CN115732498A - 光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路,光电子集成基板中的光电二极管采用吸收层和电极层叠层设置的结构,吸收层与电极层电连接,吸收层的材料包括氧化物半导体,光电二极管用以接收光信号并将光信号转化为电信号,光电二极管的电极层与电子元件电连接,电子元件用以接收和传输光电二极管所转化的电信号。氧化物半导体材料具有较宽的带隙,其主要吸收波长较短的光,由于光通信信号通常采用波长较短的蓝光,因此能确保光电二极管对光通信信号有良好的吸收,同时也避免了光电二极管吸收环境光中波长较长的光,减小了环境光对于光通信信号的干扰,从而减小了光电子集成基板的噪声,提高了信噪比。
Description
技术领域
本申请涉及光电技术领域,具体而言,本申请涉及一种光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路。
背景技术
可见光通信技术是使用可见光作为信息载体的通信技术。其具有低能耗、绿色低碳的优点。另外,由于是光通信技术,可有效避免传统无线电通讯电磁信号泄露的风险,保密性和可靠性较高。鉴于上述优点,可见光通信受到了人们越来越多的重视,其应用也日益广泛。
在可见光通信技术中,通常使用光电子集成基板将接收到的光信号转化为电信号。然而,现有的光电子集成基板存在噪声偏高和信噪比较低的问题。
发明内容
本申请针对现有方式的缺点,提出一种光电子集成基板及其制作方法、光电子集成电路,用以解决现有技术中的光电子集成基板存在的噪声偏高和信噪比较低的问题。
第一个方面,本申请实施例提供了一种光电子集成基板,包括:
衬底;
电子元件,位于所述衬底一侧;
光电二极管,位于所述衬底一侧,所述光电二极管包括层叠设置的吸收层和电极层,所述吸收层和所述电极层连接,所述吸收层的材料包括氧化物半导体,所述电极层与所述电子元件电连接。
可选地,所述电子元件包括第一薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管包括第一源漏极层和第一有源层,所述电极层与所述第一源漏极层电连接,所述第一有源层的材料包括氧化物半导体。
可选地,所述电极层位于所述衬底的一侧,所述吸收层位于所述电极层远离衬底的一侧;或者,
所述吸收层位于所述衬底的一侧,所述电极层位于所述吸收层远离衬底的一侧,所述第一有源层和所述吸收层同层设置。
可选地,所述第一有源层位于所述衬底的一侧,所述第一源漏极层位于所述第一有源层远离所述衬底的一侧;
所述光电子集成基板还包括位于所述第一源漏极层远离所述衬底一侧叠层设置的钝化层和平坦化层,所述电极层和所述吸收层依次分布于所述平坦化层远离所述衬底的一侧,所述电极层穿过所述钝化层和所述平坦化层与所述第一源漏极层电连接。
可选地,所述电子元件还包括第二薄膜晶体管,所述第二薄膜晶体管包括第二有源层、第二栅极层和第二源漏极层,所述第二栅极层与所述电极层电连接,所述第二源漏极层与所述第一源漏极层电连接。
可选地,所述电子元件还包括第三薄膜晶体管,所述第三薄膜晶体管包括第三有源层和第三源漏极层,所述吸收层与所述第三有源层同层设置;
所述光电集成基板还包括依次位于所述吸收层远离所述衬底一侧的绝缘层、层间介质层和导电层,所述导电层与所述第三源漏极层同层设置且电连接,所述导电层穿过所述绝缘层和所述层间介质层与所述电极层电连接,所述导电层穿过所述绝缘层和所述层间介质层与所述第二栅极层电连接。
可选地,所述导电层的材料包括金属,所述导电层在所述衬底上的正投影与所述吸收层在所述衬底上的正投影部分重叠。
可选地,所述电子元件还包括第三薄膜晶体管,所述第三薄膜晶体管包括第三栅极层、第三有源层和第三源漏极层,所述吸收层与所述第三有源层同层设置;
所述第一薄膜晶体管还包括第一栅极层,所述第一栅极层位于所述衬底的一侧,所述第一有源层位于所述第一栅极层远离所述衬底的一侧,所述第一源漏极层位于所述第一有源层远离所述衬底的一侧;
所述第一栅极层、所述第二栅极层、所述第三栅极层以及所述电极层同层设置,所述第一源漏极层、所述第二源漏极层以及所述第三源漏极层同层设置。
可选地,其特征在于,所述第二有源层的材料包括多晶硅,所述第三有源层的材料包括氧化物半导体。
第二个方面,本申请实施例提供了一种光电子集成电路,包括本申请实施例中的光电子集成基板。
第三个方面,本申请实施例提供了一种光电子集成基板的制作方法,包括:
提供一衬底;
在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管;其中,所述光电二极管包括层叠设置的吸收层和电极层,所述吸收层和所述电极层连接,所述吸收层的材料包括金属氧化物,所述电极层与所述电子元件电连接。
可选地,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧依次制作第一有源层、第一栅极层和第一源漏极层,以形成第一薄膜晶体管;
在所述第一源漏极层远离所述衬底的一侧依次制作钝化层和平坦化层;
在所述平坦化层远离所述衬底的一侧制作电极层,并使所述电极层穿过所述平坦化层以及所述钝化层与所述第一源漏极层电连接;
在所述电极层远离所述衬底的一侧制作吸收层。
可选地,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧依次制作第二有源层、第二栅极层和导弹膜层,所述导电膜层包括第二源漏极层和电极层,所述第二源漏极层、所述第二有源层以及所述第二栅极层构成第二薄膜晶体管,所述电极层位于需要制作所述光电二极管的区域;
通过构图工艺在所述电极层远离所述衬底的一侧制作吸收层、第一有源层以及第三有源层,所述第一有源层位于需要制作第一薄膜晶体管的区域,所述第三有源层位于需要制作第三薄膜晶体管的区域;
通过构图工艺在所述吸收层远离所述衬底的一侧制作第一栅极层和第三栅极层,所述第一栅极层位于需要制作第一薄膜晶体管的区域,所述第三栅极层位于需要制作第三薄膜晶体管的区域;
通过构图工艺在所述第一栅极层和所述第三栅极层远离所述衬底的一侧制作第一源漏极层、第三源漏极层以及导电层,并使所述导电层分别与所述电极层和所述第二栅极层电连接。
可选地,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧依次制作第二有源层和绝缘层;
通过构图工艺在所述绝缘层远离所述衬底的一侧制作第一栅极层、第二栅极层、第三栅极层以及电极层,所述电极层位于需要制作所述光电二极管的区域;
