强部400的多个金属氧化物颗粒4001可以使经手指反射后被本征层40的第二部401的光能在光电转换增强部400中形成不同的光路折射，增大光在p-i-n结构的光电二极管000中的光通量，从而提高光电转化效率，进而提升光电二极管的灵敏度。相比于现有技术中一般采用在第一掺杂层30或者第二掺杂层50的外侧面设置反射膜层或其他折射率膜层来改变光路，提高光通量的设计，本实施例仅将本征层40中的至少一部分设计为光电转换增强部400，即作用于本征层40中，非独立膜层结构，不发生成分变化，因此无需另增其他膜层，进而可以避免增加整个光电二极管的厚度，还可以避免因添加其他膜层导致显示面板的显示区或准直孔所在区域的光路传输问题的出现。
需要说明的是，本实施例的堆叠型光电二极管结构，可以使该光电二极管000具有良好的灵敏度的同时，在保证二极管000对光的吸收的同时，还可以利用堆叠型结构(由于p-i-n结构中的本征层40的厚度是一个光吸收程度重要的结构参量，从提高响应速度和灵敏度来看，要求本征层40的厚度应该大一些)将二极管000的p-i-n结构做到足够的厚度以充分吸收入射进光电二极管000的光。因此，可选的，本实施例的光电转换增强部400可以无需占满整个本征层40，在光电转换增强部400的厚度一定的情况下，可通过调整本征层40内除光电转换增强部400以外的膜层的厚度来使本征层40的厚度满足光吸收程度的要求。
需要进一步说明的是，本实施例对光电转换增强部400中的多个金属氧化物颗粒4001的外径大小、孔的形状、孔的数量等均不作具体限定，具体实施时，可根据实际情况进行选择，只需满足光能在光电转换增强部400中形成不同的光路折射，增大光在p-i-n结构的光电二极管000中的光通量即可。本实施例的光电二极管000的膜层结构不仅限于本实施例的衬底基板10、缓冲层20、第一掺杂层30、本征层40、第二掺杂层50，还可包括其他膜层结构(例如各个绝缘层等，图中未填充)，本实施例不一一赘述。
在一些可选实施例中，请参考图4，图4是本实施例提供的光电二极管的光电转换增强部400与普通结构在不同波长下的光电转化效率曲线图，本实施例中，光电转换增强部400的光电转换效率(monochromatic incident photon-to-electron conversionefficiency，用缩写IPCE表示)为第一数值A，本征层40除去光电转换增强部400以外的部分的光电转换效率为第二数值B，第一数值A大于第二数值B。
本实施例进一步解释说明了在本实施例提供的光电二极管中，光电转换增强部400与普通结构在不同波长下的光电转化效率是不同的，如图4所示，光电转换增强部400的光电转换效率为第一数值A，本征层40除去光电转换增强部400以外的部分的光电转换效率为第二数值B，在一定范围内波长的光在本征层40内传输时，由于光电转换增强部400中的多个金属氧化物颗粒4001可以使经手指反射后被本征层40的第二部401的光能在光电转换增强部400中形成不同的光路折射，可以增大光在光电二极管000中的光通量，从而提高光电转化效率，而普通结构如本征层40除去光电转换增强部400以外的部分由于没有设置供光路折射的金属氧化物颗粒，因此其光电转化效率比光电转换增强部400的光电转换效率低，即第一数值A大于第二数值B。
需要说明的是，本实施例对于第一数值A比第二数值B大多少不作具体限定，只需满足第一数值A大于第二数值B即可，且并不是所有波长的光均满足在光电转换增强部400的光电转换效率大于普通结构中的光电转换效率的，经本领域技术人员实践证明，如图4所示，一般波长在300-500nm之间的光，其在光电转换增强部400传输的光电转换效率比在普通结构中传输的光电转换效率高。
在一些可选实施例中，请继续参考图1和图2，本实施例中，第一掺杂层30为n型非晶硅层，本征层40为本征非晶硅层，第二掺杂层50为p型非晶硅层；或者，第一掺杂层30为p型非晶硅层，本征层40为本征非晶硅层，第二掺杂层50为n型非晶硅层。
本实施例进一步解释说明了第一掺杂层30为n型非晶硅层，本征层40为本征非晶硅层，第二掺杂层50为p型非晶硅层；或者，第一掺杂层30为p型非晶硅层，本征层40为本征非晶硅层，第二掺杂层50为n型非晶硅层。需要说明的是，本实施例仅是举例说明第一掺杂层30、本征层40、第二掺杂层50为半导体层的可能情况，但不仅限于以上两种情况，还可为其他半导体材质的情况，例如，第一掺杂层30可以为多晶硅层，第二掺杂层50也可以为多晶硅层，也可以为非晶硅层等，只需实现该光电二极管具有较好的灵敏度和较高的光电转换效率即可，本实施例不作具体限定，具体实施时，可根据实际需求进行设计。
