專利名稱：光傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
具有P-I-N結(jié)構(gòu)的光傳感器是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的半導(dǎo)體器件。在具有 P-I-N結(jié)構(gòu)的光傳感器中，可以將負(fù)電壓施加到P型摻雜區(qū)域，并可以將正電壓施加到N型摻雜區(qū)域。在該狀態(tài)下，如果光入射到光傳感器上，入射光的能量導(dǎo)致在本征區(qū)內(nèi)產(chǎn)生電子和空穴，或者導(dǎo)致在N/P型摻雜區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電子和空穴，然后使電子和空穴擴(kuò)散到本征區(qū)。 結(jié)果，電流因本征區(qū)的反向電場而流過光傳感器。在這點(diǎn)上，更多的光或更高的能量導(dǎo)致更多的電流流過光傳感器，并且晶體管根據(jù)電流的量輸出電信號，從而操作光傳感器。為了形成P-I-N結(jié)構(gòu)，需要兩輪的摻雜工藝(也就是，P型摻雜和N型摻雜)，這使制造工藝復(fù)雜化并使制造成本提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種包括氧化物半導(dǎo)體的光傳感器，該光傳感器無需附加的掩模工藝來制造。本發(fā)明還提供了一種無需附加的掩模來制造包括氧化物半導(dǎo)體的光傳感器的方法。然而，本發(fā)明不限于這里闡述的公開。通過參照下面給出的對本發(fā)明的詳細(xì)描述， 本發(fā)明的多個(gè)方面對本發(fā)明所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將變得更明顯。根據(jù)本發(fā)明的一方面，光傳感器包括本征硅層，形成在基底上；P型摻雜區(qū)域，與本征硅層形成在同一平面內(nèi)；以及氧化物半導(dǎo)體層，形成在本征硅層之上或之下，并且與本征硅層的整個(gè)區(qū)域疊置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光傳感器包括本征硅層，形成在基底上；P型摻雜區(qū)域， 與本征硅層形成在同一平面內(nèi)；氧化物半導(dǎo)體層，形成在本征硅層之上或之下并直接接觸本征硅層的整個(gè)區(qū)域；絕緣膜，形成在具有本征硅層、P型摻雜區(qū)域和氧化物半導(dǎo)體層的基底的整個(gè)區(qū)域上；第一接觸孔，形成在絕緣膜中并暴露P型摻雜區(qū)域；第二接觸孔，形成在絕緣膜中并暴露氧化物半導(dǎo)體層的預(yù)定區(qū)域；第一電極，形成在第一接觸孔中并形成在絕緣膜上，以與P型摻雜區(qū)域接觸；以及第二電極，形成在第二接觸孔中并形成在絕緣膜上， 以與氧化物半導(dǎo)體層接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造光傳感器的方法包括在基底上形成本征娃層； 在本征硅層的區(qū)域中形成P型摻雜區(qū)域；在本征硅層之上或之下形成氧化物半導(dǎo)體層，其中，氧化物半導(dǎo)體層與本征硅層的整個(gè)區(qū)域疊置。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的更全面的理解和本發(fā)明的許多附加的優(yōu)點(diǎn)將更明顯同時(shí)變得更好理解，在附圖中，相同的標(biāo)號表示相同或相似的組件，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的示意性剖視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的光傳感器的示意性剖視圖；圖3是包括根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的平板顯示器(FPD)的示意性首lJ視圖;圖4至圖7是示出制造根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的方法的剖視圖；以及圖8至圖13是示出制造根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的光傳感器的方法的剖視圖。
