[发明专利]光传感器和显示器

说明书

技术领域

本发明涉及使用以薄膜形式的半导体(下文称为“半导体薄膜”)的光传感器，并且还涉及装配有多个这样的光传感器的显示器。 

背景技术

现今，每个都装配有光传感器的显示器是已知的。例如，在液晶显示器中，薄膜晶体管(TFT)用作控制像素驱动的开关器件。已知这样的显示器，其装配有这样的薄膜晶体管和光传感器，该光传感器通过与薄膜晶体管类似的制造工艺形成在与薄膜晶体管相同的基板上(例如，见日本特开平No.2007-18458)。 

图24是图解现有光传感器80构造的平面图，图25是图解光传感器80构造的截面图。所示的光传感器80的结构与n沟道MOS(金属氧化物半导体)晶体管类似。在该光传感器80中，控制电极82在基板81的上表面上形成条状。第一绝缘膜83覆盖控制电极82而形成叠层。第一绝缘膜83由透光、绝缘材料制造。在第一绝缘膜83的上表面上形成半导体膜84。半导体膜84概略地分成光敏层85和成对的电极区域86、87。光敏层85用于在光进入光敏层85时产生作为光电流源的电子-空穴对。在平面图来看，光敏层85设置在与控制电极82重叠的区域内。 

成对的电极区域86、87通过在光敏层85的相对侧向半导体层84中引入杂质而形成。关于成对的电极区域86、87，它们之一，也就是电极区域86设置为源极区域，而另一个电极区域87设置为漏极区域。源极区域86和漏极区域87都形成为面积相同的矩形。源极区域86分成低浓度区域86L和高浓度区域86H，其中，低浓度区域86L引入的杂质浓度相对低，而高浓度区域86H引入的杂质浓度相对高。低浓度区域86L邻近光敏层85设置。同样，漏极区域87分成低浓度区域87L和高浓度区域87H，其中低浓度区域87L引入的杂质浓度相对低，而高浓度区域87H引入的杂质浓度相对高。低浓度区域87L邻近光敏层85设置。

在第一绝缘膜83的上表面上，第二绝缘膜88形成叠层，从而第二绝缘膜88覆盖半导体膜84。第二绝缘膜88由透光、绝缘材料制造。通过第二绝缘膜88，形成多个接触孔89以暴露部分的源极区域86的高浓度区域86H，此外，形成多个接触孔90以暴露部分的源极区域87的高浓度区域87H。源极侧接触孔89填充有第一导体91的导电材料，而漏极侧接触孔90填充有第二导体92的导电材料。在第二绝缘膜88的上表面上，平坦膜93形成为叠层，覆盖各导体91、92。平坦膜93由透光、绝缘材料制造。 

在上述构造的光传感器80中，通过平坦膜93、第二绝缘膜88等进入半导体膜84中的光敏层85的光导致在光敏层85中产生电子-空穴对，从而产生光电流。该光电流读取为从光传感器到传感器外部的接收信号。 

发明内容

由于光传感器80利用半导体膜84产生的光电流总体上是弱的，提供高灵敏度的光传感器80需要高效率地读取光电流。为了高效读取光电流，减少传感器内的寄生电容是有效的。决定传感器内的寄生电容的主要因素是通过第一绝缘膜83彼此面对的控制电极82与源极区域86(低浓度区域86L)相互面对的面积，以及通过第一绝缘膜83彼此面对的控制电极82与漏极区域87(低浓度区域87L)相互面对的面积。因此，为了减少传感器内的寄生电容，必须减少半导体膜84的面积。然而，半导体膜84面积的减少使得光敏层85的区域变窄，导致传感器内要产生的光电流的减少。 

为了解决上述问题，希望提供的光传感器减少内部寄生电容而不减少传感器内要产生的光电流，并且希望提供配有很多这样光传感器的显示器。 

因此，在本发明的一个实施例中，所提供的光传感器提供有：控制电极，形成在基板上，并且具有两个边缘；以及半导体膜，形成为与控制电极相对，其间设有绝缘膜，并且该半导体膜包括光敏层和成对地位于光敏层的相对两侧的电极区域；其中光敏层布置在与控制电极重叠的区域中，并且成对的电极区域的至少一个与控制电极的边缘中邻近的一个重叠，而在邻近的边缘上以及沿着该邻近的边缘，该至少一个电极区域的长度短于光敏层在沿着控制电极的邻近的边缘方向上的长度。 

关于分别位于光敏层的相对侧的成对的电极区域的至少一个，在根据本发明实施例的光传感器中，电极部分与控制电极的邻近的侧边缘重叠的长度 设计为短于光敏层在沿着控制电极的邻近的侧边缘方向上的长度。这样的设计使其能够减少该至少一个电极部分与控制电极相互面对的面积，而不减少光敏层的面积。 

根据本实施例的光传感器，该传感器可以提供有减少的内部寄生电容而不减少传感器内要产生的光电流。因此，可以高效地从光传感器读取光电流。