TWI591841B - 感測器與感測器的製作方法 - Google Patents

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Description

感測器與感測器的製作方法
本發明是有關於一種感測器及感測器的製作方法，且特別是有關於一種光感測器及此類型感測器的製作方法。
近年來，隨著光電科技的發展，感測器的應用層面越來越廣，且感測器的感測能力與感測品質也越益提升。以可感測X光的感測器來說，因其便利性及良好影像品質，在醫療上的應用與發展都相當活躍。為了達到更好的感測品質甚至感測動態影像，感測器中電晶體(或稱主動元件)被要求具有更高的性能。一般來說，感測器裡的主動元件可以採用非晶矽材料作為通道層，但非晶矽材料的載子遷移率不高，無法有效率地感測動態影像。因此，可以改用氧化物半導體作為感測器的主動元件中的通道層。藉由氧化物半導體的載子遷移率較高的特性來實現動態影像的感測。
以應用於光感測的感測器來說，需要在主動元件上形成由光電轉換材料組成的感測結構，已將接收到的光線轉換成電訊 號。在這樣的應用中，光電轉換材料的形成過程中會使用到氫氣，而氫氣的擴散即可能導致氧化物半導體的特性發生變異。因此，高性能感測器仍存在有改進的空間。
本發明提供一種感測器的製造方法，可以降低感測器中主動元件受後續製程影響所產生的變異。
本發明提供一種感測器，具有理想的品質。
本發明的一種感測器的製作方法包括以下步驟。於基板上形成主動元件。於基板上形成第一絕緣層以覆蓋主動元件，其中第一絕緣層形成有第一開口以局部暴露出主動元件。於第一絕緣層上使用導電材料形成毯覆式導電層(blanket conductive layer)，其中毯覆式導電層經由第一開口連接主動元件。於毯覆式導電層上形成光電轉換材料層。於光電轉換材料層上形成第一光阻圖案，並以第一光阻圖案為罩幕，將光電轉換材料層圖案化成光電轉換單元。圖案化覆式導電層以形成第一電極，其中第一電極配置於第一開口中並將光電轉換單元電性連接至主動元件。
本發明的一種感測器，包括主動元件、第一絕緣層、第一電極、光電轉換單元以及遮光層。主動元件配置於基板上。第一絕緣層配置於基板上，並具有第一開口，以局部暴露出主動元件。第一電極覆蓋第一開口，其中第一電極配置於第一絕緣層上並填入第一開口中，且第一電極的面積大於第一開口的面積。光 電轉換單元配置於第一電極上，且電性連接至第一電極。遮光層配置於主動元件上方。
基於上述，本發明實施例的感測器的製作方法可以減低光電轉換材料形成過程中製程氣體擴散至主動元件的通道層而不容易導致通道層在製作過程發生變異。因此，本發明實施例的感測器具有理想的品質。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200、300、400、500、600‧‧‧感測器
110‧‧‧基板
120‧‧‧主動元件
122‧‧‧閘極
124‧‧‧通道層
126‧‧‧源極
128‧‧‧汲極
130、130A‧‧‧第一絕緣層
132、132A、134、182、184、184A、184B‧‧‧開口
140‧‧‧毯覆式導電層
142、142A、142B‧‧‧第一電極
142B1‧‧‧接觸部
142B2‧‧‧凸出部
144、190、510、610‧‧‧遮光層
150‧‧‧光電轉換材料層
152‧‧‧光電轉換單元
160‧‧‧透明導電材料層
162‧‧‧透明導電層
170、210、310‧‧‧光阻圖案
180、180A‧‧‧第二絕緣層
192‧‧‧第二電極
212、312‧‧‧第一圖案區
214、314‧‧‧第二圖案區
BP‧‧‧保護層
CH‧‧‧通道區
D‧‧‧俯視方向
GI‧‧‧閘絕緣層
SC‧‧‧閃爍體層
SR‧‧‧感測結構
圖1A至圖1F為本發明第一實施例的感測器的製作方法。
圖2A至圖2C為本發明第二實施例的感測器的製作方法。
圖3A至圖3C為本發明第三實施例的感測器的製作方法。
圖4為本發明第四實施例的感測器的示意圖。
圖5為本發明第五實施例的感測器的示意圖。
圖6為本發明第六實施例的感測器的示意圖。
