專利名稱：圖像傳感器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明的示例性實施例涉及一種圖像傳感器及其制造方法，更具體地講，涉及這樣一種圖像傳感器及其制造方法，即，該圖像傳感器能夠縮短感測時間并具有用于簡化制造工藝的結構。
背景技術：
隨著辦公自動化的發(fā)展，提供了越來越多的辦公設備，如復印機、掃描儀等。復印機打印紙上的照片、繪畫、字符，掃描儀讀取紙上的照片、繪畫、字符，以將它們存儲為電子文件的格式。近來，這些設備變成數(shù)字類型。此外，因為提供了個人計算機和計算機網(wǎng)絡，所以已經(jīng)引入了集成有復印機、打印機、傳真機、圖像掃描儀等的數(shù)字多功能設備。
圖1是示出具有傳統(tǒng)圖像傳感器的掃描儀或復印機的示意圖。
參照圖1，當驅動模塊140通過驅動器130沿著從紙101的一端向紙101的另一端的方向移動時，傳統(tǒng)的設備IOO(例如，傳統(tǒng)的掃描^f義或傳統(tǒng)的復印機)感測支撐件110上的紙101的圖像。
設備100的感測模塊120包括光源121和圖4象傳感器122。光源121向紙101提供光，圖像傳感器122接收由紙101反射的光，以掃描紙101的圖像。
由沿著從一端向另一端的方向移動的感測模塊120逐行掃描的圖像通過A/D轉換器150轉換為數(shù)字值，從而成為數(shù)字化圖像，數(shù)字化圖像被存儲在存儲器160中。
然而，根據(jù)傳統(tǒng)的設備100 (例如，傳統(tǒng)的掃描儀或傳統(tǒng)的復印機)，感測模塊120沿著從紙101的一端向紙101的另一端的方向移動，以掃描紙101上的圖像，因而需要很多時間。
此外，傳統(tǒng)的設備100的圖像傳感器采用需要很多制造工藝的薄膜晶體管(TFT),從而提高了其制造成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明的示例性實施例提供了 一種能夠縮短感測時間并具有用于簡化制造工藝的結構的圖像傳感器和一種制造該圖像傳感器的方法。
本發(fā)明的示例性實施例還提供了 一種制造圖像傳感器的方法。
本發(fā)明的附加特征將在下面的說明書中進行說明，并部分地根據(jù)說明書將是明顯的，或者可以由本發(fā)明的實施而明了。
本發(fā)明的示例性實施例公開了 一種圖像傳感器，該圖l象傳感器具有以矩陣形狀布置的多個單位像素，每個像素設置在由沿第一方向延伸的柵極線和沿與所述第 一方向不同的第二方向延伸的數(shù)據(jù)線限定的區(qū)域中。每個單位像素包括開關二極管和感測二極管。所述開關二極管具有電連接到所述柵極線的正端子和電連接到信號節(jié)點的負端子。所述感測二^l管具有電連接到所述數(shù)據(jù)線的正端子和電連接到所述信號節(jié)點的負端子。
例如，所述開關二^f及管可以包括共電^L、第一N型半導體層、第一本征半導體層、第一P型半導體層和第一透明電極。所述共電極形成在基板上。所述第一N型半導體層形成在所述共電極上。所述第一本征半導體層形成在所述第一 N型半導體層上。所述第一 P型半導體層形成在所述第 一本征半導體層上。所述第一透明電極形成在所述第一P型半導體層上。
例如，所述感測二才及管可以包括所述共電極、第二N型半導體層、第二本征半導體層、第二P型半導體層和第二透明電極。所述第二N型半導體層形成在所述共電極上，使得所述第二 N型半導體層與所述開關二極管的第一N型半導體層分隔開。所述第二本征半導體層形成在所述第二 N型半導體層上，使得所述第二本征半導體層與所述開關二極管的第一本^E半導體層分隔開。所述第二P型半導體層形成在所述第二本征半導體層上，4吏得所述第二P型半導體層與所述開關二極管的第一 P型半導體層分隔開。所述第二透明電極形成在所述P型半導體層上，使得所述第二透明電極與所述開關二極管的第一透明電極分隔開。
例如，所述共電極可以具有用于提高反射率的圖案。例如，所述單位^^素還可以包括設置在所述開關二極管上的光阻擋層。例如，所述開關二極管的第 一本征半導體層和所述感測二極管的第二本征半導體層可以具有非晶硅層和微晶硅層的多層結構或者具有其中隨機分布有微晶硅的納米團簇的非晶硅的結構。例如，三個相鄰的單位像素可以限定^象素部件，紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器可以分別設置在所述像素部件的三個相鄰的單位像素上。
例如，所述開關二極管可以包括第一本征半導體層、第一P型半導體層、第一電極、第一N型半導體層和共電極。所述第一本征半導體層形成在基板的下表面上。所述第一 P型半導體層形成在所述第一本征半導體層的下表面上。所述第一電極形成在所述第一P型半導體層的下表面上，并電連接到所述柵極線。所述第一 N型半導體層形成在所述第 一本征半導體層的下表面上，
使得所述第一N型半導體層與所述第一P型半導體層分隔開。所述共電極形成在所述第一 N型半導體層的下表面上。
例如，所述感測二極管可包括第二本征半導體層、第二P型半導體層、第二電極、第二N型半導體層和所述共電極。所述第二本征半導體層形成在所述基板的下表面上，使得所述第二本征半導體層與所述第一本征半導體層分隔開。所述第二 P型半導體層形成在所述第二本征半導體層的下表面上。所述第二電極形成在所述第二 P型半導體層的下表面上，并電連接到所述數(shù)據(jù)線。所述第二N型半導體層形成在所述第二本征半導體層的下表面上，使得所述第二 N型半導體層與所述第二 P型半導體層分隔開，并與所述第一 N型半導體層相鄰。所述共電極形成在所述第二N型半導體層的下表面上，使得所述共電極由所述開關二極管和所述感測二極管共用。
例如，所述共電極和所述第二電極可以具有用于提高反射率的圖案。
例如，所述單位像素還可以包括設置在所述基板的上表面上的光阻擋層，使得所述光阻擋層設置在所述開關二極管上。
例如，所述開關二極管的第一本征半導體層和所述感測二才及管的第二本征半導體層可以具有非晶硅層和微晶硅層的多層結構或者具有其中隨機分布有微晶硅的納米團簇的非晶硅的結構。
例如，三個相鄰的單位^像素可以限定^f象素部件，紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器可以分別設置在所述像素部件的三個相鄰的單位像素上。
本發(fā)明的示例性實施例還公開了 一種制造所述圖像傳感器的方法。根據(jù)該方法，在基板上形成共電極。在上面形成有所述共電極的基4反上順序地形成N型半導體膜、本征半導體膜、P型半導體膜和透明導電膜。將所述N型半導體膜、所述本征半導體膜、所述P型半導體膜和所述透明導電膜圖案化，以在所述共電才及上形成開關二極管和感測二一及管。然后，在上面形成有所述開關二極管和所述感測二極管的基板上形成絕緣層。
例如，所述本征半導體膜可以通過以下步驟形成通過頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的化學氣相沉積(CVD)工藝形成非晶硅膜；通過頻率為大約40MHz至大約lOOMHz的CVD工藝形成微晶硅膜。
可以在以下CVD條件下執(zhí)行形成非晶硅膜的步驟硅烷氣體(SiH4)與氬氣(H2)的比例為大約1: 0.1至1: 1,硅烷氣體(SiH4)的流速為大約10 100sccm，氫氣(H2)的流速為大約10 100sccm。在以下CVD條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為大約1: 5至1: 30，硅烷氣體(SiH4)的流速為大約2 20sccm,氫氣(H2)的流速為大約40 400sccm。
可選地，可以在硅烷氣體(SiH4)、氫氣(H2)和氟化硅氣體(SiF4)的比例為大約l: 5: l至l: 30: 1的條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟。
