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CN111564506B - 光敏传感器及其制备方法、电子设备 - Google Patents

光敏传感器及其制备方法、电子设备 Download PDF

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CN111564506B CN202010431731.7A CN202010431731A CN111564506B CN 111564506 B CN111564506 B CN 111564506B CN 202010431731 A CN202010431731 A CN 202010431731A CN 111564506 B CN111564506 B CN 111564506B
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Abstract

一种光敏传感器，包括：基底，基底具有传感区域，传感区域内设置有规则排布的多个传感单元，传感单元远离基底的一侧设置有屏蔽层，屏蔽层覆盖传感区域，屏蔽层的材料为透明导电材料，屏蔽层连接恒压信号端。本公开还提供光敏传感器的制备方法及电子设备。

Description

光敏传感器及其制备方法、电子设备
技术领域
本文涉及但不限于显示技术领域，尤指一种光敏传感器及其制备方法、电子设备。
背景技术
随着科技的发展，光敏传感器具有轻便化、广泛应用的发展趋势。目前的光敏传感器可以将薄膜晶体管与光敏元件结合实现。随着全面屏的发展趋势，利用光学传感器的屏下指纹识别技术备受关注。
发明内容
本公开提供了一种光敏传感器及其制备方法、电子设备。
一方面，本公开提供一种基底，所述基底具有传感区域，所述传感区域内设置有规则排布的多个传感单元，所述传感单元远离所述基底的一侧设置有屏蔽层，所述屏蔽层覆盖所述传感区域，所述屏蔽层的材料为透明导电材料，所述屏蔽层连接恒压信号端。
另一方面，本公开提供一种光敏传感器的制备方法，包括：在基底的传感区域内形成规则排布的多个传感单元；在所述传感单元远离所述基底的一侧形成覆盖所述传感区域的屏蔽层，所述屏蔽层的材料为透明导电材料，所述屏蔽层连接恒压信号端。
另一方面，本公开提供一种电子设备，包括如上所述的光敏传感器。
本公开提供的光敏传感器通过设置覆盖传感区域的屏蔽层，可以有效屏蔽外界带来的电磁干扰，从而降低光敏传感器的噪声，提高光敏传感器的性噪比。
本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。
图1为本公开至少一实施例的光敏传感器的结构示意图；
图2为本公开至少一实施例的光敏传感器的平面示意图；
图3为图2中A-A’方向的剖面示意图；
图4为本公开至少一实施例形成薄膜晶体管的栅电极图案后的示意图；
图5为图4中A-A方向的剖面示意图；
图6为本公开至少一实施例形成薄膜晶体管的有源层图案后的示意图；
图7为图6中A-A方向的剖面示意图；
图8为本公开至少一实施例形成薄膜晶体管的源电极和漏电极图案后的示意图；
图9为图8中A-A’方向的剖面示意图；
图10为本公开至少一实施例形成光敏元件的第二电极图案后的示意图；
图11为图10中A-A’方向的剖面示意图；
图12为本公开至少一实施例形成光敏元件的第三电极图案后的示意图；
图13为图12中A-A’方向的剖面示意图；
图14本公开至少一实施例的光敏传感器的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
本公开描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本公开所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本公开包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本公开已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的方案。因此，应当理解，在本公开中示出或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行一种或多种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本公开实施例的精神和范围内。