通过构图工艺在所述电极层远离所述衬底的一侧制作吸收层、第一有源层以及第三有源层,所述吸收层与所述电极层构成所述光电二极管;
通过构图工艺在所述吸收层远离所述衬底的一侧制作第一源漏极层、第二源漏极层以及第三源漏极层。
可选地,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧制作第一有源层和吸收层,所述第一有源层位于需要制作所述电子元件的区域,所述吸收层位于需要制作所述光电二极管的区域;
通过构图工艺在所述吸收层远离所述衬底的一侧制作第一栅极层和电极层,所述电极层和所述吸收层构成所述光电二极管;
通过构图工艺在所述电极层远离所述衬底的一侧制作第一源漏极层和导电层,所述导电层与所述电极层电连接。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括:
本申请实施例中的光电子集成基板包括的光电二极管采用吸收层和电极层叠层设置的结构,吸收层与电极层电连接,吸收层的材料包括氧化物半导体,氧化物半导体材料具有较宽的带隙,其主要吸收波长较短的光,由于光通信信号通常采用波长较短的蓝光,因此能确保光电二极管对光通信信号有良好的吸收,同时也避免了光电二极管吸收环境光中波长较长的光,减小了环境光对于光通信信号的干扰,从而减小了光电子集成基板的噪声,提高了信噪比。另外,与非晶硅PIN光电二极管中采用多个半导体层叠层设置形成光吸收层的方式相比,本申请实施例中的光电二极管中只用一层氧化物半导体层作为吸收层,其厚度更薄,因此可以减小光电子集成基板的厚度。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请第一实施例提供的光电子集成基板的结构示意图;
图2为本申请第二实施例提供的光电子集成基板的结构示意图;
图3为本申请第三实施例提供的光电子集成基板的结构示意图;
图4为本申请第四实施例提供的光电子集成基板的结构示意图;
图5为本申请第五实施例提供的光电子集成基板的结构示意图;
图6为本申请第四和第五实施例中光电子集成基板的放大电路示意图;
图7为本申请实施例提供的一种光电子制作方法的流程示意图;
图8a至图8f为本申请实施例提供的第一种制作光电子集成基板的不同过程的结构示意图;
图8g为本申请实施例制作形成的电极层和吸收层的俯视图;
图9a至图9i为本申请实施例提供的第二种制作光电子集成基板的不同过程的结构示意图;
图10a至图10g为本申请实施例提供的第三种制作光电子集成基板的不同过程的结构示意图;
图11a至图11g为本申请实施例提供的第四种制作光电子集成基板的不同过程的结构示意图。
图中:
1-光电子集成基板;10-衬底;11-电子元件;12-光电二极管;13-缓冲层;
121-吸收层;122-电极层;
111-第一薄膜晶体管;1110-第一有源层;1111-第一栅极层;1112-第一源漏极层;
112-第二薄膜晶体管;1120-第二有源层;1121-第二栅极层;1122-第二源漏极层;120-导电膜层;
113-第三薄膜晶体管;1130-第三有源层;1131-第三栅极层;1132-第三源漏极层;
101-钝化层;102-平坦化层;103-绝缘层;104-层间介质层;105-导电层;106-像素界定层;107-数据线;108-透明阳极;109-反射阳极;110-多晶硅层。
具体实施方式
下面详细描述本申请,本申请的实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外,如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的,则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能解释为对本申请的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本申请的发明人考虑到,在现有的光电子集成基板中,通常采用非晶硅PIN作为光电二极管的吸收层,以将光信号转化为电信号。非晶硅PIN光电二极管所能吸收的光的波长范围较大,其对300nm至650nm波长的光均有良好的吸收。然而,光通信信号的波长较短,主要集中在350nm左右,因此非晶硅PIN光电二极管在吸收光通信信号的同时,也会吸收环境光中其他波长较长的光,导致信号噪声较大,信噪比较低,对光通讯质量造成了影响。
本申请提供的光电子集成基板及制作方法、光电子集成电路,旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面结合附图详细介绍一下本申请实施例提供的光电子集成基板及其制作方法。
本申请实施例提供了一种光电子集成基板1,该光电子集成基板1的结构如图1所示,包括:
衬底10;
电子元件11,位于衬底10一侧;
光电二极管12,位于衬底10一侧,光电二极管12包括层叠设置的吸收层121和电极层122,吸收层121和电极层122连接,吸收层121的材料包括氧化物半导体,电极层122与电子元件11电连接。
具体地,光电二极管12可以将接收到的光信号转化为电信号,电子元件11与光电二极管12电连接,用以接收和传输光电二极管12所转化的电信号。在本申请所提供的实施例中,电子元件11包括薄膜晶体管,薄膜晶体管的源漏极层与光电二极管12电极层122电连接,以实现电信号的传输。可以理解的是,电子元件11也可以是其他的元器件,具体可根据实际情况进行确定。
本申请实施例中光电子集成基板1中的光电二极管12采用吸收层121和电极层122叠层设置的结构,吸收层121与电极层122电连接,吸收层121的材料包括氧化物半导体,吸收层121与电极层122彼此接触的界面形成肖特基势垒,吸收层121与电极层122构成MSM(Metal-Semiconductor-Metal,金属-半导体-金属)型光电二极管12,氧化物半导体材料具有较宽的带隙,其主要吸收波长较短的光,因此,采用MSM型光电二极管12能确保对光通信信号有良好的吸收,同时也避免了光电二极管12吸收环境光中波长较长的光,减小了环境光对于光通信信号的干扰,从而减小了光电子集成基板1的噪声,提高了信噪比。
需要说明的是,MSM型光电二极管中,可以包括一层电极层,也可以包括两层电极层(两个电极层分别设置在吸收层的异侧),具体可以根据实际情况进行确定。在本申请所提供的实施例中,光电二极管12采用一个电极层的结构。
另一方面,与非晶硅PIN光电二极管12中采用多个半导体层叠层设置形成光吸收层相比,MSM型光电二极管12中只用一层氧化物半导体层作为吸收层121,其厚度更薄,因此可以减小光电子集成基板1的厚度。