在一些可选实施例中，请继续参考图1和图2，本实施例中，金属氧化物颗粒4001的材料为二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、氧化锌ZnO中的任一种。
本实施例进一步解释说明了金属氧化物颗粒4001的材料为二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、氧化锌ZnO中的任一种，但不局限于二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、氧化锌ZnO等类型，还可为其他金属氧化物材料。本实施例仅将本征层40中的至少一部分设计为光电转换增强部400，金属氧化物材料作用于本征层40中，非独立膜层结构，不发生成分变化，并且无需引入多膜层设计、无需改变原有的膜层结构，只需通过低成本材料结合低成本工艺即可提高光电二极管灵敏度，可以避免增加整个光电二极管的厚度的同时，还可以避免因添加其他膜层导致显示面板的显示区或准直孔所在区域的光路传输问题的出现。
需要说明的是，本实施例的氧化物材料只是形成金属氧化物颗粒4001结构的条件之一，非所有氧化物都可形成，同样不是只要添加氧化物材料即可实现光电转换增强部400的结构。本实施例的氧化物材料的光电转换增强部400还可通过其他纳米生长技术实现，设计实用性较强。
在一些可选实施例中，请继续参考图2，本实施例中，可选的，金属氧化物颗粒4001的形状为球形、椭球形、圆柱形中的至少一种，金属氧化物颗粒4001的总体积与本征层40的体积占比范围为60-80％，金属氧化物颗粒4001的外径大小范围为2-50nm。
本实施例进一步解释说明了金属氧化物颗粒4001的形状为球形、椭球形、圆柱形中的至少一种，金属氧化物颗粒4001的总体积与本征层40的体积占比范围为60-80％。金属氧化物颗粒4001的外径大小范围为2-50nm。需要说明的是，本实施例仅是举例说明优选的金属氧化物颗粒4001的外径大小范围为2-50nm，但不局限于此外径。由于目前制备工艺的限制，工艺中较为优选的金属氧化物颗粒4001的形状为球形、椭球形、圆柱形中的至少一种或者各种形状的混合。本实施例对金属氧化物颗粒4001的数量不作具体限定，只需满足金属氧化物颗粒4001的总体积与本征层40的体积占比范围为60-80％即可，目前制备工艺中金属氧化物颗粒4001的占比可以通过对原料的配制与温度的调控进行更改，可以得到不同的孔占比。
在一些可选实施例中，请参考图5，图5是本发明实施例提供的一种光电二极管的制作方法流程框图，本实施例提供的一种光电二极管的制作方法，用于制作上述实施例中的光电二极管，该制作方法包括：
步骤101：在衬底基板上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第一掺杂层；图形化第一掺杂层，形成光电二极管的第一部；
步骤102：在第一部上形成光电转换增强部，灌入本征非晶硅，形成本征层；图形化本征层，形成光电二极管的第二部；
步骤103：在第二部上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第二掺杂层；图形化第二掺杂层，形成光电二极管的第三部。
具体而言，请参考图6-图15，图6是图5的制作方法中形成第一掺杂层后的剖面结构示意图，图7是图6中形成第一掺杂层后形成第一部的剖面结构示意图，图8是图7中形成第一部后形成第一绝缘层并形成第一过孔的剖面结构示意图，图9是图8中形成第一过孔后形成光电转换增强部的剖面结构示意图，图10是图9中形成光电转换增强部后形成第二部的剖面结构示意图，图11是图10中形成第二部后形成第三部的剖面结构示意图，图12是图11中形成第三部后继续在第一绝缘层形成第二过孔的剖面结构示意图，图13是图12中形成第二过孔后形成第一电极和第二电极的剖面结构示意图，图14是图13中形成第一电极和第二电极后形成平坦化层的剖面结构示意图，图15是图14中形成平坦化层后透明导电层的剖面结构示意图，本实施例的光电二极管的制作方法可以为：