在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中每个部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或科学术语为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。本公开中，“多个”可以表示两个或两个以上的数目。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
在本公开中，“连接”、“耦接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“电性的连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且可以包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有一种或多种功能的元件等。
在本公开中，晶体管是指至少包括栅电极、漏电极以及源电极这三个端子的元件。晶体管在漏电极(漏电极端子、漏区域或漏电极)与源电极(源电极端子、源区域或源电极)之间具有沟道区域，并且电流能够流过漏电极、沟道区域以及源电极。在本公开中，沟道区域是指电流主要流过的区域。
在使用极性相反的晶体管的情况或电路工作中的电流方向变化等情况下，“源电极”及“漏电极”的功能有时互相调换。因此，在本公开中，“源电极”和“漏电极”可以互相调换。示例性地，本公开中使用的薄膜晶体管可以是低温多晶硅薄膜晶体管或氧化物(Oxide)薄膜晶体管。薄膜晶体管可以为P型晶体管，或者可以为N型晶体管。
在本公开中，“平行”是指两条直线形成的角度为-10°以上且10°以下的状态，因此，也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外，“垂直”是指两条直线形成的角度为80°以上且100°以下的状态，因此，也包括85°以上且95°以下的角度的状态。
在本公开中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”换成为“导电膜”。与此同样，有时可以将“绝缘膜”换成为“绝缘层”。
为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了部分已知功能和已知部件的详细说明。本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
利用屏下指纹识别技术的电子设备可以包括：显示模块、准直光路模块以及光敏传感器。其中，准直光路模块可以位于显示模块和光敏传感器之间，准直光路模块和光敏传感器可以位于远离显示模块的显示面的一侧。显示模块可以包括设置有多个有机电致发光二极管(OLED)器件和驱动电路的阵列基板。OLED器件发出的光经由手指反射经过准直光路模块到达光敏传感器，光敏传感器可以将检测到的光信号转换为电信号，根据光敏传感器生成的电信号可以用于识别触摸手指的指纹图像，从而实现指纹识别。由于光敏传感器位于远离显示模块的显示面的一侧，显示模块的阵列基板产生的电磁信号会增加光敏传感器的噪声，降低光敏传感器的信噪比。
本公开实施例提供一种光敏传感器及其制备方法、电子设备，可以降低光敏传感器的噪声，提高光敏传感器的信噪比。
本公开实施例提供的光敏传感器，包括：基底，基底具有传感区域，传感区域内设置有规则排布的多个传感单元，在传感单元远离基底的一侧设置有屏蔽层，屏蔽层覆盖传感区域，屏蔽层的材料为透明导电材料，屏蔽层连接恒压信号端。
在一些示例性实施方式中，屏蔽层采用的透明导电材料可以包括氧化铟锡(ITO)。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，屏蔽层可以采用其他类型的具有较高透过率和电导率的材料。
在一些示例性实施方式中，屏蔽层的厚度范围可以为大于或等于400埃
Figure BDA0002500756090000051
以确保屏蔽层的均一性和连续性。在一些示例中，屏蔽层的厚度可以为400埃。然而，本实施例对此并不限定。
在一些示例性实施方式中，恒压信号端提供的定值电压的范围可以为-4至4伏(V)。在一些示例中，恒压信号端可以提供电压值为-1V的固定电压信号。然而，本实施例对此并不限定。通过将屏蔽层连接恒压信号端可以有效实现电磁屏蔽作用，从而降低光敏传感器的噪声。
