智能手機(jī)屏幕、系統(tǒng)及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成有大尺寸圖像傳感器的智能手機(jī)屏幕、系統(tǒng)及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著手機(jī)彩屏的逐漸普遍，手機(jī)屏幕的材質(zhì)也越來越顯得重要。手機(jī)的彩色屏幕因為LCD品質(zhì)和研發(fā)技術(shù)不同而有所差異，其種類大致有LCD和LED兩種。一般來說能顯示的顏色越多越能顯示復(fù)雜的圖象，畫面的層次也更豐富。除去上面外，還能在一些手機(jī)上看到其他的一些LCD，比如日本SHARP的GF屏幕和CG (連續(xù)結(jié)晶硅)IXD。兩種IXD相比較屬于完全不同的種類，GF為STN的改良，能夠提高LCD的亮度，而CG則是高精度優(yōu)質(zhì)LCD可以達(dá)到QVGA(240X320)像素規(guī)格的分辨率。
[0003]LCD(Liquid Crystal Display的簡稱)，即液晶顯示器，它是一種采用了液晶控制透光度技術(shù)來實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看，LCD由兩塊平行玻璃板構(gòu)成，厚約1_，其間由包含有液晶材料的5μπι均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板(或稱勻光板)和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。
[0004]LED在工藝上比IXD的工藝更加簡單。目前LED顯示屏成品的顯示效果比IXD顯示屏更明亮、更細(xì)膩，理論上也更省電。由于LED材料具有自發(fā)光特性，無需背光模塊及彩色濾光片，也不需要一般IXD面板的灌液晶工藝，所以制作上比采用液晶體發(fā)光的IXD少三道工序，量產(chǎn)后成本將明顯降低。
[0005]另一方面，現(xiàn)在高性能的圖像傳感器已經(jīng)成為智能手機(jī)的標(biāo)配，而且智能手機(jī)上的圖像傳感器正在不斷向更高分辨率、更大傳感器尺寸、更優(yōu)圖像性能演進(jìn)。然而，受智能手機(jī)體積限制，目前智能手機(jī)上的圖像傳感器及其模組通常只能采用非常小尺寸的圖像傳感器(例如1/8?1/4英寸)，配備相應(yīng)尺寸的鏡頭。但是，在一定分辨率下，小尺寸圖像傳感器意味著小尺寸像素(例如0.9?1.2um)，也就意味著手機(jī)用圖像傳感器的圖像質(zhì)量不能達(dá)到非常好，與專業(yè)相機(jī)(如單方、微單等)等的圖像質(zhì)量不可比擬(專業(yè)相機(jī)的像素尺寸通常為4?6um)。
[0006]如果能將智能手機(jī)屏幕與圖像傳感器結(jié)合，那么即可以發(fā)揮大尺寸圖像傳感器的成像質(zhì)量優(yōu)勢，又可以節(jié)省智能手機(jī)體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服以上問題，本發(fā)明提供了一種智能手機(jī)屏幕能夠?qū)⑵聊伙@示像素和圖像傳感器像素集成于同一屏幕中。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種集成有大尺寸圖像傳感器的智能手機(jī)屏蒂，包括:
[0009]有源區(qū)，在一硅襯底中形成，有源區(qū)具有發(fā)光二極管和與所述發(fā)光二極管交錯排布的感光二極管、以及位于所述發(fā)光二極管和所述感光二極管外側(cè)的多晶硅；
[0010]在所述有源區(qū)上形成有互連層；所述互連層具有互連線和位于互連線間的介質(zhì)；位于所述感光二極管上的所述互連層部分具有溝槽；
[0011]界面區(qū)，在所述互連層上；所述界面區(qū)具有對應(yīng)于所述圖像傳感器的上方的從下向上依次形成的彩色濾鏡和微透鏡、以及對應(yīng)于所述多晶硅上方的接觸塊；其中，所述感光二極管、位于所述感光二極管上方的互連層部分、位于所述互連層上方的所述彩色濾光鏡和所述微透鏡構(gòu)成圖像傳感器像素；所述發(fā)光二極管和位于所述發(fā)光二極管上方的互連層部分構(gòu)成屏幕顯示像素；所述多晶硅、位于所述多晶硅上方的互連層部分和所述接觸塊構(gòu)成引出極區(qū)；
[0012]屏幕板，位于所述界面區(qū)上方。
[0013]優(yōu)選地，多個所述屏幕顯示像素對應(yīng)一個所述圖像傳感器像素。
[0014]優(yōu)選地，所述控制器控制所述屏幕的一部分的所述圖像傳感器像素開啟，所述屏幕顯示像素關(guān)閉；同時，所述控制器控制所述屏幕的其它部分的所述圖像傳感器關(guān)閉，所述屏幕顯示像素開啟，所述屏幕的一部分的所述圖像傳感器像素將探測到的信號發(fā)送給所述屏幕顯示像素，所述屏幕顯示像素的發(fā)光二極管將所述信號轉(zhuǎn)換為圖像并且呈現(xiàn)在所述屏幕板上。
[0015]優(yōu)選地，所述控制器還控制每個所述圖像傳感器像素的啟閉。
[0016]優(yōu)選地，在所述互連層頂部表面還具有氮化硅鈍化層，用于保護(hù)所述互連層。
