專利名稱：一種傳感器的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及影像檢測技術，特別是涉及一種傳感器的制造方法。
背景技術：
隨著人們自我保健意識的逐漸增強，各種無損傷醫(yī)療檢測方法受到人們的青睞。在諸多的無損傷檢測方法中，計算機斷層掃描技術已經被廣泛的應用到我們的現(xiàn)實生活中。在計算機斷層掃描設備的組成中，必不可缺的一個部分就是傳感器。傳感器的基本結構如圖I所示，該傳感器12的每個感測單元包括一個光電二極管13和一個場效應晶體管(Field Effect Transistor, FET) 14，場效應晶體管14的柵極與傳感器12的掃描線(Gate Line) 15連接，場效應晶體管14的源極與傳感器12的數(shù)據線(Data Line) 16連接，光電二極管13與場效應晶體管14的漏極連接；數(shù)據線16的一端通·過連接引腳17連接數(shù)據讀出電路18。傳感器的工作原理為傳感器12通過掃描線15施加驅動掃描信號來控制場效應晶體管14的開關狀態(tài)。當場效應晶體管14被打開時，光電二極管13產生的光電流信號依次通過與場效應晶體管14連接的數(shù)據線16、數(shù)據讀出電路18而輸出，通過控制掃描線15與數(shù)據線16上的信號時序來實現(xiàn)光電流信號的采集功能，即通過控制場效應管14的開關狀態(tài)來實現(xiàn)對光電二極管13產生的光電流信號采集的控制作用。目前，傳感器通常采用薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)平板結構,這種傳感器在斷面上分為多層，例如在一個感測單元內包括基板、柵極層、柵極絕緣層、有源層、源極與漏極層、鈍化層、PIN光電傳感器的PIN結和透明電極窗口層，以及偏壓線層和擋光條層等。當然，不同傳感器由于具體結構的差異，在斷面上的具體圖層也不盡相同。通常，傳感器的各個圖層都是通過構圖(MASK)工藝形成的，而每一次MASK工藝通常包括掩模、曝光、顯影、刻蝕和剝離等工序?，F(xiàn)有傳感器在制造時通常需要采用9至11次構圖工藝，這樣就對應的需要9至11張光罩掩模板，傳感器的制造成本較高，且制造工藝較為復雜，產能較難提升。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種傳感器的制造方法，用以解決現(xiàn)有技術中存在的傳感器的制造成本較高，且制造工藝較為復雜，產能較難提升的技術問題。本發(fā)明傳感器的制造方法，包括在襯底基板上通過一次構圖工藝形成偏壓線的圖形；通過一次構圖工藝形成位于偏壓線之上、與偏壓線導電接觸的透明電極的圖形，位于透明電極之上的光電二極管的圖形，位于光電二極管之上的接收電極的圖形、與接收電極連接的源極的圖形和與源極相對而置形成溝道的漏極的圖形，以及，與漏極連接的數(shù)據線的圖形和位于源極和漏極之上的歐姆層的圖形；通過一次構圖工藝形成位于歐姆層和溝道之上的有源層的圖形、位于有源層之上并覆蓋基板的第一鈍化層，以及位于第一鈍化層之上、溝道上方的柵極的圖形和與柵極連接的柵線的圖形。本發(fā)明方法可共采用四次構圖工藝制成傳感器，對比于現(xiàn)有技術，減少了掩模板的使用數(shù)量，降低了制造成本，簡化了生產工藝，大大提升了設備產能及產品的良品率。此夕卜，制成的傳感器在工作時，光線經過襯底基板直接透射在光電二極管傳感器件上，對比于現(xiàn)有技術，大大減少了光損失，提高了光的吸收利用率，成像品質得到提升，能耗也有所降低。