在一些示例性实施方式中，屏蔽层可以接地。在一些示例中，基底还可以具有绑定区域，绑定区域设置有多个绑定电极，屏蔽层可以与绑定区域的连接接地信号的绑定电极(即恒压信号端)连接，用于通过绑定电极接收接地信号。通过将屏蔽层接地可以有效实现电磁屏蔽，降低光敏传感器的噪声。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，恒压信号端可以为其他提供固定电压值的电极。
本实施例提供的光敏传感器通过在传感区域覆盖屏蔽层，使得外界的电磁波向屏蔽层透入时会不断衰减，直至衰减为零，从而可以有效屏蔽外界对光敏传感器的电磁干扰。由于光敏传感器属于受光器件，采用具有良好电导率和磁导率的透明导电材料制备屏蔽层，不仅可以保证光敏传感器进行有效感光，而且可以确保电磁屏蔽效果。
在一些示例中，本实施例的光敏传感器可以应用到利用屏下指纹识别技术的电子设备中，光敏传感器可以位于远离显示模块的显示面的一侧。如此一来，通过屏蔽层可以有效屏蔽来自显示模块的电磁干扰，从而降低光敏传感器的噪声，提高光敏传感器的信噪比。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，本实施例的光敏传感器可以应用到面部识别或X射线识别等场景中。
在一些示例性实施方式中，传感单元可以包括薄膜晶体管和光敏元件。光敏元件可以包括：与薄膜晶体管的源电极或漏电极连接的第一电极、形成在第一电极上的光敏层、形成在光敏层上的第二电极、以及与第二电极连接的第三电极。其中，光敏元件的第二电极和第三电极的材料可以为透明导电材料。第三电极在基底上的正投影可以覆盖光敏层在基底上的正投影。
在一些示例中，光敏元件可以为PIN(p-intrinsic-n)型光电二极管。光敏层可以包括沿基底的厚度方向层叠设置的N型半导体层、本征半导体层以及P型半导体层，其中，N型半导体层可以靠近光敏元件的第一电极设置。
在一些示例中，光敏元件的第二电极和第三电极可以采用相同的透明导电材料，例如，可以均为ITO。由于同种材料之间的匹配度更高，噪声更低，因此，可以降低光敏元件的暗电流，进而提高光敏元件的灵敏度。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，光敏元件的第二电极和第三电极可以采用不同的透明导电材料。
在一些示例中，第三电极的厚度可以为700埃。然而，本实施例对此并不限定。
在一些示例性实施方式中，多个光敏元件的第三电极可以为相互连接的一体结构，可以用于向光敏元件的第二电极提供工作电压。在一些示例中，光敏元件的第三电极可以向第二电极提供光敏元件工作所需的负偏压，进而当具有足够能量的光子入射到光敏元件的光敏层时，可以激发光敏层产生光生电荷，从而形成电信号。
在一些示例性实施方式中，传感单元的薄膜晶体管可以包括位于基底的栅电极、覆盖栅电极的第一绝缘层、形成在第一绝缘层上的有源层、以及同层设置的源电极和漏电极。其中，源电极和漏电极分别与有源层连接。光敏元件的第一电极可以与薄膜晶体管的源电极和漏电极同层设置，且光敏元件的第一电极与薄膜晶体管的源电极或漏电极可以为一体结构。在本示例中，光敏元件的第一电极可以与薄膜晶体管的源电极和漏电极通过一次构图工艺同步形成。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，可以在形成薄膜晶体管的源电极和漏电极之后，再形成光敏元件的第一电极。
在一些示例性实施方式中，光敏传感器还可以包括：多条平行排布的传感控制线和多条平行排布的信号读取线。传感单元可以设置在由传感控制线和信号读取线交叉形成的子区域内。传感单元的薄膜晶体管的栅电极与对应的传感控制线连接，薄膜晶体管的源电极或漏电极与对应的信号读取线连接。多个光敏元件的第三电极在基底上的正投影可以与传感控制线在基底上的正投影部分交叠，并与信号读取线在基底上的正投影部分交叠。在本示例中，多个光敏元件的第三电极在保证连接的条件下，可以在传感控制线和信号读取线的正上方做开孔设计(即，多个光敏元件的第三电极在基底上的正投影没有覆盖全部的传感控制线和信号读取线)，可以有效降低第三电极与传感控制线和信号读取线之间产生寄生电容，从而有利于降低光敏传感器的噪声，提高光敏传感器的信噪比。
在一些示例性实施方式中，传感控制线可以与薄膜晶体管的栅电极同层设置，且传感控制线与对应连接的多个薄膜晶体管的栅电极可以为一体结构。信号读取线可以与薄膜晶体管的源电极和漏电极同层设置，且信号读取线与对应连接的多个薄膜晶体管的源电极或漏电极可以为一体结构。在本示例中，传感控制线可以与薄膜晶体管的栅电极通过一次构图工艺同步形成，信号读取线可以与薄膜晶体管的源电极和漏电极通过一次构图工艺同步形成，从而减少光敏传感器的制备流程。
