[发明专利]光检测器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种光检测器及其制造方法，且特别是有关于一种具有光转换元件的光检测器及其制造方法。

背景技术

光检测器可吸收光能而转换成电子信号，并借此量测光通量或光功率，因此已广泛地应用在数字照相机、录像机、夜视镜、自动照明设备、保全系统等各种领域中。柱状结构的光转换材料为目前常用的光转换元件的材料之一。然而，现有技术在沉积柱状结构的光转换材料的初期会形成不规则的晶粒(grain)导致光散射的问题，进而使影像的分辨率不好。

发明内容

本发明提供一种光检测器及其制造方法，可改善光散射的问题进而使影像的分辨率增加。

本发明提出一种光检测器，包括第一基板以及光转换元件。第一基板具有感应元件阵列，此感应元件阵列用以接收特定波长范围的频谱。光转换元件位于感应元件阵列上，其中光转换元件包括光转换材料层以及经掺杂的光转换材料柱状结构层。经掺杂的光转换材料柱状结构层的发光频谱与特定波长范围重迭，且光转换材料层的发光频谱与特定波长范围不重迭。

其中，该光检测器包括X光检测器。

其中，该感应元件阵列包括非晶硅的光二极管，且非晶硅的光二极管的该特定波长范围的频谱介于450纳米至620纳米之间。

其中，该光转换材料层包括纯碘化铯，且纯碘化铯的发光频谱介于290纳米至340纳米之间。

其中，该经掺杂的光转换材料柱状结构层包括掺杂铊的碘化铯或是掺杂钠的碘化铯。

起作用，掺杂铊的碘化铯的发光频谱介于450纳米至650纳米之间，且掺杂钠的碘化铯的发光频谱介于370纳米至500纳米之间。

其中，该光转换材料层的厚度介于10微米至100微米之间，该经掺杂的光转换材料柱状结构层的厚度介于100微米至1000微米之间。

其中，该光检测器更包括一第二基板，设置在该第一基板的对向侧，其中该光转换元件设置在该第二基板上，该第二基板与该光转换元件之间更包括设置一反射层，且该光转换材料层位于该反射层以及该经掺杂的光转换材料柱状结构层之间。

其中，该光检测器更包括一保护层，位于该反射层与该光转换元件之间。

其中，该光检测器更包括一覆盖层，覆盖该光转换元件的一上表面以及至少一侧表面。

其中，该光检测器更包括一填充层，填充于该光转换元件与该感应元件阵列之间。

其中，该光转换元件设置在该第一基板上并覆盖该感应元件阵列，该光转换元件的该上表面被覆盖一反射层，且该经掺杂的光转换材料柱状结构层位于该光转换材料层以及该反射层之间。

其中，该光检测器，更包括至少一覆盖层，覆盖该反射层。

本发明另提出一种光检测器的制造方法，其包括以下步骤。提供第一基板。在第一基板上形成感应元件阵列。于感应元件阵列上形成光转换元件，其中光转换元件包括光转换材料层以及经掺杂的光转换材料柱状结构层。

其中，光检测器的制造方法更包括：

提供一第二基板，其中该光转换元件形成在该第二基板上；

形成一反射层于该第二基板与该光转换元件之间，且该光转换材料层位于该反射层以及该经掺杂的光转换材料柱状结构层之间；以及

组立该第一基板与该第二基板，使得该经掺杂的光转换材料柱状结构层位于该光转换材料层与该感应元件阵列之间。

其中，该光转换元件形成在该第一基板上并覆盖该感应元件阵列，且该光转换元件的该上表面上更包括形成一反射层，以使得该经掺杂的光转换材料柱状结构层位于该光转换材料层以及该反射层之间。

其中，形成该光转换元件的方法包括：

在一蒸镀腔室内设置一光转换材料蒸镀源以及一掺杂材料蒸镀源；

在该蒸镀腔室内装设至少一基板；

使用该光转换材料蒸镀源对该基板进行一蒸镀步骤，以于该基板上形成该光转换材料层；以及

使用该光转换材料蒸镀源以及该掺杂材料蒸镀源对该基板进行一共蒸镀步骤，以于该光转换材料层上形成该经掺杂的光转换材料柱状结构层。

其中，该光转换材料蒸镀源包括一纯碘化铯蒸镀源，该掺杂材料蒸镀源包括一铊蒸镀源或是一钠蒸镀源。

其中，于进行该蒸镀步骤以及该共蒸镀步骤时，该基板的温度为摄氏100～200度，该光转换材料蒸镀源的温度为摄氏620～680度，该掺杂材料蒸镀源的蒸镀速率为1～20埃/秒，且该蒸镀腔室内的压力为1×10^-2～1×10^-4托耳。