WO2021184430A1 - 感光传感器及其制备方法、显示面板 - Google Patents

感光传感器及其制备方法、显示面板 Download PDF

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宋继越
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武汉华星光电技术有限公司
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Definitions

  • This application proposes a photosensitive sensor design.
  • phosphorus ions are implanted on the surface of the same layer of polysilicon to form N-type regions and boron ions are implanted to form P-type regions.
  • This is compatible with the ion implantation process without additional Pass in borane and phosphane gas; and cover a layer of amorphous silicon photosensitive layer above the polysilicon, which enhances the ability to absorb light, can increase the photo-generated electron-hole pairs, and there are built-in electric fields in both the horizontal and vertical directions. It can more effectively separate the electron-hole pairs, increase the photocurrent, and improve the accuracy of fingerprint recognition.
  • the photosensitive sensor of this application can be used for liquid crystal displays (Liquid Optical fingerprint recognition is performed in a Crystal Display (LCD) screen or under an Organic Light Emitting Diode (OLED) display screen.
  • LCD Crystal Display
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • the photosensitive layer 44 covers the I-type region 433 and extends to the P-type region 431 and the N-type region 432 respectively.
  • the material of the photosensitive layer 44 is intrinsic amorphous silicon, and the film thickness of the photosensitive layer 44 is greater than or equal to 2000 angstroms, which can ensure sufficient absorption of reflected light from fingers and increase photo-generated electrons. Hole pair.

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Abstract

一种感光传感器及其制备方法、显示面板，通过离子植入的方式，在同一层多晶硅（23，33）表面分别形成N型区（231a，331a）和P型区（232a，332a），兼容了离子植入的工艺；并在多晶硅上方覆盖一层非晶硅感光层（24，34），增强了吸收光能力，可增加光生电子-空穴对，且水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度。

