專利名稱：新型非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件制造，特別是非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器的制造。
當(dāng)采用非晶硅薄膜晶體管(TFT)作為矩陣開關(guān)、非晶硅光電二極管(PIN)作為光敏感像元，而形成面陣圖像傳感器時(shí)，在TFT與PIN間要用低溫形成的(180℃以下)絕緣層將它們分隔開。雖然非晶氮化硅(SiNx)是很好的絕緣材料，但由于其成膜溫度較高(350℃左右)，因而較難用于非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器中。通常采用聚酰亞胺(PI)材料作為絕緣材料。聚酰亞胺類有機(jī)材料明顯的弱點(diǎn)是怕潮。因而與制備本面陣圖像傳感器的微細(xì)加工工藝(如光刻工藝)相矛盾，成品率低。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器，本實(shí)用新型是用低溫聚酰亞胺與非晶硅材料共同形成冗余結(jié)構(gòu)，既保持了聚酰亞胺絕緣層的絕緣特性，又提高了PI層耐后道微細(xì)加工能力，可提高制備TFT/PIN面陣圖像傳感器的成品率。而面陣器件的整體真空封裝，將使面陣傳感器性能隨PI材料的劣化而性能下降的現(xiàn)象明顯減小，使傳感器的性能穩(wěn)定性得到提高。
本實(shí)用新型主要包括帶有TFT/PIN面陣圖像傳感器矩陣的下玻璃板襯底、上玻璃板、密封膠圈、密封盒；薄膜圖像傳感器矩陣中的結(jié)構(gòu)單元位于下玻璃板襯底上；含有薄膜圖像傳感器矩陣的下玻璃板襯底、上玻璃板、密封膠圈構(gòu)成密封盒，密封盒內(nèi)充滿氮?dú)?，在薄膜圖像傳感器矩陣的結(jié)構(gòu)單元中，在第一聚酰亞胺層與第二聚酰亞胺層之間加入氫化非晶硅層，由第一層聚酰亞胺層與加入的氫化非晶硅層共同形成冗余結(jié)構(gòu)；本實(shí)用新型參照說明書附圖詳細(xì)說明如下

圖1是非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器剖面圖。
圖2是非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器俯視圖。
圖3是薄膜圖像傳感器矩陣中單個(gè)結(jié)構(gòu)單元剖面圖。
如圖所示，1是帶有TFT/PIN面陣圖像傳感器矩陣的下玻璃板襯底，2是上玻璃板，3密封膠圈，4密封盒內(nèi)充填的氮?dú)猓?8是薄膜TFT/PIN圖像傳感器矩陣；5是金屬鉭柵線，6是非晶氮化硅絕緣層，7是本征氫化非晶硅層，8是n型氫化非晶硅層，9是氧化銦錫透明導(dǎo)電層，10是鉬鋁雙金屬漏電極，11是鉬鋁雙金屬源電極，12是第一聚酰亞胺絕緣層，13是p型氫化非晶硅層，14是第二本征氫化非晶硅層，15是第二n型氫化非晶硅層，16是第二聚酰亞胺絕緣層，17是鋁金屬電極，21是p型氫化非晶硅層，22是本征氫化非晶硅層；19是掃描(柵)電極引線，20是數(shù)據(jù)讀取電極引線。
帶有TFT/PIN面陣圖像傳感器矩陣的下玻璃板襯底1、上玻璃板2、密封膠圈3、密封盒內(nèi)充填的氮?dú)?和薄膜TFT/PIN圖像傳感器矩陣18(根據(jù)普通實(shí)際需要設(shè)置矩陣單元個(gè)數(shù))和電極引線19和20構(gòu)成本非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器；其中，薄膜TFT/PIN圖像傳感器矩陣18中的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元由圖3示出，它包括金屬鉭柵線5、非晶氮化硅絕緣層6、本征氫化非晶硅層7、n型氫化非晶硅層8、氧化銦錫透明導(dǎo)電層9、鉬鋁雙金屬漏電極10、鉬鋁雙金屬源電極11、第一聚酰亞胺絕緣層12、p型氫化非晶硅層13、本征氫化非晶硅層14、n型氫化非晶硅層15、第二聚酰亞胺絕緣層16、鋁金屬電極17、p型氫化非晶硅層21、本征氫化非晶硅層22組成。