本發(fā)明的示例性實施例還公開了一種制造所述圖^f象傳感器的另一方法。根據(jù)該方法，在基板的下表面上分別形成第一本征半導體層和第二本征半導體層。在第一本征半導體層的下表面的第一 P型區(qū)域上形成第一 P型半導體層，在第二本征半導體層的下表面的第二 P型區(qū)域上形成第二 P型半導體層。在所述第一本征半導體層的下表面的第一 N型區(qū)域上形成第一 N型半導體層。所述第一N型區(qū)域與所述第一P型區(qū)域分隔開。同時，在所述第二本征半導體層的下表面的第二 N型區(qū)域上形成第二 N型半導體層。所述第二 N型區(qū)域與所述第一N型區(qū)域相鄰，并與所述第二P型區(qū)域分隔開。然后，在所述第一 P型半導體層的下表面上形成第一電極，在所述第二 P型半導體層的下表面上形成第二電極，在所述第一 N型半導體層和所述第二 N型半導體層的下表面上形成共電極，使得所述第一 N型半導體層和所述第二 N型半導體層共用所述共電極。
例如，所述本征半導體膜可以通過以下步驟形成通過頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的化學氣相沉積(CVD)工藝形成非晶硅膜；通過頻率為大約40MHz至大約lOOMHz的CVD工藝形成微晶硅膜。
可以在以下CVD條件下執(zhí)行形成非晶硅膜的步驟硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為大約1:0.1至1:1,硅烷氣體(SiH4)的流速為大約10 100sccm，氫氣(H2)的流速為大約10~100sccm。在以下CVD條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為大約1: 5至1: 30,硅烷氣體(SiH4)的流速為大約2 20sccm，氫氣(H2)的流速為大約40 400sccm。
可選地，可以在硅烷氣體(SiH4)、氬氣(H2)和氟化硅氣體(SiF4)的比例為大約l: 5: l至l: 30: 1的條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，可以在感測模塊沒有移動的情況下一次感測二維圖像，從而可以縮短掃描時間(圖^象感測時間)。
另外，可以同時形成開關二極管和感測二極管，以減少制造工藝的數(shù)量。因此，減少了次品，從而提高了產(chǎn)率。
應該理解的是，前述總體描述和下面的詳細描述均是示例性和解釋性的，并且意圖為如權利要求限定的本發(fā)明提供進一 步解釋。


附圖示出了本發(fā)明的實施例，包括附圖是為了提供對本發(fā)明的進一步理解，并且附圖組成了本說明書的一部分，附圖與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出具有傳統(tǒng)的圖像傳感器的掃描儀或復印機的示意圖。
圖2是示出具有根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖像傳感器的第一種掃描儀或復印機的示意圖。
圖3是示出具有根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖像傳感器的第二種掃描儀或復印機的示意圖。
圖4是示出才艮據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖2或圖3中的圖l象傳感器的單位像素的電路圖。
圖5是示出圖4中的單位像素的實施例的剖^L圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖5中的本征半導體層的剖視圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的圖5中的本征半導體層的剖視圖。
圖8至圖12是示出圖5中的單位像素的制造方法的剖視圖。
圖13是示出根據(jù)稀釋比的拉曼光譜測量數(shù)據(jù)的曲線圖。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的單位像素的剖視圖。
圖15是示出圖4中的單位像素的另一實施例的剖視圖。
圖16是示出能夠用于制造本發(fā)明的圖像傳感器的等離子體CVD設備的
10示意性剖視圖。
圖17是示出圖16中的分離電極組件的透視圖。
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的單位像素的剖視圖。
具體實施例方式
在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實施，而不應理解為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開是充分的，并將充分地把本發(fā)明的范圍傳達給本領域技術人員。在附圖中，為了清晰起見，可夸大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。在附圖中，相同的標號指示相同的元件。
應該理解的是，當元件或層被稱作"在"另一元件或層"之上"或者"連接到，，另一元件或層時，該元件或層可直接在另一元件或層之上或者直接連接到另一元件或層，或者可以存在中間元件或中間層。相反，當元件或層被稱作"直接在"另一元件或層"之上"或者"直接連接到"另一元件或層時，則不存在中間元件或中間層。
圖2是示出具有根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖像傳感器的第一種掃描儀
或復印機的示意圖。
參照圖2,根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，諸如掃描儀或復印機的設備200a包括紙支撐件210、圖像傳感器220和光源模塊230。
紙支撐件210設置在圖像傳感器220上方，以支撐紙201，在紙201上打印有字符、照片等。
光源模塊230設置在圖像傳感器220下方，以朝向紙支撐件210發(fā)光。穿過圖像傳感器220并到達紙201的光凈皮紙201反射并到達圖傳J專感器220。例如，液晶顯示器(LCD)設備應用的背光組件可被用作光源模塊230。
圖像傳感器220包括以矩陣形狀排列的多個單位像素(未示出)，以面積為單位接收紙201上的圖像。每個單位像素的點圖像被模/數(shù)轉換器(ADC)150轉換為數(shù)字值，該數(shù)字值存儲在存儲器160中。
根據(jù)本發(fā)明，以面積為單位讀取圖像而不是以行為單位讀取圖像，使得能夠一次讀取圖像來縮短掃描時間。
圖3是示出具有根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖像傳感器的第二種掃描儀或復印機的示意圖。圖3中的諸如掃描儀或復印機的設備200b與圖2中的設備200a基本相同。因此，將對相同的元件使用相同的標號，并將省略任何進一步解釋。
參照圖3,根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，諸如掃描儀或復印機的設備200b包括紙支撐件210、圖像傳感器220和光源模塊240。
本實施例中的光源模塊240設置在紙支撐件210和圖像傳感器220的一側，以向紙支撐件210和圖像傳感器220之間的空間發(fā)射光。
光源模塊240包括光源241和反射器242,光源241發(fā)射光，反射器242反射光源241發(fā)射的光以提高光利用率。例如，冷陰極熒光燈(CCFL)、外電極熒光燈(EEFL)等可被用作光源241。
由圖2中的光源模塊230發(fā)射的光需要穿過圖像傳感器220，從而圖4和圖5中的單位像素之間需要為光提供邊界(marginal)空間。然而，圖3中的設備200b不需要這種限制，使得設備200b可具有高分辨率。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖2或圖3中的圖像傳感器的單位像素的電路圖。