Description

感光传感器及其制备方法、显示面板 技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种感光传感器及其制备方法、显示面板。
 背景技术
指纹是人体与生俱来独一无二并可与他人相区别的不变特征。指纹图案具有唯一性，它由指端皮肤表面上的一系列脊和谷组成，由之发展起来的指纹识别技术是较早被用作为个人身份验证的技术。目前，指纹识别技术已广泛应用于中小尺寸的面板中，其中主要有电容式、超声波式和光学式等几种方式。相比于电容式和超声波式指纹识别技术，光学指纹识别稳定性好、抗静电能力强、穿透能力好且成本较低。光学指纹识别技术利用光的折射和反射原理，当光照射到手指上，经手指反射后由感光传感器(sensor)接收，感光传感器可将光信号转换为电学信号，从而进行读取。由于指纹谷和脊对光的反射不同，感光传感器所接收到谷和脊的反射光强不同，所转换的电流或者电压的大小也就不同，因此可以抓取指纹中的特殊点，提供唯一性的确认信息。
对于光学指纹识别技术，感光传感器是实现光信号转换为可以直接读取的电信号的关键模块。传统的感光传感器结构为非晶硅(a-Si)材质的垂直型PIN型光电二极管，通过在光电二极管的PN结中间掺入一层浓度很低的I型半导体，由于这一掺入层的掺杂浓度低，近乎本征(Intrinsic)半导体，故称I型区，因此这种结构成为PIN型光电二极管。绝大部分的入射光在I型区内被吸收并产生大量的电子-空穴对；P型区和N型区吸收入射光的比例很小。I型区相对于P型区和N型区是高阻区，这样，PN结的内建电场就基本上全集中于I型区中。
 技术问题
现有PIN型光电二极管的制作方法是通过在CVD成膜过程中通入磷烷和硼烷，来实现N型区和P型区，构成二极管，而现有低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，简称LTPS)产线工艺实现半导体的N型或者P型转变是通过离子植入和高温活化的方式进行，因此，现有PIN型光电二极管的制作方法无法兼容现有LTPS产线工艺。对于LTPS工艺，由于受到准分子激光退火(ELA)工艺对多晶硅(Poly-Si)晶化厚度的限制，采用离子植入工艺制备的全Poly-Si水平结构PIN型二极管器件，其光电响应会比较低，从而使得IC无法精确读取信号，影响指纹识别的精度。
因此，如何既兼容LTPS产线的离子植入的工艺，又实现较强的吸收光能力，成为光学指纹识别技术发展需要改进的技术问题。
 技术解决方案
本申请的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种感光传感器及其制备方法、显示面板，可以既兼容LTPS产线的离子植入的工艺，又实现较强的吸收光能力。
为实现上述目的，本申请提供了一种感光传感器的制备方法，包括如下步骤：在一衬底基板上形成一第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区；采用离子植入的方式，对所述多晶硅层的所述第一区进行第一离子掺杂形成P型区，及对所述多晶硅层的所述第二区进行第二离子掺杂形成N型区；在所述多晶硅层上形成一感光层，所述感光层覆盖所述第三区并分别向所述P型区及所述N型区延伸，所述第三区形成I型区；在所述感光层上形成一第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上对应所述P型区的区域内形成一第一连接孔，及在对应所述N型区的区域内形成一第二连接孔；以及在所述第二绝缘层上形成一电极层，所述电极层包括一第一电极及一第二电极，其中，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区。
为实现上述目的，本申请还提供了一种感光传感器，包括：一第一绝缘层，设置于一衬底基板上；一半导体层，所述半导体层包括沿横向依次设置于所述第一绝缘层上的一P型区、一I型区和一N型区；一感光层，覆盖所述I型区并分别向所述P型区及所述N型区延伸；一第二绝缘层，覆盖所述感光层，所述第二绝缘层在对应所述P型区的区域内具有一第一连接孔，在对应所述N型区的区域内具有一第二连接孔；以及一电极层，设置于所述第二绝缘层上，所述电极层包括一第一电极和一第二电极，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区。
为实现上述目的，本申请还提供了一种显示面板，所述显示面板包括阵列基板；所述阵列基板包括：一衬底基板；一薄膜晶体管层，设于所述衬底基板上；以及至少一感光传感器，设于所述衬底基板上；其中，所述感光传感器采用本申请所述的感光传感器。
