TWM649504U - 具有透明導電結構之光感測元件 - Google Patents
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Abstract
本創作提供一種具有透明導電結構之光感測元件，其結構包含：玻璃基板；光感測元件，其係設置於玻璃基板之上方，光感測元件包含：第一金屬層，其設置於玻璃基板之上方； 以及半導體層，其設置於第一金屬層之上方；第一透明導電層，其設置於半導體層之上方；第一表面，其設置於第一透明導電層上方；以及第二透明導電層，其設置於第一表面之上方，本創作之具有透明導電結構之光感測元件相較以往缺陷更少，不只製程更為簡單，也在節省成本的同時達到節能減碳之功效。
Description
本創作係關於一種透明電極，特別是一種具有更少缺陷且不需退火之具有透明導電結構之光感測元件。
傳統上薄膜沉積方式常用物理氣相沉積(PVD)或化學氣相沉積(CVD)，其中物理氣相沉積是一種工業製造上的工藝，主要利用物理方式來加熱或激發出材料過程來沉積薄膜的技術，多用在切削工具與各種模具的表面處理，以及半導體裝置的製作工藝上，和化學氣相沉積相比，物理氣相沉積適用範圍廣泛，幾乎所有材料的薄膜都可以用物理氣相沉積來製備，而物理氣相沉積又可細分為蒸鍍、濺鍍以及離子鍍。
濺鍍一般是在充有惰性氣體的真空系統中，通過高壓電場的作用，使得氬氣電離，產生氬離子流，轟擊靶陰極，被濺出的靶材料原子或分子沉澱積累在半導體晶片或玻璃、陶瓷上而形成薄膜，濺鍍的優點是能在較低的溫度下製備高熔點材料的薄膜，在製備合金和化合物薄膜的過程中保持原組成不變，所以在半導體器件和集成電路製造中已獲得廣泛的應用。
而半導體製程中較多利用濺鍍方式將薄膜沉積於基板之上，由於濺鍍時容易因為不均勻的雜質產生成膜異物，而成膜異物會發生點不良與線不良進而影響半導體功率，因此常用熱退火來將不均勻的雜質消除。
但退火需要將半導體材料置放於專用機台上，需要先定位缺陷的位置，才能針對缺陷部位進行雷射退火，而若不進行退火則會因為缺陷過多導致半導體材料出現點不良、線不良等現象，因此本領域需要一種缺陷極少之半導體結構。
本創作之一目的，在於提供一種具有透明導電結構之光感測元件，藉由兩次濺鍍之透明導電結構，降低其缺陷數量，以減少半導體材料出現點不良、線不良之情況。
針對上述之目的，本創作提供一種具有透明導電結構之光感測元件，其結構包含：一玻璃基板 ；一光感測元件，其係設置於該玻璃基板之上方，該光感測元件係包含：一第一金屬層，其設置於該玻璃基板之上方； 以及一半導體層，其設置於該第一金屬層之上方；一第一透明導電層，其設置於該半導體層之上方；一第一表面，其設置於該第一透明導電層上方，該第一表面具有複數個孔洞；以及 一第二透明導電層，其設置於該第一表面之上方，該第二透明導電層填滿該些個孔洞，本創作之具有透明導電結構之光感測元件相較以往缺陷更少，也不需透過退火來消除缺陷，不只製程更為簡單，也在節省成本的同時達到節能減碳之功效。
本創作提供一實施例，其中該第一透明導電層之一第一厚度以及該第二透明導電層之一第二厚度皆為20奈米至30奈米。
本創作提供一實施例，其中該第一透明導電層係透過濺鍍形成於該玻璃基板之上方。
本創作提供一實施例，其中該第二透明導電層係透過濺鍍形成於該第一表面之上方。
本創作提供一實施例，其中更包含：一第二表面，其設置於該第二透明導電層上方，該第二表面具有該些個孔洞；以及一第三透明導電層，其設置於該第二表面之上方，該第三透明導電層填滿該些個孔洞。
本創作提供一實施例，其中該第一透明導電層以及該第二透明導電層可為相同材料或不同材料組成。
本創作提供一實施例，其中當該第一透明導電層之材料為掺鋁氧化鋅時，該第二透明導電層之材料為氧化銦錫，當該第一透明導電層之材料為氧化銦錫時，該第二透明導電層之材料為掺鋁氧化鋅。
本創作提供一實施例，其中更包含：一第一共用電極，其係設置於該第二透明導電層之上。
本創作提供一實施例，其中該光感測元件鄰設一薄膜電晶體。
本創作提供一實施例，其中該薄膜電晶體更包含：該玻璃基板；一第二金屬層，其係設置於該玻璃基板之上；一絕緣層，其係設置於該第二金屬層之上；一通道層，其係設置於該絕緣層之上；以及該第一金屬層，其係設置於該通道層之上。
為使 貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