參照圖4，圖2和圖3中的圖像傳感器220的單位像素300包括開關二極管310和感測二極管320。
柵極線330在圖傳 f專感器220的基板(未示出)上沿第一方向延伸，數(shù)據(jù)線340在圖像傳感器220的基板(未示出)上沿第二方向延伸。第一方向與第二方向互不相同。例如，第一方向和第二方向4皮此基本垂直以限定以矩陣形狀排列的單位像素300。
單位像素300包括開關二極管310和感測二極管320。
開關二極管310具有與柵極線330電連接的正端子和與信號節(jié)點N電連接的負端子。感測二極管320包括與數(shù)據(jù)線340電連接的正端子和與信號節(jié)點N電連接的負端子。
在下文中，將解釋單位像素300的開關二極管310和感測二極管320的操作。
首先，開始重置過程。在重置過程中，將重置電壓施加到柵極線330，以使開關二極管310導通，使得將第一電壓施加到信號節(jié)點N來將信號節(jié)點N初始化。例如，第一電壓為大約-5V。在這種情況下，感測二才及管320處于截止狀態(tài)。
然后，開始待機過程。在待機過程中，將待機電壓施加到斥冊極線330。例如，待機電壓為大約OV。當待機電壓被施加到柵極線330時，開關二極管310截止以將信號節(jié)點N固定為第一電壓。在這種情況下，感測二極管320仍處于截止狀態(tài)。
然后，開始光感測過程。在光感測過程中，當被圖像反射的光到達感測二極管320時，信號節(jié)點N變?yōu)榈诙妷?。例如，第二電壓是大約-5V至大約OV范圍內中的一個電壓。由到達感測二極管320的光的量來確定第二電壓。在這種情況下，開關二極管310和感測二極管320仍處于截止狀態(tài)。
然后，開始數(shù)據(jù)讀取過程，在數(shù)據(jù)讀取過程中，當重置電壓被再次施加到柵極線330時，開關二極管310導通，以將第一電壓施加到信號節(jié)點N,并且信號節(jié)點N的第二電壓施加到數(shù)據(jù)線340。
圖5是示出圖4中的單位像素的實施例的剖^L圖。
參照圖5,單位像素形成在基板401上?；?01包含光學透明的材料。基板401可包含例如玻璃或塑料。
形成在基板401上的單位〗象素300包括開關二極管310和感測二極管320。開關二極管310和感測二極管320共用一個形成在基板401上的共電極402,以限定圖4中的信號節(jié)點N。
共電極402可具有高反射率以提高感測二極管320的光利用率。例如，共電極402包含鋁(Al)、鋅(Zn)、鉬(Mo)以及它們的合金或氧化物。
現(xiàn)在在圖5中示出，共電極402可具有用于提高共電極402的反射率的圖案。可通過激光束來形成共電極402的圖案。例如，共電極402可包含可通過激光束容易地加工且反射率與銀(Ag)的反射率相似的的鋁錳氧化物(aluminum molybdenum oxide ， AMO )。
開關二極管310包括共電極402、第一 N型半導體層311、第一本征半導體層312、第一P型半導體層313和第一透明電極410。第一N型半導體層311形成在共電極402上。第一本征半導體層312形成在第一N型半導體層311上。第一P型半導體層313形成在第一本征半導體層312上。第一透明電極410形成在第一 P型半導體層313上。
感測二極管320包括共電極402、第二 N型半導體層321、第二本征半導體層322、第二 P型半導體層323和第二透明電極420。感測二極管320的第二 N型半導體層321形成在共電極402上，j吏得第二 N型半導體層321與開關二極管310的第一 N型半導體層311分隔開。感測二極管320的第二本
13征半導體層322形成在第二N型半導體層321上"吏得第二本征半導體層322與開關二極管310的第一本征半導體層312分隔開。感測二極管320的第二P型半導體層323形成在第二本征半導體層322上，使得第二 P型半導體層323與開關二極管310的第一 P型半導體層313分隔開。第二透明電極420形成在第二 P型半導體層323上，使得第二透明電極420與第一透明電極410分隔開。
第一N型半導體層311和第二N型半導體層321包含硅，在所述硅中分布有諸如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等的N型摻雜劑。第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可包含非晶硅和微晶硅中的至少一種。
具體地說，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可包含其中分布有N型摻雜劑的非晶硅，或包含其中分布有N型摻雜劑的微晶硅。此外，第一 N型半導體層311和第二 N型半導體層321可具有非晶硅和微晶硅的多層結構，非晶硅和微晶硅的每個中均分布有N型摻雜劑。第二本征半導體層322中產(chǎn)生的電子穿過第二N型半導體層321并到達共電極402。因此，優(yōu)選地，用微晶硅來形成第一N型半導體層311和第二N型半導體層321，這是因為微晶硅的電子遷移率比非晶硅的電子遷移率高。第一N型半導體層311和第二N型半導體層321厚度為大約200A至大約IOOOA，電阻率為大約104Q.cm至大約105Q.cm。
第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323形成在第一本征半導體層312和第二本征半導體層322上，使得第一 P型半導體層313設置在第一N型半導體層311上，第二P型半導體層323設置在第二N型半導體層321上。第一P型半導體層313和第二P型半導體層323包含硅，在所述硅中分布有諸如硼(B)、鉀(K)等的P型摻雜劑。第一P型半導體層313和第二P型半導體層323可包含非晶硅和微晶硅中的至少一種。
具體地說，第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323可包含其中分布有P型摻雜劑的非晶硅，或包含其中分布有P型摻雜劑的微晶硅。此外，第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323可具有非晶硅和微晶硅的多層結構，非晶硅和微晶硅的每個中均分布有P型摻雜劑。
被圖像反射的光穿過第二 P型半導體層323以到達第二本征半導體層322，在第二本征半導體層322中發(fā)生光電轉換。因此，優(yōu)選地，使-敗第二P型半導體層323吸收的光的量最小化，以使到達第二本征半導體層322的光的量最大化。為此，第一P型半導體層313和第二P型半導體層323的帶隙與第一本征半導體層312和第二本征半導體層322的帶隙不同。優(yōu)選地，第
一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323的帶隙比第一本征半導體層312和第二本征半導體層322的帶隙寬，以防止光被第一 P型半導體層313和第
二 P型半導體層323吸收。為了使第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323的帶隙變寬，第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323還可包含碳(C)。例如，第一P型半導體層313和第二P型半導體層323的厚度可以是大約200A至大約1000A,比第一本征半導體層312和第二本征半導體層322的厚度薄。
第一透明電才及410形成在第一P型半導體層313上，第二透明電極420形成在第二P型半導體層323上。例如，第一透明電極410和第二透明電極420包含氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。在圖5中未示出，可由同一層形成圖4中的電連4妄到第一透明電4及410的棚4及線330、第一透明電極410和第二透明電極420。
絕緣層404形成在其上形成有開關二極管310和感測二極管320的基板401上，以固定并保護開關二極管310和感測二極管320。絕緣層404包括暴露第二透明電極420的一部分的通孔VH。