具體實(shí)施例方式通過參照下面對示例性實(shí)施例和附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明和完成本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)和特征會更易于理解。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施并且不應(yīng)被解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完全的，這些實(shí)施例將本發(fā)明的構(gòu)思充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員，并且本發(fā)明將僅由權(quán)利要求限定。在附圖中，為了清楚起見，會夸大元件的尺寸和相對尺寸。在整個(gè)說明書中，相同的標(biāo)號代表相同的元件。如這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列項(xiàng)的任意組合和全部組合。這里使用的術(shù)語僅為了描述特定實(shí)施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明。如這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“由...制成”時(shí)，說明存在所述組件、步驟、操作和/ 或元件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其它組件、步驟、操作、元件和/或它們的組。將理解的是，雖然在這里可以使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)該受這些術(shù)語的限制。這些術(shù)語僅用來將一個(gè)元件與另一元件區(qū)別開來。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件可被稱為第二元件。這里參照作為本發(fā)明理想實(shí)施例的示意圖的平面圖和剖面圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。這樣，預(yù)計(jì)會出現(xiàn)例如由制造技術(shù)和/或公差引起的圖示的形狀的變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)該被解釋為局限于在此示出的區(qū)域的具體形狀，而將包括例如由制造導(dǎo)致的形狀偏差。因此，在圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀并不意圖示出裝置的區(qū)域的精確形狀，且不意圖限制本發(fā)明的范圍。除非另有定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的意思相同的意思。還將理解的是，除非這里清楚地定義，否則這些術(shù)語(諸如在通用字典中定義的術(shù)語)應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的上下文中它們的意思一致的意思，而不應(yīng)以理想的或者過于正式的含義來理解?，F(xiàn)在將參照圖I來描述根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器。