金屬鉭柵線5在下玻璃板襯底1的上表面經(jīng)由光刻與刻蝕而形成；非晶氮化硅絕緣層6沉積在下玻璃板襯底1和金屬鉭柵線5之上；本征氫化非晶硅層7沉積在非晶氮化硅絕緣層6上，并經(jīng)光刻與刻蝕形成位于金屬鉭柵線5和非晶氮化硅絕緣層6上的硅島圖形；n型氫化非晶硅層8在本征氫化非晶硅層7上的兩個(gè)邊緣處，與金屬鉭柵線5有部分交疊；氧化銦錫透明導(dǎo)電層9在金屬鉭柵線5的右側(cè)，并位于非晶氮化硅絕緣層6的上邊；鉬鋁雙金屬漏電極10一端位于左邊的n型氫化非晶硅層8的上邊，另一端與TFT/PIN面陣圖像傳感器矩陣的數(shù)據(jù)讀取電極引線20相連；鉬鋁雙金屬源電極11一端位于右邊n型氫化非晶硅層8之上，另一端與氧化銦錫透明導(dǎo)電層9相連；第一聚酰亞胺絕緣層12位于本征氫化非晶硅層7、鉬鋁雙金屬漏電極10、鉬鋁雙金屬源電極11和非晶氮化硅絕緣層6之上，只在氧化銦錫透明導(dǎo)電層9上的用于沉積PIN光敏感像元區(qū)部分沒有第一聚酰亞胺絕緣層12；p型氫化非晶硅層13在氧化銦錫透明導(dǎo)電層9處的PIN光敏感像元區(qū)之上；本征氫化非晶硅層14位于p型氫化非晶硅層13之上；n型氫化非晶硅層15位于本征氫化非晶硅層14的上邊；p型氫化非晶硅層21在第一聚酰亞胺絕緣層12的上方；本征氫化非晶硅層22在p型氫化非晶硅層21的正上方；第二聚酰亞胺絕緣層16在PIN光敏感像元區(qū)(n型氫化非晶硅層15)以外部分的上邊；鋁金屬電極17覆在n型氫化非晶硅層15和第二聚酰亞胺絕緣層16的上邊。
本實(shí)用新型的具體制作經(jīng)過下述步驟(1).清洗玻璃基板；(2).濺射金屬鉭(Ta)，光刻、刻蝕形成鉭柵線；(3).等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積(PECVD)連續(xù)生長氫化非晶氮化硅(SiNx)、a-SiH及n′a-SiH薄膜；(4).濺射金屬鉬(Mo)，刻蝕出有源硅島圖形；(5).光刻、腐蝕形成SiNx圖形，將柵引線電極露出；(6).濺射氧化銦錫(ITO)透明導(dǎo)電膜，光刻、腐蝕形成ITO像素圖形；
(7).濺射鉬/鋁雙金屬層(Mo/Al)，光刻、腐蝕出TFT源漏電極；(8).刻n+a-SiH膜；(9).涂覆PI，光刻出圖形，保護(hù)TFT溝道；(10).連續(xù)生長p+a-SiH薄膜、本征a-SiH及n′a-SiH層；(11).蒸鋁，按p-i-n版圖腐蝕加工，刻蝕掉n+a-SiH層及三分之二厚度的a-SiH；(12).涂光刻膠、蓋住矩陣，刻出掃描電極引線和數(shù)據(jù)讀取電極引線。
(13).再次涂覆PI并光刻圖形，保護(hù)p-i-n周邊。
(14).蒸鋁，光刻、腐蝕出背電極圖形；(15).在TFT/PIN面陣板與上蓋板間沿電極四周封膠，并真空并充氮?dú)?，最后封上膠口。
本實(shí)用新型是用低溫聚酰亞胺與非晶硅材料共同形成冗余結(jié)構(gòu)，既保持了聚酰亞胺絕緣層的絕緣特性，又提高了PI層耐后道微細(xì)加工能力，可提高制備TFT/PIN面陣圖像傳感器的成品率；而面陣器件的整體真空封裝，將使面陣傳感器性能穩(wěn)定性得到提高。