圖1A至圖1F為本發明第一實施例的感測器的製作方法。首先，由圖1A可知，於基板110上形成主動元件120，其中主動元件120在本實施例中例如是薄膜電晶體，且主動元件120 包括閘極122、通道層124、源極126與汲極128。閘極122位於通道層124與基板110之間，並且閘極122與通道層124之間配置閘絕緣層GI以避免兩者直接導通。再者，源極126與汲極128都接觸於通道層124並且在通道層124上相隔一間距而定義出通道區CH。上述的主動元件120的結構設計僅是以底閘型結構為舉例說明之用，並非用以限定本發明。在其他的實施例中，主動元件120可以是頂閘型結構的設計，且閘極122、通道層124、源極126與汲極128的相對配置關係可以採用不同設計。只要是主動元件120中，可以透過閘極122的控制讓通道層124允許載子流通而將源極126與汲極128導通的設計即可。
閘極122、通道層124、源極126、汲極128與閘絕緣層GI的製作方法包括膜層沉積步驟(如化學氣象沉積、物理氣象沉積、薄膜塗佈等)、圖案化步驟(如微影蝕刻步驟、雷射蝕刻步驟、或是剝除步驟等)或上述步驟之組合。另外，在本實施例中，閘極122、源極126與汲極128的材質可以是導電材料，其包括各種金屬、導電金屬氧化物、有機導電材料等。閘極122、源極126與汲極128各自可以是由單種導電材料或合金所構成或是由多種導電材料或合金的疊層所構成。通道層124的材質例如是氧化物半導體，其例如包括氧化銦鎵鋅(IGZO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化銦鎵(IGO)、氧化錫(ZnO)、氧化鎘˙氧化鍺(2CdO˙GeO2)、氧化鎳鈷(NiCo2O4)或上述材料的組合。氧化物半導體本身具備的理想載子遷移率，因此有助於提升主動元件120的性質。閘絕緣層GI的材 質則包括氧化矽、氮化矽、氧化鋁、有機絕緣材料或上述材料的組合。
接著，繼續參照圖1A，於基板110上形成第一絕緣層130以覆蓋主動元件120。在本實施例中，第一絕緣層130具有開口132與開口134。開口132暴露出汲極128的局部面積，而開口134暴露出源極126的局部面積，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，開口134可以省略，或是在後續製作步驟中才製作。第一絕緣層130的材質可以為有機或是無機的絕緣材料，且第一絕緣層130可以由多層絕緣材料層堆疊而成或是僅由單一層絕緣材料層所構成。
形成第一絕緣層130之後，接著使用導電材料在第一絕緣層130上形成毯覆式導電層140。毯覆式導電層140的材質可以是金屬，例如是鈦或鉬。在此，毯覆式導電層140的面積大致相同於基板110且毯覆式導電層140是一層完整而連續的形成於基板110上的導電層。也就是說，毯覆式導電層140是一個藉由沉積步驟形成於基板110後未經圖案化的導電層，因此若由俯視方向D觀看圖1A的半成品時，毯覆式導電層140將占滿整體面積而無法觀看到其他元件。另外，毯覆式導電層140可透過第一絕緣層130的開口132接觸汲極128並且透過開口134接觸源極126。
之後，請參照圖1B，於毯覆式導電層140上形成光電轉換材料層150以及選擇性地形成透明導電材料層160，其中光電轉換材料層150位於透明導電材料層160與毯覆式導電層140之間。 在此，光電轉換材料層150的材質主要為矽，且光電轉換材料層150包括依序堆疊的一第一型半導體材料層、一本徵半導體材料層以及一第二型半導體材料層，且第一型半導體材料層以及第二型半導體材料層其中一者為p型半導體材料，另一者為n型半導體材料。透明導電材料層160的材質則包括導電氧化物、導電有機材料或上述材料的組合。以導電氧化物而言，其包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化錫、氧化鋅、氧化銦或上述材料的組合。