圖I是根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的示意性剖視圖。參照圖I，根據(jù)第一示例性實(shí)施例的光傳感器包括形成在基底10上的氧化物半導(dǎo)體層12、本征娃層13、P型摻雜區(qū)域14、第一電極20和第二電極21?；?0可以為絕緣基底、塑料基底或石英基底等，所述絕緣基底由包含SiO2作為主成分的玻璃材料制成。緩沖層11可以形成在基底10上以使基底10平坦化并防止雜質(zhì)元素滲透到基底10中。緩沖層11可以由Si02、SiNx或SiOxNy制成。緩沖層11是可選的。氧化物半導(dǎo)體層12形成在緩沖層11上。氧化物半導(dǎo)體層12可以包括Hf氧化物、 Zn氧化物、In氧化物、Ga氧化物、Sn氧化物、Ti氧化物、InZn氧化物、InSn氧化物、HfInZn 氧化物、GaInZn氧化物或它們的組合。氧化物半導(dǎo)體層12具有類似于傳統(tǒng)的P_I_N 二極管中的N型半導(dǎo)體的功能。在HfInZn氧化物中，S卩，在HfInZnOx(其中，O <x彡2. 5)中， 可以存在于晶格的外部或因自然發(fā)生的Zn間隙和O空位而與O結(jié)合失敗的Zn2+用作受體。 因此，HfInZn氧化物用作N型半導(dǎo)體。相似地，Hf氧化物、Zn氧化物、In氧化物、Ga氧化物、Sn氧化物、Ti氧化物、InZn氧化物、InSn氧化物、GaInZn氧化物可以因O空位而用作N 型半導(dǎo)體。例如，氧化物半導(dǎo)體層12可以是HfInZn氧化物或GaInZn氧化物。氧化物半導(dǎo)體層12可以具有O. 03μπι至Ιμ 的厚度。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體層12 的厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以流過適量的電流。例如，氧化物半導(dǎo)體層12的厚度可以為 O. 05 μ m。本征硅層13和P型摻雜區(qū)域14形成在氧化物半導(dǎo)體層12上。本征硅層13和P 型摻雜區(qū)域14處于同一平面內(nèi)以形成水平結(jié)構(gòu)。另一方面，本征硅層13和P型摻雜區(qū)域 14與設(shè)置在它們之下的氧化物半導(dǎo)體層12形成垂直結(jié)構(gòu)。本征硅層13和P型摻雜區(qū)域 14堆疊在氧化物半導(dǎo)體層12上。當(dāng)本征硅層13結(jié)合到逸出功高的P型摻雜區(qū)域14和逸出功相對低的氧化物半導(dǎo)體層12時(shí)，足夠厚的耗盡區(qū)形成在它們的接合處，這樣導(dǎo)致整流 (rectification)。本征硅層13可以由多晶硅或非晶硅制成。本征硅層13的厚度可以為O. 03 μ m至 Ium0當(dāng)本征硅層13的厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，本征硅層13的電阻值不會變得過高或過低， 而可以維持在合適的范圍內(nèi)。例如，本征硅層13的厚度可以為0.05 μ m?？梢酝ㄟ^將第IIIA族的雜質(zhì)離子植入到設(shè)置在基底10上的本征硅層13的區(qū)域中來形成P型摻雜區(qū)域14。例如，可以將作為第IIIA族雜質(zhì)離子的硼(B)離子、BF2離子或B2H5離子植入到本征硅層13的區(qū)域中來形成P型摻雜區(qū)域14。P型摻雜區(qū)域14還可以是外延層、化學(xué)氣相沉積(CVD)層或擴(kuò)散層。P型摻雜區(qū)域14具有比氧化物半導(dǎo)體層12的逸出功高的逸出功，并具有低的電阻率。P型摻雜區(qū)域14的厚度可以為O. 03 μ m至I μ m。當(dāng)P型摻雜區(qū)域14的厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以流過適量的電流。例如，P型摻雜區(qū)域14的厚度可以為0.05 μ m。P型摻雜區(qū)域14中的離子濃度可以為101°至IO16原子/cm2。如果P型摻雜區(qū)域14的離子濃度為 IO10原子/cm2或更大，則在接收光時(shí)，適量的光電流開始流過。如果P型摻雜區(qū)域14的離子濃度為IO16原子/cm2或更小，則由接收的光產(chǎn)生的光電流既不重組也不受阻。因此，能夠防止光電流的過度增大。例如，P型摻雜區(qū)域14的離子濃度可以為大約IO12原子/cm2。在根據(jù)第一示例性實(shí)施例的光傳感器中，氧化物半導(dǎo)體層12的側(cè)壁可以與P型摻雜區(qū)域14的側(cè)壁對齊。也就是說，可以使用相同的掩模來圖案化氧化物半導(dǎo)體層12和具有P型摻雜區(qū)域14的本征硅層13。因此，無需附加的掩模來圖案化氧化物半導(dǎo)體層12。此外，從本征硅層13得到的光效率和從氧化物半導(dǎo)體層12得到的光效率結(jié)合，從而提高了光傳感器的光效率。