CN102157443A - 图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，包括下列步骤 A 、 TFT 生成工序：在玻璃基板的有源区域制作像素 TFT ，在玻璃基板的非有源区域形成外保护环路，并在该玻璃基板上形成信号线、扫描线、信号端引脚电极和扫描端引脚电极； B 、金属连接工序：用金属材料将扫描端引脚电极、信号端引脚电极与外保护环路连接形成静电放电回路； C 、光敏二极管生成工序：在金属材料的上方形成光敏二极管； D 、刻蚀工序，选择性地刻蚀扫描端引脚电极、信号端引脚电极与外保护环路之间的金属材料； E 、再连接工序：用透明导电材料使信号端引脚电极和扫描端引脚电极与外保护环路重新连接形成静电放电回路。

Description

图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法

技术领域

本发明涉及一种非晶硅图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法。

背景技术

显示器件和图像传感器是有源矩阵基板的两大主要应用领域。有源矩阵基板上分为有源区域（有源区域，Active area）和非有源区域，在有源区域内形成有TFT、扫描线和信号线，以及存储电容或光电二极管，在非有源区域形成有用于连接扫描线和驱动电路的引脚以及连接读取电路和信号线的引脚。为了防止静电击伤，通常在非有源区域设置静电保护电路，并通过导电材料将扫描端的引脚和信号端的引脚分别与静电保护电路相连，如公告号为CN100414411C的中国专利，详细公开了一种具有静电保护电路的有源矩阵基板的制造方法，其首先在有源区域形成TFT、扫描线和信号线等结构，在非有源区域形成扫描端引脚电极和信号端引脚电极以及静电保护电路，在工艺的最后步骤将扫描端引脚电极和信号端引脚电极分别与静电保护电路连接，形成静电放电回路。

然而，该方法更多的是应用于TFT－LCD的制造工艺中，因为TFT-LCD通过5道光罩就可以制造完成，因此在形成TFT以后经过很少步骤就可以形成静电放电回路，从而能够对TFT形成有效的保护。而在图像传感器的制造工艺中，一般需要经过10层光罩以上的工艺才能完成，当形成TFT以后还需要经过另外的几层工艺才能够形成静电放电回路，而在形成静电放电回路之前，前期制造出来的TFT就面临着无静电保护的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，在刚一形成TFT就通过金属材料形成整个静电放电回路来保护TFT，从而避免TFT被静电击伤。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，它包括下列步骤：

提供一玻璃基板，该玻璃基板上具有至少一个有源区域以及布置在所述的有源区域外围的非有源区域；

A、TFT生成工序：在所述的玻璃基板的有源区域制作像素TFT，在所述的玻璃基板的非有源区域形成多个静电保护单元电路和连接多个所述的静电保护单元电路的引线，并在该玻璃基板上形成信号线、扫描线、信号端引脚电极和扫描端引脚电极，所述的引线和多个所述的静电保护单元电路形成外保护环路；

B、金属连接工序：用金属材料将所述的扫描端引脚电极、信号端引脚电极与所述的外保护环路连接形成静电放电回路；

C、光敏二极管生成工序：在所述的金属材料的上方形成光敏二极管；

D）、刻蚀工序，选择性地刻蚀所述的扫描端引脚电极与所述的外保护环路之间的金属材料和所述的信号端引脚电极与所述的外保护环路之间的金属材料，使所述的外保护环路与信号端引脚电极和扫描端引脚电极之间形成断路；

E）、再连接工序：用透明导电材料使所述的信号端引脚电极和扫描端引脚电极与所述的外保护环路重新连接形成静电放电回路。

本发明进一步的技术方案是：所述的金属材料为Mo或Cu或Cr或Ta或Ti，或Al-Nd合金，或AL-Nd-AL-Mo合金，或者Mo-AL-Mo合金。

进一步地，所述的透明导电材料为ITO或SnOx或ZnOx。

本发明所采用的另一技术方案是：一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，它包括下述步骤：

提供一玻璃基板，该玻璃基板上具有至少一个有源区域以及布置在所述的有源区域外围的非有源区域；

A、TFT生成工序：

A1）、沉积第一导电层，在所述的有源区域形成像素TFT的栅极电极，在所述的非有源区域形成与所述的像素TFT的栅极电极相连通的扫描端引脚电极、形成防静电TFT的栅极电极以及与所述的防静电TFT的栅极电极相连接的引线；