 有益效果
本申请通过离子植入的方式，在同一层多晶硅表面分别植入磷离子形成N型区、植入硼离子形成P型区，兼容了离子植入的工艺，无需额外通入硼烷和磷烷气体；并在多晶硅上方覆盖一层非晶硅感光层，增强了吸收光能力，可增加光生电子-空穴对，且水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度。本申请PIN型二极管感光传感器可用于LCD屏内或OLED屏下进行光学指纹识别。
 附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请感光传感器的制备方法的流程图；
图2A-图2F为本申请感光传感器的制备方法第一实施例的工艺流程图；
图3A-图3F为本申请感光传感器的制备方法第二实施例的工艺流程图；
图4A为本申请感光传感器感光示意图；
图4B为现有感光传感器感光示意图；
图5为本申请显示面板架构示意图。
 本发明的实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，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所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请提出一种感光传感器设计，通过离子植入的方式，在同一层多晶硅表面分别植入磷离子形成N型区、植入硼离子形成P型区，兼容了离子植入的工艺，无需额外通入硼烷和磷烷气体；并在多晶硅上方覆盖一层非晶硅感光层，增强了吸收光能力，可增加光生电子-空穴对，且水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度。本申请感光传感器可用于液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)屏内或有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)显示器屏下进行光学指纹识别。
请一并参阅图1及图2A-图2F，其中，图1为本申请感光传感器的制备方法的流程图，图2A-图2F为本申请感光传感器的制备方法第一实施例的工艺流程图。
如图1所示，所述制备方法包括如下步骤：S11：在一衬底基板上形成一第一绝缘层；S12：在所述第一绝缘层上形成一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区；S13：采用离子植入的方式，对所述多晶硅层的所述第一区进行第一离子掺杂形成P型区，及对所述多晶硅层的所述第二区进行第二离子掺杂形成N型区；S14：在所述多晶硅层上形成一感光层，所述感光层覆盖所述第三区并分别向所述P型区及所述N型区延伸，所述第三区形成I型区；S15：在所述感光层上形成一第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上对应所述P型区的区域内形成一第一连接孔，及在对应所述N型区的区域内形成一第二连接孔；以及S16：在所述第二绝缘层上形成一电极层，所述电极层包括所述感光传感器的一第一电极及一第二电极，其中，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区，以下结合附图进行详细说明。
关于步骤S11：在一衬底基板上形成一第一绝缘层，请一并参阅图1及图2A。如图2A所示，所述第一绝缘层包括：一遮光层(LS)21以及一缓冲层(buffer)22。具体的，可以在一衬底基板20上沉积不透光材料，再采用曝光蚀刻等方式将其图案化，形成一遮光层(LS)21，所述遮光层21部分覆盖所述衬底基板20；再在所述遮光层21上形成一缓冲层(buffer)22，所形成的缓冲层22覆盖所述遮光层21及所述衬底基板20。所述衬底基板20可以为一玻璃基板或其它硬质基板。
进一步的实施例中，所述遮光层21为采用不透光材料制成的单层或叠层结构。所述不透光材料可为Mo、Ti、Mo/Al(叠层)、Ti/Al(叠层)等。
进一步的实施例中，所述缓冲层22的材料可使用氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiOxNy)，也可以采用SiOx/SiNx叠层结构。
关于步骤S12：在所述第一绝缘层上形成一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区，请一并参阅图1及图2B。如图2B所示，在所述缓冲层22上沉积多晶硅(Poly-Si)材料，形成所述多晶硅(Poly-Si)层23；通过对所述多晶硅(Poly-Si)层23进行图案化，形成一第一区231及一第二区232，并将所述第一区231与所述第二区232之间的一第三区233蚀刻掉，形成空白区域(虚线示意第三区233的边界)。