如图6：在衬底基板10上沉积一层缓冲层20和一层本征非晶硅(即i型α-Si)后，进行硼离子或铟离子掺杂，使本征非晶硅(即i型α-Si)成为p型非晶硅(即p型α-Si)的第一掺杂层30；
如图7：通过掩膜板光刻，图形化第一掺杂层30，形成光电二极管的第一部301；
如图8：沉积第一绝缘层100(图中未填充)，图形化第一绝缘层100形成第一过孔101；
如图9：在第一过孔101内的第一部301上形成光电转换增强部400，该光电转换增强部400包括多个金属氧化物颗粒4001；
如图10：在第一过孔101内的光电转换增强部400上灌入本征非晶硅(即i型α-Si)后，形成包括光电转换增强部400的本征层40；通过掩膜板光刻，图形化本征层40，在第一过孔101内形成光电二极管000的第二部401；
如图11：在第二部401上沉积一层本征非晶硅，进行磷离子或砷离子掺杂，形成n型非晶硅(即n型α-Si)的第三掺杂层50；通过掩膜板光刻，图形化第三掺杂层50并在第一过孔101内形成光电二极管的第三部501；其中，第三部501、第二部401、第一部301相互堆叠；
如图12：通过掩膜板光刻，再一次图形化第一绝缘层100形成第二过孔102；
如图13：沉积一层金属层110，并图形化金属层110形成第一电极601和第二电极701，使第一电极601通过第二过孔102与第一部301电连接，第三部501与第二电极701电连接；
如图14：在金属层110上再沉积一层平坦化层120，并图形化平坦化层120形成第三过孔1201和第四过孔1202；
如图15：在平坦化层120上再沉积一层透明导电层80，使透明导电层80在第三过孔1201内与第三部501贴合，使透明导电层80通过第四过孔1202与第二电极701电连接，从而实现第二电极701与第三部501电连接。
本实施例的光电二极管的制作方法可形成上述实施例中堆叠型p-i-n结构(即上述实施例中的图1)的光电二极管000，通过该制作方法制作的光电二极管000具有上述实施例的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于该光电二极管000的具体说明，本实施例在此不再赘述。可选的，本实施例还通过在金属层110上再沉积一层平坦化层120，从而可以使透明导电层80与第一电极601绝缘的同时，使透明导电层80与第三部501贴合电连接，与第二电极701通过第四过孔1202电连接，从而实现了第三部501与第二电极701的电连接，透明导电层80在不影响本征层40的第二部401感测光量的同时，还可以将光电二极管000因光照产生的光电流在第一电极601和第二电极701之间传输，从而实现光电二极管000的感光检测。
需要说明的是，本实施例对透明导电层80的材料不作具体限定，可以为ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜，Indium Tin Oxides)或ATO(锑掺杂的二氧化锡，AntimonyDoped Tin Oxide)中的任一种，也可为其他透明导电材质，只需满足使该透明导电层80具有导电性的同时且为透明的即可，本实施不作赘述。
需要进一步说明的是，本实施例的透明导电层80还可以在显示面板显示区范围内通过过孔与显示用的薄膜晶体管的漏极电连接，可作为显示区内的像素电极使用，是为控制显示区液晶的旋转所加的电压信号，其具体实施原理本实施不作赘述，可参考现有技术中液晶显示面板的显示原理进行理解。
在一些可选实施例中，请参考图16，图16是本发明实施例提供的另一种光电二极管的制作方法流程框图，本实施例提供的光电二极管的制作方法，在第一部301上形成光电转换增强部400的过程至少依次包括以下步骤：原料配制步骤、涂抹烘干步骤、升温保温步骤。该制作方法具体包括：
步骤201：在衬底基板上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第一掺杂层；图形化第一掺杂层，形成光电二极管的第一部；
步骤2021：原料配制，使用氧化物浆料和无水乙醇按1:1-1:10的质量比混合，得到混合原料；
步骤2022：涂抹烘干，将混合原料涂抹在第一部上，并且在高温下烘干；
步骤2023：升温保温，通过温度控制设备对第一部进行阶梯状的升温保温操作，进行氧化物颗粒的烧结，阶梯状的升温保温操作包括多个升温保温阶段；
步骤2024：灌入本征非晶硅，形成本征层；图形化本征层，形成光电二极管的第二部；