需要说明的是,吸收层121的材料包括铟镓锌氧化物(Indium Gallium ZincOxide,IGZO)、铟镓锡氧化物(Indium Gallium Tin Oxide,IGTO)以及铟锌锡氧化物(Indium Zinc Tin Oxide,IZTO)等带隙在2.7至3.3之间的氧化物半导体材料。电极层122的材料包括金属或者氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)等导电材料。电极层122和吸收层121的材料具体可根据实际情况进行确定,此处不作限定。
在本申请的一些实施例中,如图1和图2所示,电子元件11包括第一薄膜晶体管111,第一薄膜晶体管111包括第一源漏极层1112和第一有源层1110,电极层122与第一源漏极层1112电连接。当第一薄膜晶体管111导通时,第一薄膜晶体管111能够将光电二极管12所转换的电信号传输给光电子集成基板中其他的单元,例如数据采集单元(图中未示出)等。
本申请的发明人考虑到,当薄膜晶体管中的有源层采用非晶硅制作时载流子迁移率较高,薄膜晶体管导通时其源漏极层中的电流较大,因而会导致薄膜晶体管传递的电信号中有较大噪声,使光电二极管12的信噪比降低。为此,在本申请的一些实施例中,第一薄膜晶体管111中的第一有源层1110的材料包括氧化物半导体,由此可以降低薄膜晶体管的漏电流,提高光电二极管12的信噪比,改善通信质量。可以理解的是,第一有源层1110的材料包括IGZO等氧化物半导体材料,具体可根据实际情况进行确定。
根据光电子集成基板1所接收光信号的入射方向不同,光电二极管12中的电极层122和吸收层121的分布设置也不同。如图1和图2所示,在本申请的一些实施例中,电极层122位于衬底10的一侧,吸收层121位于电极层122远离衬底10的一侧,即吸收层121位于电极层122之上,因此光电二极管12可以接收从光电子集成基板1顶部入射的光线。
如图3所示,在本申请的另一实施例中,吸收层121位于衬底10的一侧,电极层122位于吸收层121远离衬底10的一侧,即电极层122位于吸收层121之上,因此光电二极管12可以接收从光电子集成基板1底部入射的光线。吸收层121和电极层122的分布可以根据实际情况进行调整。
如图3所示,吸收层121和第一薄膜晶体管111中的第一有源层1110同层设置,即在光电子集成基板1的制作过程中,可以先沉积一层氧化物半导体膜层,然后通过构图工艺形成第一有源层1110和吸收层121,因此第一有源层1110和吸收层121通过一道光刻工艺即可形成,简化了工艺,降低了制作成本,光电子集成基板1的结构也得到了简化。
需要说明的是,光电子集成基板1中薄膜晶体管的结构,以及薄膜晶体管和光电二极管12的具体连接方式可以根据实际情况进行确定。在本申请的一些实施例中,如图1和图2所示,第一有源层1110位于衬底10的一侧,第一源漏极层1112位于第一有源层1110远离衬底10的一侧,即第一源漏极层1112位于第一有源层1110之上。光电子集成基板1还包括位于第一源漏极层1112远离衬底10一侧叠层设置的钝化层101和平坦化层102,电极层122和吸收层121依次分布于平坦化层102远离衬底10的一侧,电极层122穿过钝化层101和平坦化层102与第一源漏极层1112电连接。
本申请实施例中,钝化层101的材料包括氮化硅或者氧化硅等具有良好绝缘性能的材料,钝化层101可以保护薄膜晶体管不受外界水汽或灰尘等杂质的影响,避免薄膜晶体管发生故障。平坦化层102的材料包括有机材料,平坦化层102可以使光电子集成基板1的表面平整,方便在其之上通过构图工艺制作其他的部件。光电二极管12的电极层122通过贯穿钝化层101和平坦化层102的过孔与第一源漏极层1112连接,以实现光电二极管12和第一薄膜晶体管111的电连接。第一薄膜晶体管111的第一源漏极层1112接收光电二极管12所转换的电信号,并将电信号传输至数据采集单元或者控制单元等模块(图中未示出)。
如图1和图2所示,光电子集成基板1的结构较为简单,制作上较为容易。当电极层122的材料为透明ITO时,电极层122可以复用为液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)面板的像素电极,或者复用为OLED显示面板的透明阳极。光电子集成基板1可以兼容LCD显示功能。当电极层122的材料为ITO/Ag/ITO,ITO/Al/TIO等高反射导电材料时,电极层122可以复用为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示面板的反射阳极,在电极层122上设置有机发光层和透明阳极(图中均未示出)后,光电子集成基板1可以兼容OLED显示功能。由此,实现了光电子集成基板1功能的多样化,在制作光电子集成基板1时也可以使用现有的显示面板制作工艺。
本申请的发明人考虑到,当光通信信号的强度较弱时,光电二极管12将光信号转化生成的电信号也较弱,会对通讯质量造成影响。为此,在本申请的一些实施例中,如图4、图5和图6所示,电子元件11还包括第二薄膜晶体管112,第二薄膜晶体管112包括第二有源层1120、第二栅极层1121和第二源漏极层1122,第二栅极层1121与电极层122电连接,第二源漏极层1122与第一源漏极层1112电连接。
结合图4、图5和图6,第二薄膜晶体管112中的第二栅极层1121与光电二极管12的电极层122电连接,第二薄膜晶体管112中的第二源漏极层1122与第一薄膜晶体管111中的第一源漏极层1112电连接。在接收光通信信号时,第二薄膜晶体管112处于导通状态,光电二极管12进行光电转化后,将电信号传输至第二栅极层1121,第二栅极层1121处的电位发生改变,引起第二源漏极层1122中的电流发生变化。开启第一薄膜晶体管111后,变化的电流值传输至第一薄膜晶体管111的第一源漏极层1112,使第一薄膜晶体管111读取电流值,即第一薄膜晶体管111获取第二薄膜晶体管112的输出信号。
由于薄膜晶体管在导通状态时,其栅极层上微小的电位变化即可引起源漏极层中较大的电流变化,因此通过将光电二极管12和第二薄膜晶体管112的第二栅极层1121连接,然后将第二栅极层1121连接至第一薄膜晶体管111,即使光电二极管12所转化的电信号强度较弱,第二薄膜晶体管112也可以将其转化为较大的电流值传输至第一薄膜晶体管111,第二薄膜晶体管112可以起到信号放大器件的作用,避免了当光通信信号的强度较弱时,光电二极管12将光信号转化生成的电信号也较弱,保证了信号传输的可靠性和通讯质量。
