陣列基板、傳感器和探測設備的制造方法
【專利摘要】一種陣列基板、傳感器和探測設備。該陣列基板，包括：襯底基板；薄膜晶體管，設置于所述襯底基板上，所述薄膜晶體管包括源極和有源層；鈍化層，設置于所述薄膜晶體管上；第一金屬層，設置于所述鈍化層上；絕緣層，設置于所述第一金屬層上；過孔結構，貫穿所述絕緣層、所述第一金屬層和所述鈍化層；檢測單元，設置于所述絕緣層上，所述檢測單元包括第二金屬層；其特征在于，所述第二金屬層通過所述過孔結構與所述源極直接接觸。在制作該結構的陣列基板的過程中，可在同一構圖工藝中對第一金屬層和鈍化層進行構圖，合并了制作工序，便于生產，同時節省了生產成本。
【專利說明】
陣列基板、傳感器和探測設備
技術領域
[0001]本實用新型的實施例涉及一種陣列基板、傳感器和探測設備。
【背景技術】
[0002]光電傳感器具有精度高、反應快、非接觸、可測參數多、結構簡單等優點，其在檢測和控制中應用非常廣泛。例如，光電傳感器可應用于煙塵濁度監測儀、條形碼掃描筆、產品計數器、光電式煙霧報警器、轉速測量儀、激光武器等方面。
[0003]光電傳感器包括陣列基板，陣列基板包括薄膜晶體管和光電二極管。光電二極管接收光并通過光伏效應將光信號轉化為電信號，通過關閉和導通薄膜晶體管分別控制電信號的存儲和讀取，從而實現檢測或控制功能。因此，薄膜晶體管的性能在光電傳感器中非常重要。其中，信號干擾和漏光是影響薄膜晶體管的性能的關鍵因素。
[0004]光電傳感器為了獲得更好的信噪比，通常在薄膜晶體管上增加信號屏蔽金屬層，然后給信號屏蔽金屬層施加一穩定電壓，來屏蔽傳感電極的電場在源極和漏極上產生的感應電流，從而減弱對薄膜晶體管性能的影響。但這類傳感器在制作過程中使用的層數較多，工藝步驟多，從而增加了生產成本。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型至少一實施例提供一種陣列基板、傳感器和探測設備。該陣列基板可用于傳感器和探測設備，在陣列基板的制作過程中，可在同一構圖工藝中對第一金屬層和鈍化層進行構圖，合并了制作工序，便于生產，同時節省了生產成本。
[0006]本實用新型至少一個實施例提供一種陣列基板，包括:襯底基板;薄膜晶體管，設置于所述襯底基板上，所述薄膜晶體管包括源極和有源層;鈍化層，設置于所述薄膜晶體管上;第一金屬層，設置于所述鈍化層上；絕緣層，設置于所述第一金屬層上;過孔結構，貫穿所述絕緣層、所述第一金屬層和所述鈍化層;檢測單元，設置于所述絕緣層上，所述檢測單元包括第二金屬層;其特征在于，所述第二金屬層通過所述過孔結構與所述源極直接接觸。
[0007]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述陣列基板還包括:貫穿所述第一金屬層和所述鈍化層的凹槽，且所述凹槽在平行于所述襯底基板的方向上位于所述過孔結構和所述有源層之間，所述第一金屬層在所述凹槽處斷開以形成彼此間隔的不同部分。
[0008]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述第一金屬層在所述襯底基板上的投影與所述薄膜晶體管在所述襯底基板上的投影至少部分重合。
[0009]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述檢測單元還包括與所述第二金屬層間隔設置的偏壓電極、以及與所述第二金屬層和所述偏壓電極均接觸的半導體層。
[0010]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述第二金屬層上設置有透明導電層。
[0011]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述透明導電層的厚度大于所述第二金屬層的厚度。
[0012]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述透明導電層包括ιτο、ιζο中的任意一種。
[0013]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述絕緣層的材料為有機樹脂、氮化硅和氧化硅中的任意一種。