P型摻雜區(qū)域14和本征硅層13的整個(gè)區(qū)域與氧化物半導(dǎo)體層12疊置并直接接觸氧化物半導(dǎo)體層12。由于氧化物半導(dǎo)體層12和本征硅層13相互接觸，而不是通過接觸孔接觸，所以不需要形成接觸孔的附加掩模。絕緣膜15形成在具有P型摻雜區(qū)域14和本征硅層13的基底10上。絕緣膜15 可以形成在基底10的整個(gè)表面上。絕緣膜15可以包括第一絕緣膜16和第二絕緣膜17。 第一絕緣膜16和第二絕緣膜17可以由SiNx、Si02或SiOxNy制成。如果根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器形成在其上形成有薄膜晶體管(TFT)的基底上，則第一絕緣膜16可以與使TFT的柵電極和半導(dǎo)體層彼此絕緣的柵極絕緣膜相同，并且第二絕緣膜17可以與使 TFT的柵電極與TFT的源電極和漏電極絕緣的層間絕緣膜相同。與P型摻雜區(qū)域14接觸的第一電極20和與氧化物半導(dǎo)體層12接觸的第二電極 21可以形成在絕緣膜15上。第一電極20通過形成在絕緣膜15中的第一接觸孔18與P型摻雜區(qū)域14接觸，第二電極21通過形成在絕緣膜15中的第二接觸孔19與氧化物半導(dǎo)體層12接觸。第一電極20 和第二電極 21 可以由從 Mo、W、Moff、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、 Ir、Cr、Li和Ca中選擇的一種或多種材料制成。另外，第一電極20和第二電極21可以由從ΙΤΟ、ΙΖ0, ZnO和In2O3中選擇的一種或多種材料制成?，F(xiàn)在將參照圖2來描述根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的光傳感器。圖2是根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的光傳感器的示意性剖視圖。與圖I中示出的元件基本相同的元件由相同的標(biāo)號表示，因此將省略對這些元件的詳細(xì)描述。參照圖2，根據(jù)第二示例性實(shí)施例的光傳感器與根據(jù)第一示例性實(shí)施例的光傳感器的不同之處在于本征硅層13和P型摻雜區(qū)域14形成在緩沖層11上，而氧化物半導(dǎo)體層12形成在本征硅層13上。氧化物半導(dǎo)體層12堆疊在本征硅層13和P型摻雜區(qū)域14 上。在根據(jù)第二示例性實(shí)施例的光傳感器中，氧化物半導(dǎo)體層12的側(cè)壁可以與本征硅層13的側(cè)壁對齊。也就是說，可以使用相同的掩模來圖案化氧化物半導(dǎo)體層12和本征硅層13。因此，無需附加的掩模來圖案化氧化物半導(dǎo)體層12。另外，從本征硅層13得到的光效率和從氧化物半導(dǎo)體層12得到的光效率結(jié)合，從而提高了光傳感器的光效率。氧化物半導(dǎo)體層12的整個(gè)區(qū)域與本征硅層13疊置并直接接觸本征硅層13?？蛇x擇地,氧化物半導(dǎo)體層12的整個(gè)區(qū)域可以與本征硅層13的整個(gè)區(qū)域和P型摻雜區(qū)域14的一部分疊置并直接接觸本征硅層13的整個(gè)區(qū)域和P型摻雜區(qū)域14的一部分。由于氧化物半導(dǎo)體層12和本征硅層13彼此直接接觸，而不是通過接觸孔接觸，所以不需要形成接觸孔的附加掩模?，F(xiàn)在將參照圖3來描述包括根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的平板顯示器(FPD)。圖3是包括根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的FPD的示意性剖視圖。參照圖3，F(xiàn)H)可以包括傳感器區(qū)域S和像素區(qū)域P，在傳感器區(qū)域S中形成有光