关于步骤S13：采用离子植入的方式，对所述多晶硅层的所述第一区进行第一离子掺杂形成P型区，及对所述多晶硅层的所述第二区进行第二离子掺杂形成N型区，请一并参阅图1及图2C。如图2C所示，通过采用离子植入的方式，将同一层本征多晶硅分别变为P型多晶硅和N型多晶硅，分别形成P型区231a和N型区232a，可以兼容现有LTPS产线工艺的离子植入工艺，无需通入硼烷和磷烷制备不同的膜层。
进一步的实施例中，通过两道光罩工艺分别进行所述第一离子与所述第二离子的离子植入。具体的，采用一第一光罩覆盖所述多晶硅层23并暴露所述第一区231，对所述多晶硅层23的所述第一区231进行第一离子掺杂形成P型区231a，所述第一离子可以为硼离子或铟离子；采用一第二光罩覆盖所述多晶硅层23并暴露所述第二区232，对所述多晶硅层23的所述第二区232进行第二离子掺杂形成N型区232a，所述第二离子可以为磷离子或锑离子。
关于步骤S14：在所述多晶硅层上形成一感光层，所述感光层覆盖所述第三区并分别向所述P型区及所述N型区延伸，所述第三区形成I型区，请一并参阅图1及图2D。如图2D所示，通过在所述多晶硅层23上方覆盖一层吸光材料作为感光层24；所述感光层24完全覆盖所述第三区233并分别向所述P型区231a及所述N型区232a延伸，即覆盖所述P型区231a的至少一部分及所述N型区232a的至少一部分。由于所述第三区233为空白区域，形成所述感光层23的材料进一步填充所述第三区233，以在所述第三区233形成I型区233a。
进一步的实施例中，所述感光层24的材料为本征非晶硅(a-Si)，所述感光层24的膜层厚度大于或等于2000埃，可保证对手指反射光的充分吸收，可增加光生电子-空穴对。且通过在水平结构的PIN型二极管上方覆盖一层本征a-Si感光层，使得接收光线后水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度。
关于步骤S15：在所述感光层上形成一第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上对应所述P型区的区域内形成一第一连接孔，及在对应所述N型区的区域内形成一第二连接孔，请一并参阅图1及图2E。如图2E所示，可以在所述感光层24上沉积绝缘材料并进行氢化活化，形成一第二绝缘层(ILD)25，再采用曝光蚀刻等方式将其图案化，分别形成一第一连接孔251及一第二连接孔252。其中，所述第一连接孔251对应所述P型区231a，在所述第二连接孔252对应所述N型区232a。
进一步的实施例中，所述第二绝缘层25的材料可使用SiOx、SiNx或SiOxNy，也可以采用SiOx/SiNx叠层结构。
关于步骤S16：在所述第二绝缘层上形成一电极层，所述电极层包括一第一电极及一第二电极，其中，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区，请一并参阅图1及图2F。如图2F所示，可以在对应所述第一连接孔251及所述第二连接孔252处的所述第二绝缘层25上沉积电极材料形成一电极层，并进行图案化，分别形成所述感光传感器的一第一电极261及一第二电极262，使得所述第一电极261通过所述第一连接孔251连接所述P型区231a，所述第二电极262通过所述第二连接孔252连接所述N型区232a。
进一步的实施例中，所述第一电极261与所述第二电极262的材料可以为Ag、Cu、Al、Mo/Al/Mo叠层、Ti/Al/Ti叠层或Mo/Cu叠层等导电性较好的单层或叠层金属。
本实施例感光传感器的制备方法，通过离子植入的方式，在同一层多晶硅表面分别植入磷离子形成N型区、植入硼离子形成P型区，兼容了离子植入的工艺，无需额外通入硼烷和磷烷气体；并在多晶硅上方覆盖一层非晶硅感光层，增强了吸收光能力，可增加光生电子-空穴对；且水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度，可用于LCD屏内或OLED屏下进行光学指纹识别。
请一并参阅图1及图3A-图3F，其中，图3A-图3F为本申请感光传感器的制备方法第二实施例的工艺流程图。
关于步骤S11：在一衬底基板上形成一第一绝缘层，请一并参阅图1及图3A。如图3A所示，所述第一绝缘层包括：一遮光层(LS)31以及一缓冲层(buffer)32。具体的，可以在一衬底基板30上沉积不透光材料，再采用曝光蚀刻等方式将其图案化，形成一遮光层(LS)31，所述遮光层31部分覆盖所述衬底基板20；再在所述遮光层31上形成一缓冲层(buffer)32，所形成的缓冲层32覆盖所述遮光层31及所述衬底基板30。