[0014]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述絕緣層的厚度為1_4μπι。
[0015]例如，在本實用新型一實施例提供的陣列基板中，所述第一金屬層、所述第二金屬層的材料為鉬、鋁、銅中的任意一種或組合。
[0016]本實用新型至少一個實施例還提供一種傳感器，包括本實用新型任一實施例所述的陣列基板。
[0017]本實用新型至少一個實施例還提供一種探測設備，包括本實用新型任一實施例所述的傳感器。
[0018]在陣列基板的制作過程中，可在同一構圖工藝中對第一金屬層和鈍化層進行構圖，合并了制作工序，簡化了制作過程，便于工業化生產，節省了生產成本。同時第一金屬層與源極在過孔結構處直接接觸，電信號能夠更好地傳導。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用新型的限制。
[0020]圖1為本實用新型一實施例提供的一種陣列基板的截面示意圖；
[0021]圖2為本實用新型一示例提供的一種陣列基板的截面示意圖；
[0022]圖3為本實用新型一示例提供的一種陣列基板的截面示意圖；
[0023]圖4為本實用新型一實施例提供的過孔結構的截面示意圖；
[0024]附圖標記:
[0025]100-陣列基板；101-襯底基板；102-薄膜晶體管；1021-柵極；1022-柵絕緣層；1023-有源層；1024-漏極；1025-源極；103-檢測單元；1031-第二金屬層；1032-偏壓電極；1033-半導體層；1034-透明導電層；104-鈍化層；105-第一金屬層；106-絕緣層；107-過孔結構；108-凹槽;201-第一尺寸;202-第二尺寸;203-第三尺寸;204-第一臺階;205-第二臺階。
【具體實施方式】
[0026]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例的附圖，對本實用新型實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]除非另外定義，本公開使用的技術術語或者科學術語應當為本實用新型所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“包括”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“連接”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”等僅用于表示相對位置關系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關系也可能相應地改變。
[0028]本實用新型至少一實施例提供一種陣列基板，包括:襯底基板;薄膜晶體管，設置于襯底基板上，薄膜晶體管包括源極和有源層;鈍化層，設置于薄膜晶體管上;第一金屬層，設置于鈍化層上;絕緣層，設置于第一金屬層上;過孔結構，貫穿絕緣層、第一金屬層和鈍化層;檢測單元，設置于絕緣層上，該檢測單元包括第二金屬層;其特征在于，第二金屬層通過過孔結構與源極直接接觸。
[0029]該陣列基板可用于傳感器和探測設備，在陣列基板的制作過程中，可在同一構圖工藝中對第一金屬層和鈍化層進行構圖，例如，一次構圖工藝可以包括光刻膠涂覆、曝光和顯影、以及一次或多次刻蝕、光刻膠的去除等步驟。根據本實用新型的實施例合并了制作工序，便于生產，同時節省了生產成本。
[0030]下面通過幾個實施例進行說明。
[0031 ] 實施例一
[0032]本實施例提供一種陣列基板。圖1為本實用新型一實施例提供的一種陣列基板的截面示意圖。該陣列基板100包括:襯底基板101;薄膜晶體管102，設置于襯底基板101上，該薄膜晶體管102包括源極1025和有源層1023;鈍化層104，設置于該薄膜晶體管102上；第一金屬層105，設置于該鈍化層104上；絕緣層106，設置于該第一金屬層105上;過孔結構107，貫穿該絕緣層106、該第一金屬層105和該鈍化層104;檢測單元103，設置于絕緣層106上，該檢測單元103包括第二金屬層1031;其特征在于，第二金屬層1031通過過孔結構107與源極1025直接接觸。
