TWI329933B - Photo-detecting device - Google Patents

Description

1329933 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光感測元件，特別是有關於一種能 夠降低光感測元件之暗電流，並增加其光靈敏度的光感測元 件0 【先前技術】 現今各種消費性電子產品，無論是電腦的液晶顯示器、 液晶電視、電漿電視或是手機、個人數位助理(PDA)、數位 相機及掌上遊戲機的顯示螢幕，乃至於自動提款機(ATM)的 觸控營幕’皆廣泛運用平面顯示器的技術。因此，大幅提升 了消費者對於平面顯示器晝面的色彩及亮度敏銳度的要求。 基於上述之需求，現今的顯示器，大多組裝了可感應外 部光線之光感測元件，使平面顯示器於外在環境光線變化 -時’可適當變化晝©的亮度與色彩，讓消費者無論在何種情 況下，均可獲得更佳的視覺效果。 請參閱第-圖，是習知光感測元件之結構剖面圖。如圖 中所示’習知的-光感測元件1〇，是在玻璃材質所組成之一 絕緣基板π上’設置有—簡層（buffer layer)i2，缓衝 層12上’具有由多祕所組成之—半導體層i3，包括二極 性相反之第一摻雜區13a與第二摻雜區咖以及位於二者之 6 間的一本徵區13C。 於半導體層13上，依序堆疊一絕緣層14及一間介電層 15 °其中，絕緣層14直接覆蓋於半導體層13之上，其材質 通常為氮化矽，絕緣層14之厚度，一般為1000埃左右；絕 緣層14上形成該間介電層15，依序包括一氧化矽層15a及 一IU匕矽層15b，其中氧化矽層15a之厚度為3000埃，而氮 化矽層15b之厚度則為1〇〇〇埃。 最後，形成二電極16a及16b，穿過間介電層15及絕緣 層14 ’分別連接至半導體層13之第一摻雜區13a與第二摻 雜區13b 請參閱第二圖，為根據上述習知之光感測元件之製作技 術及結構，經測試後所得之光電流及暗電流(darkcurrent) 特性曲線圖，其中，光感測元件之本徵區之寬度及長度分別 為5微米（#m)為實驗條件。粗實線…為暗電流變化曲線， 為給予不同之逆向偏壓下’光感測元件1〇之暗電流的大小， 細實線B1則為光電流的變化曲線；衡量光感測元件之光 靈敏度的对，即是在相同之逆向下，光電流除以暗電 流，所得值之大小，所得值越大表示對光之靈敏度越高。如 圖中所示，若提供-逆向偏壓之麟值為5V時，經測試得 知’習知的光感測元件10，計算所得之光靈敏度僅為48〇。 針對現今消費者對於平面顯示器晝面之色彩細織度及 亮度敏銳度之的高度要求，以f知光制元件做為檢測外部 環境之光線明暗變化之控制元件，來調整平面顯示器晝面亮 度及色彩變化，實已不足以因應消費者日益嚴格之需求，有 必要提出一種有較佳的光靈敏度之新的光感測元件，以符合 事場所需。 【發明内容】 本發明之一目的，在於提供一種光感測元件，特別是一 種可降低光細元件之暗電流，增加其光靈敏度之光感測元 件。 本發明之另一目的，是提供一種具有較佳之光靈敏度之 光感測7L件，應用於顯示器上，提升顯示器對環境光線明暗 變化之敏感程度，以增加顯示器畫面之色彩的細緻度及亮度 的敏銳度。 本發明揭示一種光感測元件，包括一基板、一半導體 層、一第一間介電層、一第二間介電層以及二電極。其中， 該半導體層，設置於基板上，包括一第一摻雜區、一第二摻 雜區及位於第一摻雜區與第二摻雜區之間的本徵區❶ 而第一間介電層，覆蓋於該半導體層上，其中包含有一 第一氧化物層以及一第一氮化物層；第二間介電層，則形成 在第一間介電層上，其中包含一第二氧化物層以及一第二氮 化物層。 二電極，設置於.第二間介電層上，並分別連接於該半導 1329933 體層之該第一摻雜區及該第二摻雜區。 本發明另揭示一種形成光感測元件的方法，該方法勹人 提供一基板；形成一半導體層於基板之上，使半導體層 -第-捧雜區一第二摻雜區以及-位於第—摻雜區^第二 摻雜區之間之一本徵區。 ' 一 形成一第一間介電層覆蓋於半導體層上，且其包括一第 -氧化物層以及-第-氮化物層；形成—第二間介電層於第 -間介電層上，且其包括—第二氧化物層以及—第二氣化物 層。 形成二開口分別穿越第一間介電層及第二間介電層，以 曝露出半導體層至少—部份之第一摻雜區及至少—部份之 第二摻雜區；形成二電極於第二間介電層上，並透過二開 口’分別連接至少-部份之第一摻雜區及至少—部份之第二 摻雜區。 — 關於本發a月之優點與精神，可藉由以下的發明詳述及所 附圖式得到進-步的了解，誠所晒式，僅供參考與說 明，非以對本發明加以限制。 【實施方式】 本發月在於提供—種域測元件，翻是—種可降低光 感測70件暗概’增加其光靈敏度之光_元件。並以其應 用於顯示器上’ ^升顯*器對環境光線明暗變化之敏感程 9 1329933 度’以增加平面顯示器晝面之色彩的細緻度及亮度的敏銳 度。 兹配合圖示將本發明較佳實施例詳細說明如下。請參閱 第二圖，其為本發明一種光感測元件第一實施例之結構剖面 圖。本實施例之一光感測元件300設置於一基板310上，其 包含一半導體層330、-第二間介電層340、-第二間介電 層350以及二電極36卜362。其中，半導體層33〇形成於基 板31〇上，且該半導體層330包含一第一摻雜區331、一第 二摻雜區332及-位於該第—摻雜區331及該第二捧雜區 332之間的本徵區333。 基板310之材質包含一透明材料(如：玻璃、石英、或 其它材料、或上述之組合）、一不透光材料(如：陶—充、石夕片、 或其它材料、或上述之組合）、—可撓性材質（如··聚稀類、 聚疏類、轉類、聚_、橡膠、_性聚合物、熱固性聚 合物、聚芳香烴類、聚甲基丙酿酸甲醋類、聚碳酸醋類、或 莫它、或上述之触物、或上述之組合）。本發明之實施例 是以玻璃為實施範例，但不限於此。 半導體層之材質包含切之單晶轉、切之微晶 材料、姆之多晶材料、含石夕之非晶㈣、或上述之組合。 其中，第一推雜區331及第二摻_咖可同時形成或依序 形成，且第-摻雜及第二摻雜區咖之極性實質上相 同或實質上不同，而第-摻雜區331及第二摻雜區微之至 10 少-者’其掺雜子包含N型、P型、或上述之組合。本發明 之實施例是以第一摻雜區331及該第二摻雜區332之極性， 實質上不相同為實施範例，但不限於此。 第-間介電層340形成於半導體層33()上。第一間介電 層340包含一第一氧化物層341及一第一氣化物層⑽，在 本實施例中，為了降低後續製程所產之缺陷，因此，第一氧 化物層341及第一氮化物層342之堆疊方式，較佳地，以第 一氧化物層341形成於半導體層33〇上，然後，形成第一氮 化物層342於該第一氧化物層341上，但不限於此，亦可選 擇性地第一氧化物層341形成於第一氮化物層342上。 第一間介電層350形成於第一間介電層34Q上。該第二 間介電層35G包含-第二氧化物層351及一第二氮化物層 352，在本實施例中，為了降低後續製程所產之缺陷，因此， 第二氧化物層351及第二氮化物層352堆疊方式，較佳地， 以第二氧化物層351形成於第一氮化物層342上，然後，形 成第二氮化物層352於第二氧化物層351上，但不限於此， 亦可選擇性地第二氧化物層351形成於第二氮化物層352 上。其中，第一氧化物層341及第二氧化物層351 ,至少其 中之一者的材質，包含無機材料、有機材料、或上述材料之 組合。無機材料包含石夕之氧化物（如：由矽曱烧所形成的二 氧化矽、由四乙烷基氧矽曱烷所形成的二氧化矽）、含矽之 氮氧化物、或其它材料、或上述之組合。有機材料包括含石夕、 11 碳及氫之氧化物、含梦、碳及氫之氮氧化物、或其它材料、 或上述之組合。 於本實施例中，較佳地，以由四乙烷基氧矽甲烷所形成 的二氧化矽，且厚度約500埃及以厚度約3000埃之二氧化 矽來當作第一氧化物層341及以厚度約500埃及以厚度約 3000埃之二氧化矽來當作第二氧化物層351為實施範例，但 不限於此實施例所述之材料及厚度。 