图1为本公开至少一实施例的光敏传感器的结构示意图。本示例性实施例提供的光敏传感器可以包括基底。基底可以具有传感区域，传感区域内可以设置有多条平行排布的传感控制线31、多条平行排布的信号读取线32以及规则排布的多个传感单元30。多条传感控制线31和多条信号读取线32交叉形成多个子区域，每个子区域内设置一个传感单元30。在一些示例中，多条传感控制线31可以沿列方向排布，传感控制线31平行于水平方向；多条信号读取线32可以沿行方向排布，信号读取线32垂直于水平方向。然而，本实施例对此并不限定。
如图1所示，传感单元30可以包括薄膜晶体管1和光敏元件2。光敏元件2可以与薄膜晶体管1连接，薄膜晶体管1分别与对应的传感控制线31和信号读取线32连接。在一些示例中，薄膜晶体管1的栅电极可以与对应的传感控制线31连接，薄膜晶体管1的漏电极可以与信号读取线32连接，薄膜晶体管1的源电极可以与光敏元件2连接。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，薄膜晶体管1的源电极和漏电极可以位置互换。
如图1所示，光敏元件2可以用于感受光信号来生成对应的电信号，传感控制线31可以用于给与其连接的薄膜晶体管1提供传感控制信号，以使得光敏元件2向对应的信号读取线32输出生成的电信号。
在本示例性实施例中，在光敏元件2工作时，在传感控制线31提供的传感控制信号的控制下，薄膜晶体管1可以处于截止状态，光敏元件2受到光照产生的电荷可以在薄膜晶体管1的有源层累积。当薄膜晶体管1在传感控制线31提供的传感控制信号的控制下导通时，光敏元件2产生的电信号可以通过薄膜晶体管1流入对应的信号读取线32，由信号读取线32将电信号传递给处理电路，例如处理电路可以根据接收到的电信号进行指纹识别。
图2为本公开至少一实施例的光敏传感器的平面示意图。图3为图2中A-A’方向的剖面示意图。如图2和图3所示，薄膜晶体管和光敏元件位于传感控制线31和信号读取线32交叉形成的子区域内。薄膜晶体管和光敏元件可以在基底10上相邻设置。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，光敏元件和薄膜晶体管可以层叠设置在基底上，例如，光敏元件可以位于薄膜晶体管的上方。
如图3所示，在沿着垂直于基底10的平面内，薄膜晶体管可以包括：位于基底10的栅电极11、覆盖栅电极11的第一绝缘层12、形成在第一绝缘层12上的有源层13、同层设置的源电极14和漏电极15、以及覆盖有源层13、第一绝缘层12、源电极14和漏电极15的第二绝缘层16。
如图3所示，在沿着垂直于基底10的平面内，光敏元件可以包括：与薄膜晶体管的源电极14和漏电极15同层设置的第一电极20、形成在第一电极20上的光敏层21、形成在光敏层21上的第二电极22、平坦层17、第三绝缘层18以及与第二电极22连接的第三电极23。其中，第一电极20与薄膜晶体管的源电极14和漏电极15可以同层设置，且第一电极20与漏电极15可以为一体结构。光敏层21可以通过第二绝缘层16上第一开口与第一电极20连接。平坦层17和第三绝缘层18覆盖第二绝缘层16、第一电极20、光敏层21和第二电极22。第三电极23可以通过第三绝缘层18上的第二开口与第二电极22连接。
如图2和图3所示，光敏元件的第三电极23在基底10上的正投影可以覆盖光敏层21在基底10上的正投影。第一电极20在基底10上的正投影可以覆盖光敏层21在基底10上的正投影。光敏层21在基底10上的正投影可以覆盖第二电极22在基底10上的正投影。光敏元件的第二电极22的面积可以小于光敏层21的面积，从而可以降低光敏元件边缘的漏电流，进而提高光敏元件的灵敏度。
如图2和图3所示，多个光敏元件的第三电极23相互连接并形成一体结构，可以向光敏元件的第二电极22提供工作电压。在本示例中，第三电极23可以作为光敏传感器的工作电压的输入端，同时可以实现与第二电极22之间的搭接。如图2所示，多个光敏元件的第三电极23在基底10上的正投影可以与传感控制线31在基底10上的正投影部分交叠，并与信号读取线32在基底10上的正投影部分交叠，以有效降低第三电极23与传感控制线31和信号读取线32之间产生寄生电容。