[0033]例如，如圖1所示，該陣列基板還包括:貫穿第一金屬層105和鈍化層104的凹槽108，且該凹槽108在平行于襯底基板101的方向上位于過孔結構107和有源層1023之間，第一金屬層105在凹槽108處斷開以形成彼此間隔的不同部分。該凹槽108形成在源極1025的上方，第一金屬層105在凹槽108處斷開后，可以形成位于過孔結構107附近的第一部分和與第一部分間隔的第二部分。也就是說，凹槽108將第一金屬層105分割為彼此間隔的不同部分，第一金屬層105彼此間隔的第一部分和第二部分之間沒有電性連接。第一金屬層105的第一部分可以幫助第二金屬層1031和源極1025在過孔結構107處更好地導通;第一金屬層105的第二部分可以被施加一穩定電壓來減少第二金屬層1031的電場對薄膜晶體管102產生的影響，同時可以為薄膜晶體管102遮光。
[0034]例如，如圖1所示，薄膜晶體管102還包括柵極1021、覆蓋柵極1021的柵絕緣層1022、漏極1024，第一金屬層105的第二部分可以被施加一穩定電壓來屏蔽第二金屬層1031的電場在漏極1024、源極1025和與漏極1024連接的數據線上產生的感應電流，從而來減少第二金屬層1031的電場對薄膜晶體管102產生的影響。
[0035]例如，如圖1所示，第一金屬層105在襯底基板101上的投影與薄膜晶體管102在襯底基板101上的投影至少部分重合，至少第一金屬層105在襯底基板101上的投影覆蓋漏極1024和有源層1023在襯底基板上的投影。一般要求薄膜晶體管的開態電流與關態電流之比要達到17以上，由于光照會嚴重影響薄膜晶體管的開關特性，對TFT的有源器件進行遮光才能滿足上述要求中薄膜晶體管的開態電流與關態電流之比，所以至少要能為有源層1023遮光，所以至少第一金屬層105在襯底基板101上的投影覆蓋有源層1023在襯底基板上的投影；同時第一金屬層105要屏蔽漏極1024上的感應電流，所以至少第一金屬層105在襯底基板101上的投影覆蓋漏極1024在襯底基板上的投影。
[0036]檢測單元103還包括與第二金屬層1031間隔設置的偏壓電極1032、以及與第二金屬層1031和偏壓電極1032均接觸的半導體層1033。此處的間隔設置是指第二金屬層1031和偏壓電極1032沒有直接的接觸，既可以采用第二金屬層1031和偏壓電極1032在平行于襯底基板101的方向上并列設置的結構，也可以采用第二金屬層1031和偏壓電極1032在垂直于襯底基板101的方向上平行設置的結構，也就是說，第二金屬層1031和偏壓電極1032將半導體層夾設在它們之間。
[0037]例如，圖1所示的結構是采用第二金屬層1031和偏壓電極1032在平行于襯底基板101的方向上并列設置的結構。在此并列設置的結構中，在第二金屬層1031和偏壓電極1032之上和它們之間的間隔區域內均可以設置a-Si半導體層，也可以在第二金屬層1031和偏壓電極1032上設置絕緣膜，該絕緣膜可以防止第二金屬層1031和偏壓電極1032被氧化，同時該絕緣膜的存在也可以使電子和空穴分開地更明顯。偏壓電極1032被a-Si半導體層完全覆蓋，當偏壓電極1032接受高壓電信號時，該偏壓電極1032可以對a-Si半導體層施加高電壓，當有可見光照射到a-Si半導體層時，a-Si半導體層可以將光信號轉化為電信號，通過第二金屬層1031在過孔結構107處與薄膜晶體管102的源極1025連接，而將電信號傳導至薄膜晶體管102中，并由薄膜晶體管102來控制電信號的輸出。在這種并列設置的結構中，偏壓電極1032的材料可以是金屬，也可以是其他的導電材料，而不限制偏壓電極1032具有透光性能。例如，偏壓電極1032的材料可以為鉬、鋁、銅等導電金屬或由它們任意組合形成的合金;偏壓電極1032的材料也可以為ΙΤ0、ΑΖ0、ΙΖ0、導電樹脂、石墨烯薄膜、碳納米管薄膜等導電材料。