光阻擋層403和數(shù)據(jù)線340形成在絕緣層404上。光阻擋層403設置在開關二極管310上方，以防止由圖像反射的光到達開關二極管310。數(shù)據(jù)線340通過通孔VH電連接到第二透明電極420,并沿與圖4中的柵極線330的方向垂直的方向延伸。
現(xiàn)在在圖5中示出，單位像素300可具有形成在絕緣層404上的保護層，其中，在絕緣層404上形成有光阻擋層403和數(shù)據(jù)線340,以保護光阻擋層403和凄t據(jù)線340。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的圖5中的本征半導體層的剖視圖。除了第一本征半導體層和第二本征半導體層之外，本示例性實施例的單位像
素與圖5中的單元像素基本相同。因此，將省略關于相同元件的解釋，將僅解釋第 一和第二本征半導體層。
參照圖6,第一本征半導體層312具有由非晶層312a與微晶層312b彼此交替形成的多層結構，第二本征半導體層322具有由非晶層322a與微晶層322b彼此交替形成的多層結構。非晶層312a和322a包含非晶硅，微晶層312b
15和322b包含孩走晶硅。
為了使第二本征半導體層322的整個區(qū)域利用光產(chǎn)生光電效應，第二本征半導體層322中的非晶層322a的總厚度不小于大約0.4|im，根據(jù)表達式1中的朗伯定律(Lambert's Law ),非晶層322a具有不小于大約95%的吸收率。然而，非晶層322a的總厚度不大于大約1.0|am，以縮短非晶層322a的制造時間。
表達式1
logeI0/I=|Lid或者H。exp(卞d)，
其中，Io是入射光的強度，I是透射光的強度，ili是吸收率，d是吸收層的厚度。
可通過非晶層312a的厚度與微晶層312b的厚度的比率來調節(jié)第一本征半導體層312的厚度，可通過非晶層322a的厚度與微晶層322b的厚度的比率來調節(jié)第二本征半導體層322的厚度。例如，第一本征半導體層312和第二本征半導體層322的厚度在大約500nm至大約2000nm的范圍內。
通常，包含石圭的光電元件的效率由光電效應的效率和光吸收率來確定。從這點來看，非晶層322a沒有晶面，使得非晶層322a的吸收率比具有晶面的微晶層322b的吸收率高。相反，微晶層322b的電子遷移率比非晶層322a的電子遷移率高。因此，通過交替地形成具有相對較高的光吸收率的非晶層322a和具有相對較高的光電效應的效率的微晶硅層322b,使得第二本征半導體層322的效率最佳。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的圖5的本征半導體層的剖視圖。除了第一和第二本征半導體層之外，本示例性實施例的單位像素與圖5中的單位像素基本相同。因此，將省略關于相同元件的解釋，并且將僅解釋第一和第二本征半導體層。
參照圖7,第一本征半導體層312和第二本征半導體層322包含非晶硅132和具有納米團簇形狀的微晶硅134，微晶硅134隨機地分布在非晶硅132中。具有納米團簇形狀的微晶硅134是非晶硅和單晶硅之間的邊界材料(boundary material )。具有納米團簇形狀的微晶硅134表示具有團簇形狀的納米級尺寸的微晶硅。例如，第一本征半導體層312和第二本征半導體層322的厚度可以是大約300nm至大約500nm,具有納米團簇形狀的微晶硅134的尺寸可以是大約10nm至大約100nm。如上所述，包含硅的光電元件的效率由光吸收率和光電效應的效率來確
定。從這點來看，非晶硅132不具有晶面，使得非晶硅132的吸收率比具有晶面的納米團簇形狀的微晶硅134的吸收率高。相反，具有納米團簇形狀的微晶硅134的電子遷移率比非晶硅132的電子遷移率高。因此，當電子遷移率相對較高的具有納米團簇形狀的微晶硅134 ^皮分布到光吸收率相對較高的非晶硅132中時，形成了具有高光吸收率和高電子遷移率的本征半導體層，以提高光電效率。因此，非晶硅132和微晶硅134吸收具有不同波長的不同的光，使得能夠進一步提高光利用率。
圖8至圖12是示出制造圖5中的單位像素的方法的剖視圖。參照圖8,在基板401上形成金屬層(未示出)，并將金屬層(未示出)圖案化以形成共電極402。例如，可通過濺射工藝來形成共電極402,可將共電極402的表面圖案化來提高光反射率。例如，共電極402包含鋁(Al)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、它們的合金、它們的氧化物等。
體膜601、本征半導體膜602、 P型半導體膜603和透明導電膜604。
具體地說，具有諸如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等的N型摻雜劑的N型半導體膜601形成在基板401上(基板401上形成有共電極402)。 N型半導體膜601可包括N型非晶硅層和N型微晶硅層中的至少一種。例如，可通過利用頻率為大約40MHz至大約lOOMHz的化學氣相沉積(CVD )方法來形成N型微晶硅膜，從而形成N型半導體膜601。可選地，可通過利用頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的CVD方法來形成N型非晶硅膜，從而形成N型半導體膜601?？蛇x地，可通過交替地利用第一頻率為大約2MHz至大約13.56MHz和第二頻率為大約40MHz至大約lOOMHz的化學氣相沉積(CVD )方法來形成N型非晶硅膜和N型微晶硅膜的多層結構，從而形成N型半導體膜601。
例如，本實施例中的N型半導體膜601采用具有高電子遷移率的N型微晶硅層來提高光電效率。例如，N型半導體膜601的厚度為大約200A至大約
ioooA。
為了形成圖6中的第一本征半導體層312和第二本征半導體層322,在N型半導體膜601上形成具有非晶膜和微晶膜的多層結構的本征半導體膜602?？赏ㄟ^不同的CVD工藝條件來形成非晶膜和微晶膜。在通過CVD設備形成硅薄膜的過程中，隨著頻率以及氫氣(H2)與硅烷氣體(SiH4)的稀釋比變大，容易形成微晶硅層。
具體地說，可通過大約2MHz至大約13.56MHz頻率的CVD條件來形成非晶膜。在這種情況下，硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為1: 0.1至1: 1,硅烷氣體(SiH4)的流速為大約10sccm至大約lOOsccm,氫氣(H2 )的流速為大約10sccm至大約lOOsccm。
可通過大約40 MHz至大約100MHz頻率的CVD條件來形成樣i晶膜。在這種情況下，硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為1: 5至1: 30，硅烷氣體(SiH4)的流速為大約2sccm至大約20sccm，氫氣(H2)的流速為大約40sccm至大約400sccm。
即使在根據(jù)上述條件形成微晶膜時，由于下面的材料的表面條件，所以也會首先形成不期望的非晶膜，然后形成微晶膜。為了防止形成不期望的非晶膜，可將氟化硅氣體(SiF4)添加到硅烷氣體(SiH4)和氫氣(H2)中。當將氟化硅氣體(SiF4 )添加到硅烷氣體(SiH4 )和氫氣(H2 )的處理氣體中時，氟化硅氣體(SiF4)蝕刻在形成^f效晶膜的工藝中首先形成的不期望的非晶膜。例如，硅烷氣體(SiH4)、氫氣(H2)與氟化硅氣體(SiF4)的比例為大約1:5: 1至大約1: 30: 1。
可通過改變諸如頻率和氣體混合比例的工藝條件在一個CVD室中順序地形成彼此交替形成的非晶膜和微晶膜?？蛇x地，可在用于形成非晶膜的第一 CVD室中以及在用于形成微晶膜的第二 CVD室中順序地形成非晶膜和微晶膜，第一CVD室和第二CVD室連成一條線。