圖I為現(xiàn)有傳感器的立體結構示意圖；圖2為本發(fā)明傳感器的制造方法一實施例的流程示意圖；圖3a為本發(fā)明制造方法實施例在第一次構圖工藝后的感測單元俯視圖；·圖3b為本發(fā)明制造方法實施例在第一次構圖工藝后的感測單元截面視圖；圖4a為本發(fā)明制造方法實施例在第二次構圖工藝后的感測單元俯視圖；圖4b為本發(fā)明制造方法實施例在第二次構圖工藝后的感測單元截面視圖；圖5a為本發(fā)明制造方法實施例在第三次構圖工藝后的感測單元俯視圖；圖5b為本發(fā)明制造方法實施例在第三次構圖工藝后的感測單元截面視圖；圖6a為本發(fā)明制造方法實施例在第四次構圖工藝后的感測單元俯視圖；圖6b為本發(fā)明制造方法實施例在第四次構圖工藝后的感測單元截面視圖。附圖標記12-傳感器13-光電二極管(現(xiàn)有技術)14-場效應晶體管15-掃描線16-數(shù)據線(現(xiàn)有技術)17-連接引腳18-數(shù)據讀出電路30-柵線31-數(shù)據線32-襯底基板 33-源極34-漏極35-歐姆層36-有源層42-偏壓線38-柵極39-接收電極40-光電二極管41-透明電極 57-第二鈍化層43-第一鈍化層
具體實施例方式為了解決現(xiàn)有技術中存在的傳感器的制造成本較高，且制造工藝較為復雜，產能較難提升的技術問題，本發(fā)明提供了一種傳感器的制造方法。在本發(fā)明以下實施例中，所述傳感器包含多種類型，例如X射線傳感器等。如圖2所示，本發(fā)明傳感器的制造方法，包括步驟101、在襯底基板32上通過一次構圖工藝形成偏壓線42的圖形；第一次構圖工藝后的基板結構請參照圖3a和圖3b所不。一次構圖工藝通常包括基板清洗、成膜、光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等工序；對于金屬層通常采用物理氣相沉積方式(例如磁控濺射法)成膜，通過濕法刻蝕形成圖形，而對于非金屬層通常采用化學氣相沉積方式成膜，通過干法刻蝕形成圖形，以下步驟道理相同，不再贅述。
所述襯底基板32可以為玻璃基板、塑料基板或其他材料的基板；所述偏壓線42的材質可以為鋁釹合金(AINd)、鋁(Al)、銅(Cu)、鑰(Mo)、鑰鎢合金(MoW)或鉻(Cr)的單層膜，也可以為這些金屬材料任意組合所構成的復合膜，厚度通常在150納米至450納米之間。步驟102、通過一次構圖工藝形成位于偏壓線42之上、與偏壓線42導電接觸的透明電極41的圖形，位于透明電極41之上的光電二極管40的圖形，位于光電二極管40之上的接收電極39的圖形、與接收電極39連接的源極33的圖形和與源極33相對而置形成溝道的漏極34的圖形，以及，與漏極34連接的數(shù)據線31的圖形和位于源極33和漏極34之上的歐姆層35的圖形；第二次構圖工藝后的基板結構請參照圖4a和圖4b所示。透明電極41的材質可以選擇氧化銦錫等；源極33、漏極34、數(shù)據線31和接收電極39優(yōu)選采用相同的材質(材質的具體選擇可以同偏壓線42)，這樣可經一次沉積、刻蝕形成,生產工藝簡單、生產效率較高；歐姆層35的材質可以為摻雜質半導體(n+a-Si)。所述光電二極管40 優(yōu)選為 PIN (positive, intrinsic, negative,簡稱 PI·N)型光電二極管。PIN型光電二極管具有結電容小、渡越時間短、靈敏度高等優(yōu)點。在本發(fā)明方法的其它實施例中，光電二極管還可以采用MIS(metal, insulative, semiconductor,金屬-絕緣體-半導體，簡稱MIS)型光電二極管等。