光電轉換材料層150的形成過程一般需要使用氫氣。氫氣如果擴散至由氧化物半導體構成的通道層124，將使得通道層124的電性特性改變，並導致主動元件120的元件特性異常。不過，在本實施例形成光電轉換材料層150的過程當中，由於毯覆式導電層140連續地覆蓋基板110整體的面積且毯覆式導電層140為緻密的材料層，毯覆式導電層140可以阻擋氫氣擴散至通道層124。因此，主動元件120的特性不容易因為光電轉換材料層150的製作過程而發生變異。換言之，光電轉換材料層150的形成過程是在毯覆式導電層140存在下進行的，因此有助於確保主動元件120的元件特性。
再者，參照圖1C，於光電轉換材料層150形成之後，進一步在光電轉換材料層150上形成光阻圖案170，並且以光阻圖案170為罩幕將光電轉換材料層150圖案化。在本實施例中，光電轉換材料層150上還設置有透明導電材料層160，因此圖案化光電轉換材料層150的過程中，透明導電材料層160也會被圖案化。光 阻圖案170的面積至少遮蓋住開口132的面積。具體來說，光阻圖案170的覆蓋面積以及配置位置可以依據設計者對於感測器的感測面積的要求而有所調整。在圖1C中雖將光阻圖案170繪示為大致的對應開口132，但本發明不以此為限。
請參照圖1D，進行圖1C的圖案化步驟之後即形成光電轉換單元152以及透明導電層162。此時，光電轉換單元152可以包括依序堆疊的第一型半導體層、本徵半導體層以及第二型半導體層，且第一型半導體層以及第二型半導體層其中一者為p型半導體層，另一者為n型半導體層。毯覆式導電層140仍整面覆蓋於基板110上。因此，為了將毯覆式導電層140圖案化成所要的輪廓，本實施例可以繼續以光阻圖案170為罩幕將毯覆式導電層140圖案化並且移除光阻圖案170而形成圖1E中的第一電極142。也就是說，圖1C與圖1D的步驟是利用同一個光阻圖案170來定義出光電轉換單元152與第一電極142的輪廓。因此，在本實施例中，光電轉換單元152與第一電極142的輪廓大致相同，或是彼此共形(conform)。另外，由圖1E可知，第一絕緣層130的開口134中所填覆的毯覆式導電層的導電材料已被移除，因此主動元件120的源極126在此被暴露出來。
接著，請參照圖1F，定義光電轉換單元152與第一電極142的輪廓之後，可以在光電轉換單元152上形成第二絕緣層180，其中第二絕緣層180具有對應於開口134的開口182，且開口182至少暴露出開口134所暴露的源極126的一部分。也就是 說，開口182會至少暴露出源極126的一部分。在此，開口182與開口134是由不同的圖案化製程形成的，但不以此為限。在其他的實施例中，進行圖1A的步驟而形成第一絕緣層130時，可以先不形成有開口134，而是在製作第二絕緣層180時以同一道圖案化步驟來形成開口134與開口182。此時，開口134與開口182的側壁彼此相接。
本實施例更進一步在第二絕緣層180上形成遮光層190，且遮光層190可以填覆開口182以接觸源極126。遮光層190可以由具有遮光性質的導電材料製作，因此遮光層190填覆開口182可以電性連接於源極126而非浮置於主動元件120上方。進一步來說，遮光層190的面積至少遮蔽通道區CH，因此通道區CH不容易受到外界光線照射，這有助於確保通道層124維持的穩定特性。
由圖1F可知，第二絕緣層180中除了開口182外，還形成有開口184，且開口184對應於光電轉換單元152的面積。另外，開口184中填覆有第二電極192，使第二電極192在開口184中接觸透明導電層162而可與光電轉換單元152電性連接。一般來說，第二電極192會連接至共用電位或是整個基板110上連接於不同光電轉換單元152的第二電極192可以連接在一起並且連接至共用電位。在其他實施例中，光電轉換單元152上方設置的透明導電層162可選擇性的省略，使得第二電極192接觸於光電轉換單元152。也就是說，在本實施例中光電轉換單元152夾於第一電極 142與第二電極192之間即可構成感測結構SR，且感測結構SR適於將接收到的光能轉換成電訊號，並且感測結構SR所轉換出來的電訊號可以藉由主動元件120傳遞出去而實現光感測功能。