7傳感器，在像素區(qū)域P中形成有顯示元件和用于驅(qū)動(dòng)顯示元件的TFT。在傳感器區(qū)域S中， 可以形成在圖I或圖2中示出的光傳感器。雖然圖3中示出了圖I中的光傳感器，但也可以應(yīng)用圖2中的光傳感器。像素區(qū)域P包括一個(gè)或多個(gè)像素區(qū)域TFT。在圖3中，為了簡便起見，示出了直接連接到像素電極37的一個(gè)像素區(qū)域TFT。然而，本發(fā)明不限于此。如果需要，則除了像素區(qū)域TFT之外，還可以在像素區(qū)域P中包括諸如開關(guān)元件和電容器的各種元件。像素區(qū)域P的緩沖層41可以與傳感器區(qū)域S的緩沖層11相同。像素區(qū)域P的半導(dǎo)體層31形成在像素區(qū)域P的緩沖層41上，半導(dǎo)體層31可以由與傳感器區(qū)域S的本征硅層13相同的硅層形成。類似于傳感器區(qū)域S的P型摻雜區(qū)域14，像素區(qū)域P中的半導(dǎo)體層 31的源區(qū)33和漏區(qū)34可以分別是用P型雜質(zhì)摻雜的區(qū)域。柵極絕緣膜46形成在像素區(qū)域P的半導(dǎo)體層31上。柵極絕緣膜46可以與傳感器區(qū)域S的第一絕緣膜16相同。柵電極32形成在像素區(qū)域P的柵極絕緣膜46上。層間絕緣膜47形成在像素區(qū)域P的柵電極32上。層間絕緣膜47可以與傳感器區(qū)域S的第二絕緣膜17相同。連接到半導(dǎo)體層31的源區(qū)33的源電極35和連接到半導(dǎo)體層31的漏區(qū)34的漏電極36形成在像素區(qū)域P的層間絕緣膜47上。像素區(qū)域P的源電極35可以由與傳感器區(qū)域S的第一電極20相同的材料制成，像素區(qū)域P的漏電極36可以由與傳感器區(qū)域S的第二電極21相同的材料制成。也就是說，可以在傳感器區(qū)域S的第二絕緣膜17和像素區(qū)域P的層間絕緣膜47上形成導(dǎo)電膜，然后對導(dǎo)電膜進(jìn)行圖案化來分別形成像素區(qū)域P的源電極35和漏電極36以及傳感器區(qū)域S的第一電極20和第二電極21。第三絕緣膜22可以分別形成在傳感器區(qū)域S的第一電極20和第二電極21上，并且鈍化膜52可以分別形成在像素區(qū)域P的源電極35和漏電極36上。第三絕緣膜22可以與鈍化膜52相同。電連接到源電極35或漏電極36的像素電極37可以形成在像素區(qū)域P的鈍化膜 52上。當(dāng)形成像素電極37時(shí)，也可以通過使用與用于形成像素電極37的層相同的層在傳感器區(qū)域S中形成電連接到第一電極20的第三電極23和電連接到第二電極21的第四電極24。雖然圖3中未示出哪個(gè)顯示元件設(shè)置在像素電極37上，但是各種顯示元件可以位于像素區(qū)域P中。例如，共電極(未示出)可以形成在像素電極37上，并且具有有機(jī)發(fā)光層(未示出)的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)可以形成在像素電極37和共電極之間。當(dāng)將根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的任意一種光傳感器應(yīng)用在具有TFT的平板顯示器(FPD)中時(shí)，可以使用用于TFT的絕緣膜，并且無需形成附加的絕緣膜。此外，由于使用相同的掩模來圖案化氧化物半導(dǎo)體層和本征硅層，所以無需或者不用使用附加的掩?！，F(xiàn)在將參照圖I和圖4至圖7來描述制造根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的方法。圖4至圖7是示出制造根據(jù)本發(fā)明第一示例性實(shí)施例的光傳感器的方法的剖視圖。與圖I中示出的元件基本相同的元件由相同標(biāo)號表示，因此將省略對這些元件的詳細(xì)描述。參照圖4，在基底10上順序地形成緩沖層11、氧化物半導(dǎo)體層12和本征硅層13?；?0可以是絕緣基底、塑料基底、石英基底等，其中，絕緣基底由包含SiO2作為主成分的玻璃材料制成。可以使用Si02、SiNj^P SiOxNy中任意一種來形成緩沖層11。緩沖層11是可選的。氧化物半導(dǎo)體層12可以由Hf氧化物、Zn氧化物、In氧化物、Ga氧化物、Sn氧化物、Ti氧化物、InZn氧化物、InSn氧化物、HfInZn氧化物、GaInZn氧化物或它們的組合制成?？梢栽诘蜏叵峦ㄟ^RF磁控濺射來形成氧化物半導(dǎo)體層12，并可以將氧化物半導(dǎo)體層 12形成為厚度為0.03μπι至Ιμπι。