一种非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器及电子设备

摘要

本发明公开了一种非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器及电子设备，非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器包括：基板；底栅至少部分覆盖基板；第一顶栅绝缘层至少部分覆盖基板和底栅；有源层至少部分覆盖第一顶栅绝缘层；欧姆接触层至少部分覆盖第一顶栅绝缘层；源漏极层至少部分覆盖第一顶栅绝缘层和欧姆接触层；第二顶栅绝缘层至少部分覆盖有源层；顶栅层覆盖第二顶栅绝缘层；钝化层至少部分覆盖顶栅层和源漏极层，钝化层对应顶栅层处设有通孔；光伏部件至少部分覆盖钝化层。本发明使用刻蚀阻挡型非晶氧化物与光伏器件叠层结构制作光学感应器，规避了背沟道非晶氧化物稳定性及均匀性差的问题，同时保证光学感应器具有较大的像素填充率。

说明书

技术领域

本发明涉及光学感应器技术领域，尤其涉及一种非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器及电子设备。

背景技术

光学感应器在工业自动化、工业无损检测、人工智能、医学诊断、消费电子等领域中应用广泛。以薄膜晶体管为基础的光学感应器具有成本低、易于大面积成像的优点。其典型的结构示意图如图1所示，一个薄膜晶体管和一个光敏元件构成一个基本像素单元。

由于非晶硅迁移率低(0.5～1cm

目前研究最多的背沟道刻蚀型(BCE)非晶氧化物薄膜晶体管(如铟镓锌氧化物薄膜晶体管)具有工艺简单、寄生电容小以及开口率高等优点，但背沟道刻蚀型非晶氧化物器件背沟道易受酸液和等离子体损伤，且易被H

有鉴于此，需对现有的光学感应器进行改进。

发明内容

本发明公开了一种非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器及电子设备，用于解决现有技术中，光学感应器的背沟道薄膜晶体管稳定性及均匀性差的问题。

为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

提供一种非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器，包括：

基板；

底栅，至少部分覆盖所述基板；

第一顶栅绝缘层，至少部分覆盖所述基板和所述底栅；

有源层，至少部分覆盖所述第一顶栅绝缘层；

欧姆接触层，至少部分覆盖所述第一顶栅绝缘层；

源漏极层，至少部分覆盖所述第一顶栅绝缘层和所述欧姆接触层；

第二顶栅绝缘层，至少部分覆盖所述有源层；

顶栅层，覆盖所述第二顶栅绝缘层；

钝化层，至少部分覆盖所述顶栅层和所述源漏极层，所述钝化层对应所述顶栅层处设有通孔；

光伏部件，至少部分覆盖所述钝化层。

在上述方案中，所述有源层采用铟镓锌氧化物、铟锡锌氧化物、镧系元素掺杂氧化铟锌中的一种或多种制成。

在上述方案中，所述欧姆接触层被设置为：在未覆盖所述第二顶栅绝缘层的所述有源层处溅射钼、钨、钛中的一种或多种制成。

在上述方案中，所述顶栅层和所述第二顶栅绝缘层尺寸相同。

在上述方案中，所述钝化层由氮化硅、二氧化硅、有机碳、聚酰亚胺中的一种或多种制成。

在上述方案中，所述光伏部件包括：

金属层，至少部分覆盖所述钝化层；

功能层，至少部分覆盖所述金属层；

光阳极，至少部分覆盖所述功能层。

在上述方案中，所述顶栅层与所述金属层通过所述通孔电连接。

在上述方案中，所述顶栅层与所述金属层为一体结构。

在上述方案中，所述光伏部件为无机光伏器件、有机光电二极管、有机光伏中的一种。

本发明还公开了一种电子设备，包括上述方案中任一项所述的非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

使用刻蚀阻挡型非晶氧化物与光伏器件叠层结构制作光学感应器，规避了背沟道非晶氧化物稳定性及均匀性差的问题，同时保证光学感应器具有较大的像素填充率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例公开的非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器的剖面图；

图2为本发明实施例公开的非晶氧化物薄膜晶体管并联的示意图；

图3为本发明实施例公开的非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器的另一优选实施例的剖面图；

图4为本发明实施例公开的非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器的电学原理图。

具体包括下述附图标记：

基板-10；底栅-20；第一顶栅绝缘层-30；有源层-40；欧姆接触层-50；源漏极层-60；顶栅层-70；钝化层-80；金属层-90；第二顶栅绝缘层-31；源极-61；漏极-62；通孔-81；功能层-91；光阳极-92。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器，包括：

基板10；底栅20，至少部分覆盖基板10；第一顶栅绝缘层30，至少部分覆盖基板10和底栅20；有源层40，至少部分覆盖第一顶栅绝缘层30；欧姆接触层50，至少部分覆盖第一顶栅绝缘层30；源漏极层60，至少部分覆盖第一顶栅绝缘层30和欧姆接触层50；第二顶栅绝缘层31，至少部分覆盖有源层40；顶栅层70，覆盖第二顶栅绝缘层31；钝化层80，至少部分覆盖顶栅层70和源漏极层60，钝化层80对应顶栅层70处设有通孔81；光伏部件，至少部分覆盖钝化层80。使用刻蚀阻挡型非晶氧化物与光伏器件叠层结构制作光学感应器，规避了背沟道非晶氧化物稳定性及均匀性差的问题，同时保证光学感应器具有较大的像素填充率。

本实施例优选的，有源层40采用铟镓锌氧化物、铟锡锌氧化物、镧系元素掺杂氧化铟锌中的一种或多种制成。欧姆接触层50被设置为：在未覆盖第二顶栅绝缘层31的有源层40处溅射钼、钨、钛中的一种或多种制成。

本实施例优选的，顶栅层70和第二顶栅绝缘层31尺寸相同，能够通过一次光刻制程得到，减少工艺步骤。

钝化层80由氮化硅、二氧化硅、有机碳、聚酰亚胺中的一种或多种制成。能够将顶栅层70和光伏部件之间平坦化。

光伏部件包括：金属层90，至少部分覆盖钝化层80；功能层91，至少部分覆盖金属层90；光阳极92，至少部分覆盖功能层91。

顶栅层70与金属层90通过通孔81电连接。

在另一个优选的实施例中，顶栅层70和金属层90为一体结构，将顶栅层70和金属层90集成到一起，采用金属或导电氧化物和金属的结构，该结构既作为薄膜晶体管的顶栅层70同时也作为光伏部件的阴极，并通过通孔81与功能层91、光阳极92相连。无需再制作金属层90，方便加工。

光伏部件可以是无机光伏器件，如硅基薄膜太阳能电池、碲化镉薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池；也可以是有机光电二极管或有机光伏。

如图2和图3所示，本实施例优选的，可以设置两个或两个以上的薄膜晶体管并联，将源极61分流并连入不同的薄膜晶体管，由不同的漏极62汇流。

本发明非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器的工作原理如下：

如图4所示，光入射到光伏部件后产生电压，电压使薄膜晶体管的漏电流-栅-源电压(I

本发明还公开了一种电子设备，包括实施例1中的非晶氧化物薄膜晶体管光学感应器。非晶氧化物薄膜晶体不易受酸液和等离子体损伤，且不易被污染，因此具有良好的稳定性和均匀性，因此提高了电子设备的成像质量。

本发明使用刻蚀阻挡型非晶氧化物与光伏器件叠层结构制作光学感应器，规避了背沟道非晶氧化物稳定性及均匀性差的问题，同时保证光学感应器具有较大的像素填充率。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。