習知中不論是哪種退火方式都需要將半導體材料置放於專用機台上，並透過定位系統確認缺陷位置，接著將缺陷位置進行退火處理，此方法於作業上需要將製作完成之透明導電薄膜於濺鍍機台上移至退火機台上，將增加製程複雜度以及加工速度。
本創作透過濺鍍兩次之透明導電結構提供一種缺陷極少之半導體結構，進而解決習知之透明導電薄膜之結構包含大量缺陷，也不需透過退火解決填補缺陷。
在下文中，將藉由圖式來說明本創作之各種實施例來詳細描述本創作。然而本創作之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。
首先，請參閱第1圖，其為本創作之一實施例之結構圖，如圖所示，其為具有透明導電結構之光感測元件10，其包含：一玻璃基板100，一光感測元件11，其係設置於該玻璃基板100之上方，該光感測元件11係包含：一第一金屬層111，其設置於該玻璃基板100之上方；以及一半導體層112，其設置於該第一金屬層111之上方；一第一透明導電層12，其設置於該半導體層112之上方；一第一表面122，其設置於該第一透明導電層12之上方；以及一第二透明導電層13，其設置於該第一表面122之上方。
接著，請參閱第2A圖，其為本創作之一實施例之成膜異物示意圖，如圖所示，將ITO(氧化銦錫)濺鍍於該半導體層112之上以形成該第一透明導電層12時，因為ITO材料為陶瓷材料，其本身為粉末，再經壓合過後形成靶材，所以在濺鍍時會有粉末產生，因此濺鍍時於該第一表面122產生一成膜異物14，其中該第一透明導電層12之厚度為20奈米至30奈米，且本實施例係透過ITO為舉例，但本創作不限制濺鍍材料為ITO，如氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鎵氧化物(AgO)、掺鋁氧化鋅(AZO)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)及氧化銦鎵鋅(IGZO)，上述透明氧化物材料也可用於本創作之該第二透明導電層13。
接續上述，當該第一透明導電層12具有該成膜異物14時，會導致該第一透明導電層12產生線不良、點不良等缺陷，從而造成該第一透明導電層12的介電常數下降、漏電流上升，進而導致可靠性惡化。
接續上述，其中本創作透過射頻磁控濺鍍或直流濺鍍將ITO濺鍍於該半導體層112之上以形成該第一透明導電層12，而射頻磁控濺鍍係透過真空抽氣設備將真空室抽至高真空環境，然後充入工作氣體於真空室內，藉由互相對應的靶材及基底間加入特定頻率的交流電壓至此系統之中，使得真空室內產生電漿，由於自身的偏壓效應，電漿中的正離子受到負離子吸引加速，待具備高能量之後，進而轟擊靶材表面，將離子的動能轉移給靶材原子，靶材原子獲得動能後溢出表面附著於基板上。
而直流濺鍍也是在高真空環境條件中充入工作氣體，藉著兩個各相對應的金屬板(分別為陽極及陰極)，施加直流電壓產生電漿，電漿的正離子被陰極的負電壓吸引加速，具有高能量之後，轟擊陰極靶材表面，將離子動量轉移給靶材原子，靶材原子獲得動量後溢出靶材表面，附著於基板上，將直流電輸入真空系統中，進行金屬濺射鍍膜。
接續上述，請參閱第2B圖，其為本創作之一實施例之清除成膜異物示意圖，如圖所示，由於ITO材料為陶瓷材料，其本身為粉末，再經壓合過後形成靶材，因此透過水洗後即可清除該第一表面122上之該成膜異物14，進而形成一孔洞15。
接續上述，當該第一透明導電層12具有該孔洞15時，會導致該第一透明導電層12產生線不良、點不良等缺陷，從而造成該第一透明導電層12的介電常數下降、漏電流上升，進而導致可靠性惡化。
接續上述，請參閱第2C圖，其為本創作之一實施例之示意圖，如圖所示，在其形成該孔洞15之後，將ITO濺鍍於該第一表面122之上以形成該第二透明導電層13，如此本創作之該第二透明導電層13即可以將該孔洞15填滿，以增加本創作之具有透明導電結構之光感測元件10之良率，其中該第二透明導電層13之厚度為20奈米至30奈米，且本實施例係透過ITO為舉例，但本創作不限制濺鍍材料為ITO，如氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鎵氧化物(AgO)、掺鋁氧化鋅(AZO)、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)及氧化銦鎵鋅(IGZO) ，上述透明氧化物材料也可用於本創作之該第一透明導電層12。