權(quán)利要求1.一種新型非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器，它主要包括下玻璃板襯底(1)、上玻璃板(2)、密封膠圈(3)、薄膜圖像傳感器矩陣(18)；上玻璃板(2)、下玻璃板襯底(1)、密封膠圈(3)構(gòu)成密封盒(4)，薄膜圖像傳感器矩陣(18)位于下玻璃板襯底(1)上，密封盒(4)內(nèi)充滿氮?dú)猓涮卣髟谟诒∧D像傳感器矩陣(18)中的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元是包括金屬鉭柵線(5)、非晶氮化硅絕緣層(6)、本征氫化非晶硅層(7)、n型氫化非晶硅層(8)、氧化銦錫透明導(dǎo)電層(9)、鉬鋁合金漏金屬電極(10)、鉬鋁合金源金屬電極(11)、第一聚酰亞胺絕緣層(12)、p型氫化非晶硅層(13)、本征氫化非晶硅層(14)、n型氫化非晶硅層(15)、第二聚酰亞胺絕緣層(16)、鋁金屬電極(17)、p型氫化非晶硅層(21)和本征氫化非晶硅層(22)組成；金屬鉭柵線(5)在下玻璃板襯底(1)的上面；非晶氮化硅絕緣層(6)沉積在下玻璃板襯底(1)和金屬鉭柵線(5)之上；本征氫化非晶硅層(7)沉積在非晶氮化硅絕緣層(6)上，并位于金屬鉭柵線(5)和非晶氮化硅絕緣層(6)上形成硅島圖形；n型氫化非晶硅層(8)在本征氫化非晶硅層(7)上的兩個(gè)邊緣處，與金屬鉭柵線(5)有交疊；氧化銦錫透明導(dǎo)電層(9)在金屬鉭柵線(5)的右側(cè)，并位于非晶氮化硅絕緣層(6)的上邊；鉬鋁雙金屬漏電極(10)一端位于左邊的n型氫化非晶硅層(8)的上邊，另一端與面陣圖像傳感器矩陣的數(shù)據(jù)讀取電極引線(20)相連；鉬鋁雙金屬源電極(11)一端位于右邊n型氫化非晶硅層(8)之上，另一端與氧化銦錫透明導(dǎo)電層(9)相連；第一聚酰亞胺絕緣層(12)位于本征氫化非晶層(7)、鉬鋁雙金屬漏電極(10)、鉬鋁雙金屬源電極(11)和非晶氮化硅絕緣層(6)之上，只在氧化銦錫透明導(dǎo)電層(9)上的用于沉積光敏感像元區(qū)部分沒有第一聚酰亞胺絕緣層(12)；p型氫化非晶硅層(13)在氧化銦錫透明導(dǎo)電層(9)處的光敏感像元區(qū)之上；本征氫化非晶硅層(14)位于p型氫化非晶硅層(13)之上；n型氫化非晶硅層(15)位于本征氫化非晶硅層(14)的上邊；p型氫化非晶硅層(21)在第一聚酰亞胺絕緣層(12)的上方；本征氫化非晶硅層(22)在p型氫化非晶硅層(21)的正上方；第二聚酰亞胺絕緣層(16)在光敏感像元區(qū)(n型氫化非晶硅層(15))以外部分的上邊；鋁金屬電極(17)覆在n型氫化非晶硅層(15)和第二聚酰亞胺絕緣層(16)的上邊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器的制造。帶有TFT/PIN面陣圖像傳感器矩陣的下玻璃板襯底、上玻璃板、密封膠圈、密封盒內(nèi)充填的氮?dú)夂捅∧FT/PIN圖像傳感器矩陣和電極引線構(gòu)成非晶硅有源尋址面陣圖像傳感器;本實(shí)用新型是用低溫聚酰亞胺與非晶硅材料共同形成冗余結(jié)構(gòu),既保持了聚酰亞胺絕緣層的絕緣特性,又提高了PI層耐后道微細(xì)加工能力,可提高制備TFT/PIN面陣圖像傳感器的成品率;而面陣器件的整體真空封裝,將使面陣傳感器性能穩(wěn)定性得到提高。
文檔編號(hào)H04N5/225GK2359842SQ9824902
公開日2000年1月19日 申請(qǐng)日期1998年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月23日
發(fā)明者趙穎, 熊紹珍, 周楨華, 吳春亞 申請(qǐng)人:南開大學(xué)