[发明专利]光电传感器有效
申请号: | 201410283721.8 | 申请日: | 2014-06-23 |
公开(公告)号: | CN105304656B | 公开(公告)日: | 2018-06-22 |
发明(设计)人: | 林崴平 | 申请(专利权)人: | 上海箩箕技术有限公司 |
主分类号: | H01L27/146 | 分类号: | H01L27/146 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 高静;骆苏华 |
地址: | 201203 上海市浦东新区张江高*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 光电传感器 感光结构 导板 像素单元 光纤 光纤束 背光源 衬底 薄膜晶体管 光电二极管 衬底方向 垂直排列 反射光线 物体表面 光透过 约束性 分辨率 探测 垂直 | ||
1.一种光电传感器,其特征在于,包括:
感光结构,所述感光结构包括衬底和位于所述衬底上的多个像素单元,所述像素单元包括薄膜晶体管和光电二极管;
位于所述感光结构上方的光纤导板,所述光纤导板由多个垂直于衬底方向排列的光纤束组成,所述光纤束的孔径小于或等于像素单元的宽度;
位于所述感光结构下方的背光源,所述背光源发出的光透过所述感光结构和光纤导板;
其中,所述衬底包括第一区域和第二区域,所述薄膜晶体管位于第一区域,所述光电二极管位于第二区域;
所述薄膜晶体管包括:位于衬底第一区域上的栅极,覆盖于栅极上的第一绝缘层,位于第一绝缘层上的沟道层,位于沟道层上的第一电极、第二电极,所述第一电极、第二电极中间具有露出沟道层的空隙,覆盖于第一电极、第二电极以及沟道层上的第二绝缘层;
所述光电二极管包括:位于衬底的第二区域上的N型掺杂半导体层,以及位于所述N型掺杂半导体层上的P型掺杂半导体层,
所述薄膜晶体管的第一绝缘层、第二电极、第二绝缘层延伸到衬底的第二区域,所述延伸到衬底的第二区域的第一绝缘层与衬底之间还设有第一遮光层,用于阻挡衬底背光源发出的光从衬底下方进入光电二极管;
在两个像素单元的第一遮光层之间设有通光孔,用于使背光源发出的光能从所述通光孔进入感光结构并射入光纤导板;
所述第一遮光层的材料为金属,所述第一遮光层与光电二极管的N型掺杂半导体层、接触电极形成存储电容。
2.根据权利要求1所述的光电传感器,其特征在于,所述光电二极管还包括:
本征半导体层,所述N型掺杂半导体层、所述本征半导体层以及所述P型掺杂半导体层依次位于衬底的第二区域上方,其中N型掺杂半导体层作为光电二极管的阴极,本征半导体层作为光电二极管的光吸收层,P型掺杂半导体层作为光电二极管的阳极。
3.根据权利要求1或2所述的光电传感器,其特征在于,位于衬底第二区域的所述第二绝缘层具有露出所述第二电极的开口,所述光电二极管的N型掺杂半导体层覆盖于所述开口中的第二电极表面。
4.根据权利要求1所述的光电传感器,其特征在于,
所述第一遮光层位于N型掺杂半导体层下方并且所述第一遮光层的尺寸大于所述N型掺杂半导体层的尺寸。
5.根据权利要求1所述的光电传感器,其特征在于,所述光电二极管的P型掺杂半导体层上方还设置有接触电极,所述接触电极的材料为透光导电材料。
6.根据权利要求5所述的光电传感器,其特征在于,所述薄膜晶体管的第二绝缘层上方还设有第三绝缘层,所述第三绝缘层用于包覆光电二极管且露出所述接触电极的表面。
7.根据权利要求6所述的光电传感器,其特征在于,所述衬底、第一绝缘层、
第二绝缘层和第三绝缘层的材料为透光材料。
8.根据权利要求6所述的光电传感器,其特征在于,所述第三绝缘层上覆盖有第二遮光层,所述第二遮光层露出所述接触电极表面,所述第二遮光层还露出所述通光孔,以使得背光源发出的光从通光孔进入感光结构并射入光纤导板。
9.根据权利要求5所述的光电传感器,其特征在于,所述接触电极表面设有连接电极,用于将每个像素单元的接触电极电连接,所述连接电极的材料为透光导电材料,用于使从光纤导板入射的光能够进入光电二极管。
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H01L 半导体器件;其他类目中不包括的电固体器件
H01L27-00 由在一个共用衬底内或其上形成的多个半导体或其他固态组件组成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共绝缘衬底上形成的无源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有专门适用于整流、振荡、放大或切换的半导体组件并且至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的;包括至少有一个跃变势垒或者表面势垒的无源集成电路单元的
H01L27-14 . 包括有对红外辐射、光、较短波长的电磁辐射或者微粒子辐射并且专门适用于把这样的辐射能转换为电能的,或适用于通过这样的辐射控制电能的半导体组件的
H01L27-15 .包括专门适用于光发射并且包括至少有一个电位跃变势垒或者表面势垒的半导体组件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料结点的热电元件的;包括有热磁组件的