為了保護感測結構SR，基板110上更形成有保護層BP以覆蓋感測結構SR。同時，如果要應用於X光感測的領域中，保護層BP上方可進一步形成有閃爍體層SC，且閃爍體層SC的材質可以為碘化銫或是碘化鉈，但本發明不以此為限。具體而言，由圖1F可知，感測器100主要包括配置於基板110上的主動元件120、第一絕緣層130、第一電極142、光電轉換單元152、第二絕緣層180、遮光層190以及第二電極192。主動元件120配置於基板110上。第一絕緣層130配置於基板110上，並具有開口132以及開口134。第一電極142覆蓋開口132。光電轉換單元152配置於第一電極142上，且電性連接至第一電極142。遮光層190配置於主動元件120上方，且遮光層190至少遮蔽住通道區CH的面積。第二絕緣層180配置於第一絕緣層130上。光電轉換單元152位於第一絕緣層130與第二絕緣層180之間。第二絕緣180層具有開口182以及開口184。開口182至少部分地暴露出開口134所暴露的源極126的一部分，而開口184對應於光電轉換單元152。遮光層190配置於第二絕緣層180上，覆蓋開口182以電性連接源極126。第二電極192在開口184中而與光電轉換單元152電性連接。
由圖1A至圖1F的製作方法可知，主動元件120中的通 道層124採用氧化物半導體製作，因此主動元件120具有理想的特性可以增廣感測器100的應用，例如應用於動態影像的感測。同時，在本實施例中，光電轉換材料的形成過程中雖使用到氫氣，但在毯覆式導電層140(如圖1B所示)的設置之下，製程用的氫氣不容易擴散至氧化物半導體中。因此，光電轉換單元152雖在通道層124形成之後製作，形成光電轉換單元152所使用的製程氣體不會影響通道層124的特性而使得主動元件120具備理想的元件特性。此外，本實施例的感測器100中通道區CH受到遮光層190遮蔽，有助於避免通道區CH受到外界光線的照射而可以確保通道層130的穩定性。
圖2A至圖2C為本發明第二實施例的感測器的製作方法。本實施例可以先進行第一實施例中圖1A至圖1D的製作步驟。因此，在本實施例中，主動元件120的特性不容易受到後續製作步驟的影響而可以確保所要的品質。換言之，本實施例與第一實施例相同地，可以改善光電轉換材料的製作過程影響氧化物半導體特性的情形。另外，第一實施例中，圖1A至圖1D的製作步驟與相關描述都可以在本實施例中採用。
請參照圖2A，本實施例在光電轉換單元152製作完成之後，於基板110上形成另一光阻圖案210，且光阻圖案210包括位於光電轉換單元152上的第一圖案區212以及位於主動元件120上的第二圖案區214。具體來說，第一圖案區212的面積可以大致相同於光電轉換單元152的面積，而第二圖案區214的面積至少 遮蓋住第一絕緣層130的開口134以及通道區CH。
在本實施例中，第一圖案區212可以等同於圖1D的光阻圖案170。也就是說，在進行圖1D的步驟之後，不需移除原本圖1D中的光阻圖案170，而直接在已經有光阻圖案170的基板110上形成第二圖案區214，以讓原本的光阻圖案170作為圖2A中的第一圖案區212。或是，在進行完圖1D的步驟之後，先移除圖1D中的光阻圖案170，再以新的光阻材料形成光阻圖案210。
之後，以第一圖案區212以及第二圖案區214為罩幕，將毯覆式導電層140圖案化。如圖2B所示，毯覆式導電層140被圖案化成第一電極142A與遮光層144，其中第一電極142A對應於第一圖案區212而遮光層144對應於第二圖案區214。第一電極142A的輪廓與尺寸由第一圖案區212所界定，因此在本實施例的設計之下，既然第一圖案區212的面積大致對應於光電轉換單元152的面積，則第一電極142A的面積可以近似於第一實施例中的第一電極142的面積設計。
根據第一實施例的描述可知，毯覆式導電層140可以由金屬材料製作，而金屬材料多半具有遮光特性。因此，對應於第二圖案區214的遮光層144可以提供遮光作用以阻擋外界光線照射於通道區CH，這有助於使主動元件120具有穩定的元件特性。