而第一氮化物層342及第二氮化物層352之至少一者之 材質，包含無機材料、有機材料、或上述之組合。無機材料 包含梦之氮化物(如：氮化矽）、含石夕之氮氧化物、或其它材 料、或上述之組合。有機材料包括含梦、碳及氫之氮化物、 含矽、碳及氫之氮氧化物、或其它材料、或上述之組合。在 本實施例中，舉例而言，以厚度約200埃至5〇〇埃之氮化矽 來當作第一氮化物層342及以厚度約500埃至3000埃之氮 化石夕來當作第二氮化物層352為實施範例，但不限於此實施 例之材料及厚度。較佳地，第一氮化物層342為厚度約2〇〇 埃之氮化矽。第二氮化物層352為厚度約1〇〇〇埃且富含氫 之氮化矽’其化合物簡式為SiNx，X約等於1 33。此外，第 一氮化物層342之沈積速率可選擇性地實質上低於第二氮化 物層352之沈積速率。也就是說，第一氮化物層342之材質 實質上比第二氮化物層352之材質較為緻密。 二電極361、362形成於第二間介電層35〇上，較佳地， 12 1329933 可選擇性地形成於第二氮化物層352上，並且經由第一間介 電層340及第二間介電層350所具有之孔洞（未標註)連接於 半導體層330中之第一摻雜區331及第二摻雜區332。 另外，在本實施例中，為了降低光感測元件300與基板 310之親合性，較佳地’一緩衝層320先形成於基板310上， 也就是’緩衝層320位於基板310及半導體層330之間，但 不限於此。 第四A圖至第四E圖，其為本發明之第一實施例之製程 的結構剖面圖。 請參閱第四A圖所示，本發明之光感測元件結構，形成 於基板(例如：玻璃、或其它之材質）31〇之上。在基板31〇 上形成半導體層330，之後，再以離子植入法或其它方法於 半導體層330内，同時形成或依序形成第一摻雜區331、第 二摻雜區332以及位於第一掺雜區331與第二摻雜區332之 間的本徵區333。較佳地，在半導體層330之表面，利用氫

·* «S 氣、重風、含氣之氣體(如：一氧化氮、二氧化氮、或其它 氣體）、其它處理半導體表面之氣體(如：氧氣、氬氣、氦氣、 氖氣、氪氣、氙氣、氡氣、或其它氣想）、或上述之組合， 施行一氣體處理之程序，以修補半導體層330表面上之垂懸 鍵(dangling bond)為完整鍵結，以增加半導體層之電壓忍 受能力。其中，第一摻雜區331及第二摻雜區332之至少一 者’其摻雜子包含N.型、P型、或上述之組合^而本發明之 1329933 實施例是以第一摻雜區331及該第二摻雜區332之極性，實 質上不相同為實施範例，但不限於此，亦可相同。半導體層 3卯之材質包括含矽之單晶材料、含石夕之微晶材料、含矽之 多晶材料、含石夕之非晶材料、或上述之組合。。 另外，在本實施例之製程中，為了降低光感測元件3〇〇 與基板310之親合性，較佳地，先形成一緩衝層32〇於基板 310上為實施範例。也就是說，緩衝層32〇位於基板31〇及 半導體層330之間為實施範例，但不限於此。 請參閱第四B圖所示，形成第一間介電層34〇覆蓋於半 導體層330上》第一間介電層340包括第一氧化物層341及 第一氮化物層342 ;在本實施例中，為了降低後續製程所產 之缺陷，因此，第一氧化物層341及第一氮化物層342之堆 疊方式，較佳地，以第一氧化物層341形成於半導體層330 上，然後，形成第一氮化物層342於該第一氧化物層341上， 但不限於此，亦可選擇性地第一氧化物層341形成於第一氮 4匕物層342上。 請參閱第四C圖所示，在第一間介電層340上，繼而形 成第一間介電層350。第二間介電層350包括第二氧化物層 351及第二氮化物層352，在本實施例中，為了降低後續製 程所產之缺陷’因此，第二氧化物層351及第二氮化物層352 堆疊方式’較佳地’以第二氧化物層351形成於第一氮化物 層342上’然後’形成第二氮化物層352於第二氧化物層351 14 1329933 上’但不限於此，亦可選擇性地第二氧化物層351形成於第 二氮化物層352上。