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體層12的厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，可以流過適量的電流。例如，氧化物半導(dǎo)體層12的厚度可以為0.05 μ m。上面建議的用于形成氧化物半導(dǎo)體層12的材料、方法和工藝條件僅僅是示例，本發(fā)明不限于此。可以使用各種材料、方法和工藝條件來形成氧化物半導(dǎo)體層12?？梢詫⒈菊鞴鑼?3形成為多晶硅層或非晶硅層。當(dāng)將本征硅層13形成為非晶硅層時(shí)，可以使用例如SiH4氣體通過化學(xué)氣相沉積(CVD)來形成本征硅層13。當(dāng)將本征硅層 13形成為多晶硅層時(shí)，可以沉積非晶硅層，然后使用諸如固相晶化(SPC)、激光晶化或利用金屬的晶化方法的傳統(tǒng)晶化方法來將非晶硅層晶化成多晶硅層。在本征硅層13上形成第一光致抗蝕劑圖案101。參照圖5，使用第一光致抗蝕劑圖案101作為蝕刻掩模來蝕刻本征硅層13和氧化物半導(dǎo)體層12?？梢允褂霉奈g刻利或蝕刻氣體來濕法蝕刻或干法蝕刻本征硅層13和氧化物半導(dǎo)體層12?？梢詥为?dú)地蝕刻本征硅層13和氧化物半導(dǎo)體層12。參照圖6，去除第一光致抗蝕劑圖案101，然后在具有蝕刻的本征硅層13和蝕刻的氧化物半導(dǎo)體層12的基底10的整個(gè)表面上形成第一絕緣膜16。第一絕緣膜16可以通過例如 CVD 由 SiNx、SiO2 或 SiOxNy 形成。在第一絕緣膜16上形成阻擋膜102，并暴露第一絕緣膜16的與本征硅層13的將形成P型摻雜區(qū)域14的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。阻擋膜102可以由光致抗蝕劑材料制成。然而， 本發(fā)明不限于此。例如，阻擋膜102也可以由SiO2或Si3N4制成。接下來，將第IIIA族雜質(zhì)離子植入到本征硅層13的與第一絕緣膜16被阻擋膜 102暴露的區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域中，從而形成P型摻雜區(qū)域14。用于第IIIA族雜質(zhì)離子植入的材料可以是B離子、BF2離子和B2H5離子中的任意一種?？梢詫型摻雜區(qū)域14形成為厚度為O. 03 μ m至I μ m，并且可以以5KeV至50KeV的能量、101°至IO16原子/cm2的劑量來植入離子。用于P型摻雜的材料、方法和工藝條件不限于上面的示例，并且可以改變。參照圖7，去除阻擋膜102，然后在第一絕緣膜16上形成第二絕緣膜17。接下來， 分別去除第一絕緣膜16和第二絕緣膜17每個(gè)中的預(yù)定區(qū)域，以形成暴露P型摻雜區(qū)域14 的第一接觸孔18和暴露氧化物半導(dǎo)體層12的預(yù)定區(qū)域的第二接觸孔19。參照圖1，在基底10的具有第一接觸孔18和第二接觸孔19的整個(gè)表面上形成導(dǎo)電膜，然后對導(dǎo)電膜進(jìn)行圖案化以形成第一電極20和第二電極21。導(dǎo)電膜可以通過CVD或派射由從 Mo、W、MoW、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li 和 Ca 中選擇的一種或多種材料形成，或者由從ΙΤΟ、ΙΖ0, ZnO和In2O3中選擇的一種或多種材料形成?，F(xiàn)在將參照圖2和圖8至圖11來描述制造根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的光傳感器的方法。圖8至圖13是示出制造根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的光傳感器的方法的剖視圖。與圖I至圖7中示出的元件基本相同的元件由相同標(biāo)號的表示，因此將省略對這些元件的詳細(xì)描述。參照圖8，在基底10上順序地形成緩沖層11和本征硅層13。在本征硅層13上形成第一光致抗蝕劑圖案101。參照圖9，使用第一光致抗蝕劑圖案101作為蝕刻掩模來蝕刻本征硅層13。然后， 去除第一光致抗蝕劑圖案101。參照圖10，在去除第一光致抗蝕劑圖案101之后，在蝕刻的本征硅層13上形成阻擋膜102并暴露本征硅層13的將形成P型摻雜區(qū)域14的區(qū)域。