之後，請參照圖2C，於基板110上依序形成第二絕緣層180A、第二電極192、保護層BP以及閃爍體層SC。第二絕緣層180A覆蓋光電轉換單元152，且具有開口184A以暴露出光電轉 換單元152上的透明導電層162。第二電極192可以填充於開口184A中以接觸透明導電層162使第二電極192電性連接於光電轉換單元152。不過，其他實施例可省略透明導電層162，使得開口184A暴露出光電轉換單元152並且使第二電極192接觸光電轉換單元152。如此，光電轉換單元152夾於第一電極142A與第二電極192之間即可構成感測結構SR，且感測結構SR適於將接收到的光能轉換成電訊號，並且感測結構SR所轉換出來的電訊號可以藉由主動元件120傳遞出去而實現光感測功能。此外，保護層BP覆蓋於感測結構SR上而可以保護感測結構SR。閃爍體層SC配置於保護層BP上而可以用來實現X光感測的應用，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，保護層BP以及閃爍體層SC可以選擇性的省略或是由其他構件替代。
具體而言，本實施例的感測器200主要包括配置於基板110上的主動元件120、第一絕緣層130、第一電極142A、遮光層144、光電轉換單元152、透明導電層162、第二絕緣層180以及第二電極192。主動元件120、第一絕緣層130、第一電極142A、光電轉換單元152、透明導電層162、第二絕緣層180以及第二電極192的配置關係、材料與特性大致上相同於第一實施例的描述，此處不另贅述。
根據圖2A與圖2B的製作步驟可知，本實施例的遮光層144與第一電極142A是由同一個膜層(也就是毯覆式導電層140)圖案化而得。因此，遮光層144的設置無須額外的製作步驟，可 以讓感測器200的製作流程更為簡化。另外，遮光層144位於第一絕緣層130與第二絕緣層180A之間且透過開口134與源極126電性連接。因此，遮光層144是一個非電性浮置且可以提供遮光作用的導電構件。此外，與第一實施例不同地，本實施例的第二絕緣層180A中無須設置有對應於開口134的開口結構。
在本實施例中，毯覆式導電層140在光電轉換單元152製作完成之後才被圖案化，感測器200的主動元件120不會受到光電轉換單元152的製作過程而發生變異。再者，遮光層144可以遮蔽住通道區CH避免主動元件120的元件特性因為受到外界光線照射而發生變異。因此，感測器200的主動元件120具有理想的品質及穩定性。另外，本實施例的遮光層144可以由毯覆式導電層140圖案化而得，無須額外的製程來製作，因此本實施例的製作方法有助於簡化製作流程。
圖3A至圖3C為本發明第三實施例的感測器的製作方法。本實施例可以先進行第一實施例中圖1A至圖1D的製作步驟。因此，在本實施例中，主動元件120的特性不容易受到後續製作步驟的影響而可以確保所要的品質。換言之，本實施例與第一實施例相同地，可以避免光電轉換材料的製作過程影響氧化物半導體特性的現象。另外，第一實施例中，圖1A至圖1D的製作步驟與相關描述都可以在本實施例中採用。
請參照圖3A，本實施例在光電轉換單元152製作完成之後，先移除圖1D中的光阻圖案170，再於基板110上形成另一光 阻圖案310，且光阻圖案310包括位於光電轉換單元152上的第一圖案區312以及位於主動元件120上的第二圖案區314。具體來說，第一圖案區312的面積大於光電轉換單元152的面積，而第二圖案區314的面積至少遮蓋住第一絕緣層130的開口134以及通道區CH。
接著，以第一圖案區312以及第二圖案區314為罩幕，將毯覆式導電層140圖案化而形成圖3B中的第一電極142B與遮光層144，其中第一電極142B對應於第一圖案區312而遮光層144對應於第二圖案區314。由於第一圖案區312的面積大於光電轉換單元152的面積，第一電極142B包括彼此相連的接觸部142B1以及凸出部142B2。接觸部142B1接觸光電轉換單元152，且凸出部142B2由接觸部142B1向外凸出而不接觸光電轉換單元152。換言之，接觸部142B1的面積大致等於光電轉換單元152的面積，而凸出部142B2圍繞於光電轉換單元152外側。以基板110的厚度方向投影，則凸出部152B2與接觸部142B1在基板110的厚度方向上投影並無重疊。
在本實施例中，製作第一電極142B的同時也將遮光層144製作完成，這有助於簡化製作流程。另外，遮光層144，與第二實施例的遮光層144大致相同，可以透過開口134電性連接主動元件120的源極126。因此，具有導電特性的遮光層144並非電性浮置。
