[发明专利]光学传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种光学传感器及其制作方法，尤指一种使用富硅介电层(Silicon rich dielectric layer)作为感光层的富硅介电光学传感器及其制作方法。

背景技术

由于光纤通讯与各类型薄膜晶体管显示器的应用推陈出新，使得光学传感器或接收器的需求急速增加。现行的光学传感器以利用三A族元素与五A族元素材料形成的PN(正掺杂/负掺杂)接面传感器或是PIN(正掺杂/未掺杂/负掺杂)接面传感器为主，然而PN/PIN接面传感器为非直接能隙(indirect energy gap)架构，因此光接收效率偏低，且容易受到非目标光源的影响，使得信号噪声较大。此外对于薄膜晶体管显示器内而言，PN/PIN接面传感器使用的三A族与五A族材料与薄膜晶体管工艺上具有兼容性问题，且PN/PIN接面传感器的位置与周边电路毗邻，不仅容易相互干扰，在设计上亦造成开口率与感光效能之间的取舍。基于上述种种原因，PN/PIN接面传感器已无法满足传感器在光电领域上的应用，因此新一代的传感器已成为研发的重点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种富硅介电层的光学传感器及其制作方法，以提升光学传感器的应用性及兼容性。

为达上述目的，本发明提供一种光学传感器，其包括一富硅介电感光元件与一信号读取元件。该富硅介电感光元件包括一第一电极、一第二电极与一感光富硅介电层设置于该第一电极与该第二电极之间，其中该感光富硅介电层中包含一富硅的氧化硅层(SiOx)、一富硅的氮化硅层(SiNy)、一富硅的氮氧化硅层(SiOxNy)、一富硅的碳氧化硅层(SiOxCz)或一富硅的碳化硅(SiCz)层。该信号读取元件与该富硅介电感光元件的该第一电极电性连接，用以读取该感光富硅介电层产生的一光电信号。

为达上述目的，本发明另提供一种光学传感器的制作方法，其包括下列步骤。首先提供一基板，并于该基板上形成一信号读取元件。接着于该基板上形成一第一电极，电性连接该信号读取元件。随后于该第一电极上形成一感光富硅介电层，其中该感光富硅介电层中包含有多个硅纳米晶粒。之后再于该感光富硅介电层上形成一第二电极。

本发明的具有富硅介电层的光学传感器利用富硅介电层作为感光层，其辅以硅纳米晶粒架构作为光吸收与电流转换媒介，因此相较于使用的晶格硅的传统PN/PIN接面传感器，硅纳米晶粒具有直接能隙且其吸收效率与转换效率较高。另外，本发明具有富硅介电层的光学传感器的制作方法与标准半导体工艺具有极高兼容性。

附图说明

图1为本发明的光学传感器的一较佳实施例的示意图；

图2为本发明的光学传感器整合于一显示装置的一实施例的示意图；

图3为本发明的光学传感器整合于一显示装置的另一实施例的示意图；

图4至图7为本发明光学传感器的制作方法示意图；

图8为本发明光学传感器的实验结果图。

【主要元件符号说明】

10    光学传感器              20    富硅介电感光元件

22    第一电极                24    第二电极

26    感光富硅介电层          30    信号读取元件

40    显示装置                42    阵列基板

44    彩色滤光片基板          46    液晶层

48    非显示区                50    显示区

52    栅极                    54    数据线

56    像素电极                58    框胶

60    基板                    62    信号读取元件

64    第一电极                66    感光富硅介电层

68    第二电极

具体实施方式

为更进一步了解本发明的目的、方案及功效，下文特列举本发明的数个较佳实施例，并配合所附图标、元件符号等，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。