[0038]例如，圖2為本實用新型一示例提供的一種陣列基板的截面示意圖。圖2所示的結構是在垂直于襯底基板101的方向上第二金屬層1031和偏壓電極1032平行設置的結構，SP第二金屬層1031上設置半導體層1033，半導體層1033上設置偏壓電極1032。此時，為了保證半導體層1033能夠接受光照，該偏壓電極1032應該為透明的導電材料，例如，偏壓電極1032可以由ΙΤ0、ΙΖ0、ΑΖ0、導電樹脂、石墨烯薄膜、碳納米管薄膜等材料形成。
[0039]例如，在圖1和圖2所示的結構中，第二金屬層1031的厚度為0.03-0.06μπι，例如
0.05μπι，偏壓電極1032的厚度為0.05-0.1ym，例如0.08μπι。
[0040]例如，如圖3所示，還可以在第二金屬層1031上設置透明導電層1034。透明導電層1034的柔韌性好、導電性高，可以保證電信號正常的導通。在電信號傳輸時，由于給偏壓電極1032施加的高壓電會對薄膜晶體管的電信號造成干擾，所以在薄膜晶體管上加上高厚度的絕緣層106，同時設置第一金屬層105，來對薄膜晶體管上的雜信號進行屏蔽。檢測單元為了獲得較低的雜訊，傳感電極即第二金屬層1031的厚度要求較薄，較薄的第二金屬層1031可以減少漏電的可能面積，減少漏電流。當第二金屬層1031跨越高厚度的絕緣層與薄膜晶體管連通時，由于高厚度絕緣層的物理結構以及第二金屬層1031的厚度較薄，容易使第二金屬層1031發生斷裂而造成導通不良的問題，特別是在拐角處第二金屬層1031容易斷裂。當在第二金屬層1031上設置透明導電層1034后，可防止第二金屬層1031斷裂而導致的無法導通的問題。
[0041]同時，在整個工藝過程中，在周邊區為保證電極不被氧化，也需要在周邊電極上設置一層透明導電層1034，所以在第二金屬層1031上設置透明導電層1034并沒有多出額外的工序。
[0042]例如，圖3為本實用新型一示例提供的一種陣列基板的截面示意圖。如圖3所示，該透明導電層1034的厚度大于第二金屬層1031的厚度。例如該透明導電層1034的厚度為
0.08-0.15μηι，例如0.Ιμπι。為防止第二金屬層1031斷裂而導致的無法導通的問題，透明導電層1034沿著第二金屬層1031的圖案設計。為了避免產生漏電雜訊，透明導電層1034與半導體層1033不直接連接。
[0043]例如，如圖3所示，該透明導電層1034可包括ΙΤ0、ΙΖ0中的任意一種，也可以為ΑΖ0、導電樹脂、石墨烯薄膜、碳納米管薄膜等透明導電材料中的任意一種。
[0044]例如，如圖1至圖3所示，絕緣層106可以是有機絕緣層，如有機樹脂等;也可以是無機絕緣層，如氮化硅、氧化硅等。
[0045]例如，如圖1至圖3所示，絕緣層106的厚度為I_4μπι，例如1.5μπι。高厚度的絕緣層106對雜訊號做了屏蔽，同時高厚度的絕緣層106也起到了平坦化的作用。
[0046]例如，如圖1至圖3所示，第一金屬層105、第二金屬層1031的材料為鉬、鋁、銅等金屬中的任意一種或任意合金。
[0047]例如，為了更清楚地說明過孔結構107的特點，圖4給出了本實用新型一實施例提供的過孔結構的截面示意圖，該過孔結構107包括第一部分、第二部分和第三部分，第一部分、第二部分和第三部分依次具有形成在鈍化層104、第一金屬層105和絕緣層106上的遠離襯底基板101—側的第一尺寸201、第二尺寸202和第三尺寸203。
[0048]例如，如圖4所示，該第一尺寸201小于或等于第二尺寸202，第二尺寸202小于或等于第三尺寸203，且在鈍化層104和第一金屬層105之間形成有第一臺階204，在第一金屬層105和絕緣層106之間形成有第二臺階205。第一臺階204、第二臺階205使過孔結構107變得平緩，從而更利于圖1至圖3中第二金屬層1031的沉積。第二金屬電層1031更不易斷裂，增強了第二金屬層1031的導通性能。
[0049]實施例二
[0050]本實施例提供一種傳感器，該傳感器是一種光電傳感器，它是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把外界被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。傳感器的接收器和檢測電路一體包括實施例一中的任一陣列基板。例如，傳感器還可以包括閃爍體層或熒光體層，該閃爍體層或熒光體層設置于陣列基板中檢測單元的接受射線或光的端部，用于將射線轉化為光，陣列基板中的檢測單元可以感測到該轉化的光并且產生相應的電信號。通過選擇閃爍體層或熒光體層的類型可以使本實施例提供的傳感器用于探測不同的射線。