其中，第一氧化物層341及第二氧化物 層351 ’至少其中之一者的材質，包含無機材料、有機材料、 或上述之組合。無機材料包含石夕之氧化物（如：由矽甲烷所 形成的二氧化矽、由四乙烷基氧矽曱烷所形成的二氧化 石夕）、含石夕之氮氧化物、或其它材料、或上述之組合。有機 材料包括含發、碳及氫之氧化物、含梦、碳及氫之氮氧化物、 或其它材料、或上述之組合。 於本實施例中，較佳地，以由四乙烷基氧矽曱烷所形成 的二氧化發，且厚度約5〇〇埃及以厚度約3〇〇〇埃之二氧化 梦來當作第一氧化物層341及以厚度約500埃及以厚度約 3000埃之二氧化矽來當作第二氧化物層351為實施範例但 不限於此實施例之之材料及厚度。 而第一氮化物層342及第二氮化物層352之至少一者之 材質，包含無機材料、有機材料、或上述之組合。無機材料 包含梦之氮化物(如：氮化矽）、含矽之氮氧化物、或其它材 料、或上述之組合。有機材料包括含矽、碳及氫之氮化物、 含碎、碳及氫之氮氧化物、或其它材料、或上述之組合。在 本實施例中，舉例而言，分別以厚度約2〇〇埃至5〇〇埃之氮 化矽來當作第一氮化物層342及以厚度約5〇〇埃至3〇〇〇埃 之氮化矽來當作第二氮化物層352為實施範例，但不限於此 實施例之材料及厚度。較佳地，第一氮化物層342為厚度約 15 2〇〇埃之氮化碎。第二氮化物層352為厚度約1000埃且富含 氫之氮化矽，其化合物簡式為SiNx，X約等於1· 33。此外， 第一氮化物層342之沈積速率可選擇性地實質上低於第二氡 化物層352之沈積速率。也就是說，第一氮化物層342之材 質實質上比第二氮化物層352之材質較為敏密。 請參閱第四D圖所示，形成第二間介電層35〇之後，再 形成二開口 371、372，並使二開口 371、372可穿越第一間 介電層340以及第二間介電層350，到達半導體層330之第 一摻雜區331與第二摻雜區332處，以暴露出半導體層33〇 一部分之第一摻雜區331與一部分之第二摻雜區332。 最後，請參閱第四E圖所示，形成二電極361、362於 第二間介電層350上，較佳地，可選擇性地形成於第二氮化 物層352上，並且經由第一間介電層34〇及第二間介電層35〇 所具有之孔洞371、372連接於半導體層330中之第一摻雜 區331及第二摻雜區332。 · 請參閱第五圖’為本發明上述光感測元件300，經測試 後所得之光電流與暗電流(dark current)特性曲線圖，其 中’光感測元件之本徵區之寬度及長度分別為5微米（私m)。 粗虛線A1及細實線B1為習知技術製作之光感測元件1〇之 暗電流變化曲線與其光電流變化曲線；粗實線A2與細虛線 B2則為本發明上述結構之光感測元件300於相同逆向偏壓 變化下之暗電流與光電流大小變化之曲線，其中，光感測元 件之本徵區之寬度及長度分別為5微米（ym)為實驗條件。 如圖所示，可明顯得知，若提供一逆向偏壓之絕對值約 為5V時，本發明之光感測元件3〇〇的暗電流值A2較習知技 術製作之光感測元件10的暗電流值Ai下降約為ipA ,且本 發明之光感測元件300的光電流值B2亦較習知技術製作之 光感測元件10的光電流值B1增加。因此，在相同逆向偏壓 之絕對值(如5V)下，本發明之光感測元件3〇〇的光靈敏度 (光電流值/暗電流值），計算得知為3558，增加之程度為原 有習知技術製作之光感測元件的光靈敏度48〇的7· 4倍 左右。因此，可明白的知道本發明之光感測元件3〇〇之結構 透過降低暗電流的方式，已大幅提升其光靈敏度。 請參閱第六圖、第七圖及第八圖之實施例，均為本發明 上述光感測元件應用於一顯示面板5〇〇上之示意圖。請參閱 第六圖之第一實施例，如圖所示，一顯示面板5〇〇 ,具有一 顯示區501及相鄰且環繞於該顯示區5〇1之一非顯示區 502。顯示面板500更包括至少一驅動電路510、一發光源 530、一光感測區域540以及設置於顯示區内的複數個畫素 550 ;本發明上述之光感測區域54〇的設置處，可為顯示面 板500之顯示區501及非顯示區502其中至少之一者上。 