A2）、在所述的第一导电层上形成第一绝缘层，在所述的第一绝缘层上形成有源层；

A3）、刻蚀所述的有源层，使所述的有源层在所述的第一绝缘层上的各栅极电极的上方形成硅岛；

A4）、沉积第二导电层，在所述的有源区域形成像素TFT的源电极和漏电极，在所述的非有源区域形成与所述的像素TFT的源电极或漏电极相连通的信号端引脚电极、防静电TFT的源电极和漏电极；

A5）、在所述的第二导电层上沉积第二绝缘层；

B、金属连接工序：

B1）、选择性地蚀刻所述的第二绝缘层和第一绝缘层，在所述的有源区域内形成使所述的像素TFT的源电极或漏电极暴露出来的第一过孔，在所述的非有源区域内形成使所述的扫描端引脚电极和信号端引脚电极暴露出来的第一介层孔；

B2）、沉积第三导电层，在所述的有源区域形成与所述的像素TFT的源电极或漏电极相连接的光敏二极管的下电极，在非有源区域，使多个所述的防静电TFT连接形成静电保护单元电路，所述的引线和多个所述的静电保护单元电路形成外保护环路，使所述的扫描端引脚电极和信号端引脚电极分别与所述的外保护环路相连通，形成静电放电回路；

C、光敏二极管生成工序：

C1）、沉积n型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、p型非晶硅薄膜以及ITO膜，通过光刻工艺刻蚀在所述的下电极上形成光敏二极管；

C2）、沉积钝化层；

D、刻蚀工序：

D1）、选择性地蚀刻所述的钝化层，在所述的有源区域内使所述的光敏二极管的上电极暴露出来，在所述的非有源区域，形成第二介层孔使所述的扫描端引脚电极和信号端引脚电极暴露出来，并使用于连接所述的外保护环路与信号端引脚电极和扫描端引脚电极的第三导电层暴露出来；

D2）、沉积第四导电层，使所述的第四导电层与光敏二极管的上电极相连接；

D3）、刻蚀所述的第四导电层，在所述的有源区域内形成与所述的光敏二极管的上电极相连接的偏压电极、连接多个所述的偏压电极的偏压线，在所述的非有源区域内形成位于所述的偏压线端部的偏压端引脚电极，并去除连接在所述的外保护环路与信号端引脚电极以及扫描端引脚电极之间的第三导电层，使所述的外保护环路与信号端引脚电极以及扫描端引脚电极之间形成断路；

D4）、沉积保护层；

E、再连接工序：

E1）、选择性地刻蚀所述的保护层，在所述的非有源区域内形成第三介层孔，使所述的偏压端引脚电极、扫描端引脚电极和信号端引脚电极暴露出来；

E2）、沉积非金属导电材料，使所述的偏压端引脚电极、信号端引脚电极、扫描端引脚电极分别与所述的外保护环路重新连接形成静电放电回路。

优选地，所述的第三导电层为Mo或Cu或Cr或Ta或Ti，或Al-Nd合金，或AL-Nd-AL-Mo合金，或者Mo-AL-Mo合金。

进一步地，所述的透明导电材料为ITO或SnOx或ZnOx。

进一步地，所述的钝化层包括第三绝缘层和有机绝缘层。

上述有源矩阵单元是制作在一整块的玻璃基板上的，在制作完成之后，还需要将其切割成多个小尺寸的有源矩阵基板，切割线沿附图1中的虚线，玻璃基板切断后，外保护环路被去除，有源矩阵基板最终保留下来的仅有有源区域以及扫描端引脚电极、信号端引脚电极和偏压端引脚电极。由于扫描端引脚电极、信号端引脚电极与外保护环路的连接处将要被切割，因此，通常该处电连接材料都采用非金属的透明导电材料，以避免在切割时损坏刀具。

本发明是在形成像素TFT之后，通过随后沉积的导电材料将扫描端引脚电极和信号端引脚电极分别与外保护环路连通，从而形成整个静电放电回路来保护像素TFT，因此，在形成像素TFT后到光敏二极管生成这段工艺中能够对像素TFT提供防静电保护；而为了在玻璃基板进行切割时保护切割刀具，本发明将先前沉积的第三导电层（金属材料层）在玻璃基板切割之前去除掉，再用透明导电材料重新连接像素TFT、光敏二极管和外保护环路形成静电放电回路，由于透明导电材料如ITO等易于切割因此不会损伤刀具。