如图2和图3所示，在光敏元件远离基底10的一侧可以设置屏蔽层25，屏蔽层25可以覆盖传感区域。屏蔽层25的材料可以为透明导电材料，例如ITO。屏蔽层25可以与绑定区域的绑定电极连接，以实现接地。然而，本实施例对此并不限定。
下面通过本示例性实施例的光敏传感器的制备过程的示例进一步说明本实施例的技术方案。本实施例中所说的“构图工艺”包括沉积膜层、涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理，是已知成熟的制备工艺。沉积可采用溅射、蒸镀、化学气相沉积等已知工艺，涂覆可采用已知的涂覆工艺，刻蚀可采用已知的方法，在此不做限定。在本实施例的描述中，需要理解的是，“薄膜”是指将某一种材料在基底上利用沉积或其它工艺制作出的一层薄膜。
本实施例提供的光敏传感器的制备过程可以包括以下步骤。
(1)在基底上形成栅电极图案。形成栅电极图案可以包括：在基底10上沉积第一金属薄膜，通过构图工艺对第一金属薄膜进行构图，在基底10上形成栅电极11图案以及传感控制线31，如图4和图5所示，图5为图4中A-A方向的剖面图。在本示例中，薄膜晶体管的栅电极11与传感控制线31连接。位于同一行的薄膜晶体管的栅电极11可以为与同一根传感控制线31连接的一体结构，传感控制线31可以给栅电极11提供传感控制信号，以控制薄膜晶体管的通断。传感控制线31可以平行于水平方向，且沿着列方向排布。然而，本实施例对此并不限定。
其中，基底10可以为刚性基底，例如采用玻璃或石英等材料，或者，可以为柔性基底，例如采用聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或经表面处理的聚合物软膜等材料。
其中，第一金属薄膜可以采用金属材料，如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)等，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(AlNd)、钼铌合金(MoNb)等，可以是多层金属，如Mo/Cu/Mo等，或者是金属和透明导电材料形成的堆栈结构，如ITO/Ag/ITO等。
(2)形成有源层图案。形成有源层图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上，依次沉积第一绝缘薄膜和有源薄膜，通过第一次光刻工艺，对有源薄膜进行湿刻，形成有源层13图案，然后通过第二次光刻工艺，对第一绝缘薄膜进行干刻，形成第一绝缘层12图案，如图6和图7所示，图7为图6中A-A方向的剖面示意图。
其中，第一绝缘薄膜可以采用硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等，或者采用高介电常数(High k)材料，如氧化铝(AlOx)、氧化铪(HfOx)、氧化钽(TaOx)等，可以是单层、多层或复合层。通常，第一绝缘层可以称为栅绝缘(GI，Gate Insulation)层。
其中，有源薄膜可以采用非晶态氧化铟镓锌材料(a-IGZO)、铟镓锌氧化物(IGZO，Indium Gallium Zinc Oxide)、氧化铟锌(IZO)、IGZXO、IGZYO、氮氧化锌(ZnON)、氧化铟锌锡(IZTO)、非晶硅(a-Si)、多晶硅(p-Si)、六噻吩、聚噻吩等一种或多种材料，即本实施例同时适用于基于氧化物(Oxide)技术、硅技术以及有机物技术制造的基于顶栅(Top Gate)薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)的显示基板。
(3)形成源电极和漏电极图案。形成源电极和漏电极图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上沉积第二金属薄膜，通过构图工艺对第二金属薄膜进行构图，形成源电极14和漏电极15图案、信号读取线32以及光敏元件的第一电极20，如图8和图9所示，图9为图8中A-A’方向的剖面示意图。在本示例中，源电极14和漏电极15分别与有源层13的两端连接。源电极14与信号读取线32连接，且位于同一列的薄膜晶体管的源电极可以为与同一根信号读取线32连接的一体结构。光敏元件的第一电极20和薄膜晶体管的漏电极15可以为一体结构。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，光敏元件的第一电极可以与薄膜晶体管的源电极连接。