驅動電路510電性連接於上述複數個晝素55〇以及上述 之光感測區域540内之至少一光感測元件（圖未示）。 如第六圖所示，驅動電路510電性連接於發光源53()以 1329933 及顯示區501之複數個晝素550，以顯示出影像及色彩於顯 示面板500之顯示區501内，而光感測區域540設於非顯示 區502中之至少一處，而本實施例是鄰近於顯示面板50〇的 角落處’但不限於此，而光感測區域54〇包括本發明之實施 例所述之至少一光感測元件（圖未示），電性連接於驅動電 路510。因此，光感測區域540之光感測元件所傳遞之訊號 可選擇性地協助顯苹面板顯示較佳之畫面。發光源53〇包含 點光源(如：無機發光二極體、有機發光二極體、或上述之 組合）、螢光燈管（如：冷陰極螢光燈管、熱陰極螢光燈管、 外部電極螢光燈管、平面螢光燈管、或其它、或上述之組 合）、表面發射光源(如：奈米碳管發光源、電漿發光源、或 其它、或上述之組合）。再者，本發明之驅動電路51〇可選 擇性地包括一訊號驅動電路511、一光源驅動電路5丨2、電 源長:供電路、訊號處理電路、或其它功能電路、或上述二者 之組合。 晴參閱第七圖’為本發明之實施例所述之光感測區域 540的設置處之第二實施例，是以光感測區域54〇設置於非 顯示區502上’鄰環繞於顯示區5〇1為實施範例。光感測區 域540鄰近於顯不區501之一侧邊至鄰近於顯示面板5〇〇邊 緣之另-側邊之寬度’較佳地，實f上寬度為Q. 4毫米，但 不限於此。本實施例之光感測區域54〇之光感測元件所傳遞 之訊號可選雜地協賴示面_示較佳之晝面^發光源 530包含點光源(如：無機發光二極體、有機發光二極體、或 上述之組合）、螢光燈管（如：冷陰極螢光燈管、熱陰極螢光 燈管、外部電極螢光燈管、平面螢光燈管、或其它、或上述 之組合）、表面發射光源(如：奈米碳管發光源、電漿發光源、 或其它、或上述之組合）^再者，本發明之驅動電路5丨〇可 選擇性地包括一訊號驅動電路511、一光源驅動電路512、 電源知:供電路、訊號處理電路、或其它功能電路、或上述之 組合。亦可如第八圖，為光感測區域54〇的設置處之第三實 施例’是以光感測區域540設置於顯示區5〇1内之至少一部 份或全部之晝素550中為實施範例。上述之光感測區域54〇 的設置處，僅為本發明之較佳實施例而已，非限定光感測區 域540於顯示面板5〇〇上之其他設置位置以及非限定光感測 區域540設置於非顯示區或顯示區上，亦可選擇性地依設計 所需設置於非顯示區及顯示區之至少一者上及其它位置上。 依上述顯示裝置之實施例得知藉由光感測區域540内之 光感測元件（圖未示）對外界環境光線及明暗之變化，經由一 感測電路（圖未示）傳遞訊號至上述實施例中所述之驅動電 路510’使其可選擇性地協助及/或調整顯示區5〇1内複數個 晝素550的色彩的細緻度及亮度的敏銳程度，讓顯示面板 500得以提供最佳化的影像品質。 請參閱第九圖’為本發明之光感測區域54〇與一感測電 路560電性連接之第·一'實施例電路圖。如圖所示，感測電路 19 1329933 560，連接於光感測區域中540之光感測元件541之二電極 其中之一者’且感測電路560包括有一第一訊號源561、一 第二訊號源562及一第一電壓源563，較佳地，第一訊號源 561與第二訊號源562之訊號，實質上不相同。而光感測元 件541之二電極其中之另一者可選擇性地連接於另一電壓源 (未標示），並與第一電壓源563實質上不相同。 此外’可選擇性地使用一放大器570以及一第一電晶體 580，其中，放大器570具有二輸入端，分別連接至光感測 區域540中之光感測元件541之二電極其中之一者及一參考 電位源571與一輸出端連接至驅動電路（圖未示）；第一電 晶體580,具有一源極/汲極連接至放大器570之二輸入端其 中之一者，另一没極/源極連接至驅動電路（圖未示）及一 閘極連接至一重置訊號源581。 