本申请的发明人考虑到,在设置了第二薄膜晶体管112作为信号放大器件后,光电二极管12在接收光信号并进行光电转化后会使第二薄膜晶体管112中的第二栅极层1121上的电位发生变化。由于第一薄膜晶体管111读取电流值时,会受到第二栅极层1121上电位变化的影响,即在接收一次光信号后若不对第二栅极层1121上的电位进行重置,会导致下一次接收光信号时第二栅极层1121上的电位变化过大,造成第二薄膜晶体管112流向第一薄膜晶体管111的电流过大,影响了对光信号的正常读取。为此,在本申请的一些实施例中,结合图4、图5和图6,电子元件11还包括第三薄膜晶体管113,第三薄膜晶体管113包括第三有源层1130和第三源漏极层1132,吸收层121与第三有源层1130同层设置。光电集成基板还包括依次位于吸收层121远离衬底10一侧的绝缘层103、层间介质层104和导电层105。具体地,吸收层121与第三有源层1130同层设置指的是吸收层121与第三有源层1130在同一次构图工艺中制作形成。
本申请实施例中,层间介质层104的材料包括无机材料,导电层105的材料包括金属或者ITO等具有良好导电性的材料。导电层105与第三源漏极层1132同层设置且电连接,即在制作第三源漏极层1132时,可以先沉积一层导电材料层,然后对导电材料层进行图案化处理以形成互相电连接的导电层105和第三源漏极层1132。导电层105穿过绝缘层103和层间介质层104与电极层122电连接,导电层105穿过绝缘层103和层间介质层104与第二栅极层1121电连接,以使第二栅极层1121和电极层122电连接,实现第二薄膜晶体管112与光电二极管12的电连接,以及使第二栅极层1121和第三源漏极层1132电连接,实现第三薄膜晶体管113与第二薄膜晶体管112以及光电二极管12电连接。
请参阅图4至图6,第三薄膜晶体管113的第三源漏极层1132电连接于第二薄膜晶体管112的第二栅极层1121和光电二极管12的电极层122之间。在光电子集成基板1读取了一次光信号后,导通第三薄膜晶体管113,使第二栅极层1121上的电位重置复位,然后断开第三薄膜晶体管113,以准备下一次的光信号接收和读取。设置第三薄膜晶体管113后,在每次读取光信号后都能重置第二栅极层1121上的电压,使下一次接收光信号入射时光电子集成基板1能正常读取光信号,保证了通讯质量。
在设置了第二薄膜晶体管112和第三薄膜晶体管113后,为了进一步地提高第二薄膜晶体管112的信号放大倍率,同时减小第一薄膜晶体管111和第三薄膜晶体管113的漏电流,以降低噪声,在本申请的一些实施例中,第二有源层1120的材料包括多晶硅,第一有源层1110和第三有源层1130的材料包括氧化物半导体。可以理解的是,第一有源层1110,第二有源层1120和第三有源层1130的材料也可以根据实际情况进行确定。
本申请的发明人考虑到,由于导电层105位于吸收层121远离衬底10的一侧,即导电层105位于吸收层121上方,当导电层105的材料为金属时,导电层105会遮挡吸收层121,对光信号的接收造成了影响。为此,在本申请的一些实施例中,如图4所示,导电层105在衬底10上的正投影与吸收层121在衬底10上的正投影部分重叠,即导电层105与吸收层121至少部分错开,由此避免导电层105遮挡吸收层121。可以理解的是,导电层105与吸收层121错开的区域越大,导电层105对于吸收层121吸收光信号的影响就越小,具体可根据实际情况进行确定。
如图5所示,在本申请的一些实施例中,第三薄膜晶体管113包括第三栅极层1131、第三有源层1130和第三源漏极层1132,吸收层121与第三有源层1130同层设置,即可通过先沉积一层半导体层,然后对该半导体层进行图案化处理以形成吸收层121和第三有源层1130。第一薄膜晶体管111还包括第一栅极层1111,第一栅极层1111位于衬底10的一侧,第一有源层1110位于第一栅极层1111远离衬底10的一侧,第一源漏极层1112位于第一有源层1110远离衬底10的一侧。
在本申请的一个具体实施例中,如图5所示,第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122同层设置,即第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122通过一次构图工艺制作形成,具体地,通过先沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。通过使第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122同层设置,节省了光刻掩膜版,简化了光电子集成基板1的制作工艺。
在本申请的一个具体实施例中,如图5所示,第一源漏极层1112、第二源漏极层1122以及第三源漏极层1132同层设置,即第一源漏极层1112、第二源漏极层1122以及第三源漏极层1132通过一次构图工艺制作形成,具体地,通过先沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。由此节省了光刻掩膜版,降低了工艺难度和制造成本。
另一方面,如图5所示,由于第一栅极层1111位于第一有源层1110下方,第三栅极层1131位于第三有源层1130下方,第一薄膜晶体管111和第三薄膜晶体管113均为背沟道型薄膜晶体管,薄膜晶体管中的栅极层可以遮挡有源层,避免有源层受到背光照射后发生失效,提高了薄膜晶体管的可靠性。通过使第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122同层设置,第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131和电极层122可以通过一道光刻掩膜版形成,和图4中的实施例相比,节省了光刻掩膜版,降低了制作成本,简化了工艺。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种光电子集成电路,该光电子集成电路包括本申请实施例提供的上述光电子集成基板1。由于光电子集成电路包括本申请实施例提供的上述光电子集成基板1,因此该光电子集成电路具有与光电子集成基板1相同的有益效果,这里不再赘述。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供一种光电子集成基板1的制作方法,如图7所示,该制作方法包括:
S101、提供一衬底;
