光电二极管及其制备方法

摘要

在本申请提供的光电二极管及其制备方法中，包括P电极、N电极以及用于连接P电极和N电极的导电沟道；其中，导电沟道包括第一导电沟道图案、第二导电沟道图案和第三导电沟道图案，第二导电沟道图案位于第一导电沟道图案与第三导电沟道图案之间，第一导电沟道图案与第三导电沟道图案均为梳子状结构，且第一导电沟道图案、第二导电沟道图案以及第三导电沟道图案相互配合呈咬合状，通过把光电二极管的导电沟道设置成梳子状结构，且能相互配合呈咬合状，从而增大了二极管的结面积，进而提高了光生电流，从而解决在满足器件的响应速度的前提下通过提高感光传感器的光生电流来提升指纹识别灵敏度的技术问题。

权利要求

1.一种光电二极管，其特征在于，包括：P电极、N电极以及用于连接P电极和N电极的导电沟道；

其中，所述导电沟道包括第一导电沟道图案、第二导电沟道图案和第三导电沟道图案，所述第二导电沟道图案位于所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案之间，所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图案、所述第二导电沟道图案以及所述第三导电沟道图案相互配合呈咬合状，所述导电沟道上设置有吸光层图案，且所述吸光层图案将部分导电沟道裸露在外。

2.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述第一导电沟道图案包括第一主体部和多个第一支部，所述多个第一支部间隔设置在所述第一主体部的第一侧；所述第三导电沟道图案包括第二主体部和多个第二支部，所述多个第二支部间隔设置在所述第二主体部的第二侧；所述第一侧和所述第二侧相对设置，所述多个第一支部与所述多个第二支部错位设置。

3.根据权利要求2所述的光电二极管，其特征在于，相邻所述第一支部之间设置有至少一个所述第二支部。

4.根据权利要求3所述的光电二极管，其特征在于，当相邻所述第一支部之间设置一个所述第二支部时，所述多个第一支部等间隔设置在所述第一主体部，所述多个第二支部等间隔设置在所述第二主体部。

5.根据权利要求3所述的光电二极管，其特征在于，当相邻所述第一支部之间设置至少两个所述第二支部时，所述多个第一支部的宽度大于所述第二支部的宽度。

6.根据权利要求2所述的光电二极管，其特征在于，所述第一主体部包括相连接的第一区域和第二区域，所述第二主体部包括相互连接的第三区域和第四区域，其中，所述第一区域和所述第三区域分相对设置，所述第二区域和所述第四区域相对设置；

多个所述第一支部间隔设置在所述第一区域上，多个所述第二支部间隔设置在所述第三区域上。

7.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述P电极设置在所述导电沟道上并沿着所述导电沟道的一侧延伸，所述N电极设置在所述导电沟道上并沿着所述导电沟道的另一侧延伸。

8.根据权利要求1所述的光电二极管，其特征在于，所述导电沟道以及所述吸光层图案上设置有绝缘层，且所述绝缘层上设置有第一过孔和第二过孔；其中，所述P电极通过所述第一过孔与所述导电沟道连接，所述N电极通过所述第二过孔与所述导电沟道连接。

9.一种光电二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一基板，在所述基板上依次形成遮光层图案以及缓冲层；

在所述缓冲层上形成导电沟道，并对所述导电沟道进行离子掺杂处理，以形成第一导电沟道图案、第二导电沟道图案以及第三导电沟道图案，所述第二导电沟道图案位于所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案之间，所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图案、所述第二导电沟道图案以及所述第三导电沟道图案相互配合呈咬合状；

在所述导电沟道上形成P电极和N电极，所述P电极和所述N电极用于与所述导电沟道连接。

说明书

光电二极管及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及显示领域，具体涉及一种光电二极管及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前，指纹识别技术已经广泛应用于中小尺寸的面板中，其中主要有电容式、超声波式和光学式等几种方式。相比于电容式和超声波式指纹识别技术，光学指纹识别技术稳
定性好、抗静电能力强、穿透能力好且成本较低。光学指纹识别技术利用的是光的折射和反
射原理，当光照射到手指上，经手指反射后由感光传感器接收，感光传感器接收后可将光信
号转换为电学信号，从而进行读取；由于指纹谷和脊对光的反射不同，感光传感器所接收到
谷和脊的反射光强不同，所转换的电流或者电压的大小也就不同，因此可以抓取指纹中的
特殊点，提供唯一性的确认信息。

[0003] 近年来，普遍采用的感光传感器为非晶硅材料的垂直型PIN二极管。对于感光传感器来说，光生电流越大，指纹识别的灵敏度就越高，而影响二极管的光生电流的因素主要有
耗尽层宽度、二极管结面积和二极管表面的反射率。耗尽层宽度越宽，本征层能够吸收更多
的光能，电子‑空穴对可以被内建电场分离，光电流更大，响应度更好；但是耗尽层过大，载
流子渡越时间会很长，从而降低器件的响应速度。