對於本實施例所述之感測電路56〇，舉例而言，包含一 第二電晶體564以及一第三電晶體565 ;其中，第二電晶體 564 ’具有一源極/汲極連接光感測區域54〇中之光感測元件 541之二電極其中之一者，一閘極連接至第一訊號源561及 另一汲極/源極，則連接至第一電壓源563 ;第三電晶體565 則具有一源極/汲極連接至放大器570之二輸入端其中之一 者，另一源極/汲極則連接於光感測區域54〇中之光感測元 件541二電極其中之一者以及一閘極連接至第二訊號源 562。再者，本實施例所述之電晶體，是以卜访卯的電晶體 20 1329933 具有一閘極連接於第二選擇線621、一源極/〉及極連接於光感 測區域540中之光感測元件541之該二電極其中之一者及另 一源極△及極連接於放大器640，但不限於此，亦可使用一電 晶體電性連接於一選擇線來運作、或是三個以上之電晶體連 接至少二條之選拜線。其中，電晶體具有一閘極連接於該選 擇線' 一源極/沒極連接於該光感測區域中之該光感測元件 之該二電極其中之一者及另一源極/汲極連接於該放大器 640。再者，本實施例所述之電晶體，是以N_type的電晶體 為實施範例，亦可選擇性地使用p—type的電晶體、或上述 型態電晶體之組合。 除上述顯示面板之實施例外’其他光/電檢測器上之運 闻，例如太陽能電池、電荷耦合元件CCD(Charge c〇upled

Device)、觸控功能等亦可為本發明之一種光感測元件的應 用範圍或疋顯示面板包含上述之光/電檢測器上之運用之至 少一者功能。再者，依顯示面板之二相對之基板所夾置之具 者介電係數之層來分冑’顯示面板，包含液晶顯示面板、有 機電激發光顯示面板，或上述之組合。再者，顯示面板可運 用於可攜式產品（如手機、攝影機、照相機、筆記型電 腦、遊戲機，手錶、音樂播放器、電子信件收發器、電 子相片、地圖導航器或類似之產品）、影音產品（如影 音放映器或類似之產品）、螢幕、電視、室内及/或室外 看板、引導裝置、投影機内之面板等。 22 1329933 綜上所述，當知本案之發明已具有產業利用性、新穎性 及進步性，符合發明專利要件。惟以上所述者，僅為本發明 之較佳實麵而已’並非絲限定本發明實獻範圍。及凡 本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專 利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 眷 第一圖 習知光感測元件之結構剖面圖 第二圖 習知光感測元件之光電流及暗電流特 性曲線圖 - 第三圖 本發明光感測元件第一實施例結構剖 面圖 第四A圖〜第四E圖 本發明光感測元件之第一實施例製程 的結構剖面圖 - 第五圖 本發明光感測元件光電流與暗電流特 • 第六圓 性曲線圖 顯示面板上之光感測區域所在位置之 第一實施例之示意圖 第七圖 顯示面板上之光感測區域所在位置之 第二實施例之示意圖 第八圖 顯示面板上之光感測區域所在位置之 第三實施例之示意圖 第九圖 顯示面板之光感測區域與感測電路連 接之第一實施例電路圖 23 1329933 第十圖 顯不面板之光感測區域與感測電路連 接之第二實施例電路圖

【主要元件符號說明】 10 光感測元件 11 絕緣基板 12 緩衝層 13 半導體層 13a 第一摻雜區 13b 第二摻雜區 13c 本徵區 14 絕緣層 15 間介電層 15a 氧化物層 15b 氮化物層 300 光感測元件 310 基板 320 緩衝層 330 半導體層 331 第一摻雜區 332 第二摻雜區 333 本徵區 340 第二間介電層 341 第一氧化物層 342 第一氮化物層 24 1329933 350 351 352 361 371 500 501 502 510 362 372 IX οώ nu li 1i OA- oo 4- ro nu 11 nu 1i nu 1 1 3 4 4 5 6 6 6 6 6 6 7 7 8 8 1 55555555555555556 