其中，第二金属薄膜可以采用金属材料，如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)等，或上述金属的合金材料，如铝钕合金(AlNd)、钼铌合金(MoNb)等，可以是多层金属，如Mo/Cu/Mo等，或者是金属和透明导电材料形成的堆栈结构，如ITO/Ag/ITO等。
(4)形成第二绝缘层图案。形成第二绝缘层图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上，沉积第二绝缘薄膜，通过一次光刻工艺，对第二绝缘薄膜进行干刻，形成第二绝缘层16图案，如图10和图11所示，图11为图10中A-A’方向的剖面示意图。在本示例中，第二绝缘层16上形成有第一过孔K1，第一过孔K1可以露出第一电极20的表面。
其中，第二绝缘薄膜可以采用硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等，或者采用高介电常数(High k)材料，如氧化铝(AlOx)、氧化铪(HfOx)、氧化钽(TaOx)等，可以是单层、多层或复合层。第二绝缘层还可以称为第一钝化层(PVX)。
通过步骤(1)至(4)可以形成薄膜晶体管。其中，薄膜晶体管的栅电极11与传感控制线31可以同层设置，薄膜晶体管的源电极14、漏电极15、信号读取线32以及光敏元件的第一电极20可以同层设置。薄膜晶体管的栅电极11与传感控制线31可以通过一次构图工艺同步形成，且可以为一体结构；薄膜晶体管的源电极14、漏电极15、信号读取线32以及光敏元件的第一电极20可以通过一次构图工艺同步形成，且薄膜晶体管的源电极14和信号读取线32可以为一体结构，漏电极15和光敏元件的第一电极20可以为一体结构。本实施例可以简化光敏传感器的制备流程。
(5)形成光敏层和第二电极图案。形成光敏层和第二电极图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上，依次沉积光敏材料和第一透明导电薄膜，通过第一次光刻，对第一透明导电薄膜进行湿刻，之后可以通过第二次光刻工艺，例如，RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)工艺，对光敏材料进行干刻，形成光敏层21图案，然后通过第三次光刻工艺，对第一次光刻后的第一透明导电薄膜再进行湿刻，形成第二电极22图案，如图10和图11所示。
如图10所示，光敏元件的第一电极20在基底10上的正投影可以覆盖光敏层21在基底10上的正投影。光敏层21在基底10上的正投影可以覆盖第二电极22在基底10上的正投影。在本示例中，通过对第一透明导电薄膜进行二次刻蚀，可以使得第二电极22的面积小于光敏层21的面积，从而可以降低光敏元件的边缘的漏电流，进而提高光敏元件的灵敏度。
其中，光敏材料可以包括有机光敏材料。第一透明导电薄膜可以采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等材料。
(6)形成平坦层和第三绝缘层图案。形成平坦层和第三绝缘层图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上，涂覆平坦化薄膜，通过掩模曝光显影的光刻工艺形成平坦层17图案，然后，沉积第三绝缘薄膜，通过构图工艺对第三绝缘薄膜进行构图，形成第三绝缘层18图案，如图12和图13所示，图13为图12中A-A’方向的剖面示意图。在本示例中，第三绝缘层18上形成有第二过孔K2，第二过孔K2内的平坦层17被刻蚀，可以露出第二电极22的表面。
其中，平坦化薄膜的材料可以包含但不限于聚硅氧烷系材料、亚克力系材料或聚酰亚胺系材料等。
其中，第三绝缘薄膜可以采用硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等，或者采用高介电常数(High k)材料，如氧化铝(AlOx)、氧化铪(HfOx)、氧化钽(TaOx)等，可以是单层、多层或复合层。通常，第三绝缘层18还可以称为第二钝化层。
(7)形成第三电极图案。形成第三电极图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上，沉积第二透明导电薄膜，通过构图工艺对第二透明导电薄膜进行构图，形成第三电极23图案，如图12和图13所示。第三电极23可以通过第二过孔K2与第二电极22连接。第三电极23可以为光敏元件的工作电压的输入端，向第二电极22提供工作电压。