附图说明

附图1为TFT生成工序后的图像传感器的电路图；

附图2为金属连接工艺后的图像传感器的电路图；

附图3为蚀刻工艺后的图像传感器的电路图；

附图4为再连接工艺后的图像传感器的电路图；

附图5为经过步骤B1后，扫描端引脚电极的示意图；

附图6为经过步骤D1后，扫描端引脚电极的示意图；

附图7为经过步骤E1后，扫描端引脚电极的的示意图；

附图8～18为本发明的制作方法的工艺流程图（有源区域）；

附图19、20为本发明的支路静电保护单元的电路图；

附图21～24为本发明的环路静电保护单元的电路图；

其中：1、像素TFT；11、栅极电极；12、源电极；13、漏电极；14、扫描线；15、信号线；16、扫描端引脚电极；17、信号端引脚电极；2、光敏二极管；21、下电极；3、静电保护单元电路；31、防静电TFT；32、引线；4、偏压电极；41、偏压线；42、偏压端引脚电极；51、第一绝缘层；52、有源层；53、第二绝缘层；54、第三绝缘层；55、有机绝缘层；56、保护层；10、玻璃基板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，本说明书中所述的“上”、“下”位置关系与附图8中所示的上、下位置关系相对应。

参见附图8～17，一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，它包括下述步骤：

提供一玻璃基板10，该玻璃基板10上具有至少一个有源区域以及布置在所述的有源区域外围的非有源区域；

A、TFT生成工序：

A1）、参见附图8所示，在所述的玻璃基板10上沉积第一导电层M1，利用蚀刻工艺在所述的有源区域形成像素TFT1的栅极电极11，在所述的非有源区域形成与所述的像素TFT1的栅极电极11相连通的扫描端引脚电极16、形成外保护环路的引线32和防静电TFT31的栅极电极（图中未显示），引线32连接多个防静电TFT31的栅极电极；

A2）、如附图9所示，在所述的第一导电层M1上形成第一绝缘层51，在所述的第一绝缘层51上形成有源层52，该有源层52下层为本征非晶硅薄膜，上层为n型非晶硅薄膜；

A3）、如附图10所示，刻蚀所述的有源层52，使所述的有源层52在所述的第一绝缘层51上的各栅极电极的上方形成硅岛；

A4）、沉积第二导电层M2，在所述的有源区域形成像素TFT1的源电极12和漏电极13，此时TFT已经形成，如附图11所示；在所述的非有源区域形成与所述的像素TFT1的漏电极13相连通的信号端引脚电极17、防静电TFT的源电极和漏电极（图中未示出）；

A5）、参见附图12，在所述的第二导电层M2上沉积第二绝缘层53；

B、金属连接工序：

B1）、选择性地蚀刻所述的第二绝缘层53和第一绝缘层51，在所述的有源区域内形成使所述的像素TFT1的源电极12暴露出来的第一过孔P1，参见附图12；在所述的非有源区域内开设多个第一介层孔VIA1，所述的第一介层孔VIA1在所述的扫描端引脚电极16处贯穿所述的第一绝缘层51和第二绝缘层53，所述的第一介层孔VIA1在所述的信号端引脚电极17处贯穿所述的第二绝缘层53，最终使所述的扫描端引脚电极16和信号端引脚电极17暴露出来，参见附图5；

B2）、参见附图13所示，沉积第三导电层M3，在所述的有源区域形成与所述的像素TFT1的源电极12相连接的光敏二极管2的下电极21，在非有源区域，使多个所述的防静电TFT31连接形成静电保护单元电路3，所述的引线32和多个所述的防静电TFT31组成外保护环路，使所述的扫描端引脚电极16和信号端引脚电极17分别与所述的外保护环路的引线32相连通，形成静电放电回路，如附图2所示；

C、光敏二极管2生成工序：

C1）、沉积n型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、p型非晶硅薄膜以及ITO膜，通过光刻工艺刻蚀在所述的下电极21上形成光敏二极管2，如图14所示，所述的ITO膜形成所述的光敏二极管2的上电极；