第二間介電層 第二氧化物層 第二氮化物層 電極 開口 顯示面板 顯不區 非顯示區 驅動電路 訊號驅動電路 光源驅動電路 發光源 光感測區域 光感測元件 晝素 感測電路 第一訊號源 第二訊號源 第一電壓源 第二電晶體 第二電晶體 放大器 參考電位源 第一電晶體 重置訊號源 感測t路 25 1329933 611 第二電晶體 612 第三電晶體 620 第一選擇線 621 第二選擇線 630 第一電壓源 640 放大器 650 第一電晶體 690 電容 660 掃描線 670 共用電極線 680 資料線 26

Claims (1)

1329933

十、申請專利範圍： 1. 一種光感測元件，包括： 一基板； 一半導體層，設置於該基板上，包括—第一摻雜區、一 第一掺雜區以及一位於該第一摻雜區與該第二摻雜區 之間之本徵區； 一第一間介電層，形成於該半導體層上，包括一第一氧 化物層以及一第一氮化物層； 一第二間介電層，形成於該第一間介電層上，包括一第 二氧化物層以及一第二氮化物層；以及 二電極，設置於該第二間介電層上’且分別連接於該第 一摻雜區及該第二摻雜區。 2. 如申請專利範圍第1項所述之光感測元件，更包含—缓 衝層，設置於該基板上。 3. 如申請專利範圍第1項所述之光感測元件，其中，該第 一氧化物層之厚度約為5〇〇埃。 4. 如申請專利範圍第i項所述之光感測元件，其中，該第 一鼠化物層之厚度約介於2〇〇埃至5〇〇埃之間。 5·如申請專利範圍第！項所述之光感測元件，其中，該# 二氧化物層之厚度約為3000埃。 5 » 6.如申請專利範圍第1項所述之光感測元件，其中，該从 二氛化物層之厚度約介於5〇〇埃至3〇〇〇埃之間。一第 27 1329933 1?年V·月而f正替换頁 7. 如申凊專利範圍第1項所述之光感測元件，其中，該第 一摻雜區之極性不同於該第二摻雜區之極性。 8. —種形成光感測元件方法，其步驟包括： 提供一基板； 形成一半導體層於該基板上，該半導體層具有一第一摻 雜區、一第二摻雜區以及一位於該第一摻雜區與該第 二摻雜區之間之本徵區； 形成一第一間介電層於該半導體層上，且其包括一第一 氧化物層以及一第一氮化物層； ，且其包括一 形成一第二間介電層於該第—間介電層上 第二氧化物層以及一第二氮化物層； 形成二開口分別穿越該第一間介電層及該第二間介電 層，以曝露出至少一部份之該第—摻雜區及至少一部 份之該第二摻雜區；以及 形成二電極於該第二間介電層上，並透過該二開口，分 別連接至少一部份之該第一摻雜區及至少—部份之該 弟-擦雜區。 9.如申請專利範圍第8項所狀方法，更包含形成一缓衝層 於該基板上。 10·如申請專利細第8辆叙方法，更包含施行一氣體 處理程序以處理該半導體層之表面。 11.如申請專利細f 8項所述之域測元件，其中，該第 28 13299.33 年★月〖r日修正替换頁 -摻雜區之雛相反於該第二摻雜 12. -種顯福板’具有—顯示區及—轉於鞠示區之非 顯示區，包括： 複數個晝素，設置於該顯示區； 至少一驅動電路，電性連接於該複數個畫素；以及 至少-光感漸域，具有至少―光感測元件電性連接於 該驅動電路，該光感測元件包括： -半導體層’包含-第—摻雜區、—第二摻雜區及— 位於該第一摻雜區與該第二摻雜區之間之本徵區； 一第一間介電層，形成於該半導體層上，且其包括一 弟一氧化物層及一第一氮化物層； 一第二間介電層，形成於該第一間介電層上，且其包 括一第一氧化物層及一第二氮化物層；以及 一電極’设置於該第二間介電層上，且分別連接於該 第一摻雜區及該第二摻雜區。 13.如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中，該光感 測區域之該光感測元件之該第一摻雜區之極性相反於該 弟一推雜區之極性。 14·如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中，更包含 一缓衝層，設置於至少一部分之該非顯示區。 