此外，可僅通過形成微晶膜的工藝來形成非晶膜和微晶膜。具體地說，在形成微晶膜的過程中，由于微晶膜與微晶膜下面的層之間的晶體差異，所以首先自動地形成非晶膜，然后形成微晶膜。因此，通過調節(jié)微晶膜的工藝條件，可形成非晶膜。例如，可通過頻率在大約40MHz至大約lOOMHz范圍內的CVD條件同時形成非晶膜和微晶膜。在這種情況下，硅烷氣體(SiHj與氫氣(H2)的比為1: 5至1: 30。
為了使本征半導體膜602的整個區(qū)域利用光產(chǎn)生光電效應，優(yōu)選地，本征半導體膜602中的非晶膜的總厚度在0.4pm至1 .Onm的范圍內。
然后，在本征半導體膜602上形成具有諸如硼(B)、鉀(K)等的P型
18摻雜劑的P型半導體膜603。 P型半導體膜603可包括P型非晶硅層和P型微晶硅層中的至少一種。例如，可通過利用頻率為大約40MHz至大約100MHz的化學氣相沉積(CVD)方法來形成P型微晶硅膜，從而形成P型半導體膜603?？蛇x地，可通過利用頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的CVD方法來形成P型非晶硅膜的，從而形成P型半導體膜603?？蛇x地，可通過交替地利用第一頻率為大約2MHz至大約13.56MHz和第二頻率為大約40MHz至大約100MHz的化學氣相沉積(CVD)方法來形成P型非晶硅膜和P型微晶硅膜的多層結構，從而形成P型半導體膜603。
為了防止光被P型半導體膜603吸收，優(yōu)選地，P型半導體膜603的帶隙比本征半導體膜602的帶隙寬。通過向反應氣體添加碳(C)，可使P型半導體膜603的帶隙變寬，以提高P型半導體膜603的透光率。例如，P型半導體膜603的厚度可以是大約200A至大約IOOOA， P型半導體膜603的厚度比本征半導體膜602的厚度薄。
然后，在P型半導體膜603上形成包含透光材料和導電材料的透明導電膜604?？赏ㄟ^濺射法或CVD工藝來形成透明導電膜604。例如，透明導電膜604可包含氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。
參照圖10，透明導電膜604、 P型半導體膜603、本征半導體膜602和N型半導體膜601被圖案化，以形成開關二極管310和感測二極管320。在使透明導電膜604、 P型半導體膜603、本征半導體膜602和N型半導體膜601圖案化的過程中，可使用激光束。具體地說，用激光束將除了開關二極管310和感測二極管320之外的區(qū)域去除，以形成開關二極管310和感測二極管320。
如上所述，當通過同一工藝同時形成開關二極管310和感測二極管320時，通過減少制造工藝的數(shù)量，可使制造工藝簡化并可減少次品的數(shù)量。
參照圖11,覆蓋開關二極管310和感測二極管320的絕緣層(未示出)可形成在基板上(基板上形成有開關二極管310和感測二極管320)，在絕緣層(未示出)上形成通孔VH以暴露感測二極管320的第二透明電極420的一部分。因此，形成了具有通孔VH的絕緣層404。
參照圖12，導電膜901形成在絕緣層404上，導電膜901被圖案化以形成圖5中的光阻擋層403和數(shù)據(jù)線340，從而形成圖像。
在本發(fā)明中，可不同地改變數(shù)據(jù)線340和柵極線330的形狀和布置。
如圖7所示，可通過調節(jié)氬氣(H2)和硅烷氣體(SiH4)的稀釋比來形成包括非晶硅132和隨機分布在非晶硅132中具有納米團簇形狀的微晶硅134的本征硅層。
圖13是示出根據(jù)稀釋比的拉曼光譜測量數(shù)據(jù)的曲線圖。在圖13中，壓力為大約30毫托(mtorr)，功率為大約300W,基板的溫度為大約250°C。
參照圖13，在非晶硅中，在大約480cm"處產(chǎn)生拉曼位移峰，在微晶硅中，在大約520cm—1處產(chǎn)生拉曼位移峰。因此，當氫氣(H2 )和硅烷氣體(SiH4 )的稀釋比不小于大約3時，產(chǎn)生微晶相。因此，為了形成期望的本征硅層130，稀釋比^皮調節(jié)為在大約0至大約2的范圍內。
除了形成本征硅層之外，形成其他元件的工藝與上面描述的基本相同。因此，將省略任何進一步解釋。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的單位像素的剖視圖。
參照圖14，在根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的圖像傳感器中，三個單位像素300 (例如，三個單位像素300中的每個對應于紅色、綠色和藍色)限定一個像素部件1200,以接收彩色圖像。例如，每個單位像素300可具有矩形形狀，由三個單位Y象素300限定的像素部件1200可具有正方形形狀。
在這種情況下，在限定^f象素部件1200的三個單位#_素300上形成紅色濾色器1201、綠色濾色器1202和藍色濾色器1203。
再次參照圖2或圖3,被紙支撐件210上的紙201反射的光向像素部件1200前進，并穿過像素部件1200的紅色濾色器1201、綠色濾色器1202和藍色濾色器1203，以根據(jù)顏色來分散開，從而可存儲圖像。
根據(jù)本發(fā)明，可不需要移動感測模塊而一次感測到二維圖像，從而可縮短掃描時間(圖像感測時間)。
此外，可同時形成開關二極管和感測二極管來減少制造工藝的數(shù)量。因此，減少了次品以提高生產(chǎn)率。
圖15是示出圖4的單位像素的另一實施例的剖視圖。
參照圖15，根據(jù)本示例性實施例的單位像素形成在基板401的下表面上?；?01是光學透明的。例如，基板401可包含玻璃、塑料等。
形成在基板401的下表面上的單位像素300包括開關二極管310和感測二極管320。
開關二極管310包括第一本征半導體層312、第一 P型半導體層313、第一N型半導體層311、第一電極410和共電才及402。
20感測二極管320包括第二本征半導體層322、第二 P型半導體層323、第二 N型半導體層321、第二電極420和共電極402。開關二極管310和感測二極管320共用共電極402以限定圖4中的信號節(jié)點N。
第一本征半導體層312和第二本征半導體層322形成在基板401的下表面上，使得第一本征半導體層312和第二本征半導體層322彼此分隔開。第一本征半導體層312和第二本征半導體層322可具有圖6或圖7中的結構。
第一 P型半導體層313和第一 N型半導體層311形成在第 一本征半導體層312的下表面上，使得第一 P型半導體層313和第一 N型半導體層311彼此分隔開。第二P型半導體層323和第二N型半導體層321形成在第二本征半導體層322的下表面上，使得第二 P型半導體層323和第二 N型半導體層321彼此分隔開。在這種情況下，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321彼此相鄰。因此，總體上，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321設置在第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323之間。
第一N型半導體層311和第二N型半導體層321包含具有諸如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等的N型摻雜劑。第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可具有非晶硅和微晶硅中的至少一種。
具體地說，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可包括分布有N型摻雜劑的非晶硅，或者分布有N型摻雜劑的微晶硅。此外，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可具有非晶硅和微晶硅的多層結構，非晶硅和微晶硅的每個中分布有N型摻雜劑。第二本征半導體層322中產(chǎn)生的電子穿過第二N型半導體層321并到達共電極402。因此，優(yōu)選地，因為微晶硅比非晶硅具有更高的電子遷移率，所以形成具有微晶硅的第一 N型半導體層311和第二N型半導體層321。