接著，請參照圖3C，於基板110上依序形成第二絕緣層 180A、第二電極192、保護層BP以及閃爍體層SC。第二絕緣層180A覆蓋光電轉換單元152，且具有開口184A以暴露出光電轉換單元152上的透明導電層162。第二電極192可以填充於開口184A中以接觸透明導電層162使第二電極192電性連接於光電轉換單元152。保護層BP覆蓋於基板110上而可以保護感測結構SR。閃爍體層SC配置於保護層BP上而可以用來實現X光感測的應用，但本發明不以此為限。由圖3C可知，感測器300中第一電極142B的尺寸大於光電轉換單元152的尺寸而包括有接觸部142B1與凸出部142B2。除此之外，感測器300的製作步驟、構件設計及特性都相似於第二實施例的感測器200，此處不另贅述。
圖4為本發明第四實施例的感測器的示意圖。請參照圖4，感測器400包括主動元件120、第一絕緣層130、第一電極142B、光電轉換單元152、透明電極層162、第二絕緣層180、遮光層190、第二電極192以及保護層BP。主動元件120配置於基板110上。第一絕緣層130配置於基板110上，並具有開口132以及開口134。第一電極142B覆蓋開口132。光電轉換單元152配置於第一電極142B上，且電性連接至第一電極142B。遮光層190配置於主動元件120上方，且遮光層190至少遮蔽住通道區CH的面積。第二絕緣層180配置於第一絕緣層130上。光電轉換單元152位於第一絕緣層130與第二絕緣層180之間。第二絕緣180層具有開口182以至少部分地暴露出開口134所暴露的源極126的一部分。遮光層190配置於第二絕緣層180上，覆蓋開口182以電性連接源極 126。第二電極192在開口184中接觸透明導電層162而可與光電轉換單元152電性連接。如此一來，第一電極142B、光電轉換單元152與第二電極192可以構成感測結構SR。
在本實施例中，感測器400可以整合第一實施例的製作方法與第三實施例的製作方法來製作。簡言之，感測器400的製作方法可以是先進行圖1A至圖1D的製作步驟，移除圖1D的光阻圖案之後，於基板110上形成圖3A的第一圖案區312。此時，基板110上不需形成有圖3A的第二圖案區314。接著，以第一圖案區312為罩幕將毯覆式導電層140圖案化，即可獲得第二電極142B。再來，進行圖1F的製作過程，將第二絕緣層180、遮光層190、第二電極192以及保護層BP等構件製作於基板110上以形成感測器400。因此，感測器400中各構件的配置位置、材料選用與特性可以參照前述實施例的描述。當然，感測器400如果要應用於X光感測領域，可以在保護層BP上更形成閃爍體層，但本發明不以此為限。
圖5為本發明第五實施例的感測器的示意圖。請參照圖5，感測器500包括基板110、主動元件120、第一絕緣層130A、第一電極142、光電轉換單元152、第二絕緣層180A、遮光層510、第二電極192以及保護層BP。主動元件120配置於基板110上。第一絕緣層130A配置於基板110上，並具有開口132A。第一電極142覆蓋開口132A。光電轉換單元152配置於第一電極142上，且電性連接至第一電極142。遮光層510配置於第一絕緣層130A 上，位於主動元件120上方，且至少遮蔽住通道區CH的面積。第二絕緣層180A配置於第一絕緣層130A上。光電轉換單元152位於第一絕緣層130A與第二絕緣層180A之間。第二絕緣層180A具有開口184B以至少部分地暴露出光電轉換單元152的一部分。遮光層510配置於第一絕緣層130A與第二絕緣層180A之間。第二電極192填在開口184B中以與光電轉換單元152電性連接。如此一來，第一電極142、光電轉換單元152與第二電極192可以構成感測結構SR。
在本實施例中，遮光層510不接觸主動元件120的源極126。同時，遮光層510可以由非導電的遮光材料製作，例如樹脂材料。另外，本實施例的主動元件120、第一絕緣層130A、第一電極142、光電轉換單元152、第二絕緣層180A、第二電極192以及保護層BP可以選用前述實施例任何一者的製作方法來製作。因此，主動元件120不容易受到光電轉換單元152的製作過程影響而發生變異。同時，由於遮光層510遮擋住通道區CH，主動元件120的元件特性不容易因為外界光線的照射而發生變異。整體而言，感測器500可以具有理想的品質與性能而適於應用在各種領域中。