进一步的实施例中，所述遮光层31为采用不透光材料制成的单层或叠层结构。所述不透光材料可为Mo、Ti、Mo/Al叠层、Ti/Al叠层等。
进一步的实施例中，所述缓冲层32的材料可使用SiOx、SiNx或SiOxNy，也可以采用SiOx/SiNx叠层结构。
关于步骤S12：在所述第一绝缘层上形成一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区，请一并参阅图1及图3B。如图3B所示，在所述缓冲层32上沉积多晶硅(Poly-Si)材料，形成所述多晶硅(Poly-Si)层33；通过对所述多晶硅(Poly-Si)层33进行图案化，形成一第一区331及一第二区332以及夹在所述第一区331与所述第二区332之间的一第三区333。即所述第一区331与所述第二区332之间的多晶硅保留，即所形成的所述第三区333为多晶硅区，所述多晶硅区作为所述PIN型二极管的I型区。
关于步骤S13：采用离子植入的方式，对所述多晶硅层的所述第一区进行第一离子掺杂形成P型区，及对所述多晶硅层的所述第二区进行第二离子掺杂形成N型区，请一并参阅图1及图3C。如图3C所示，通过采用离子植入的方式，将同一层本征多晶硅分别变为P型多晶硅和N型多晶硅，分别形成P型区331a和N型区332a，可以兼容现有LTPS产线工艺的离子植入工艺，无需通入硼烷和磷烷制备不同的膜层。
进一步的实施例中，通过两道光罩工艺分别进行所述第一离子与所述第二离子的离子植入。具体的，采用一第一光罩覆盖所述多晶硅层33并暴露所述第一区331，对所述多晶硅层33的所述第一区331进行第一离子掺杂形成P型区331a，所述第一离子可以为硼离子或铟离子；采用一第二光罩覆盖所述多晶硅层33并暴露所述第二区332，对所述多晶硅层33的所述第二区332进行第二离子掺杂形成N型区332a，所述第二离子可以为磷离子或锑离子。
关于步骤S14：在所述多晶硅层上形成一感光层，所述感光层覆盖所述第三区并分别向所述P型区及所述N型区延伸，所述第三区形成I型区，请一并参阅图1及图3D。如图3D所示，通过在所述多晶硅层33上方覆盖一层吸光材料作为感光层34；所述感光层34完全覆盖所述第三区333并分别向所述P型区331a及所述N型区332a延伸，即覆盖所述P型区331a的至少一部分及所述N型区332a的至少一部分。
进一步的实施例中，所述感光层34的材料为本征非晶硅(a-Si)，所述感光层34的膜层厚度大于或等于2000埃，可保证对手指反射光的充分吸收，可增加光生电子-空穴对。且通过在水平结构的PIN型二极管上方覆盖一层本征a-Si感光层，使得接收光线后水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度。
关于步骤S15：在所述感光层上形成一第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上对应所述P型区的区域内形成一第一连接孔，及在对应所述N型区的区域内形成一第二连接孔，请一并参阅图1及图3E。如图3E所示，可以在所述感光层34上沉积绝缘材料并进行氢化活化，形成一第二绝缘层(ILD)35，再采用曝光蚀刻等方式将其图案化，分别形成一第一连接孔351及一第二连接孔352。其中，所述第一连接孔351对应所述P型区331a，在所述第二连接孔352对应所述N型区332a。
进一步的实施例中，所述第二绝缘层35的材料可使用SiOx、SiNx或SiOxNy，也可以采用SiOx/SiNx叠层结构。
关于步骤S16：在所述第二绝缘层上形成一电极层，所述电极层包括一第一电极及一第二电极，其中，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区，请一并参阅图1及图3F。如图3F所示，可以在对应所述第一连接孔351及所述第二连接孔352处的所述绝缘层35上沉积电极材料形成一电极层，并进行图案化，分别形成所述感光传感器的一第一电极361及一第二电极362，使得所述第一电极361通过所述第一连接孔351连接所述P型区331a，所述第二电极362通过所述第二连接孔352连接所述N型区332a。
进一步的实施例中，所述第一电极361与所述第二电极362的材料可以为Ag、Cu、Al、Mo/Al/Mo、Ti/Al/Ti或Mo/Cu等导电性较好的单层或叠层金属。