如图12所示，多个光敏元件的第三电极23可以为相互连接的一体结构。一体结构的第三电极23在基底10上的正投影可以覆盖光敏元件的光敏层21在基底10上的正投影，而且，可以与传感控制线31在基底10上的正投影部分交叠，并与信号读取线32在基底10上的正投影部分交叠。在本示例中，在确保多个光敏元件的第三电极23相互连接的基础上，可以减少与传感信号线31和信号读取线32的交叠区域，从而可以减小第三电极和传感信号线31和信号读取线32之间的寄生电容，可以有效降低光敏元件的噪声。
在本示例中，第三电极23的厚度可以为700埃。然而，本实施例对此并不限定。
其中，第二透明导电薄膜可以采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等材料。
在本示例中，光敏元件的第二电极22和第三电极23的材料可以为同种材料，例如均为ITO。由于同种材料之间的匹配度更高，噪声更低，因此，能够降低光敏元件的暗电流，进而提高光敏元件的灵敏度。
在本示例中，光敏元件的第三电极23可以采用透明导电材料，且第三电极23在基底10上的正投影可以覆盖光敏层21在基底10上的正投影，从而可以增大光敏元件的有效感光面积，增强光敏元件接收到的光信号量。
通过步骤(4)至步骤(7)可以形成光敏元件。其中，多个光敏元件的第三电极23可以为相互连接的一体结构。多个光敏元件的第三电极23可以通过一次构图工艺同步形成，可以简化光敏传感器的制备流程。
(8)形成第四绝缘层图案。形成第四绝缘层图案可以包括：在形成有前述图案的基底10上，沉积第四绝缘薄膜，通过构图工艺对第四绝缘薄膜进行构图，形成第四绝缘层19图案，如图2和图3所示，图3为图2中A-A’方向的剖面示意图。
其中，第四绝缘薄膜可以采用硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等，或者采用高介电常数(High k)材料，如氧化铝(AlOx)、氧化铪(HfOx)、氧化钽(TaOx)等，可以是单层、多层或复合层。第四绝缘层还可以称为第三钝化层(PVX)。
(9)形成屏蔽层图案。形成屏蔽层可以包括：在形成有前述图案的基底10上，沉积第三透明导电薄膜，通过构图工艺对第三透明导电薄膜进行构图，形成屏蔽层25图案，如图2和图3所示。屏蔽层25可以覆盖薄膜晶体管和光敏元件所在的传感区域。在一些示例中，屏蔽层25的厚度可以为400埃。
在一些示例中，屏蔽层25可以与光敏传感器的绑定区域的绑定电极连接，用于接收接地信号，实现接地。然而，本实施例对此并不限定。
其中，第三透明导电薄膜可以采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等材料。
在本示例中，屏蔽层25的材料可以与第三电极23的材料相同，例如均为ITO。然而，本实施例对此并不限定。
在一些示例中，本实施例提供的光敏传感器可以设置在远离OLED显示模组的出光面的一侧，以支持实现指纹识别。光敏传感器采用高透过率和导电率的透明导电材料形成屏蔽层，可以有效屏蔽OLED显示模组的电磁干扰。而且，采用透明导电材料形成第三电极，可以有效提高光敏元件的有效吸光面积。
图14为本公开至少一实施例的光敏传感器的制备方法。如图14所示，本实施例提供的光敏传感器的制备方法，包括：
S1、在基底的传感区域内形成规则排布的多个传感单元；
S2、在传感单元远离基底的一侧形成覆盖传感区域的屏蔽层，屏蔽层的材料为透明导电材料，屏蔽层连接恒压信号端。
在一些示例性实施方式中，在基底的传感区域内形成多个规则排布的传感单元，可以包括：在基底上形成薄膜晶体管，其中，同步形成薄膜晶体管的源电极、漏电极以及光敏元件的第一电极，且光敏元件的第一电极与薄膜晶体管的源电极或漏电极连接；在光敏元件的第一电极上形成光敏元件的光敏层；在光敏元件的光敏层上形成光敏元件的第二电极，其中，第二电极的材料为透明导电材料；形成与第二电极连接的第三电极。其中，第三电极向光敏元件的第二电极提供工作电压，第三电极的材料可以为透明导电材料。光敏元件的第三电极在基底上的正投影可以覆盖光敏元件的光敏层在基底上的正投影。
有关光敏传感器的制备过程，已在之前的实施例中详细说明，这里不再赘述。
本公开实施例还提供一种电子设备，包括前述的光敏传感器。其中，本实施例的电子设备可以是手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有光传感功能的产品或部件。