圖6為本發明第六實施例的感測器的示意圖。請參照圖6，感測器600大致相同於感測器500，因此，圖5與圖6中標示相同元件符號的構件可以相互參照。在感測器600中，主動元件120上方的遮光層610設置於第二絕緣層180A的上表面，也就是 說，第二絕緣層180A位於遮光層610與第一絕緣層130A之間。遮光層610，與第五實施例的設計相同，不接觸主動元件120的源極126。同時，遮光層610可以由非導電的遮光材料製作，例如樹脂材料。
綜上所述，本發明實施例的感測器的製作方法中，在形成光電轉換層的過程中，基板上設置有毯覆式導電層且毯覆式導電層位於主動元件上。因此，毯覆式導電層的存在有助於避免主動元件的通道層受到製程氣體的影響。即使光電轉換層的形成過程使用氫氣，而主動元件的通道層採用氧化物半導體，主動元件的通道層仍可以具有所要的特性不受製程氣體的影響。另外，在本發明實施例中，主動元件上方設置有遮光層，且遮光層的面積至少遮蔽住主動元件的通道區。因此，採用氧化物半導體製作主動元件的通道層時，主動元件不容易因為通道區受外界光線照射而改變元件特性。因此，本發明實施例的感測器具有理想的穩定性。
110‧‧‧基板
120‧‧‧主動元件
122‧‧‧閘極
124‧‧‧通道層
126‧‧‧源極
128‧‧‧汲極
130‧‧‧第一絕緣層
132、134‧‧‧開口
140‧‧‧毯覆式導電層
150‧‧‧光電轉換材料層
160‧‧‧透明導電材料層

Claims (22)

  1. 一種感測器的製作方法，包括：於一基板上形成一主動元件；於該基板上形成一第一絕緣層以覆蓋該主動元件，其中該第一絕緣層形成有一第一開口以局部暴露出該主動元件；於該第一絕緣層上使用一導電材料形成一毯覆式導電層(blanket conductive layer)，其中該毯覆式導電層經由該第一開口連接該主動元件；於該毯覆式導電層上形成一光電轉換材料層；於該光電轉換材料層上形成一第一光阻圖案，並以該第一光阻圖案為罩幕，將該光電轉換材料層圖案化成一光電轉換單元；以及圖案化該毯覆式導電層以形成一第一電極，其中該第一電極配置於該第一開口中並將該光電轉換單元電性連接至該主動元件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感測器的製作方法，其中該形成該第一電極的方法包括：在該光電轉換材料層圖案化成該光電轉換單元之後，繼續以該第一光阻圖案為罩幕將該毯覆式導電層圖案化成該第一電極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感測器的製作方法，更包含形成一第二光阻圖案於該光電轉換單元上，並且以該第二光阻圖案為罩幕圖案化該毯覆式導電層以形成該第一電極。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之感測器的製作方法，其中該第二光阻圖案覆蓋該光電轉換單元，且以該第二光阻圖案為罩幕圖案化成的該第一電極包括彼此相連的一凸出部以及一接觸部，該接觸部接觸該光電轉換單元，且該凸出部由該接觸部向外凸出而不接觸該光電轉換單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之感測器的製作方法，其中該主動元件包括一閘極、一源極、一汲極與一通道層，該閘極與該通道層在該基板的厚度方向上彼此堆疊，該源極與該汲極分別接觸該通道層，該源極與該汲極彼此分隔以定義出一通道區，該第一開口暴露出該汲極，該第一電極透過該第一開口連接至該汲極。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之感測器的製作方法，更包括形成一遮光層，該遮光層電性連接至該源極，且該遮光層的面積遮擋住該主動元件的該通道區。