步骤203：在第二部上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第二掺杂层；图形化第二掺杂层，形成光电二极管的第三部。
具体而言，原料配制步骤具体为：使用氧化物浆料和无水乙醇按1:1-1:10的质量比混合，可以通过磁子充分搅拌，直至得到均匀粘稠的混合原料，可选的，氧化物浆料可为二氧化钛TiO2、氧化铝Al2O3、氧化锌ZnO中的任一种。
涂抹烘干步骤具体为：将混合原料涂抹在第一部301上，并且在高温下烘干。可选的，将混合原料通过旋转涂抹法均匀沾附于感光性树脂凸版上，再由感光性树脂凸版转印至第一部301上，然后在温度为90-110℃下烘干5-15分钟。
升温保温步骤具体为：通过温度控制设备对第一部301进行阶梯状的升温保温操作，进行金属氧化物颗粒4001的烧结，使金属氧化物颗粒4001堆叠，然后灌入本征非晶硅(即i型α-Si)后，形成包括光电转换增强部400的本征层40。阶梯状的升温保温操作包括多个升温保温阶段。可选的，如图17所示，图17是图16中的步骤2023温度控制曲线图，阶梯状的升温保温操作至少包括以下五个升温保温阶段：
第一阶段T1，将附着有混合原料的第一部301通过温度控制设备从常温开始升温5-15分钟，升温至第一温度值t1后保温10-20分钟；其中，第一温度值t1的范围为120-140℃；
第二阶段T2，从第一温度值t1开始升温15-25分钟，升温至第二温度值t2后保温3-8分钟；其中，第二温度值t2的范围为310-330℃；
第三阶段T3，从第二温度值t2开始升温3-8分钟，升温至第三温度值t3后保温3-8分钟；其中，第三温度值t3的范围为370-390℃；
第四阶段T4，从第三温度值t3开始升温3-8分钟，升温至第四温度值t4后保温10-20分钟；其中，第四温度值t4的范围为440-460℃；
第五阶段T5，从第四温度值t4开始升温至第五温度值t5后，保温25-35分钟，最后自然冷却至常温。其中，第五温度值t5的范围为490-510℃。
本实施例仅将本征层40中的至少一部分设计为光电转换增强部400，即氧化物材料作用于本征层40中，非独立膜层结构，不发生成分变化，并且无需引入多膜层设计、无需改变原有的膜层结构，只需通过低成本材料结合低成本工艺即可提高光电二极管灵敏度，从而可以简化工艺制程，提高制作效率的同时，还可以避免增加整个光电二极管的厚度，避免因添加其他膜层导致显示面板的显示区或准直孔所在区域的光路传输问题的出现。
在一些可选实施例中，请参考图18，图18是本发明实施例提供的一种阵列基板0000的平面结构示意图，本实施例提供的阵列基板0000，包括多个阵列排布的薄膜晶体管(图中未示意)和多个上述实施例中的光电二极管000。可选的，光电二极管000为多个且呈阵列排布于阵列基板0000上。本实施例提供的阵列基板0000，具有本发明实施例提供的光电二极管000的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于光电二极管000的具体说明，本实施例在此不再赘述。
通过上述实施例可知，本发明提供的光电二极管及其制作方法、阵列基板，至少实现了如下的有益效果：
本发明的光电二极管为堆叠型光电二极管结构，其中光电二极管的第一部、第二部、第三部分别为二极管的p-i-n结构或n-i-p结构，第一电极和第二电极分别为光电二极管的阴极和阳极，p-i-n结构或n-i-p结构的光电二极管灵敏度比一般p-n结光电二极管高。第一部、第二部、第三部可均为半导体材质，由于第一部还与第一电极电连接，从而使第一部可以作为导电层使用，把光电二极管受到光照产生的光生电荷导出，从而通过对导出的光生电荷的检测实现光感检测。第二部作为感光层使用，经手指反射的光可以经由本征层的第二部吸收后，经过光电转化，向第一掺杂层的第一部/第二掺杂层的第三部传输空穴/电子，向第二掺杂层的第三部/第一掺杂层的第一部传输电子/空穴，从而形成简单的p-i-n结构。并且，本发明中本征层的至少一部分为光电转换增强部，光电转换增强部包括多个金属氧化物颗粒，可以使经手指反射后被本征层的第二部的光能在光电转换增强部中形成不同的光路折射，增大光在p-i-n结构的光电二极管中的光通量，从而提高光电转化效率，进而提升光电二极管的灵敏度。本发明仅将本征层中的至少一部分设计为光电转换增强部，即作用于本征层中，非独立膜层结构，不发生成分变化，因此无需另增其他膜层，进而可以避免增加整个光电二极管的厚度，还可以避免因添加其他膜层导致显示面板的显示区或准直孔所在区域的光路传输问题的出现。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种光电二极管，其特征在于，包括：衬底基板、位于所述衬底基板一侧的第一掺杂层、位于所述第一掺杂层远离所述衬底基板一侧的本征层、位于所述本征层远离所述衬底基板一侧的第二掺杂层；