將第IIIA族雜質(zhì)離子植入到本征硅層13的被阻擋膜102暴露的區(qū)域中，從而形成P型摻雜區(qū)域14。參照圖11，去除阻擋膜102，然后在具有蝕刻的本征硅層13和P型摻雜區(qū)域14的基底10的整個(gè)表面上形成氧化物半導(dǎo)體層12。接下來，在氧化物半導(dǎo)體層12上形成第二光致抗蝕劑圖案103?？梢允褂糜糜谛纬傻谝还庵驴刮g劑圖案101的掩模來形成第二光致抗蝕劑圖案103。參照圖12，使用第二光致抗蝕劑圖案103作為蝕刻掩模來蝕刻氧化物半導(dǎo)體層 12。然后，去除第二光致抗蝕劑圖案103，并在具有蝕刻的氧化物半導(dǎo)體層12的基底10的整個(gè)表面上順序地形成第一絕緣膜16和第二絕緣膜17。參照圖13，分別去除第一絕緣膜16和第二絕緣膜17每個(gè)中的預(yù)定區(qū)域，以形成暴露P型摻雜區(qū)域14的第一接觸孔18和暴露氧化物半導(dǎo)體層12的預(yù)定區(qū)域的第二接觸孔 19。參照圖2，在具有第一接觸孔18和第二接觸孔19的基底10的整個(gè)表面上形成導(dǎo)電膜，然后對導(dǎo)電膜進(jìn)行圖案化以形成第一電極20和第二電極21。雖然已參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求限定精神和范圍的情況下，可以在此做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。示例性實(shí)施例應(yīng)該僅以描述的意義進(jìn)行考慮，而不是為了限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種光傳感器，所述光傳感器包括本征硅層，形成在基底上；P型摻雜區(qū)域，與本征硅層形成在同一平面內(nèi)；以及氧化物半導(dǎo)體層，相鄰于本征硅層形成并且與本征硅層的整個(gè)區(qū)域疊置。
2.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，其中，氧化物半導(dǎo)體層與本征硅層的所述整個(gè)區(qū)域直接接觸。
3.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，其中，氧化物半導(dǎo)體層形成在本征硅層之下，并且P 型摻雜區(qū)域的側(cè)壁與氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁對齊。
4.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，其中，氧化物半導(dǎo)體層形成在本征硅層上，并且本征硅層的側(cè)壁與氧化物半導(dǎo)體層的側(cè)壁對齊。
5.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，其中，本征娃層是多晶娃層和非晶娃層中的一種。
6.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，其中，氧化物半導(dǎo)體層包含Hf氧化物、Zn氧化物、 In氧化物、Ga氧化物、Sn氧化物、Ti氧化物、InZn氧化物、InSn氧化物、HfInZn氧化物、 GaInZn氧化物和它們的組合中的一種。
7.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，所述光傳感器還包括形成在具有本征硅層、P型摻雜區(qū)域和氧化物半導(dǎo)體層的基底的整個(gè)區(qū)域上的絕緣膜。
8.如權(quán)利要求7所述的光傳感器，其中，絕緣膜包括第一絕緣膜和形成在第一絕緣膜上的第二絕緣膜。
9.如權(quán)利要求7所述的光傳感器，所述光傳感器還包括第一接觸孔和第二接觸孔，第一接觸孔形成在絕緣膜中并暴露P型摻雜區(qū)域，第二接觸孔形成在絕緣膜中并暴露氧化物半導(dǎo)體層的預(yù)定區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的光傳感器，所述光傳感器還包括第一電極和第二電極，第一電極形成在第一接觸孔內(nèi)并形成在絕緣膜上以與P型摻雜區(qū)域接觸，第二電極形成在第二接觸孔內(nèi)并形成在絕緣膜上以與氧化物半導(dǎo)體層接觸。