C2）、参见附图15、16，沉积钝化层，所述的钝化层包括第三绝缘层54和有机绝缘层55；

D、刻蚀工序：

D1）、选择性地蚀刻所述的有机绝缘层55和第三绝缘层54，在所述的有源区域内形成第二过孔P2，使所述的光敏二极管2的上电极暴露出来，在所述的非有源区域，使用于连接所述的外保护环路与信号端引脚电极17和扫描端引脚电极16的第三导电层M3暴露出来，同时在所述的非有源区域开设多个第二介层孔VIA2，多个所述的第二介层孔VIA2分别在所述的扫描端引脚电极16和信号端引脚电极17处贯穿所述的有机绝缘层55和第三绝缘层54，使所述的扫描端引脚电极16和信号端引脚电极17暴露出来，如附图6所示；

D2）、沉积第四导电层M4，使所述的第四导电层M4与光敏二极管2的上电极相连接，如附图17所示；

D3）、刻蚀所述的第四导电层M4，在所述的有源区域内形成与所述的光敏二极管2的上电极相连接的偏压电极4、连接多个所述的偏压电极4的偏压线41，在所述的非有源区域内形成位于所述的偏压线41端部的偏压端引脚电极42，并去除连接在所述的外保护环路与信号端引脚电极17以及扫描端引脚电极16之间的第三导电层M3，使外保护环路与信号端引脚电极17以及扫描端引脚电极16之间形成断路，如附图3所示；

D4）、沉积保护层56；

E、再连接工序：

E1）、选择性地刻蚀所述的保护层56，在所述的非有源区域内形成多个第三介层孔VIA3，多个第三介层孔VIA3分别使所述的偏压端引脚电极42、扫描端引脚电极16和信号端引脚电极17暴露出来；

E2）、沉积透明导电材料，使所述的偏压端引脚电极42、信号端引脚电极17、扫描端引脚电极16分别与所述的外保护环路重新连接形成静电放电回路，所述的透明导电材料为非金属材料，ITO或SnOx或ZnOx。

采用本实施例中的制造方法能够在TFT刚刚生成时就及时地形成放电回路，并且在刻蚀工序中，采用本发明的过刻蚀的方法去除绝缘层，能够实现加工工序最少。

所述的第一导电层M1，第二导电层M2，第三导电层M3的材料为Mo或Cu或Cr或Ta或Ti，或Al-Nd合金，或AL-Nd-AL-Mo合金，或者Mo-AL-Mo合金。所述的第一绝缘层51、第二绝缘层53、第三绝缘层4的材料一般为氮化硅或氧化硅。

所述的静电保护单元电路具有两种：支路静电保护单元电路3和环路静电保护单元电路3’。支路静电保护单元电路3的结构如附图18或19所示，支路静电保护单元电路3由两个栅极电极和漏电极相连接的防静电TFT31相互反接形成，该支路静电保护单元电路能够高速吸收静电，保护能力高。附图19所示，该支路静电保护单元电路还可以由多个栅极电极和漏电极相连接的防静电TFT31并联组成。环路静电保护单元电路3’跟支路静电保护单元电路相同，或者由多个支路静电保护单元电路串联组成。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是：包括下列步骤

提供一玻璃基板，该玻璃基板上具有至少一个有源区域以及布置在所述的有源区域外围的非有源区域；

A、TFT生成工序：在所述的玻璃基板的有源区域制作像素TFT，在所述的玻璃基板的非有源区域形成多个静电保护单元电路和连接多个所述的静电保护单元电路的引线，并在该玻璃基板上形成信号线、扫描线、信号端引脚电极和扫描端引脚电极，所述的引线和多个所述的静电保护单元电路形成外保护环路；

B、金属连接工序：用金属材料将所述的扫描端引脚电极、信号端引脚电极与所述的外保护环路连接形成静电放电回路；

C、光敏二极管生成工序：在所述的金属材料的上方形成光敏二极管；

D）、刻蚀工序，选择性地刻蚀所述的扫描端引脚电极与所述的外保护环路之间的金属材料和所述的信号端引脚电极与所述的外保护环路之间的金属材料，使所述的外保护环路与信号端引脚电极和扫描端引脚电极之间形成断路；

