集成光電傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種集成光電傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光電檢測技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，光電傳感器是一種被普遍應(yīng)用的檢測裝置，光電傳感器將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電信號。通常，光電傳感器輸出的電信號為微弱的電流，為了滿足對信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等功能的要求，在實(shí)際應(yīng)用中，需采用放大電路將該微弱的電流信號放大并轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出給后續(xù)電路進(jìn)行處理。其中，最簡單的方法是將傳感器與大額電阻串聯(lián)。請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種光電傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該光電傳感器10包括光電二極管11、電阻12和輸出端Vout，該光電二極管11的正極連接一電源VDD，負(fù)極連接該輸出端Vout，并經(jīng)由該電阻12接地。當(dāng)有光照射到該光電二極管11上的時(shí)候，該光電二極管11產(chǎn)生微弱的電流，該微弱的電流流經(jīng)該電阻12時(shí)，該電阻12兩端產(chǎn)生電壓信號，使該輸出端Vout輸出一個(gè)相對較大的電壓。
[0003]目前，電子工業(yè)中一個(gè)主要的驅(qū)動力是希望獲得更大的功能集成，如將多種元器件集成在一起使之具有體積小、重量輕、引出線和焊接點(diǎn)少、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并且便于大規(guī)模生產(chǎn)以降低成本。對于圖1所示的光電傳感器10，如果將能將電阻12與光電二極管11上集成在一起，對降低傳感器產(chǎn)品的成本、減小產(chǎn)品尺寸將有重要的意義。然而，在實(shí)際制備過程中，難以將電阻12以薄膜的形式與光電二極管11集成在同一片襯底上，因此，如圖1所示，光電二極管11通常只能采用外接電阻12或運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)將其傳出的微弱電流信號放大并轉(zhuǎn)換成電壓信號，因此導(dǎo)致了光電傳感器10體積過大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的包括提供一種集成光電傳感器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中光電傳感器體積過大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0005]具體地，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種集成光電傳感器，該集成光電傳感器包括襯底以及依次設(shè)置在該襯底上的第一電極層、絕緣層、半導(dǎo)體材料層以及第二電極層，該第一電極層包括一晶體管的柵極，該半導(dǎo)體材料層包括該晶體管的溝道以及一光敏元件的感光部分，該第二電極層包括該晶體管的源極與漏極以及該光敏元件的第一電極與第二電極，其中，該第二電極與該源極或者該漏極連接。
[0006]優(yōu)選地，該第二電極層進(jìn)一步包括一第一通孔，該第一通孔形成在該兩個(gè)電極之間，該第一通孔曝露出該感光部分，使該感光部分可以接收外部光線。
[0007]優(yōu)選地，該集成光電傳感器進(jìn)一步包括設(shè)置在該第二電極層上的遮光層，該遮光層用于遮住該晶體管。
[0008]優(yōu)選地，該第二電極層進(jìn)一步包括一第二通孔，該第二通孔形成在該源極與該漏極之間，該遮光層形成在該源極、該漏極以及該半導(dǎo)體材料層對應(yīng)該第二通孔的地方上。
[0009]優(yōu)選地，該光敏元件為光電二極管，該第一電極為該光電二極管的正極，該第二電極為該光電二極管的負(fù)極。
[0010]優(yōu)選地，該半導(dǎo)體材料層的材料為氧化鋅。
[0011 ] 優(yōu)選地，該絕緣層的材料為氧化硅。
[0012]本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種集成光電傳感器，該集成光電傳感器包括集成在同一襯底上的光敏元件和薄膜晶體管，該光敏元件用于接收外部光線并產(chǎn)生電信號，該薄膜晶體管用于放大該電信號并輸出放大后的電信號，其中，該光敏元件包括第一電極與第二電極，該薄膜晶體管包括控制端、第一通路端與第二通路端，該第一電極用于連接一電源，該第二電極連接該第一通路端，且該第一通路端作為該集成光電傳感器的輸出端輸出經(jīng)該薄膜晶體管放大的電信號，該第二通路端接地，該控制端用于接收一控制信號。
[0013]優(yōu)選地，該光敏元件為光電二極管，該第一電極為該光電二極管的正極，該第二電極為該光電二極管的負(fù)極。
[0014]優(yōu)選地，該薄膜晶體管的控制端為柵極，該第一通路端與該第二通路端分別為源極和漏極。
[0015]由于本發(fā)明所提供的集成光電傳感器利用薄膜晶體管用作放大功能，并且將光敏元件與薄膜晶體管集成在同一襯底上，由于該光敏元件與該薄膜晶體管共用襯底、絕緣層以及半導(dǎo)體材料層，使該集成光電傳感器的體積小，結(jié)構(gòu)簡單，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中光電傳感器只能采用外接運(yùn)算放大器或電阻來實(shí)現(xiàn)放大電信號的功能從而導(dǎo)致的光電傳感器體積過大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。
[0016]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種光電傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例所提供的一種集成光電傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為圖2所示的一種集成光電傳感器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的集成光電傳感器的【具體實(shí)施方式】、方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說明如后。
[0021]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較佳實(shí)施例詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過【具體實(shí)施方式】的說明，當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
[0022]請參考圖2，圖2為本發(fā)明的實(shí)施例所提供的一種集成光電傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該集成光電傳感器20包括集成在同一襯底上的光敏元件21和晶體管22，該光敏元件21用于接收外部光線并產(chǎn)生電信號，該晶體管22為薄膜晶體管，用于放大該電信號并輸出放大后的電信號。其中，該光敏元件21包括第一電極2040與第二電極2041，該光敏元件21可為光電二極管，該第一電極2040為該光電二極管的正極，該第二電極2041為該光電二極管的負(fù)極。該晶體管22包括控制端、第一通路端與第二通路端，該控制端為柵極2014，該第一通路端與該第二通路端分別為源極2042和漏極2043。該第一電極2040用于連接一電源VDD，該第二電極2041連接該第一通路端，且該第一通路端作為該集成光電傳感器20的輸出端Vout輸出經(jīng)該晶體管22放大的電信號，該第二通路端接地，該控制端用于接收一控制信號Vgs，該控制信號Vgs用于使該晶體管22導(dǎo)通以對光敏元件21產(chǎn)生的電信號進(jìn)行放大。
[0023]在該集成光電傳感器20工作時(shí)，該晶體管22經(jīng)由控制端所接收的控制信號Vgs開啟，源極和漏極導(dǎo)通。當(dāng)有外部光線照射到該光敏元件21上時(shí)，該光敏元件21產(chǎn)生微弱的電流，由于該晶體管22有一定的導(dǎo)通電阻(當(dāng)該晶體管22的半導(dǎo)體材料層為氧化鋅時(shí)，該導(dǎo)通電阻在約為10K歐姆)，從該光敏元件21流出的微弱電流流經(jīng)該晶體管22時(shí)，使該晶體管22在源極和漏極之間產(chǎn)生一個(gè)電壓信號，該輸出端Vout輸出該電壓信號，完成將電流放大并轉(zhuǎn)化成電壓的過程。
[0024]請參考圖3，圖3為圖2所示的集成光電傳感器20的一種剖面結(jié)構(gòu)示意圖。該集成光電傳感器20包括襯底200以及依次設(shè)置在該襯底200上的第一電極層201、絕緣層202、半導(dǎo)體材料層203、第二電極層204以及遮光層205，該第一電極層201包括晶體管22的柵極2014