S102、在衬底一侧制作电子元件和光电二极管;其中,光电二极管包括层叠设置的吸收层和电极层,吸收层和电极层连接,吸收层的材料包括金属氧化物,电极层与电子元件电连接。
本申请实施例提供的光电子集成基板1的制作方法中,由于光电子集成基板1中的光电二极管12采用吸收层121和电极层122叠层设置的结构,吸收层121与电极层122电连接,吸收层121的材料包括氧化物半导体,光电二极管12用以接收光信号并将光信号转化为电信号,光电二极管12的电极层122与电子元件11电连接,电子元件11用以接收和传输光电二极管12所转化的电信号。
氧化物半导体材料具有较宽的带隙,其主要吸收波长较短的光,由于光通信信号的波长也较短,因此能确保光电二极管12对光通信信号有良好的吸收,同时也避免了光电二极管12吸收环境光中波长较长的光,减小了环境光对于光通信信号的干扰,从而减小了光电子集成基板1的噪声,提高了信噪比。另外,和非晶硅PIN光电二极管12中采用多个半导体层叠层设置形成光吸收层121的方式相比,本申请实施例中的光电二极管12中只用一层氧化物半导体层即可作为吸收层121,其厚度更薄,因此可以减小光电子集成基板1的厚度。
在第一种具体地实施方式中,本申请实施例中在所述衬底10一侧制作电子元件11和光电二极管12,包括:
通过构图工艺在衬底一侧依次制作第一有源层、第一栅极层和第一源漏极层,以形成第一薄膜晶体管;
在第一源漏极层远离衬底的一侧依次制作钝化层和平坦化层;
在平坦化层远离衬底的一侧制作电极层,并使电极层穿过平坦化层以及钝化层与第一源漏极层电连接;
在电极层远离衬底的一侧制作吸收层。
具体地,本申请实施例中的构图工艺包括光刻胶的涂覆、曝光、显影、刻蚀以及去除光刻胶的部分或全部过程。
下面结合附图详细介绍该第一种实施方式制作光电子集成基板1的具体过程。
如图8a所示,在衬底10上制作缓冲层13,并在缓冲层13上沉积半导体层,之后对半导体层进行图案化处理形成第一有源层1110,在第一有源层1110上沉积绝缘层103并使绝缘层103覆盖第一有源层1110,在绝缘层103上沉积金属层并对其进行图案化处理以形成第一栅极层1111。
如图8b所示,接着,在第一栅极层1111上通过构图工艺制作层间介质层104,形成的层间介质层104覆盖第一栅极层1111,且该层间介质层104开设有通孔,之后通过构图工艺在层间介质层104上形成第一源漏极层1112和数据线107,第一源漏极层1112通过层间介质层104开设的通孔与第一有源层1110连接,第一有源层1110、第一栅极层1111和第一源漏极层1112形成第一薄膜晶体管111。其中,层间介质层104主要提供薄膜晶体管器件内部的导体区、金属之间的电绝缘以及与周围环境的隔离防护,其材料包括无机材料,具体可根据实际情况进行确定。
如图8c所示,接着,在第一源漏极层1112远离衬底10的一侧依次制作钝化层101和平坦化层102。钝化层101的材料包括氮化硅或者氧化硅等具有良好绝缘性能的材料,钝化层101可以保护薄膜晶体管不受外界水汽或灰尘等杂质的影响,避免薄膜晶体管发生故障。平坦化层102的材料包括有机材料,平坦化层102可以使光电子集成基板1平整,方便在其之上通过构图工艺制作其他的部件。然后,在钝化层101和平坦化层102上对应第一源漏极层1112和数据线107的位置开设通孔。通孔可以通过构图工艺实现。需要说明的是,如图8c所示,平坦化层102的上方和下方均设置有钝化层101,开设通孔的为位于平坦化层102上方的通孔。
如图8d所示,接着,通过构图工艺在平坦化层102远离衬底10的一侧制作电极层122,即在第二层钝化层101上制作电极层122,并使电极层122穿过平坦化层102以及钝化层101与第一源漏极层1112以及数据线107电连接;然后,如图8e所示,通过构图工艺在电极层122远离衬底10的一侧制作吸收层121。
需要说明的是,电极层122的材料可以根据实际情况进行确定。当电极层122的材料为透明ITO时,电极层122可以复用为液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)面板的像素电极,光电子集成基板1可以兼容LCD显示功能。当电极层122的材料为铜或者铝等金属材料时,电极层122可以复用为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)显示面板的反射阳极,在电极层122上设置有机发光层和透明阳极(图中均未示出)后,光电子集成基板1可以兼容OLED显示功能。如图2所示,当电极层122采用金属材料制作时,为了使光电子集成基板1兼容OLED显示功能,在完成吸收层121的制作后在吸收层121上制作像素界定层106,并使像素界定层106覆盖吸收层121和电极层122。后续需要在吸收层121上继续制作有机发光层和透明阳极(图中均未示出)。
如图8g所示,电极层122通过构图工艺形成,吸收层121与电极层122层叠设置,以构成光电二极管12。
在第二种具体地实施方式中,本申请实施例中在所述衬底10一侧制作电子元件11和光电二极管12,包括:
通过构图工艺在衬底10一侧依次制作第二有源层1120、第二栅极层1121和导电膜层120,导电膜层120包括第二源漏极层1122和电极层122,第二源漏极层1122、第二有源层1120以及第二栅极层1121构成第二薄膜晶体管112,电极层122位于需要制作光电二极管12的区域;
通过构图工艺在电极层122远离衬底10的一侧制作吸收层121、第一有源层1110以及第三有源层1130,第一有源层1110位于需要制作第一薄膜晶体管111的区域,第三有源层1130位于需要制作第三薄膜晶体管113的区域;
通过构图工艺在吸收层121远离衬底10的一侧制作第一栅极层1111和第三栅极层1131,第一栅极层1111位于需要制作第一薄膜晶体管111的区域,第三栅极层1131位于需要制作第三薄膜晶体管113的区域;
通过构图工艺在第一栅极层1111和第三栅极层1131远离衬底10的一侧制作第一源漏极层1112、第三源漏极层1132以及导电层105,并使导电层105分别与电极层122和第二栅极层1121电连接。
下面结合附图详细介绍该第二种实施方式制作光电子集成基板1的具体过程。
如图9a和图9b所示,首先在衬底10上制作缓冲层13,在缓冲层13上沉积多晶硅层110,并对多晶硅层110进行图案化和掺杂处理以形成第二有源层1120,然后在第二有源层1120上制作绝缘层103,并在绝缘层103上通过构图工艺形成第二栅极层1121。