所述本征层的至少一部分为光电转换增强部，所述光电转换增强部包括多个金属氧化物颗粒；
所述光电二极管至少包括第一部、第二部、第三部、第一电极、第二电极，所述第一部位于所述第一掺杂层，所述第二部位于所述本征层，所述第三部位于所述第二掺杂层；
所述第一电极位于所述第一部远离所述衬底基板的一侧，所述第一电极与所述第一部电连接，所述第二电极位于所述第三部远离所述衬底基板的一侧，所述第二电极与所述第三部电连接；
所述光电转换增强部的光电转换效率为第一数值，所述本征层除去所述光电转换增强部以外的部分的光电转换效率为第二数值，所述第一数值大于所述第二数值。
2.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，
所述第一掺杂层为n型非晶硅层，所述本征层为本征非晶硅层，第二掺杂层为p型非晶硅层；或者，
所述第一掺杂层为p型非晶硅层，所述本征层为本征非晶硅层，第二掺杂层为n型非晶硅层。
3.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述金属氧化物颗粒的材料为二氧化钛、氧化铝、氧化锌中的任一种。
4.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述金属氧化物颗粒的形状为球形、椭球形、圆柱形中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述金属氧化物颗粒的总体积与所述本征层的体积占比范围为60-80％。
6.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述金属氧化物颗粒的外径大小范围为2-50nm。
7.一种光电二极管的制作方法，其特征在于，所述制作方法用于制作权利要求1-6任一项所述的光电二极管，所述制作方法包括：
在衬底基板上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第一掺杂层；图形化所述第一掺杂层，形成光电二极管的第一部；
在所述第一部上形成光电转换增强部，灌入本征非晶硅，形成本征层；图形化所述本征层，形成光电二极管的第二部；
在所述第二部上形成一层本征非晶硅后，进行离子掺杂，形成第二掺杂层；图形化所述第二掺杂层，形成光电二极管的第三部。
8.根据权利要求7所述的光电二极管的制作方法，其特征在于，
在所述第一部上形成光电转换增强部的过程至少依次包括以下步骤：原料配制步骤、涂抹烘干步骤、升温保温步骤。
9.根据权利要求8所述的光电二极管的制作方法，其特征在于，所述原料配制步骤具体为：使用氧化物浆料和无水乙醇按1:1-1:10的质量比混合，得到混合原料。
10.根据权利要求9所述的光电二极管的制作方法，其特征在于，所述涂抹烘干步骤具体为：将所述混合原料涂抹在所述第一部上，并且在高温下烘干。
11.根据权利要求10所述的光电二极管的制作方法，其特征在于，所述升温保温步骤具体为：通过温度控制设备对所述第一部进行阶梯状的升温保温操作，进行氧化物颗粒的烧结，所述阶梯状的升温保温操作包括多个升温保温阶段。
12.根据权利要求11所述的光电二极管的制作方法，其特征在于，
所述阶梯状的升温保温操作至少包括五个升温保温阶段，每个所述升温保温阶段包括一个温度值，分别为第一温度值、第二温度值、第三温度值、第四温度值、第五温度值，所述第一温度值的范围为120-140℃，所述第二温度值的范围为310-330℃，所述第三温度值的范围为370-390℃，所述第四温度值的范围为440-460℃，所述第五温度值的范围为490-510℃。
13.一种阵列基板，其特征在于，包括多个阵列排布的薄膜晶体管和多个如权利要求1-6任一项所述的光电二极管。
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