接續上述，其中本創作透過射頻磁控濺鍍或直流濺鍍將ITO濺鍍於該第一表面122之上以形成該第二透明導電層13，關於射頻磁控濺鍍以及直流濺鍍以於前述說明書中提及，此處不再贅述。
復參閱第2C圖，提供一實際實施例，該第一透明導電層12係利用掺鋁氧化鋅(AZO) 濺鍍形成於該半導體層112之上，係利用氧化銦錫(ITO)於該該第一表面122之上濺鍍形成該第二透明導電層13 ，以填補該孔洞15。
接續上述，請參閱第2D圖，其為本創作之另一實施例之示意圖，本創作提供另一實施例，透過射頻磁控濺鍍或直流濺鍍將ITO濺鍍於該第二透明導電層13之一第二表面132上形成一第三透明導電層16，以填補該第二透明導電層13之該第二表面132所產生之該孔洞15，關於射頻磁控濺鍍以及直流濺鍍以於前述說明書中提及，此處不再贅述。
接續上述，請參閱第3圖，其為本創作之另一實施例之示意圖，如圖所示，本創作可於該具有透明導電結構之光感測元件10之上設置一第一共用電極21，其係用以驅動該第二透明導電層14與該第一透明導電層12，進而驅動該半導體層112，該第一共用電極21中心更包含一第一共用電極開口43，其係用以暴露部分之該第二透明導電層13。
接續上述，請參閱第4圖，其為本創作之另一實施例之示意圖，如圖所示，本創作可於該具有透明導電結構之光感測元件10旁鄰設一薄膜電晶體25，該薄膜電晶體25更包含：該玻璃基板100；一第二金屬層31，其係設置於該玻璃基板100之上；一絕緣層33，其係設置於該第二金屬層31之上；一通道層35，其係設置於該絕緣層33之上；以及該第一金屬層111，其係設置於該通道層35之上，其位於最上方之該第一金屬層111作為該薄膜電晶體25之源極與汲極，而位於最下方之該第二金屬層31作為該薄膜電晶體25之閘極。
接續上述，請參閱第5圖，其為本創作之一實施例之應用示意圖，如圖所示，本創作可運用於一光感測器20，其整體該光感測器20之結構，如圖所示，該光感測器20係包含：該玻璃基板100、該具有透明導電結構之光感測元件10、該第一金屬層111、該第一共用電極21、一第二共用電極23、該薄膜電晶體25、該絕緣層33、該第一鈍態層37、一第二鈍態層39、一保護層41、該第一共用電極開口43以及一第二共用電極開口45，其中，該薄膜電晶體25係設置於該玻璃基板100之上，並被該第一鈍態層37所覆蓋，該第一鈍態層37具有一開口而暴露部分之該第一金屬層111，以作為該第二共用電極開口45；該具有透明導電結構之光感測元件10亦係設置於玻璃基板100之上方，與該玻璃基板100之間具有一絕緣層33，且該具有透明導電結構之光感測元件10係與該第一鈍態層37之一側相接觸；該第二鈍態層39係覆蓋於該薄膜電晶體25以及該具有透明導電結構之光感測元件10之上，並透過一開口而暴露部分之該具有透明導電結構之光感測元件10，作為該第一共用電極開口43；而於該第一共用電極開口43以及該第二共用電極開口45之上則係分別設置該第一共用電極21以及該第二共用電極23。
復參閱第5圖，該薄膜電晶體25包含依設置順序向上堆疊之該第二金屬層31、該絕緣層33、該通道層35以及該第一金屬層111。承上所述，位於最上方之該第一金屬層111作為該薄膜電晶體25之源極與汲極，而位於最下方之該第二金屬層31作為該薄膜電晶體25之閘極，且該第一金屬層111具有一開口，該開口於垂直方向上係對應於該第二金屬層31，並使該通道層35外露而致該通道層35連接於該第一鈍態層37。
復參閱第5圖，將本創作之該具有透明導電結構之光感測元件10設置於該第一共用電極21之下方，以作為該光感測器20之光感測元件，並在該具有透明導電結構之光感測元件10周圍設置一薄膜電晶體25，該薄膜電晶體25連接該第二共用電極23，其中，當一光源經一光行進方向27經由該第一共用電極21之間隙處射入該具有透明導電結構之光感測元件10中產生光電效應，而光電流將沿著該玻璃基板100之一側連接該薄膜電晶體25之汲極並流至該玻璃基板100之另一側的源極，進而達到提高整體該光感測器20電性之功效。
以上所述之實施例，本創作之一種具有透明導電結構之光感測元件，其缺陷較習知更少，也不需要像習知之製作具有透明導電結構之光感測元件中透過退火來消除缺陷，相比習知技術製程更為簡單，加工時間也較短，也不需額外準備退火用機台，於節省成本的同時更能達到節能減碳之功效。
惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。
10:具有透明導電結構之光感測元件
100:玻璃基板
11:光感測元件
111:第一金屬層
112:半導體層
12:第一透明導電層
122:第一表面
13:第二透明導電層
132:第二表面
14:成膜異物
15:孔洞
16:第三透明導電層
20:光感測器
21:第一共用電極
23:第二共用電極
25:薄膜電晶體
27:光行進方向
31:第二金屬層
33:絕緣層
35:通道層
37:第一鈍態層
39:第二鈍態層
41:保護層
43:第一共用電極開口
45:第二共用電極開口
第1圖：其為本創作之一實施例之結構圖；
第2A圖：其為本創作之一實施例之成膜異物示意圖；
第2B圖：其為本創作之一實施例之清除成膜異物示意圖；
第2C圖：其為本創作之一實施例之示意圖；
第2D圖：其為本創作之另一實施例之示意圖；
第3圖：其為本創作之另一實施例之示意圖；
第4圖：其為本創作之另一實施例之示意圖；以及
第5圖：其為本創作之一實施例之應用示意圖。
10:具有透明導電結構之光感測元件
100:玻璃基板
11:光感測元件
111:第一金屬層
112:半導體層
12:第一透明導電層
122:第一表面
13:第二透明導電層
Claims (10)
- 一種具有透明導電結構之光感測元件，其結構包含： 一玻璃基板； 一光感測元件，其係設置於該玻璃基板之上方，該光感測元件係包含： 一第一金屬層，其設置於該玻璃基板之上方； 以及 一半導體層，其設置於該第一金屬層之上方； 一第一透明導電層，其設置於該半導體層之上方； 一第一表面，其設置於該第一透明導電層上方，該第一表面具有複數個孔洞；以及 一第二透明導電層，其設置於該第一表面之上方，該第二透明導電層填滿該些個孔洞。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中該第一透明導電層之一第一厚度以及該第二透明導電層之一第二厚度皆為20奈米至30奈米。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中該第一透明導電層係透過濺鍍形成於該玻璃基板之上方。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中該第二透明導電層係透過濺鍍形成於該第一表面之上方。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中更包含： 一第二表面，其設置於該第二透明導電層上方，該第二表面具有該些個孔洞；以及 一第三透明導電層，其設置於該第二表面之上方，該第三透明導電層填滿該些個孔洞。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中該第一透明導電層以及該第二透明導電層可為相同材料或不同材料組成。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中當該第一透明導電層之材料為掺鋁氧化鋅時，該第二透明導電層之材料為氧化銦錫，當該第一透明導電層之材料為氧化銦錫時，該第二透明導電層之材料為掺鋁氧化鋅。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中更包含： 一第一共用電極，其係設置於該第二透明導電層之上。
- 如請求項1所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中該光感測元件鄰設一薄膜電晶體。
- 如請求項9所述之具有透明導電結構之光感測元件，其中該薄膜電晶體更包含： 該玻璃基板； 一第二金屬層，其係設置於該玻璃基板之上； 一絕緣層，其係設置於該第二金屬層之上； 一通道層，其係設置於該絕緣層之上；以及 該第一金屬層，其係設置於該通道層之上。
Priority Applications (1)
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| TW112210634U TWM649504U (zh) | 2023-10-02 | 2023-10-02 | 具有透明導電結構之光感測元件 |
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