如图9c所示,接着,在第二栅极层1121上制作第一层层间介质层104,并使该层间介质层104覆盖第二栅极层1121,在第一层层间介质层104上对应第二有源层1120的位置开设通孔;之后,在第一层层间介质层104上通过构图工艺形成导电膜层120,导电膜层120包括第二源漏极层1122和电极层122。第二源漏极层1122和电极层122通过先在第一层层间介质层104上沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理的方式制作,电极层122位于需要制作光电二极管12的区域。
如图9d所示,接着,通过构图工艺在电极层122远离衬底10的一侧制作吸收层121、第一有源层1110以及第三有源层1130;吸收层121与电极层122沿远离衬底10的方向层叠分布,即吸收层叠层地设置在电极层122上,第一有源层1110位于需要制作第一薄膜晶体管111的区域,第三有源层1130位于需要制作第三薄膜晶体管113的区域;吸收层121、第一有源层1110和第三有源层1130同层设置,即吸收层121、第一有源层1110和第三有源层1130通过先沉积氧化物半导体层,然后对该氧化物半导体层进行图案化处理的方式制作。
如图9e所示,接着,在吸收层121远离衬底10的一侧制作绝缘层103,并使绝缘层103覆盖第二薄膜晶体管112、吸收层121、第一有源层1110和第三有源层1130。之后通过构图工艺在绝缘层103上制作第一栅极层1111和第三栅极层1131,第一栅极层1111位于需要制作第一薄膜晶体管111的区域,第三栅极层1131位于需要制作第三薄膜晶体管113的区域;第一栅极层1111和第三栅极层1131同层设置,即第一栅极层1111和第三栅极层1131通过先在绝缘层103上沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。
如图9f所示,接着,在绝缘层103上对应第一栅极层1110和第三栅极层1130的位置开设通孔。之后,如图9g所示,在绝缘层103上制作第二层层间介质层104,并使该层间介质层104覆盖绝缘层103。然后,如图9g所示,在第二层层间介质层104上通过构图工艺制作第一源漏极层1112、第三源漏极层1132以及导电层105,并使导电层105穿过第二层层间介质层104和绝缘层103与电极层122电连接,以及使导电层105穿过第一层层间介质层104、第二层层间介质层104和绝缘层103与第二栅极层1121电连接。第一源漏极层1112、第三源漏极层1132以及导电层105同层设置,即第一源漏极层1112、第三源漏极层1132以及导电层105通过先在层间介质层104上沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理形成。
如图9h所示,接着,在第一源漏极层1112、第三源漏极层1132以及导电层105上依次制作钝化层101和平坦化层102。
进一步地,为了使光电子集成基板1能实现顶发射OLED显示功能,如图9i所示,在制作了平坦化层102后还可以在其之上继续制作反射阳极109,有机发光层(图中未示出)和透明阳极(图中未示出)。
在第三种具体地实施方式中,本申请实施例中在所述衬底10一侧制作电子元件11和光电二极管12,包括:
通过构图工艺在衬底10一侧依次制作第二有源层1120和绝缘层103;
通过构图工艺在绝缘层103远离衬底10的一侧制作第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122,电极层122位于需要制作光电二极管的区域;
通过构图工艺在电极层122远离衬底10的一侧制作吸收层121、第一有源层1110以及第三有源层1130,吸收层121与电极层122构成光电二极管12;
通过构图工艺在吸收层121远离衬底10的一侧制作第一源漏极层1112、第二源漏极层1122以及第三源漏极层1132。
下面结合附图详细介绍该第三种实施方式制作光电子集成基板1的具体过程。
如图10a所示,首先在衬底10上制作缓冲层13,在缓冲层13上沉积多晶硅后对多晶硅进行图案化和掺杂处理以形成第二有源层1120。然后,如图10b所示,在第二有源层1120上制作绝缘层103,并在绝缘层103上通过构图工艺形成第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122,电极层122位于需要制作光电二极管12的区域;第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122同层设置,即第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131和电极层122通过先在绝缘层103上沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。
如图10c所示,接着,制作层间介质层104,使层间介质层104覆盖第一栅极层1111、第二栅极层1121以及第三栅极层1131,且使电极层122不被层间介质层104覆盖或部分被层间介质层104覆盖。之后,如图10d所示,在电极层122远离衬底10的一侧制作吸收层121、第一有源层1110以及第三有源层1130,吸收层121与电极层122构成光电二极管12,吸收层121、第一有源层1110以及第三有源层1130通过先在层间介质层104上沉积氧化物半导体层,然后对该半导体层进行图案化处理后形成。
如图10e所示,接着,在吸收层121远离衬底10的一侧制作第一源漏极层1112、第二源漏极层1122以及第三源漏极层1132,并使第二源漏极层1122穿过层间介质层104与第二有源层1120连接。第一源漏极层1112、第二源漏极层1122和第三源漏极层1132通过先在层间介质层104上沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。之后,如图10f所示,在第一源漏极层1112、第二源漏极层1122和第三源漏极层1132依次覆盖钝化层101和平坦化层102。
进一步地,为了使光电子集成基板1能实现顶发射OLED显示功能,如图10g所示,在制作了平坦化层102后还可以在其之上继续制作反射阳极109,有机发光层(图中未示出)和透明阳极(图中未示出)。
在第四种具体地实施方式中,本申请实施例中在所述衬底10一侧制作电子元件11和光电二极管12,包括:
通过构图工艺在衬底10一侧制作第一有源层1110和吸收层121,第一有源层1110位于需要制作电子元件11的区域,吸收层121位于需要制作光电二极管12的区域;