E）、再连接工序：用透明导电材料使所述的信号端引脚电极和扫描端引脚电极与所述的外保护环路重新连接形成静电放电回路。

2.根据权利要求1所述的图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是：所述的金属材料为Mo或Cu或Cr或Ta或Ti，或Al-Nd合金，或AL-Nd-AL-Mo合金，或者Mo-AL-Mo合金。

3.根据权利要求1所述的图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是：所述的透明导电材料为ITO或SnOx或ZnOx。

4.一种图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是，它包括下述步骤：

提供一玻璃基板，该玻璃基板上具有至少一个有源区域以及布置在所述的有源区域外围的非有源区域；

A、TFT生成工序：

A1）、沉积第一导电层，在所述的有源区域形成像素TFT的栅极电极，在所述的非有源区域形成与所述的像素TFT的栅极电极相连通的扫描端引脚电极、形成防静电TFT的栅极电极以及与所述的防静电TFT的栅极电极相连接的引线；

A2）、在所述的第一导电层上形成第一绝缘层，在所述的第一绝缘层上形成有源层；

A3）、刻蚀所述的有源层，使所述的有源层在所述的第一绝缘层上的各栅极电极的上方形成硅岛；

A4）、沉积第二导电层，在所述的有源区域形成像素TFT的源电极和漏电极，在所述的非有源区域形成与所述的像素TFT的源电极或漏电极相连通的信号端引脚电极、防静电TFT的源电极和漏电极；

A5）、在所述的第二导电层上沉积第二绝缘层；

B、金属连接工序：

B1）、选择性地蚀刻所述的第二绝缘层和第一绝缘层，在所述的有源区域内形成使所述的像素TFT的源电极或漏电极暴露出来的第一过孔，在所述的非有源区域内形成使所述的扫描端引脚电极和信号端引脚电极暴露出来的第一介层孔；

B2）、沉积第三导电层，在所述的有源区域形成与所述的像素TFT的源电极或漏电极相连接的光敏二极管的下电极，在非有源区域，使多个所述的防静电TFT连接形成静电保护单元电路，所述的引线和多个所述的静电保护单元电路形成外保护环路，使所述的扫描端引脚电极和信号端引脚电极分别与所述的外保护环路相连通，形成静电放电回路；

C、光敏二极管生成工序：

C1）、沉积n型非晶硅薄膜、本征非晶硅薄膜、p型非晶硅薄膜以及ITO膜，通过光刻工艺刻蚀在所述的下电极上形成光敏二极管；

C2）、沉积钝化层；

D、刻蚀工序：

D1）、选择性地蚀刻所述的钝化层，在所述的有源区域内使所述的光敏二极管的上电极暴露出来，在所述的非有源区域，形成第二介层孔使所述的扫描端引脚电极和信号端引脚电极暴露出来，并使用于连接所述的外保护环路与信号端引脚电极和扫描端引脚电极的第三导电层暴露出来；

D2）、沉积第四导电层，使所述的第四导电层与光敏二极管的上电极相连接；

D3）、刻蚀所述的第四导电层，在所述的有源区域内形成与所述的光敏二极管的上电极相连接的偏压电极、连接多个所述的偏压电极的偏压线，在所述的非有源区域内形成位于所述的偏压线端部的偏压端引脚电极，并去除连接在所述的外保护环路与信号端引脚电极以及扫描端引脚电极之间的第三导电层，使所述的外保护环路与信号端引脚电极以及扫描端引脚电极之间形成断路；

D4）、沉积保护层；

E、再连接工序：

E1）、选择性地刻蚀所述的保护层，在所述的非有源区域内形成第三介层孔，使所述的偏压端引脚电极、扫描端引脚电极和信号端引脚电极暴露出来；

E2）、沉积非金属导电材料，使所述的偏压端引脚电极、信号端引脚电极、扫描端引脚电极分别与所述的外保护环路重新连接形成静电放电回路。

5.根据权利要求4所述的图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是：所述的第三导电层为Mo或Cu或Cr或Ta或Ti，或Al-Nd合金，或AL-Nd-AL-Mo合金，或者Mo-AL-Mo合金。

6.根据权利要求4所述的图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是：所述的透明导电材料为ITO或SnOx或ZnOx。

7.根据权利要求4所述的图像传感器的阵列单元的保护电路制作方法，其特征是：所述的钝化层包括第三绝缘层和有机绝缘层。

Images