第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323包含其中分布有P型摻雜劑(例如，硼(B)、鉀(K)等)的硅。第一P型半導體層313和第二P型半導體層323可以包括非晶硅和微晶硅中的至少一種。
詳細地說，第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323可以包括其中分布有P型摻雜劑的非晶硅或者其中分布有P型摻雜劑的微晶硅。此外，第一P型半導體層313和第二P型半導體層323可以具有非晶硅和微晶硅的多層結構，非晶硅和微晶硅的每個中分布有P型摻雜劑。
第一電才及410形成在第一P型半導體層313的下表面上，第二電極420形成在第二P型半導體層323的下表面上。共電極402形成在第一N型半導體層311和第二N型半導體層321的下表面上，使得開關二極管310和感測二極管320共用共電才及402。
優(yōu)選的是，第二電極420和共電極402具有高電導率和反射率。例如，第二電極420和共電極402包含鋁(Al)、鋅(Zn)、鉬(Mo)、它們的合金或者它們的氧化物。當?shù)诙姌O420和共電極402具有高電導率和反射率時，穿過第二本征半導體層322、第二 N型半導體層321和第二 P型半導體層323的光可以被第二電極420和共電極402反射，因而光可以被第二本征半導體層322吸收，從而提高了光利用率。
現(xiàn)在如在圖15中所示，共電極402可以具有用于提高共電極402的反射率的圖案。可以通過激光束形成共電極402的圖案。第二電極420可以具有用于提高第二電極420的反射率的圖案。例如，共電極402可以包含可通過激光束容易處理的鋁鉬氧化物(AMO )，同時共電極402的反射率類似于銀(Ag)的反射率。
在圖15中，1義顯示了開關二極管310和感測二^ L管320的結構，且省去了圖4中的柵極線330和數(shù)據(jù)線340的結構。例如，第一絕緣層(未示出)可以形成在第一電極410、第二電極420和共電極402的下表面上，電連接到第一電極410且沿第一方向延伸的柵極線330可以形成在第一絕緣層(未示出)的下表面上。另外，第二絕緣層(未示出)可以形成在上面形成有柵極線330的第一絕緣層(未示出)的下表面上，電連接到第二電極420且沿第二方向延伸的數(shù)據(jù)線340可以形成在第二絕緣層(未示出)的下表面上。
圖15中的圖像傳感器的單位像素的第一本征半導體層312和第二本征半導體層322可以具有如圖6所示的多個非晶膜和多個微晶膜交替堆疊的結構，或者包含如圖7所示的非晶硅132和隨機分布在非晶硅132中的具有納米團簇形狀的微晶硅134。
在下文中，參照圖15和圖6，將解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造圖像傳感器的方法。
具有多個非晶膜和多個微晶膜交替堆疊的結構的第一本征半導體層312和第二本征半導體層322形成在基板401的下表面上。
非晶膜和微晶膜可以通過不同的CVD工藝條件來形成。在通過CVD設備形成硅薄膜的過程中，隨著頻率和氫氣(H2)與硅烷氣體(SiH4)的稀釋比變高，易于形成樣l晶硅層。
詳細地講，非晶膜可以通過頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的CVD條件來形成。在這種情況下，硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為1: 0.1至1: 1，硅烷氣體(SiH4)的流速為大約10sccm至大約100sccm，氫氣(H2)的流速為大約10sccm至大約100sccm。
微晶膜可以通過頻率為大約40MHz至大約100MHz的CVD條件來形成。在這種情況下，硅烷氣體(SiH4)與氬氣(H2)的比例為1: 5至1: 30，硅烷氣體(SiH4 )的流速為大約2sccm至大約20sccm，氫氣(H2 )的流速為大約40sccm至大約400sccm。
即使根據(jù)以上條件形成微晶膜時，由于下面材料的表面條件，也會首先形成不期望的非晶膜然后形成微晶膜。為了防止形成不期望的非晶膜，可以將氟化硅氣體(SiF4)添加到硅烷氣體(SiH4)和氫氣(H2)中。當將氟化硅氣體(SiF4)添加到硅烷氣體(SiH4)和氫氣(H2)的處理氣體中時，氟化硅氣體(SiF4)蝕刻在形成微晶膜的過程中首先形成的不期望的非晶膜。例如，硅烷氣體(SiH4)、氫氣(H2)和氟化硅氣體(SiF4)的比例為大約1: 5: 1至1: 30: 1。
可以通過在一個CVD室中改變諸如頻率和氣體混合比例之類的工藝條件來順序地形成彼此交替形成的非晶膜和微晶膜?？蛇x地，可以在連成線的用于形成非晶膜的第一CVD室和用于形成微晶膜的第二CVD室中順序地形成非晶膜和微晶膜。
此外，非晶膜和微晶膜可以僅通過形成微晶膜的工藝來形成。詳細地講，在形成微晶膜的過程中，由于微晶膜和微晶膜的下層之間的晶體差異，所以首先自動形成非晶膜，然后形成微晶膜。因此，通過調節(jié)微晶膜的工藝條件，可以形成非晶膜。例如，可以通過頻率為大約40MHz至大約100MHz的CVD條件同時形成非晶膜和微晶膜。在這種情況下，硅烷氣體(SiH4)與氫氣(H2)的比例為1: 5至1: 30。
然后，采用遮蓋形成有第一N型半導體層311和第二N型半導體層321的區(qū)域的方式，分別在第一本征半導體層312和第二本征半導體層322的下表面上形成具有P型纟參雜劑(例如，硼(B)、鉀(K)等)的第一P型半導體層313和第二 P型半導體層323。
第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323可以包括P型非晶硅層和P型微晶硅層中的至少一種。例如，第一P型半導體層313和第二P型半
導體層323可以這樣形成，即，通過使用頻率為大約40MHz至大約100MHz的化學氣相沉積(CVD)方法，來形成P型微晶硅膜?？蛇x地，第一P型半導體層313和第二P型半導體層323可以這樣形成，即，通過^f吏用頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的CVD方法，來形成P型非晶硅膜?？蛇x地，第一P型半導體層313和第二P型半導體層323可以這樣形成，即，通過交替使用第一頻率為大約2MHz至大約13.56MHz和第二頻率為大約40MHz至大約lOOMHz的化學氣相沉積(CVD)方法，以形成P型非晶硅膜和P型微晶硅膜的多層結構。
然后，采用遮蓋第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323的方式，可以形成具有N型摻雜劑(例如，磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等)的第一N型半導體層311和第二 N型半導體層321。
第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可以包括N型非晶硅層和N型微晶硅層中的至少一種。例如，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可以這樣形成，即，通過使用頻率為大約40MHz至大約100MHz的化學氣相沉積(CVD)方法，來形成N型微晶硅膜?？蛇x地，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可以這樣形成，即，通過使用頻率為大約2MHz至大約13.56MHz的CVD方法，來形成N型非晶-圭膜?？蛇x地，第一N型半導體層311和第二N型半導體層321可以這樣形成，即，通過交替使用第一頻率為大約2MHz至大約13.56MHz和第二頻率為大約40MHz至大約100MHz的化學氣相沉積(CVD )方法，來形成N型非晶硅膜和N型微晶硅膜的多層結構。