在本發(fā)明方法的一具體實施例中，該步驟可具體包括依次沉積透明電極金屬、光電二極管材料層、數(shù)據線金屬和歐姆材料層，并在歐姆材料層之上涂覆光刻膠；采用具有全透光區(qū)、半透光區(qū)和不透光區(qū)的掩模板對基板進行曝光，其中，半透光區(qū)對應形成溝道的區(qū)域；不透光區(qū)對應形成源極33、漏極34、數(shù)據線31和接收電極39的區(qū)域；該步驟所采用的掩模板可以具體為灰色調掩模板或者半色調掩模板等；對基板的完全曝光區(qū)進行顯影、刻蝕；對基板的半曝光區(qū)進行灰化、刻蝕和光刻膠剝離，形成溝道的圖形。當光電二極管40選用PIN型光電二極管時，在透明電極金屬上沉積光電二極管材料層的沉積順序依次為P型半導體層(P+a-Si)、I型半導體層(a_Si)、N型半導體層(n+a-Si)。步驟103、通過一次構圖工藝形成位于歐姆層35和溝道之上的有源層36的圖形、位于有源層36之上并覆蓋基板的第一鈍化層43，以及位于第一鈍化層43之上、溝道上方的柵極38的圖形和與柵極38連接的柵線30的圖形；第三次構圖工藝后的基板結構請參照圖5a和圖5b所示。有源層36的材質可以為非晶硅(a-Si)，厚度在30納米至250納米之間；第一鈍化層43(以及下文的第二鈍化層57)可以采用無機絕緣膜，例如氮化硅等，或有機絕緣膜，例如感光樹脂材料或者非感光樹脂材料等，厚度通常在1000納米至2000納米之間；柵極38和柵線30的材質選擇可以同偏壓線42。在本發(fā)明方法的一具體實施例中，該步驟可具體包括依次沉積有源材料層、第一鈍化層和柵金屬，形成有源層36圖形；有源層36圖形可以不經刻蝕形成，這是因為在步驟102完成后，基板上存在暴露襯底基板32的斷線區(qū)域，而有源材料層較薄(厚度在30納米至250納米之間)，會在斷線區(qū)域產生斷線，因此形成有源層36圖形，而第一鈍化層43的厚度較厚，則不會產生斷線。對柵金屬進行刻蝕，形成柵極38的圖形和柵線30的圖形。此外，在步驟103之后，還進一步包括步驟104、通過一次構圖工藝形成覆蓋基板的第二鈍化層57的圖形，所述第二鈍化層57具有信號引導區(qū)過孔；基板經四次構圖工藝后形成圖6a和圖6b所示的結構。圖6b為一個感測單元的截面結構，因此位于基板周邊的信號引導區(qū)過孔未在圖中示出?？梢?，本發(fā)明方法可共采用四次構圖工藝制成傳感器，對比于現(xiàn)有技術，減少了掩模板的使用數(shù)量，降低了制造成本，簡化了生產工藝，大大提升了設備產能及產品的良品率。如圖6a和圖6b所示，依照本發(fā)明方法一實施例所制造的傳感器的具體結構，包·括襯底基板32、呈交叉排列的一組柵線30和一組數(shù)據線31、由所述一組柵線30和一組數(shù)據線31所界定的多個呈陣列狀排布的感測單元，每個感測單元包括薄膜晶體管器件和光電二極管傳感器件，其中，所述光電二極管傳感器件包括位于襯底基板32之上的偏壓線42 ;位于偏壓線42之上、與偏壓線42導電接觸的透明電極41 ;位于透明電極41之上的光電二極管40 ;以及，位于光電二極管40之上的接收電極39 ；所述薄膜晶體管器件包括位于光電二極管40之上并與接收電極39連接的源極33、位于光電二極管40之上并與相鄰的數(shù)據線31連接的漏極34，所述源極33和漏極34相對而置形成溝道；位于源極33和漏極34之上的歐姆層35 ;位于歐姆層35和溝道之上的有源層36 ;位于有源層36之上并覆蓋基板的第一鈍化層43 ;以及,位于第一鈍化層43之上，溝道上方的柵極38，所述柵極38與相鄰的柵線30連接。所述傳感器，還包括位于柵極38之上并覆蓋基板的第二鈍化層57，所述第二鈍化層57具有信號引導區(qū)過孔。