面陣傳感器裝置及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種面陣指紋傳感器裝置及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]面陣傳感器是一種大面積的平面成像設(shè)備，由像素單元陣列、驅(qū)動(dòng)線、信號(hào)讀出線等構(gòu)成。帶有圖像信息的光信號(hào)直接投射到傳感器成像表面的各個(gè)像素單元，被傳感器的像素單元吸收而成像。由于不經(jīng)過(guò)透鏡或光纖聚焦光，是同尺寸、無(wú)縮放比例的成像，因而會(huì)有更好的成像質(zhì)量；同時(shí)成像設(shè)備也更加輕薄，所以已經(jīng)大量應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]比如應(yīng)用于指紋成像、文件掃描等領(lǐng)域的面陣傳感器。如圖1所示，從背面穿透過(guò)來(lái)的可見(jiàn)光照射到緊貼在面陣傳感器11成像表面的物體13?？梢?jiàn)光在面陣傳感器11和被照物體13的接觸面發(fā)生反射和透射，被照物體13反射的可見(jiàn)光返回到面陣傳感器各像素單元。
[0004]如圖2所示，各像素單元由開(kāi)關(guān)器件111和光電器件112構(gòu)成。可見(jiàn)光被面陣傳感器11的各像素單元中的光電器件112轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)存儲(chǔ)起來(lái)。系統(tǒng)控制器14控制驅(qū)動(dòng)單元15上的驅(qū)動(dòng)芯片151，來(lái)控制面陣傳感器11上的驅(qū)動(dòng)線113，進(jìn)而控制像素單元陣列的逐行開(kāi)啟；同時(shí)系統(tǒng)控制器14控制信號(hào)采集單元16上的信號(hào)讀出芯片161，通過(guò)面陣傳感器11上的信號(hào)線114來(lái)讀取像素單元陣列中被開(kāi)啟的那一行的電子信號(hào)，然后進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)。最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)與被照射物體13表面特征直接相關(guān)的數(shù)字化灰階圖像。
[0005]面陣傳感器11 一般以玻璃為基板，通過(guò)物理氣相沉積法(Physical VaporDeposit1n, PVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n, PECVD)、干刻、濕刻等技術(shù)，制作一層或多層的導(dǎo)電層、絕緣層、保護(hù)層等薄膜，構(gòu)建各個(gè)功能的光、電等器件單元，以及各種導(dǎo)線。
[0006]繼續(xù)參考圖2，在現(xiàn)有產(chǎn)品中，驅(qū)動(dòng)芯片151通過(guò)芯片在薄膜上(Chip On Film,C0F)綁定等方式，封裝在一個(gè)柔性導(dǎo)電薄膜上，形成一個(gè)COF模塊，然后通過(guò)薄膜在玻璃上(Film On Glass,FOG)綁定的工藝將COF模塊綁定到面陣傳感器11的相應(yīng)位置上，實(shí)現(xiàn)面陣傳感器11的驅(qū)動(dòng)線113和驅(qū)動(dòng)芯片151的電性連接和導(dǎo)通。然而，這種方式使得系統(tǒng)控制器14和面陣傳感器11的驅(qū)動(dòng)線113的連通路徑比較復(fù)雜，降低了可靠性，并且占用面積較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明解決的問(wèn)題是現(xiàn)有面陣傳感器可靠性較差，占用面積較大。
[0008]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種面陣傳感器裝置，包括:驅(qū)動(dòng)電路和傳感器電路，驅(qū)動(dòng)電路和傳感器電路形成在同一個(gè)襯底表面上，所述傳感器電路包括由像素單元組成的像素單元陣列和連接所述像素單元的驅(qū)動(dòng)線，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述傳感器電路的驅(qū)動(dòng)線，所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一晶體管，所述像素單元包括第二晶體管；
[0009]所述第一晶體管包括:
[0010]第一導(dǎo)電層，位于所述襯底表面；
[0011]第一絕緣層，覆蓋所述第一導(dǎo)電層；
[0012]第一半導(dǎo)體層，位于所述第一絕緣層表面，所述第一半導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)電層相對(duì)應(yīng)；
[0013]第二導(dǎo)電層，覆蓋所述第一半導(dǎo)體層，所述第二導(dǎo)電層內(nèi)具有第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口暴露所述第一半導(dǎo)體層的部分表面；
[0014]第二絕緣層，覆蓋所述第二導(dǎo)電層并充滿所述第一開(kāi)口 ；
[0015]第一遮擋層，位于所述第二絕緣層表面，所述第一遮擋層與所述第一開(kāi)口相對(duì)應(yīng)；
[0016]所述第二晶體管包括:
[0017]第三導(dǎo)電層，位于所述襯底表面；
[0018]第三絕緣層，覆蓋所述第三導(dǎo)電層；
[0019]第二半導(dǎo)體層，位于所述第三絕緣層表面，所述第二半導(dǎo)體層與所述第三導(dǎo)電層相對(duì)應(yīng)；
[0020]第四導(dǎo)電層，覆蓋所述第二半導(dǎo)體層，所述第四導(dǎo)電層內(nèi)具有第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口暴露所述第二半導(dǎo)體層的部分表面；
[0021]第四絕緣層，覆蓋所述第四導(dǎo)電層并充滿所述第二開(kāi)口 ；
[0022]第二遮擋層，位于所述第四絕緣層表面，所述第二遮擋層與所述第二開(kāi)口相對(duì)應(yīng)。
