[發(fā)明專利]光電感應(yīng)元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710181799.9
• 申請日: 2007-10-29
• 公開（公告）號: CN101145587A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳紀(jì)文;張孟祥
• 申請（專利權(quán)）人: 友達(dá)光電股份有限公司
• 主分類號: H01L31/113
• 分類號: H01L31/113;H01L31/18
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光電感應(yīng)元件以及其制造方法，尤其涉及一種無須金氧半導(dǎo)體(CMOS)工藝制造的光電感應(yīng)元件。

背景技術(shù)

功能先進(jìn)的顯示器漸成為現(xiàn)今消費(fèi)電子產(chǎn)品的重要特色，其中液晶顯示器已經(jīng)逐漸成為各種電子設(shè)備如電視、移動電話、個(gè)人數(shù)字助理(PersonalDigital?Assistant，PDA)、數(shù)字相機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕或筆記型計(jì)算機(jī)屏幕所廣泛應(yīng)用的具有高分辨率彩色屏幕的顯示器。

由于現(xiàn)今液晶顯示器為了方便攜帶與使用，使用者可直接觸碰的觸控式液晶顯示面板也成為市場開發(fā)的方向。傳統(tǒng)上的電阻式或電容式觸控液晶顯示面板是在面板上設(shè)置額外的電阻電容組件，并通過檢測觸壓點(diǎn)的電壓值變化來判斷觸壓的位置坐標(biāo)。然而，由于電阻電容等組件直接設(shè)置在面板上，故會導(dǎo)致液晶顯示面板的光線穿透率下降，并且增加面板的整體厚度。另一種光學(xué)式觸控面板則是在液晶顯示面板的四周設(shè)置大量的光源以及對應(yīng)的光電感應(yīng)元件，利用光電感應(yīng)元件是否檢測到對應(yīng)的光源的光線來判斷觸壓點(diǎn)的位置坐標(biāo)。這樣的設(shè)計(jì)雖然不至于降低面板的光線穿透率，但是會大幅度增加產(chǎn)品的體積，因此也不適合用于一般可攜式液晶顯示器的需求。若將光電感應(yīng)元件整合至液晶面板中，則不僅可減少液晶顯示器整體重量以及體積，還有利于現(xiàn)今講求輕薄設(shè)計(jì)的液晶顯示器產(chǎn)品。

請參閱圖1，圖1為公知的光電感應(yīng)二極管的示意圖。光電感應(yīng)二極管10是一P-I-N二極管，其包含P型區(qū)12、本質(zhì)(intrinsic)區(qū)14以及N型區(qū)16。P型區(qū)12摻雜P型摻雜離子，N型區(qū)則摻雜N型摻雜離子。本質(zhì)區(qū)14用來增加PN耗盡區(qū)(depletion?region)的厚度，提高吸收光子的機(jī)率和減小結(jié)電容(junction?capacitor)。光電感應(yīng)二極管10能在光的照射下產(chǎn)生電動勢或光電流。當(dāng)不加偏壓時(shí)，光電感應(yīng)二極管10的本質(zhì)區(qū)14受到光照后會產(chǎn)生電子空穴對，使自由載子的數(shù)目增加，且電流大小和光的照射量有一定關(guān)系。當(dāng)施加逆向偏壓(例如P極區(qū)接電源負(fù)極，N極區(qū)接電源正極)后，在光的照射下出現(xiàn)反向光電流，其大小與照射的光量有關(guān)。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)的P-I-N二極管的本質(zhì)區(qū)采用多晶硅(poly-Si)制作，但相較于非晶硅(amorphous?silicon，a-Si)，多晶硅對可見光的吸收系數(shù)較低，即多晶硅對可見光敏感度不佳，故在制作多晶硅制成的光感測組件時(shí)，會比非晶硅來得差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種光電感應(yīng)元件的制作結(jié)構(gòu)，可節(jié)省工藝步驟且擁有較佳的光靈敏度。

本發(fā)明的一實(shí)施例涉及一種光電感應(yīng)元件，其包含一本質(zhì)層、第一離子摻雜區(qū)、第二離子摻雜區(qū)、一氧化絕緣層以及一柵極金屬。第二離子摻雜區(qū)相對于第一離子摻雜區(qū)設(shè)置于本質(zhì)層的另一側(cè)；第一離子摻雜區(qū)與第二離子摻雜區(qū)的摻雜離子相同，可為P型或N型離子。本質(zhì)層還包含第一光感測區(qū)，該第一光感測區(qū)設(shè)置和第一離子摻雜區(qū)相鄰，用來于一光線照射時(shí)，依據(jù)該光線的強(qiáng)度產(chǎn)生電子空穴對。第一離子摻雜區(qū)與第二離子摻雜區(qū)的摻雜離子濃度大致等于1018原子數(shù)/每立方厘米(atoms/cm³)。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，前述本質(zhì)層還包含第二光感測區(qū)，該第二光感測區(qū)設(shè)置和第二離子摻雜區(qū)相鄰。

本發(fā)明另提供一種制造光電感應(yīng)元件的方法，其包含形成一多晶硅薄膜；利用第一光罩作掩模，對該多晶硅薄膜進(jìn)行離子注入，以形成第一離子摻雜區(qū)以及第二離子摻雜區(qū)；沉積一氧化絕緣層于該多晶硅薄膜之上；沉積一金屬薄膜于該氧化絕緣層之上；以及利用第二光罩作掩模，蝕刻該氧化絕緣層以及該金屬薄膜，以形成一氧化絕緣層以及一柵極金屬，其中該氧化絕緣層以及該柵極金屬的面積小于未經(jīng)離子注入的多晶硅薄膜的面積。前述第一離子摻雜區(qū)的摻雜離子與該第二離子摻雜區(qū)的摻雜離子都為P型或N型摻雜離子。

附圖說明

圖1是公知的光電感應(yīng)二極管之示意圖。

圖2是本發(fā)明光電感應(yīng)元件實(shí)施例的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例顯示第一離子摻雜區(qū)、第一光感測區(qū)及通道區(qū)產(chǎn)生光電流的示意圖。

圖4是圖3的光感測區(qū)受到光線照射時(shí)，不同光線強(qiáng)度產(chǎn)生的電流大小的關(guān)系圖。

圖5是圖4在不同電壓施加于光電感應(yīng)元件時(shí)，不同光線強(qiáng)度中，感應(yīng)電流與暗態(tài)電流的比值。

圖6是本發(fā)明光電感應(yīng)元件的另一實(shí)施例的示意圖。

圖7是本發(fā)明的光電感應(yīng)元件的制造流程圖。

并且，上述附圖中的各附圖標(biāo)記說明如下：

10光電感應(yīng)二極管????12P型區(qū)

14本質(zhì)區(qū)????????????16N型區(qū)