在上文中，在形成第一 P型半導體層313和第二 P型半導體層323之后，形成第一N型半導體層311和第二N型半導體層321。然而，可以在形成第一 N型半導體層311和第二 N型半導體層321之后，形成第一 P型半導體層313和第二P型半導體層323。
然后，如圖15所示，形成第一電極410、第二電極420和共電極402。在下文中，參照圖15和圖7，將解釋才艮據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的制造圖像傳感器的方法。第一P型半導體層313和第二P型半導體層323以及第一 N型半導體層311和第二 N型半導體層321可以通過上述方法或者通過與制造本征半導體層的方法相同的方法來形成。因此，將主要描述制造第一
24本征半導體層312和第二本征半導體層322的方法。
根據(jù)本實施例的第一本征半導體層312和第二本征半導體層322包括非晶硅132和隨機分布在非晶硅132中的具有納米團簇形狀的微晶硅134。
第一本征半導體層312和第二本征半導體層322可以通過等離子體CVD工藝形成。詳細地講，可以通過調節(jié)氫氣(H2)與硅烷氣體(SiH4)的稀釋比來形成包括非晶硅132和隨機分布在非晶硅132中的具有納米團簇形狀的微晶硅134的本征硅層130，如參照圖13所述。
圖16是示出能夠用于制造本發(fā)明的圖像傳感器的等離子體CVD設備的示意性剖視圖，圖17是示出圖16中的分離電極組件的透視圖。
參照圖16和圖17，等離子體CVD設備400包括室體410和在室體410中產(chǎn)生等離子體的分離電極組件430。
這樣設置分離電極組件430,即，使分離電極組件430面對支撐基底180的基底支撐件440。分離電極組件430包括用于在室體410中產(chǎn)生等離子體的多個正電壓電極432和多個負電壓電極434。正電壓電極432和負電壓電極434可以沿線以均勻的距離彼此交替設置?？蛇x地，正電壓電極432和負電壓電極434可以以矩陣形狀、螺旋形狀、同心圓等來布置。
施加電功率的主電源450。通過阻抗匹配部件452和分配電^各454，將主電源450產(chǎn)生的頻率功率(RF功率)施加到正電壓電極432和負電壓電才及434。分配電路454劃分主電源450產(chǎn)生的RF功率，并分配劃分的RF功率，從而并聯(lián)驅動正電壓電極432和負電壓電極434。優(yōu)選地，分配電路454包括用于使施加到正電壓電極432和負電壓電極434的電流自動平衡的電流平衡電3各。分配電^各454將正電壓施加到正電壓電才及432，并將負電壓施加到負電壓電極434?？蛇x地，分配電路454可以將正電壓施加到正電壓電極432，負電壓電極434可以接地。當主電源450將RF功率施加到正電壓電極432和負電壓電極434時，在正電壓電極432和負電壓電極434之間產(chǎn)生等離子體?？梢栽陔姌O固定板436上形成正電壓電極432和負電壓電極434。電極固定板436可以包含金屬、非金屬或它們的混合物。當電極固定板436包含金屬時，需要用于使正電壓電極432和負電壓電極434電絕緣的特定結構。電極固定板436可以包括多個氣體注入孔438。氣體注入孔438可以具有各種形狀，如圓形、橢圓形、矩形、三角形、多邊形等等。氣體注入孔438可以在正電壓電才及432和負電壓電極434之間以均勻的距離沿線布置?？蛇x地，
等離子體CVD設備400還可以包括設置的氣體供給組件420。氣體供給 組件420可以包括連接到外部氣體供應器460的氣體入口 422 、至少 一個氣 體分配板424和多個氣體進口 426。氣體進口 426分別對應于電極固定板436 的氣體注入孔438。因此，通過氣體入口 422由氣體供應器460提供的反應 氣體由至少一個氣體分配板424均勻地分配，并通過氣體進口 426和氣體注 入孔438注入到室體410中。
基底支撐件440可以由偏置電源442偏置，以提高產(chǎn)生等離子體的效率。 例如，由偏置電源442產(chǎn)生的RF功率通過阻抗匹配部件444偏置基底支撐 件440?？蛇x地，基底支撐件440可以具有從兩個偏置電源442接收不同RF 功率的雙偏置結構?？蛇x地，基底支撐件440可以接地，從而保持零電位。 基底支撐件440可以包括用于加熱基底180的加熱器(未示出)。
基底支撐件440可以通過移動控制部件470而線性移動或旋轉，以提高 工藝效率?？蛇x地，基底支撐件440可以固定到室體410。
在圖16中，基底支撐件440設置在室體410的下部，分離電極組件430 設置在室體410的上部，但是，基底支撐件440可以設置在室體410的上部， 分離電極組件430可以i殳置在室體410的下部。
根據(jù)等離子體CVD設備400,用于產(chǎn)生等離子體的電極被形成為具有多 個正電壓電極432和多個負電壓電極434以均勻的距離交替設置的結構。因 此，即使當用于化學氣相沉積的總面積增加時，仍可以產(chǎn)生均勻的等離子體。 此外，并聯(lián)驅動正電壓電極432和負電壓電極434，使得施加到正電壓電極 432和負電壓電極434的電流自動平衡，因而，即使基底的尺寸增加，仍可 以在基底的整個表面上產(chǎn)生均勻的等離子體。
等離子體CVD設備400還可以包括用于向室體410提供等離子體的遠程 等離子體發(fā)生器(RPG )480。 RPG 480可以設置在氣體供應器460和室體410 之間。RPG480向氣體供應器460提供的反應氣體施加高頻功率，從而產(chǎn)生 等離子體。RPG 480產(chǎn)生的等離子體可以通過氣體提供組件420提供到室體 410。此外，等離子體CVD設備400還可以包括用于提高等離子體的密度的 激光發(fā)生器(未示出)。
圖18是示出根據(jù)本發(fā)明另 一 示例性實施例的單位像素的剖視圖。
26參照圖18,在根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的圖像傳感器中，三個單位
像素300 (例如，分別對應于紅色、綠色和藍色)限定了^象素部件，以接收 彩色圖像。
紅色濾色器1201、綠色濾色器1202和藍色濾色器1203分別形成在限定 像素部件的三個單位像素300上。例如，紅色濾色器1201、綠色濾色器1202 和藍色濾色器1203可以形成在基板的上表面上。
再參照圖2或圖3,由紙支撐件210上的紙201反射的光前進到像素部 件，并穿過像素部件的紅色濾色器1201、綠色濾色器1202和藍色濾色器1203， 從而將根據(jù)顏色而被分開，因而可以存儲圖像。
根據(jù)本發(fā)明，在感測模塊沒有移動的情況下，可以一次感測二維圖像， /人而可以縮短掃描時間(圖^象感測時間)。
另外，可以同時形成開關二極管和感測二極管，以減少制造工藝的數(shù)量。 因此，減少了次品，從而提高了產(chǎn)率。
對于本領域技術人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍 的情況下，可以在本發(fā)明中做出各種修改和改變。因此，只要本發(fā)明的修改 和改變落在權利要求書及其等同物的范圍內，本發(fā)明就意在涵蓋這些修改和 改變。
權利要求
1、一種圖像傳感器，包括以矩陣形狀布置的多個單位像素，每個像素設置在由沿第一方向延伸的柵極線和沿與所述第一方向不同的第二方向延伸的數(shù)據(jù)線限定的區(qū)域中，每個單位像素包括開關二極管，具有電連接到所述柵極線的正端子和電連接到信號節(jié)點的負端子；感測二極管，具有電連接到所述數(shù)據(jù)線的正端子和電連接到所述信號節(jié)點的負端子。