該實施例中，偏壓線42為網格狀，每一個網格對應一個感測單元(如圖3a所示)，但是，偏壓線的具體形狀絕不限于此，例如，還可以平行于數(shù)據線設置，或者平行于柵線設置等。該傳感器中，偏壓線制備于襯底基板的第一層，傳感器在工作時，光線從襯底基板一側入射，這樣光線經過襯底基板直接透射在光電二極管傳感器件上，對比于現(xiàn)有傳感器，大大減少了光損失，提高了光的吸收利用率，成像品質得到提升，能耗也有所降低。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種傳感器的制造方法，其特征在于，包括 在襯底基板上通過一次構圖工藝形成偏壓線的圖形； 通過一次構圖工藝形成位于偏壓線之上、與偏壓線導電接觸的透明電極的圖形，位于透明電極之上的光電二極管的圖形，位于光電二極管之上的接收電極的圖形、與接收電極連接的源極的圖形和與源極相對而置形成溝道的漏極的圖形，以及，與漏極連接的數(shù)據線的圖形和位于源極和漏極之上的歐姆層的圖形； 通過一次構圖工藝形成位于歐姆層和溝道之上的有源層的圖形、位于有源層之上并覆蓋基板的第一鈍化層，以及位于第一鈍化層之上、溝道上方的柵極的圖形和與柵極連接的柵線的圖形。
2.如權利要求I所述的制造方法，其特征在于，在形成柵極的圖形和柵線的圖形之后，進一步包括 通過一次構圖工藝形成覆蓋基板的第二鈍化層的圖形，所述第二鈍化層具有信號引導區(qū)過孔。
3.如權利要求I或2所述的制造方法，其特征在于，所述通過一次構圖工藝形成透明電極的圖形、光電二極管的圖形、接收電極的圖形、源極的圖形、漏極的圖形、數(shù)據線的圖形和歐姆層的圖形，具體包括 依次沉積透明電極金屬、光電二極管材料層、數(shù)據線金屬和歐姆材料層，并在歐姆材料層之上涂覆光刻膠； 采用具有全透光區(qū)、半透光區(qū)和不透光區(qū)的掩模板對基板進行曝光，其中，半透光區(qū)對應形成溝道的區(qū)域；不透光區(qū)對應形成源極、漏極、數(shù)據線和接收電極的區(qū)域； 對基板的完全曝光區(qū)進行顯影、刻蝕； < 對基板的半曝光區(qū)進行灰化、刻蝕和光刻膠剝離，形成溝道的圖形。
4.如權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述通過一次構圖工藝形成有源層的圖形、第一鈍化層、柵極的圖形和柵線的圖形，具體包括 依次沉積有源材料層、第一鈍化層和柵金屬，形成有源層圖形； 對柵金屬進行刻蝕，形成柵極的圖形和柵線的圖形。
5.如權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述源極、漏極、數(shù)據線和接收電極的材質相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傳感器的制造方法，包括在襯底基板上通過一次構圖工藝形成偏壓線的圖形；通過一次構圖工藝形成透明電極的圖形、光電二極管的圖形、接收電極的圖形、源極的圖形、漏極的圖形、數(shù)據線的圖形和歐姆層的圖形；通過一次構圖工藝形成有源層的圖形、第一鈍化層、柵極的圖形和柵線的圖形。本發(fā)明方法對比于現(xiàn)有技術，減少了掩模板的使用數(shù)量，降低了制造成本，簡化了生產工藝，大大提升了設備產能及產品的良品率。
文檔編號H01L27/146GK102790068SQ20121026297
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權日2012年7月26日
發(fā)明者姜曉輝, 徐少穎, 李田生, 謝振宇 申請人:北京京東方光電科技有限公司