[0051 ] 實施例三
[0052]本實施例提供一種探測設備，包括探測裝置和控制系統，其特征在于，探測裝置包括實施例二中的傳感器。例如，該探測設備可在可見光或近紅外波段用于射線測量和探測、工業自動控制、光度計量等;在紅外波段主要用于導彈制導、紅外熱成像、紅外遙感等方面。
[0053]本實用新型的實施例提供一種陣列基板、傳感器和探測設備。本實用新型至少一個實施例提供一種陣列基板，包括:襯底基板;薄膜晶體管，設置于襯底基板上，該薄膜晶體管包括源極和有源層；鈍化層，設置于薄膜晶體管上；第一金屬層，設置于鈍化層上；絕緣層，設置于第一金屬層上;過孔結構，貫穿絕緣層、第一金屬層和鈍化層;檢測單元，設置于絕緣層上，檢測單元包括第二金屬層;其特征在于，第二金屬層通過過孔結構與源極直接接觸。該陣列基板以及包含該陣列基板的傳感器和探測設備具有以下有益效果:該陣列基板可用于傳感器和探測設備，在陣列基板的制作過程中可在同一構圖工藝中對第一金屬層和鈍化層進行構圖，合并了制作工序，便于生產，同時節省了生產成本。
[0054]有以下幾點需要說明:
[0055](I)為表示清楚，并沒有給出陣列基板、傳感器和探測設備的全部結構。為實現傳感器和探測設備的必要功能，本領域技術人員可以根據具體應用場景進行設置其他未示出的結構，本實用新型對此不做限制。本公開的附圖也只涉及到本實用新型實施例涉及到的結構，其他結構可在本公開的基礎上參考通常設計。
[0056](2)在彼此不沖突的情況下，本實用新型的不同實施例中的特征可以相互組合。
[0057]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種陣列基板，其特征在于，包括: 襯底基板； 薄膜晶體管，設置于所述襯底基板上，所述薄膜晶體管包括源極和有源層； 鈍化層，設置于所述薄膜晶體管上； 第一金屬層，設置于所述鈍化層上； 絕緣層，設置于所述第一金屬層上； 過孔結構，貫穿所述絕緣層、所述第一金屬層和所述鈍化層； 檢測單元，設置于所述絕緣層上，所述檢測單元包括第二金屬層； 其特征在于，所述第二金屬層通過所述過孔結構與所述源極直接接觸。2.根據權利要求1所述的陣列基板，其特征在于，還包括: 貫穿所述第一金屬層和所述鈍化層的凹槽，且所述凹槽在平行于所述襯底基板的方向上位于所述過孔結構和所述有源層之間，所述第一金屬層在所述凹槽處斷開以形成彼此間隔的不同部分。3.根據權利要求2所述的陣列基板，其特征在于，所述第一金屬層在所述襯底基板上的投影與所述薄膜晶體管在所述襯底基板上的投影至少部分重合。4.根據權利要求3所述的陣列基板，其特征在于，所述檢測單元還包括與所述第二金屬層間隔設置的偏壓電極、以及與所述第二金屬層和所述偏壓電極均接觸的半導體層。5.根據權利要求1-4中任一項所述的陣列基板，其特征在于，所述第二金屬層上設置有透明導電層。6.根據權利要求5所述的陣列基板，其特征在于，所述透明導電層的厚度大于所述第二金屬層的厚度。7.根據權利要求6所述的陣列基板，其特征在于，所述透明導電層包括ITO、IZO中的任意一種。8.根據權利要求1-4中任一項所述的陣列基板，其特征在于，所述絕緣層的材料為有機樹脂、氮化硅和氧化硅中的任意一種。9.根據權利要求8所述的陣列基板，其特征在于，所述絕緣層的厚度為1-4μπι。10.根據權利要求9所述的陣列基板，其特征在于，所述第一金屬層、所述第二金屬層的材料為鉬、鋁、銅中的任意一種或組合。11.一種傳感器，其特征在于，包括權利要求1-10中任一項所述的陣列基板。12.一種探測設備，其特征在于，包括權利要求11所述的傳感器。
【文檔編號】H01L21/768GK205488128SQ201620308002
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】林家強
【申請人】京東方科技集團股份有限公司, Ka圖像