通过构图工艺在吸收层121远离衬底10的一侧制作第一栅极层1111和电极层122,电极层122和吸收层121构成光电二极管12;
通过构图工艺在电极层122远离衬底10的一侧制作第一源漏极层1112和导电层105,导电层105与电极层122电连接。
下面结合附图详细介绍该第四种实施方式制作光电子集成基板1的具体过程。
如图11a所示,首先,在衬底10上制作缓冲层13,并通过构图工艺在缓冲层13上制作第一有源层1110和吸收层121,第一有源层1110位于需要制作电子元件11的区域,吸收层121位于需要制作光电二极管12的区域;第一有源层1110和吸收层121同层设置,即第一有源层1110和吸收层121通过先在缓冲层13上沉积氧化物半导体层,然后对该氧化物半导体层进行图案化处理后形成。
如图11b所示,接着,在第一有源层1110和吸收层121上制作绝缘层103,并使绝缘层103覆盖第一有源层1110。然后,如图11c所示,在绝缘层103远离衬底10的一侧制作第一栅极层1111和电极层122,电极层122和吸收层121构成光电二极管12;第一栅极层1111和电极层122通过先在绝缘层103和吸收层121上沉积金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。
如图11d所示,接着,在第一栅极层1111和电极层122上制作层间介质层104;然后,如图11e所示,在层间介质层104上制作第一源漏极层1112和导电层105,使第一源漏极层穿过层间介质层104和绝缘层103与第一有源层1110电连接,并使导电层105穿过层间介质层104与电极层122电连接。第一源漏极层1112和导电层105通过先在层间介质层104上沉积一层金属层,然后对该金属层进行图案化处理后形成。
如图11f所示,接着,在第一源漏极层1112和导电层105上依次制作钝化层101和平坦化层102,使光电子集成基板1的表面平坦化。
进一步地,为了使光电子集成基板1能实现底发射OLED显示功能,如图11g所示,在制作了平坦化层102后还可以在其之上继续制作透明阳极108,有机发光层(图中未示出)、反射阳极(图中未示出),以及像素界定层106。
应用本申请实施例,至少能够实现如下有益效果:
1、光电子集成基板1中的光电二极管12采用吸收层121和电极层122叠层设置的结构,吸收层121与电极层122电连接,吸收层121的材料包括氧化物半导体,光电二极管12用以接收光信号并将光信号转化为电信号,光电二极管12的电极层122与电子元件11电连接,电子元件11用以接收和传输光电二极管12所转化的电信号。氧化物半导体材料具有较宽的带隙,其主要吸收波长较短的光,由于光通信信号通常采用波长较短的蓝光,因此能确保光电二极管12对光通信信号有良好的吸收,同时也避免了光电二极管12吸收环境光中波长较长的光,减小了环境光对于光通信信号的干扰,从而减小了光电子集成基板1的噪声,提高了信噪比。
2、和非晶硅PIN光电二极管12中采用多个半导体层叠层设置形成光吸收层121的方式相比,本申请实施例中的光电二极管12中只用一层氧化物即可作为吸收层121,其厚度更薄,因此可以减小光电子集成基板1的厚度。通过使光电二极管12的吸收层121和薄膜晶体管中的有源层同层制作,还可以简化光电子集成基板1的结构和制作工艺。
3、光电子集成基板1中,用以接收和传输光电二极管12所转化电信号的第一薄膜晶体管111的有源层材料采用氧化物,可以降低第一薄膜晶体管111中的漏电流,提高光电二极管12的信噪比,改善通信质量。
4、在光电子集成基板1中设置用以放大信号的第二薄膜晶体管112后,通过将光电二极管12和第二薄膜晶体管112的第二栅极层1121连接,然后将第二栅极层1121连接至第一薄膜晶体管111,即使光电二极管12所转化的电信号强度较弱,第二薄膜晶体管112也可以将其转化为较大的电流值传输至第一薄膜晶体管111,第二薄膜晶体管112可以起到信号放大器件的作用,避免了当光通信信号的强度较弱时,光电二极管12将光信号转化生成的电信号也较弱,保证了信号传输的可靠性和通讯质量。
5、当第二薄膜晶体管112的第二有源层1120的材料采用多晶硅时,可以进一步地提高第二薄膜晶体管112对信号的放大倍率,由此提高通讯质量。
6、在光电子集成基板1中设置第三薄膜晶体管113后,第三薄膜晶体管113的第三源漏极层1132电连接于第二薄膜晶体管112的第二栅极层1121和光电二极管12的电极层122之间。在光电子集成基板1读取了一次光信号后,导通第三薄膜晶体管113,使第二栅极层1121上的电位重置复位为第三薄膜晶体管113的阈值电压,然后关闭第三薄膜晶体管113,以准备下一次的光信号接收和读取。设置第三薄膜晶体管113后,在每次读取光信号后都能重置第二栅极层1121上的电压,使下一次接收光信号入射时光电子集成基板1能正常读取光信号,避免了信号读取异常。
7、通过将光电二极管12的吸收层121与第三薄膜晶体管113的第三有源层1130同层设置,并使第一薄膜晶体管111中的第一栅极层1111、第一有源层1110和第一源漏极层1112沿远离衬底10的方向依次分布,使第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131以及电极层122同层设置,使第一源漏极层1112、第二源漏极层1122以及第三源漏极层1132同层设置,第一薄膜晶体管111和第三薄膜晶体管113中的栅极层可以遮挡有源层,避免有源层受到背光源照射后发生失效,提高了薄膜晶体管的可靠性;第一栅极层1111、第二栅极层1121、第三栅极层1131和电极层122可以通过一道光刻掩膜版形成,简化了工艺,降低了制作成本,光电子集成基板1的结构也较为简单。
8、在本申请实施例中的光电子集成基板1中,通过使电极层122复用为像素电极层122或者反射阳极109,或者在平坦化层102上继续制作反射阳极109、有机发光层、透明阳极108,能够实现与LCD或者OLED显示基板的集成。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (15)
1.一种光电子集成基板,其特征在于,包括:
衬底;
电子元件,位于所述衬底一侧;
光电二极管,位于所述衬底一侧,所述光电二极管包括层叠设置的吸收层和电极层,所述吸收层和所述电极层连接,所述吸收层的材料包括氧化物半导体,所述电极层与所述电子元件电连接。
2.根据权利要求1所述的光电子集成基板,其特征在于,所述电子元件包括第一薄膜晶体管,所述第一薄膜晶体管包括第一源漏极层和第一有源层,所述电极层与所述第一源漏极层电连接,所述第一有源层的材料包括氧化物半导体。