本实施例感光传感器的制备方法，通过离子植入的方式，在同一层多晶硅表面分别植入磷离子形成N型区、植入硼离子形成P型区，兼容了离子植入的工艺，无需额外通入硼烷和磷烷气体；并在多晶硅上方覆盖一层非晶硅感光层，增强了吸收光能力，可增加光生电子-空穴对；且水平方向和垂直方向上均存在内建电场，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度，可用于LCD屏内或OLED屏下进行光学指纹识别。
本申请还提供了一种通过上述制备方法制备的感光传感器。请一并参阅图4A-图4B，图4A为本申请感光传感器感光示意图，作为对比，图4B为现有感光传感器感光示意图。
如图4A所示，本申请感光传感器，包括：一第一绝缘层、一半导体层43、一感光层44、一第二绝缘层45、一电极层46。
具体的，所述第一绝缘层包括一遮光层41以及一缓冲层42；所述遮光层41设置于一衬底基板40上；所述遮光层41为采用不透光材料制成的单层或叠层结构。所述不透光材料可为Mo、Ti、Mo/Al叠层、Ti/Al叠层等。所述缓冲层42设置于所述衬底基板40上并覆盖所述遮光层41；所述缓冲层42的材料可使用SiOx、SiNx或SiOxNy，也可以采用SiOx/SiNx叠层结构。
具体的，所述半导体层43包括沿横向依次设置于所述第一绝缘层上的P型区431、I型区433和N型区432。进一步的实施例中，所述P型区431掺杂有硼离子或铟离子；所述N型区432掺杂有磷离子或锑离子；所述I型区433的材料为本征非晶硅或多晶硅。所述P型区431与所述N型区432通过离子植入的方式形成，可兼容LTPS产线工艺的离子植入工艺，无需额外通入硼烷和磷烷气体制备不同膜层。
具体的，所述感光层44覆盖所述I型区433并分别向所述P型区431及所述N型区432延伸。进一步的实施例中，所述感光层44的材料为本征非晶硅，所述感光层44的膜层厚度大于或等于2000埃，可保证对手指反射光的充分吸收，可增加光生电子-空穴对。
具体的，所述第二绝缘层45覆盖所述感光层44，所述第二绝缘层45在对应所述P型区431的区域内具有一第一连接孔451，在对应所述N型区432的区域内具有一第二连接孔452。所述第二绝缘层45的材料可使用SiOx、SiNx或SiOxNy，也可以采用SiOx/SiNx叠层结构。
具体的，所述电极层46包括设置于所述第二绝缘层45上的一第一电极461以及一第二电极462。所述第一电极461通过所述第一连接孔451连接所述P型区431；所述第二电极462通过所述第二连接孔452连接所述N型区432。
本申请感光传感器，可兼容LTPS产线工艺的离子植入工艺，无需额外通入硼烷和磷烷气体制备不同膜层；通过在水平结构的PIN型二极管上方覆盖一层本征a-Si感光层，可保证对手指反射光49的充分吸收，可增加光生电子-空穴对48；且使得接收光线后水平方向和垂直方向上均存在内建电场(图4A中黑色箭头47为本申请内建电场的方向)，可更加有效地分离电子-空穴对，增大光生电流，提高指纹识别的精度。本申请感光传感器可用于LCD屏内或OLED屏下进行光学指纹识别。
如图4B所示，现有感光传感器，包括：设置于一衬底基板40b上一遮光层41b、一缓冲层42b、一半导体层43b一P型区431b、一I型区433b和一N型区432b；一第二绝缘层45b、以及一电极层46b。所述半导体层43b包括沿横向依次设置的一P型区431b、一I型区433b和一N型区432b；所述电极层46b包括一第一电极461b以及一第二电极462b。现有采用离子植入工艺制备的全多晶硅(Poly-Si)水平结构PIN型二极管器件，由于受到准分子激光退火(ELA)工艺对多晶硅晶化厚度的限制，其对手指反射光49b的光电响应会比较低，光生电子-空穴对48b较少，仅在水平方向存在内建电场(图4B中黑色箭头47b为内建电场的方向)，从而使得IC无法精确读取信号，影响指纹识别的精度。
基于同一发明构思，本申请还提供一种显示面板。请参阅图5，本申请显示面板架构示意图。本申请显示面板50包括阵列基板51。所述阵列基板51包括：一衬底基板510；一薄膜晶体管层511，设于所述衬底基板510上；以及至少一感光传感器512(以虚框示意其位置)，设于所述衬底基板510上；其中，所述感光传感器采用本申请上述的感光传感器，用于进行光学指纹识别。所述感光传感器512的制备方式、结构及优点以详述于前，此处不再赘述。
所述显示面板50可以为LCD或OLED显示面板，其采用本申请感光传感器进行光学指纹识别，具有较高的指纹识别精度。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本申请的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