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之感測器的製作方法，更包含形成一第二光阻圖案，該第二光阻圖案包括位於該光電轉換單元上的一第一圖案區以及位於該主動元件上的一第二圖案區，其中該圖案化該毯覆式導電層的方法包括以該第一圖案區以及該第二圖案區為罩幕，將該毯覆式導電層圖案化以分別形成該第一電極與該遮光層。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之感測器的製作方法，其中該圖案化該毯覆式導電層的步驟同時形成該第一電極以及一遮光層，且該遮光層電性連接至該源極。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之感測器的製作方法，更包括：於該第一絕緣層中形成一第二開口，該第二開口暴露出該源極；形成一第二絕緣層，覆蓋該主動元件與該光電轉換單元，其中該第二絕緣層具有一第三開口，該第三開口至少暴露出該第二開口所暴露的該源極的一部分；以及形成一遮光層於該第二絕緣層上，該遮光層覆蓋該第三開口以電性連接至該源極。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之感測器的製作方法，更包括形成一遮光層，其中該遮光層的面積遮擋住該主動元件的該通道區。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之感測器的製作方法，更包括：形成一第二絕緣層，覆蓋該主動元件與該光電轉換單元：以及形成一第二電極於該第二絕緣層上，其中該第二電極電性連接該光電轉換單元。
  12. 一種感測器，包括：一主動元件，配置於一基板上；一第一絕緣層，配置於該基板上，並具有一第一開口，以局部暴露出該主動元件；一第一電極，覆蓋該第一開口，其中該第一電極配置於該第 一絕緣層上並填入該第一開口中，且該第一電極的面積大於該第一開口的面積；一光電轉換單元，配置於該第一電極上，且電性連接至該第一電極；以及一遮光層，配置於該主動元件上方。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之感測器，其中該主動元件包括一閘極、一源極、一汲極與一通道層，該閘極與該通道層在該基板的厚度方向上彼此堆疊，該源極與該汲極分別接觸該通道層，該源極與該汲極彼此分隔以定義出一通道區，且該第一電極透過該第一開口連接至該汲極。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之感測器，其中該通道層的材質包括氧化物半導體。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之感測器，其中該第一絕緣層更包含一第二開口，該第二開口暴露出該源極，且該遮光層藉由該第二開口電性連接至該源極。
  16. 如申請專利範圍第12項所述之感測器，其中該第一電極與該遮光層為相同膜層。
  17. 如申請專利範圍第12項所述之感測器，更包括一第二絕緣層，配置於該第一絕緣層上，且該光電轉換單元位於該第一絕緣層與該第二絕緣層之間。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之感測器，其中：該第一絕緣層更包含一第二開口，該第二開口暴露出該源 極；以及該第二絕緣層具有一第三開口，該第三開口至少部分地暴露出該第二開口所暴露的該源極的一部分，且該遮光層配置於該第二絕緣層上，覆蓋該第三開口以電性連接該源極。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之感測器，更包括一第二電極，配置於該第二絕緣層上，其中該第二電極電性連接該光電轉換單元。
  20. 如申請專利範圍第12項所述之感測器，其中該第一電極包括彼此相連的一凸出部以及一接觸部，該接觸部接觸該光電轉換單元，且該凸出部由該接觸部向外凸出而不接觸該光電轉換單元。
  21. 如申請專利範圍第12項所述之感測器，更包括一透明導電層，該光電轉換單元夾於該透明導電層與該第一電極之間。
  22. 如申請專利範圍第12項所述之感測器，更包括一閃爍體層，位於該光電轉換單元上方。
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