在一些示例中，电子设备可以为具有指纹识别功能的显示装置，电子设备可以包括显示模组和光敏传感器，光敏传感器可以位于远离显示模组的出光面一侧。本示例性实施例提供的电子设备，通过采用前述实施例的光敏传感器，可以提升稳定和可靠性。
在本公开实施例的描述中，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种光敏传感器，其特征在于，包括：
基底，所述基底具有传感区域，所述传感区域内设置有规则排布的多个传感单元，所述传感单元远离所述基底的一侧设置有屏蔽层，所述屏蔽层覆盖所述传感区域，所述屏蔽层的材料为透明导电材料，所述屏蔽层连接恒压信号端；
所述传感单元包括薄膜晶体管和光敏元件，所述光敏元件包括：与所述薄膜晶体管的源电极或漏电极连接的第一电极、形成在所述第一电极上的光敏层、形成在所述光敏层上的第二电极、以及与所述第二电极连接的第三电极；所述第三电极在所述基底上的正投影覆盖所述光敏层在所述基底上的正投影，所述第三电极用于向所述光敏元件的第二电极提供工作电压；
所述光敏层在所述基底上的正投影覆盖所述第二电极在所述基底上的正投影，所述第二电极的面积小于所述光敏层的面积。
2.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，所述光敏元件的第二电极和第三电极的材料为透明导电材料。
3.根据权利要求2所述的光敏传感器，其特征在于，多个光敏元件的第三电极为相互连接的一体结构。
4.根据权利要求2或3所述的光敏传感器，其特征在于，所述薄膜晶体管包括：位于所述基底的栅电极、覆盖所述栅电极的第一绝缘层、形成在所述第一绝缘层上的有源层、以及同层设置的源电极和漏电极；所述源电极和漏电极分别与所述有源层连接；
所述光敏元件的第一电极与所述薄膜晶体管的源电极和漏电极同层设置，且所述光敏元件的第一电极与所述薄膜晶体管的源电极或漏电极为一体结构。
5.根据权利要求4所述的光敏传感器，其特征在于，所述光敏传感器还包括：多条平行排布的传感控制线和多条平行排布的信号读取线，所述传感单元设置在由所述传感控制线和信号读取线交叉形成的子区域内，所述传感单元的薄膜晶体管的栅电极与对应的传感控制线连接，所述薄膜晶体管的源电极或漏电极与对应的信号读取线连接；
所述多个光敏元件的第三电极在所述基底上的正投影与所述传感控制线在所述基底上的正投影部分交叠，并与所述信号读取线在所述基底上的正投影部分交叠。
6.根据权利要求5所述的光敏传感器，其特征在于，所述传感控制线与所述薄膜晶体管的栅电极同层设置，所述传感控制线与对应连接的多个薄膜晶体管的栅电极为一体结构；
所述信号读取线与所述薄膜晶体管的源电极和漏电极同层设置，所述信号读取线与对应连接的多个薄膜晶体管的源电极或漏电极为一体结构。
7.根据权利要求2所述的光敏传感器，其特征在于，所述第三电极的厚度为700埃。
8.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，所述屏蔽层接地。
9.根据权利要求1所述的光敏传感器，其特征在于，所述屏蔽层的厚度范围为大于或等于400埃。
10.一种光敏传感器的制备方法，其特征在于，包括：
在基底的传感区域内形成规则排布的多个传感单元；
在所述传感单元远离所述基底的一侧形成覆盖所述传感区域的屏蔽层，所述屏蔽层的材料为透明导电材料，且所述屏蔽层连接恒压信号端；
所述在基底的传感区域内形成多个规则排布的传感单元，包括：
在所述基底上形成薄膜晶体管；其中，同步形成薄膜晶体管的源电极、漏电极以及光敏元件的第一电极，且所述光敏元件的第一电极与所述薄膜晶体管的源电极或漏电极连接；
在所述光敏元件的第一电极上形成光敏元件的光敏层；
在所述光敏元件的光敏层上形成光敏元件的第二电极；所述光敏层在所述基底上的正投影覆盖所述第二电极在所述基底上的正投影，所述第二电极的面积小于所述光敏层的面积；
形成与所述第二电极连接的第三电极，所述第三电极向所述光敏元件的第二电极提供工作电压，所述光敏元件的第三电极在所述基底上的正投影覆盖所述光敏元件的光敏层在所述基底上的正投影。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第二电极的材料为透明导电材料；所述第三电极的材料为透明导电材料。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的光敏传感器。
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