Claims (17)

  1. 一种感光传感器的制备方法，其中，包括如下步骤：
    在一衬底基板上形成一第一绝缘层；
    在所述第一绝缘层上形成一多晶硅层，并对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区；
    采用离子植入的方式，对所述多晶硅层的所述第一区进行第一离子掺杂形成P型区，及对所述多晶硅层的所述第二区进行第二离子掺杂形成N型区；
    在所述多晶硅层上形成一感光层，所述感光层覆盖所述第三区并分别向所述P型区及所述N型区延伸，所述第三区形成I型区；
    在所述感光层上形成一第二绝缘层，并在所述第二绝缘层上对应所述P型区的区域内形成一第一连接孔，及在对应所述N型区的区域内形成一第二连接孔；以及
    在所述第二绝缘层上形成一电极层，所述电极层包括第一电极及一第二电极，并且其中，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区。
  2. 如权利要求1所述的制备方法，其中，所述的在一衬底基板上形成一第一绝缘层的步骤中进一步包括：
    在所述衬底基板上沉积不透光材料并图案化，形成一遮光层，所述遮光层部分覆盖所述衬底基板；以及
    在所述遮光层上形成一缓冲层，所述缓冲层覆盖所述遮光层及所述衬底基板。
  3. 如权利要求1所述的制备方法，其中，通过两道光罩工艺分别进行所述第一离子与所述第二离子的离子植入。
  4. 如权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一离子为硼离子或铟离子；所述第二离子为磷离子或锑离子。
  5. 如权利要求1所述的制备方法，其中，所述感光层的材料为本征非晶硅。
  6. 如权利要求1所述的制备方法，其中，所述感光层的膜层厚度大于或等于2000埃。
  7. 如权利要求1所述的制备方法，其中，
    所述的对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区的步骤中，所形成的第三区为空白区域；以及
    所述的在所述多晶硅层上形成一感光层的步骤中，形成所述感光层的材料进一步填充所述第三区，以在所述第三区形成I型区。
  8. 如权利要求1所述的制备方法，其中，所述的对所述多晶硅层进行图案化，形成一第一区、一第二区以及夹在所述第一区与所述第二区之间的一第三区的步骤中，所形成的第三区为多晶硅区，所述多晶硅区作为I型区。
  9. 一种感光传感器，其中，包括：
    一第一绝缘层，设置于一衬底基板上；
    一半导体层，所述半导体层包括沿横向依次设置于所述第一绝缘层上的一P型区、一I型区和一N型区；
    一感光层，覆盖所述I型区并分别向所述P型区及所述N型区延伸；
    一第二绝缘层，覆盖所述感光层，所述第二绝缘层在对应所述P型区的区域内具有一第一连接孔，在对应所述N型区的区域内具有一第二连接孔；以及
    一电极层，设置于所述第二绝缘层上，所述电极层包括一第一电极和一第二电极，所述第一电极通过所述第一连接孔连接所述P型区，所述第二电极通过所述第二连接孔连接所述N型区。
  10. 如权利要求9所述的感光传感器，其中，所述第一绝缘层包括：
    一遮光层，设置于所述衬底基板上，并且其中，所述遮光层为采用不透光材料制成的单层或叠层结构；以及
    一缓冲层，设置于所述衬底基板上并覆盖所述遮光层。
  11. 如权利要求10所述的感光传感器，其中，所述缓冲层为氧化硅/氮化硅叠层结构。
  12. 如权利要求9所述的感光传感器，其中，所述感光层的材料为本征非晶硅。
  13. 如权利要求9所述的感光传感器，其中，所述感光层的膜层厚度大于或等于2000埃。
  14. 如权利要求9所述的感光传感器，其中，所述第二绝缘层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。
  15. 如权利要求9所述的感光传感器，其中，所述第二绝缘层为氧化硅/氮化硅叠层结构。
  16. 如权利要求9所述的感光传感器，其中，所述I型区的材料为本征非晶硅或多晶硅。
  17. 一种显示面板，所述显示面板包括阵列基板；其中，所述阵列基板包括：
    一衬底基板；
    一薄膜晶体管层，设于所述衬底基板上；以及
    至少一感光传感器，设于所述衬底基板上；
    并且其中，所述感光传感器采用如权利要求9所述的感光传感器。
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