[0017]優(yōu)選地，所述有源區(qū)之間具有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0018]優(yōu)選地，所述圖像傳感器像素包括:在所述有源區(qū)中形成的摻雜阱區(qū)，包括10器件的阱區(qū)、CORE器件的阱區(qū)、感光二極管的PN結(jié)、感光二極管工作的時序信號器件的阱區(qū)；在所述摻雜阱區(qū)上形成的柵氧和多晶硅柵；在所述多晶硅柵兩側(cè)底部的阱區(qū)中形成的淺摻雜漏區(qū)、在多晶硅柵側(cè)壁形成的側(cè)墻、在所述淺摻雜漏區(qū)中形成的源漏摻雜區(qū)、以及在所述源漏摻雜區(qū)形成的硅化物。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種集成有大尺寸圖像傳感器的智能手機(jī)屏幕系統(tǒng)，其包括:控制器，可拆卸鏡頭，以及上述的智能手機(jī)屏幕；其中，
[0020]可拆卸鏡頭可拆卸地安裝于所述屏幕板上；所述可拆卸鏡頭通過吸附環(huán)連接在所述屏幕板上；所述可拆卸鏡頭的一端連接于所述吸附環(huán)中，所述吸附環(huán)吸附在所述屏幕板上；所述鏡頭下方與所述圖像傳感器像素相對應(yīng)；
[0021]所述控制器控制所述圖像傳感器像素和所述屏幕顯示像素的之間的啟閉切換；
[0022]光線從所述可拆卸鏡頭入射并且依次穿過所述屏幕板、所述微透鏡、以及所述彩色濾鏡，然后通過所述溝槽入射到所述感光二極管上；
[0023]所述圖像傳感器像素將所探測到的信號發(fā)送到所述屏幕顯示像素，所述屏幕顯示像素將所述信號轉(zhuǎn)換為圖像并呈現(xiàn)在屏幕板上；所述引出極區(qū)連接外電路。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種智能手機(jī)屏幕的制備方法，其包括以下步驟:
[0025]步驟01:在一硅襯底中制備所述有源區(qū)，所述有源區(qū)中形成有所述發(fā)光二極管和所述感光二極管，以及在所述發(fā)光二極管和所述感光二極管外側(cè)形成所述多晶硅；
[0026]步驟02:在形成有所述發(fā)光二極管和所述感光二極管的所述硅襯底上方形成所述互連層；
[0027]步驟03:在所述互連層上形成所述界面區(qū)，所述界面區(qū)具有對應(yīng)于所述感光二極管的上方的從下向上依次形成的彩色濾鏡和微透鏡、以及對應(yīng)于所述多晶硅上方的接觸塊；
[0028]步驟04:在完成所述步驟03的硅襯底上方形成所述屏幕板；其中，所述感光二極管、位于所述感光二極管上方的互連層部分、位于所述互連層上方的所述彩色濾光鏡和所述微透鏡構(gòu)成圖像傳感器像素；所述發(fā)光二極管和位于所述發(fā)光二極管上方的互連層部分構(gòu)成屏幕顯示像素；所述多晶硅、位于所述多晶硅上方的互連層部分和所述接觸塊構(gòu)成引出極區(qū)。
[0029]優(yōu)選地，制備所述圖像傳感器像素的過程包括:首先，在所述有源區(qū)中形成摻雜阱區(qū)，所述摻雜阱區(qū)包括10器件的阱區(qū)離子注入、CORE器件的阱區(qū)離子注入、感光二極管的P阱區(qū)離子注入、以及感光二極管工作的時序信號器件的阱區(qū)離子注入；然后，在所述摻雜阱區(qū)上形成柵氧和多晶硅柵；其次，在感光二極管的N型離子注入以形成PN結(jié)作為感光二極管；然后，依次在所述多晶硅柵兩側(cè)底部的阱區(qū)中形成淺摻雜漏區(qū)、在多晶硅柵側(cè)壁形成側(cè)墻、在所述淺摻雜漏區(qū)中形成源漏摻雜區(qū)、以及在所述源漏摻雜區(qū)形成硅化物。
[0030]本發(fā)明的集成有圖像傳感器像素的智能手機(jī)屏幕系統(tǒng)，通過將屏幕顯示像素和圖像傳感器像素集成于同一屏幕中，并且通過吸附環(huán)將各種鏡頭吸附于手機(jī)屏幕上，從而使得智能手機(jī)屏幕既可以作為圖像傳感器使用，也可以作為常規(guī)的手機(jī)屏幕使用，而且擴(kuò)大了圖像傳感器像素區(qū)域，使得在手機(jī)中使用大尺寸圖像傳感器像素成為可能，既可以發(fā)揮大尺寸圖像傳感器的成像質(zhì)量優(yōu)勢，又可以節(jié)省智能手機(jī)體積。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的智能手機(jī)屏幕中圖像傳感器像素和屏幕顯示像素的分布示意圖
[0032]圖2為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的智能手機(jī)屏幕的截面結(jié)構(gòu)示意圖
[0033]圖3為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的屏幕板、鏡頭和吸附環(huán)之間的關(guān)系示意圖
[0034]圖4為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的智能手機(jī)屏幕的制備方法的流程示意圖
[0035]圖5-8為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的智能手機(jī)屏幕的制備方法的各制備步驟示意圖
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