2、 根據(jù)權利要求1所述的圖像傳感器，其中， 所述開關二極管包括共電極，形成在基板上；第一N型半導體層，形成在所述共電極上；第一本征半導體層，形成在所述第一N型半導體層上；第一P型半導體層，形成在所述第一本征半導體層上；第一透明電極，形成在所述第一P型半導體層上，所述感測二^l管包括所述共電才及；第二N型半導體層，形成在所述共電極上，使得所述第二N型半導體層 與所述開關二極管的第一 N型半導體層分隔開；第二本征半導體層，形成在所述第二N型半導體層上，使得所述第二本 征半導體層與所述開關二極管的第 一本征半導體層分隔開；第二P型半導體層，形成在所述第二本征半導體層上，使得所述第二P 型半導體層與所述開關二極管的第一P型半導體層分隔開；第二透明電極，形成在所述第二P型半導體層上，使得所述第二透明電 極與所述開關二極管的第 一 透明電極分隔開。
3、 根據(jù)權利要求2所述的圖像傳感器，其中，所述共電極具有用于提高 反射率的圖案。
4、 根據(jù)權利要求2所述的圖像傳感器，所述圖像傳感器還包括設置在所 述開關二極管上的光阻擋層。
5、 根據(jù)權利要求2所述的圖像傳感器，其中，所述開關二極管的第一本征半導體層和所述感測二極管的第二本征半導體層具有非晶硅層和微晶硅層 的多層結構或者具有其中隨機分布有微晶硅的納米團簇的非晶硅的結構。
6、 根據(jù)權利要求2所述的圖像傳感器，其中，三個相鄰的單位像素限定 像素部件，紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器分別設置在所述像素部件 的三個相鄰的單位^像素上。
7、 根據(jù)權利要求1所述的圖像傳感器，其中， 所述開關二極管包括第一本征半導體層，形成在基板的下表面上； 第一P型半導體層，形成在所述第一本征半導體層的下表面上； 第一電極，形成在所述第一P型半導體層的下表面上，并電連接到所述 柵極線；第一N型半導體層，形成在所述第一本征半導體層的下表面上，使得所 述第一 N型半導體層與所述第一 P型半導體層分隔開； 共電極，形成在所述第一N型半導體層的下表面上； 所述感測二極管包括第二本征半導體層，形成在所述基板的下表面上，使得所述第二本征半導體層與所述第 一本征半導體層分隔開；第二P型半導體層，形成在所述第二本征半導體層的下表面上； 第二電極，形成在所述第二P型半導體層的下表面上，并電連接到所述數(shù)據(jù)線；第二N型半導體層，形成在所述第二本征半導體層的下表面上，使得所 述第二 N型半導體層與所述第二 P型半導體層分隔開，并與所述第一 N型半 導體層相鄰；所述共電極，形成在所述第二N型半導體層的下表面上，使得所述共電 極由所述開關二極管和所述感測二極管共用。
8、 根據(jù)權利要求7所述的圖像傳感器，其中，所述共電極和所述第二電 極具有用于提高反射率的圖案。
9、 根據(jù)權利要求7所述的圖像傳感器，所述圖像傳感器還包括設置在所 述基板的上表面上的光阻擋層，使得所述光阻擋層設置在所述開關二極管上。
10、 根據(jù)權利要求7所述的圖像傳感器，其中，所述開關二極管的第一 本征半導體層和所述感測二極管的第二本征半導體層具有非晶硅層和微晶硅層的多層結構或者具有其中隨機分布有微晶硅的納米團簇的非晶硅的結構。
11、 根據(jù)權利要求7所述的圖像傳感器，其中，三個相鄰的單位像素限 定像素部件，紅色濾色器、綠色濾色器和藍色濾色器分別設置在所述基板的 上表面上，使得所述紅色濾色器、所述綠色濾色器和所述藍色濾色器分別設 置在所述像素部件的三個相鄰的單位像素上。
12、 一種制造圖像傳感器的方法，包括以下步驟 在基板上形成共電極；在上面形成有所述共電極的基板上順序地形成N型半導體膜、本征半導 體膜、P型半導體膜和透明導電膜；將所述N型半導體膜、所述本征半導體膜、所述P型半導體膜和所述透 明導電膜圖案化，以在所述共電極上形成開關二極管和感測二極管；在上面形成有所述開關二極管和所述感測二極管的基板上形成絕緣層。
13、 根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述本征半導體膜通過以下步 驟形成通過頻率為2MHz至13.56MHz的化學氣相沉積工藝形成非晶硅膜； 通過頻率為40MHz至lOOMHz的化學氣相沉積工藝形成微晶硅膜。
14、 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，在以下化學氣相沉積條件下執(zhí) 行形成非晶硅膜的步驟硅烷氣體與氫氣的比例為1: 0.1至l: 1, 硅烷氣體的流速為10 100sccm,氫氣的流速為10 100sccm， 在以下化學氣相沉積條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟 硅烷氣體與氫氣的比例為1: 5至1: 30, 硅烷氣體的流速為2 20sccm,氫氣的流速為40 400sccm。
15、 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，在硅烷氣體、氫氣和氟化硅氣 體的比例為1: 5: l至l: 30: 1的條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟。
16、 一種制造圖像傳感器的方法，包括在基板的下表面上分別形成第一本征半導體層和第二本征半導體層； 在第一本征半導體層的下表面的第一 P型區(qū)域上形成第一 P型半導體層，在第二本征半導體層的下表面的第二 P型區(qū)域上形成第二 P型半導體層； 在所述第一本征半導體層的下表面的第一N型區(qū)域上形成第一N型半導體層，所述第一N型區(qū)域與所述第一P型區(qū)域分隔開，在所述第二本征半導體層的下表面的第二 N型區(qū)域上形成第二 N型半導體層，所述第二 N型區(qū)域 與所述第一N型區(qū)域相鄰，并與所述第二P型區(qū)域分隔開；在所述第一 P型半導體層的下表面上形成第一電極，在所述第二 P型半 導體層的下表面上形成第二電極，在所述第一 N型半導體層和所述第二 N型 半導體層的下表面上形成共電極，使得所述第一 N型半導體層和所述第二 N 型半導體層共用所述共電極。
17、 根據(jù)權利要求16所述的方法，其中，所述本征半導體膜通過以下步 驟形成通過頻率為2MHz至13.56MHz的化學氣相沉積工藝形成非晶硅膜； 通過頻率為40MHz至lOOMHz的化學氣相沉積工藝形成樣i晶硅膜。
18、 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，在以下化學氣相沉積條件下執(zhí) 行形成非晶硅膜的步驟硅烷氣體與氫氣的比例為1: 0.1至l: 1， 硅烷氣體的流速為10 100sccm，氫氣的流速為10 100sccm, 在以下化學氣相沉積條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟 硅烷氣體與氫氣的比例為1: 5至1: 30, 硅烷氣體的流速為2 20sccm，氫氣的流速為40 400sccm。
19、 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，在硅烷氣體、氫氣和氟化硅氣 體的比例為1: 5: l至l: 30: 1的條件下執(zhí)行形成微晶硅膜的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圖像傳感器及其制造方法。所述圖像傳感器包括以矩陣形狀布置的多個單位像素，每個像素設置在由沿第一方向延伸的柵極線和沿與所述第一方向不同的第二方向延伸的數(shù)據(jù)線限定的區(qū)域中。每個單位像素包括開關二極管和感測二極管。所述開關二極管具有電連接到所述柵極線的正端子和電連接到信號節(jié)點的負端子。所述感測二極管具有電連接到所述數(shù)據(jù)線的正端子和電連接到所述信號節(jié)點的負端子。因此，可以在感測模塊沒有移動的情況下一次感測二維圖像，從而可以縮短掃描時間(圖像感測時間)。
文檔編號H04N5/335GK101673750SQ200910171148
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月8日 優(yōu)先權日2008年9月8日
發(fā)明者崔丙召, 秋大鎬 申請人:株式會社世泫