3.根据权利要求2所述的光电子集成基板,其特征在于,所述电极层位于所述衬底的一侧,所述吸收层位于所述电极层远离衬底的一侧;或者,
所述吸收层位于所述衬底的一侧,所述电极层位于所述吸收层远离衬底的一侧,所述第一有源层和所述吸收层同层设置。
4.根据权利要求3所述的光电子集成基板,其特征在于,所述第一有源层位于所述衬底的一侧,所述第一源漏极层位于所述第一有源层远离所述衬底的一侧;
所述光电子集成基板还包括位于所述第一源漏极层远离所述衬底一侧叠层设置的钝化层和平坦化层,所述电极层和所述吸收层依次分布于所述平坦化层远离所述衬底的一侧,所述电极层穿过所述钝化层和所述平坦化层与所述第一源漏极层电连接。
5.根据权利要求3所述的光电子集成基板,其特征在于,所述电子元件还包括第二薄膜晶体管,所述第二薄膜晶体管包括第二有源层、第二栅极层和第二源漏极层,所述第二栅极层与所述电极层电连接,所述第二源漏极层与所述第一源漏极层电连接。
6.根据权利要求5所述的光电子集成基板,其特征在于,所述电子元件还包括第三薄膜晶体管,所述第三薄膜晶体管包括第三有源层和第三源漏极层,所述吸收层与所述第三有源层同层设置;
所述光电集成基板还包括依次位于所述吸收层远离所述衬底一侧的绝缘层、层间介质层和导电层,所述导电层与所述第三源漏极层同层设置且电连接,所述导电层穿过所述绝缘层和所述层间介质层与所述电极层电连接,所述导电层穿过所述绝缘层和所述层间介质层与所述第二栅极层电连接。
7.根据权利要求6所述的光电子集成基板,其特征在于,所述导电层的材料包括金属,所述导电层在所述衬底上的正投影与所述吸收层在所述衬底上的正投影部分重叠。
8.根据权利要求5所述的光电子集成基板,其特征在于,所述电子元件还包括第三薄膜晶体管,所述第三薄膜晶体管包括第三栅极层、第三有源层和第三源漏极层,所述吸收层与所述第三有源层同层设置;
所述第一薄膜晶体管还包括第一栅极层,所述第一栅极层位于所述衬底的一侧,所述第一有源层位于所述第一栅极层远离所述衬底的一侧,所述第一源漏极层位于所述第一有源层远离所述衬底的一侧;
所述第一栅极层、所述第二栅极层、所述第三栅极层以及所述电极层同层设置,所述第一源漏极层、所述第二源漏极层以及所述第三源漏极层同层设置。
9.根据权利要求5至8中任意一项所述的光电子集成基板,其特征在于,所述第二有源层的材料包括多晶硅,所述第三有源层的材料包括氧化物半导体。
10.一种光电子集成电路,其特征在于,包括如权利要求1至9任意一项所述的光电子集成基板。
11.一种光电子集成基板的制作方法,其特征在于,包括:
提供一衬底;
在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管;其中,所述光电二极管包括层叠设置的吸收层和电极层,所述吸收层和所述电极层连接,所述吸收层的材料包括金属氧化物,所述电极层与所述电子元件电连接。
12.根据权利要求11所述的制作方法,其特征在于,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧依次制作第一有源层、第一栅极层和第一源漏极层,以形成第一薄膜晶体管;
在所述第一源漏极层远离所述衬底的一侧依次制作钝化层和平坦化层;
在所述平坦化层远离所述衬底的一侧制作电极层,并使所述电极层穿过所述平坦化层以及所述钝化层与所述第一源漏极层电连接;
在所述电极层远离所述衬底的一侧制作吸收层。
13.根据权利要求11所述的制作方法,其特征在于,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧依次制作第二有源层、第二栅极层和导电膜层,所述导电膜层包括第二源漏极层和电极层,所述第二源漏极层、所述第二有源层以及所述第二栅极层构成第二薄膜晶体管,所述电极层位于需要制作所述光电二极管的区域;
通过构图工艺在所述电极层远离所述衬底的一侧制作吸收层、第一有源层以及第三有源层,所述第一有源层位于需要制作第一薄膜晶体管的区域,所述第三有源层位于需要制作第三薄膜晶体管的区域;
通过构图工艺在所述吸收层远离所述衬底的一侧制作第一栅极层和第三栅极层,所述第一栅极层位于需要制作第一薄膜晶体管的区域,所述第三栅极层位于需要制作第三薄膜晶体管的区域;
通过构图工艺在所述第一栅极层和所述第三栅极层远离所述衬底的一侧制作第一源漏极层、第三源漏极层以及导电层,并使所述导电层分别与所述电极层和所述第二栅极层电连接。
14.根据权利要求11所述的制作方法,其特征在于,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧依次制作第二有源层和绝缘层;
通过构图工艺在所述绝缘层远离所述衬底的一侧制作第一栅极层、第二栅极层、第三栅极层以及电极层,所述电极层位于需要制作所述光电二极管的区域;
通过构图工艺在所述电极层远离所述衬底的一侧制作吸收层、第一有源层以及第三有源层,所述吸收层与所述电极层构成所述光电二极管;
通过构图工艺在所述吸收层远离所述衬底的一侧制作第一源漏极层、第二源漏极层以及第三源漏极层。
15.根据权利要求11所述的制作方法,其特征在于,所述在所述衬底一侧制作电子元件和光电二极管,包括:
通过构图工艺在所述衬底一侧制作第一有源层和吸收层,所述第一有源层位于需要制作所述电子元件的区域,所述吸收层位于需要制作所述光电二极管的区域;
通过构图工艺在所述吸收层远离所述衬底的一侧制作第一栅极层和电极层,所述电极层和所述吸收层构成所述光电二极管;
通过构图工艺在所述电极层远离所述衬底的一侧制作第一源漏极层和导电层,所述导电层与所述电极层电连接。
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Cited By (1)
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CN117218991A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-12 | 中山大学 | 基于发光探测一体化器件的屏幕及其控制方法和系统 |
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- 2021-08-27 CN CN202110997577.4A patent/CN115732498A/zh active Pending
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