15·如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中，該驅動 龟路更包括一讯號驅動電路、一光源驅動電路、—訊穿 29 處理電路·、或上述之纟且合者。 — 丨·— 16·如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中，該光感. 測區域，設置於該麵吨中轉近於該齡面板之角 落處。 17. 如申請專利細第12項所述之顯示面板，其中，該光感 測區域’設置於該非顯示區中且鄰環繞於賴示區。 18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示面板，其中，該感測 區域鄰近於該顯示區之-側邊至鄰近於該面板邊緣之另 一側邊之寬度約為〇· 4亳米。 说如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中，更包含 發光源與該驅動電路電性連接。 20.如申請專利範圍第16或17項所述之顯示面板，更包含： 感測屯路’連接於遠光感測區域中之光感測元件之二 電極其中之一者、一第一訊號源、-第二訊號源及-第一電壓源；. 放大具有一輪入端，分別連接至該光感測區域中 之光感測元件之二電極其中之一者及一參考電位源與 一輸出端連接至該驅動電路；以及 一第一電晶體’包括—源極/;錄連接至該放大器之二輸 入端其中之一者，另一汲極/源極連接至該驅動電路及 一閘極連接至一重置訊號源。 21.如申請專利範圍第2〇項所述之顯示面板，其中該感測 30 1329933

電路包含： 一第二電晶體，具有一源極/汲極連接該光感測區域中之 該光感測元件之該二電極其中之一者，一閘極連接至 一第一訊號源及另一汲極/源極連接至該第一電壓 源；以及 一第三電晶體，具有一源極/汲極分別連接至該放大器之 二輸入知其中之一者及一閘極連接至一第二訊號源。 22·如申請專利範圍第20項所述之面板，其中，該第一訊 號源與該第二訊號源為不相同。 23·如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中，該光 感測區域，設置於該顯示區内之至少一部份之畫素中。 24·如申請專利範圍第23項所述之顯示面板，更包含： 一感測電路，設置於部份該等晝素中，且電性連接於第 一選擇線、一第二選擇線、一第一電壓源、至少一玫 大器及S亥感測區域中之該光感測元件之該二電極其中 之一者； 一第一電晶體，設置於各該畫素中，且其具有一閘極連 接於至少一掃描線、一源極、及一汲極連接於一資料 線；以及 至少一電容，電性連接於該第一電晶體。 25.如申請專利範圍第24項所述之顯示面板，其中，該感 測電路，包含： 31 1329933 一第一電晶體具有一閘極連接於該第 汲極連接於該光感測區域中之該光感測元件之該二電 極其中之一者及另一源極/汲極連接於該第一電壓 源；以及 一第三電晶體，具有一閘極連接於該第二選擇線、一源 極/汲極連接於該光感測區域中之該光感測元件之該 二電極其中之一者及另一源極/汲極連接於該放大器。

26. 如申請專利範圍第12項所述之顯示面板，其中該光感測 區分別設置在該顯示區以及該非顯示區上。 27. 如申請專利範圍第23項所述之顯示面板，更包含： 一感測電路，設置於部份該等畫素中，且電性連接於一 選擇線、一第一電壓源、至少一放大器及該感測區域 中之該光感測元件之該二電極其中之一者；

一選擇線、一源極/ 一第一電晶體，設置於各該畫素中，且其具有一閘極連 接於至J 一知也線、一源極、及一没極連接於一資料 線；以及 至少一電容，電性連接於該第一電晶體。 28.如申請專利範圍第27項所述之顯示面板，其中，該感 測電路，包含： 一第二電晶體，具有一閘極連接於該選擇線、一源極/汲 極連接於該光感測區域中之該光感測元件之該二電極 其中之一者及另一源極/汲極連接於該放大器。 32