11.如權(quán)利要求I所述的光傳感器，所述光傳感器還包括形成在基底與本征硅層和氧化物半導(dǎo)體層之一之間的緩沖層。
12.—種光傳感器,所述光傳感器包括本征硅層，形成在基底上；P型摻雜區(qū)域，與本征硅層形成在同一平面內(nèi)；氧化物半導(dǎo)體層，與本征硅層相鄰地形成并直接接觸本征硅層的整個(gè)區(qū)域；絕緣膜，形成在具有本征硅層、P型摻雜區(qū)域和氧化物半導(dǎo)體層的基底的整個(gè)表面上； 第一接觸孔和第二接觸孔，第一接觸孔形成在絕緣膜中并暴露P型摻雜區(qū)域，第二接觸孔形成在絕緣膜中并暴露氧化物半導(dǎo)體層的預(yù)定區(qū)域；第一電極，形成在第一接觸孔中并形成在絕緣膜上，以與P型摻雜區(qū)域接觸；以及第二電極，形成在第二接觸孔中并形成在絕緣膜上，以與氧化物半導(dǎo)體層接觸。
13.—種制造光傳感器的方法，所述方法包括以下步驟在基底上形成氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體層上形成本征硅層；以及在本征硅層的區(qū)域中形成P型摻雜區(qū)域，其中，氧化物半導(dǎo)體層與本征硅層的整個(gè)區(qū)域疊置。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在基底上形成氧化物半導(dǎo)體層、本征硅層和P型摻雜區(qū)域的步驟包括在基底上順序地堆疊氧化物半導(dǎo)體層和本征硅層；在本征硅層上形成第一光致抗蝕劑圖案；使用第一光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模蝕刻本征硅層和氧化物半導(dǎo)體層；以及通過將第IIIA族雜質(zhì)離子植入到本征硅層的區(qū)域中形成P型摻雜區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過將第IIIA族雜質(zhì)離子植入到本征硅層的區(qū)域中形成P型摻雜區(qū)域的步驟包括在本征硅層上形成阻擋膜以暴露本征硅層的將形成P型摻雜區(qū)域的區(qū)域；以及將第IIIA族雜質(zhì)離子植入到本征硅層的暴露的區(qū)域中。
16.一種制造光傳感器的方法，所述方法包括以下步驟在基底上形成本征硅層；在本征硅層的區(qū)域中形成P型摻雜區(qū)域；以及在本征硅層上形成氧化物半導(dǎo)體層，其中，氧化物半導(dǎo)體層與本征硅層的整個(gè)區(qū)域疊置。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在基底上形成本征硅層、P型摻雜區(qū)域和氧化物半導(dǎo)體層的步驟包括在基底上形成本征硅層；在本征硅層上形成第一光致抗蝕劑圖案；使用第一光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模蝕刻本征硅層；通過將第IIIA族雜質(zhì)離子植入到本征硅層的區(qū)域中形成P型摻雜區(qū)域；在本征硅層上形成氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體層上形成第二光致抗蝕劑圖案；以及使用第二光致抗蝕劑圖案作為蝕刻掩模蝕刻氧化物半導(dǎo)體層。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，使用用于形成第一光致抗蝕劑圖案的掩模來形成第二光致抗蝕劑圖案。
19.如權(quán)利要求13或16所述的方法，其中，形成本征硅層的步驟包括形成非晶硅層， 并將非晶硅層晶化成多晶硅層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光傳感器及其制造方法，該光傳感器包括本征硅層，形成在基底上；P型摻雜區(qū)域，與本征硅層形成在同一平面內(nèi)；以及氧化物半導(dǎo)體層，形成在本征硅層之上或之下，并且與本征硅層的整個(gè)區(qū)域疊置。
文檔編號H01L31/18GK102593231SQ201110396518
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者吳在煥, 崔宰凡, 張榮真, 李源規(guī), 陳圣鉉 申請人:三星移動(dòng)顯示器株式會社