[0023]本發(fā)明還提供一種上述面陣傳感器裝置的形成方法，包括:
[0024]提供襯底；
[0025]在所述襯底表面形成第一導(dǎo)電層和第三導(dǎo)電層；
[0026]形成覆蓋所述第一導(dǎo)電層的第一絕緣層和覆蓋所述第三導(dǎo)電層第三絕緣層；
[0027]在所述第一絕緣層表面形成第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)電層相對(duì)應(yīng)，在所述第三絕緣層表面形成第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層與所述第三導(dǎo)電層相對(duì)應(yīng)；
[0028]形成覆蓋所述第一半導(dǎo)體層的第二導(dǎo)電層和覆蓋所述第二半導(dǎo)體層的第四導(dǎo)電層；
[0029]在所述第二導(dǎo)電層內(nèi)形成第一開(kāi)口，所述第一開(kāi)口暴露所述第一半導(dǎo)體層的部分表面，在所述第四導(dǎo)電層內(nèi)形成第二開(kāi)口，所述第二開(kāi)口暴露所述第二半導(dǎo)體層的部分表面；
[0030]形成覆蓋所述第二導(dǎo)電層并充滿所述第一開(kāi)口的第二絕緣層以及覆蓋所述第四導(dǎo)電層并充滿所述第二開(kāi)口的第四絕緣層；
[0031]在所述第二絕緣層表面形成第一遮擋層，所述第一遮擋層與所述第一開(kāi)口相對(duì)應(yīng)，在所述第四絕緣層表面形成第二遮擋層，所述第二遮擋層與所述第二開(kāi)口相對(duì)應(yīng)。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的面陣傳感器裝置，驅(qū)動(dòng)電路可以與傳感器電路的器件可以制作在同一個(gè)襯底上，減小了占用面積，提高了可靠性，并且形成過(guò)程可以同步進(jìn)行，無(wú)需增加額外工藝步驟。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是一現(xiàn)有面陣傳感器的工作示意圖；
[0034]圖2是現(xiàn)有面陣傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0035]圖3是本發(fā)明的面陣傳感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5是本發(fā)明的信號(hào)波形示意圖；
[0038]圖6是本發(fā)明的基本移位單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖7是本發(fā)明的第一晶體管和第二晶體管的一剖面示意圖；
[0040]圖8是本發(fā)明的第一晶體管和第二晶體管的另一剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0042]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種面陣傳感器裝置，包括:驅(qū)動(dòng)電路21和傳感器電路，所述傳感器電路包括由像素單元31組成的像素單元陣列和連接所述像素單元的驅(qū)動(dòng)線41。所述像素單元31包括:第二晶體管311和光電器件312，所述第二晶體管311作為開(kāi)關(guān)器件與驅(qū)動(dòng)線41相連。像素驅(qū)動(dòng)電路21適于逐行開(kāi)啟像素單元陣列。
[0043]如圖4所示，本實(shí)施例提供一種驅(qū)動(dòng)電路21的實(shí)現(xiàn)方式，驅(qū)動(dòng)電路21包括m個(gè)基本移位單元212。第I個(gè)基本移位單元212的輸出端Gl…第η個(gè)基本移位單元212的輸出端Gn、第n+1個(gè)基本移位單兀212的輸出端Gn+Ι…第m個(gè)基本移位單兀212的輸出端Gm分別對(duì)應(yīng)連接驅(qū)動(dòng)線41。所有基本移位單元212的第一電源端適于接收高電平信號(hào)VH，第二電源端適于接收低電平信號(hào)VL，第一時(shí)鐘端適于接收第一時(shí)鐘信號(hào)CLK，第二時(shí)鐘端適于接收第二時(shí)鐘信號(hào)CLKB，復(fù)位端適于接收復(fù)位信號(hào)RST。第I個(gè)基本移位單元212的第一觸發(fā)端適于接收第一觸發(fā)信號(hào)STV，第m個(gè)基本移位單元212的第二觸發(fā)端適于接收第二觸發(fā)信號(hào)STVB。第P個(gè)基本移位單元212的第一觸發(fā)端連接第p-1個(gè)基本移位單元212的輸出端，2 < P < m，第P個(gè)基本移位單元212的輸出端連接第p_l個(gè)基本移位單元212的第二觸發(fā)端。驅(qū)動(dòng)電路21也可以采用現(xiàn)有其他形式的電路加以實(shí)現(xiàn)。
[0044]如圖5所所述第一時(shí)鐘信號(hào)CLK和第二時(shí)鐘信號(hào)CLKB為脈沖式時(shí)鐘信號(hào)且兩者互為反相信號(hào)，每個(gè)基本移位單元212在輸出信號(hào)至驅(qū)動(dòng)線41的同時(shí)，還關(guān)閉了上一個(gè)基本移位單兀212的輸出以及觸發(fā)了下一個(gè)基本移位單兀212的輸出。第一觸發(fā)信號(hào)STV用于啟動(dòng)第I個(gè)基本移位單元212輸出信號(hào)，第二觸發(fā)信號(hào)STVB用于關(guān)閉最后一個(gè)基本移位單元212輸出信號(hào)?；疽莆粏卧?41在上述信號(hào)的控制下，依次輸出開(kāi)啟信號(hào)到各個(gè)驅(qū)動(dòng)線41，實(shí)現(xiàn)像素單元陣列的逐行開(kāi)啟。
[0045]如圖6所示，本實(shí)施例提供一種基本移位單元212的實(shí)現(xiàn)方式。以第η個(gè)基本移位單兀212為例,包括9個(gè)第一晶體管和第一電容Cl、第二電容C2,分別為:第I個(gè)第一晶體管Tl、第2個(gè)第一晶體管Τ2、第3個(gè)第一晶體管Τ3、第4個(gè)第一晶體管Τ4、第5個(gè)第一晶體管Τ5、第6個(gè)第一晶體管Τ6、第7個(gè)第一晶體管Τ7、第8個(gè)第一晶體管Τ8和第9個(gè)第一晶體管T9。基本移位單