[0004] 因此，怎样在满足器件的响应速度的前提下通过提高感光传感器的光生电流来提升指纹识别灵敏度是全世界面板厂家正在努力攻克的难关。

发明内容

[0005] 本申请提供一种光电二极管及其制备方法，可以解决在满足器件的响应速度的前提下通过提高感光传感器的光生电流来提升指纹识别灵敏度的技术问题。

[0006] 本申请提供一种光电二极管，包括：P电极、N电极以及用于连接P电极和N电极的导电沟道；其中，所述导电沟道包括第一导电沟道图案、第二导电沟道图案和第三导电沟道图
案，所述第二导电沟道图案位于所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案之间，所
述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图
案、所述第二导电沟道图案以及所述第三导电沟道图案相互配合呈咬合状。

[0007] 在本申请所提供的光电二极管中，所述第一导电沟道图案包括第一主体部和多个第一支部，所述多个第一支部间隔设置在所述第一主体部的第一侧；所述第三导电沟道图
案包括第二主体部和多个第二支部，所述多个第二支部间隔设置在所述第二主体部的第二
侧；所述第一侧和所述第二侧相对设置，所述多个第一支部与所述多个第二支部错位设置。

[0008] 在本申请所提供的光电二极管中，相邻所述第一支部之间设置有至少一个所述第二支部。

[0009] 在本申请所提供的光电二极管中，当相邻所述第一支部之间设置一个所述第二支部时，所述多个第一支部等间隔设置在所述第一主体部，所述多个第二支部等间隔设置在
所述第二主体部。

[0010] 在本申请所提供的光电二极管中，当相邻所述第一支部之间设置至少两个所述第二支部时，所述多个第一支部的宽度大于所述第二支部的宽度。

[0011] 在本申请所提供的光电二极管中，所述第一主体部包括相连接的第一区域和第二区域，所述第二主体部包括相互连接的第三区域和第四区域，其中，所述第一区域和所述第
三区域分相对设置，所述第二区域和所述第四区域相对设置；

[0012] 多个所述第一支部间隔设置在所述第一区域上，多个所述第二支部间隔设置在所述第三区域上。

[0013] 在本申请所提供的光电二极管中，所述导电沟道上设置有吸光层图案，且所述吸光层图案将部分导电沟道裸露在外。

[0014] 在本申请所提供的光电二极管中，所述P电极设置在所述导电沟道上并沿着所述导电沟道的一侧延伸，所述N电极设置在所述导电沟道上并沿着所述导电沟道的另一侧延
伸。

[0015] 在本申请所提供的光电二极管中，所述导电沟道以及所述吸光层图案上设置有绝缘层，且所述绝缘层上设置有第一过孔和第二过孔；其中，所述N电极通过所述第一过孔与
所述导电沟道连接，所述P电极通过所述第二过孔与所述导电沟道连接。

[0016] 本申请还提供一种光电二极管的制备方法，所述制备方法包括：

[0017] 提供一基板，在所述基板上依次形成遮光层图案以及缓冲层；

[0018] 在所述缓冲层上形成导电沟道，并对所述导电沟道进行离子掺杂处理，以形成第一导电沟道图案、第二导电沟道图案以及第三导电沟道图案，所述第二导电沟道图案位于
所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案之间，所述第一导电沟道图案与所述第三
导电沟道图案均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图案、所述第二导电沟道图案以及所
述第三导电沟道图案相互配合呈咬合状；

[0019] 在所述导电沟道上形成P电极和N电极，所述P电极和所述N电极用于与所述导电沟道连接。

[0020] 在本申请提供的光电二极管及其制备方法中，通过把光电二极管的导电沟道设置成梳子状结构，且能相互配合呈咬合状，从而增大了二极管的结面积，进而提高了光生电
流，另外还在导电沟道上增加了吸光层，可以充分吸收指纹反射光，产生更多电子‑空穴对，
从而进一步提高光生电流，从而解决在满足器件的响应速度的前提下通过提高感光传感器
的光生电流来提升指纹识别灵敏度的技术问题。

附图说明

[0021] 为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本
领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0022] 图1为本申请实施例提供的光电二极管的第一结构示意图；

[0023] 图2为本申请实施例提供的导电沟道的第一结构示意图；

[0024] 图3为本申请实施例提供的导电沟道的第二结构示意图；

[0025] 图4为本申请实施例提供的导电沟道的第三结构示意图；

[0026] 图5为本申请实施例提供的导电沟道的第四结构示意图；

[0027] 图6为本申请实施例提供的光电二极管的第二结构示意图；

[0028] 图7为本申请实施例提供的光电二极管的第三结构示意图；

[0029] 图8为本申请实施例提供的光电二极管的制备方法的流程示意图；

[0030] 图9为本申请实施例提供的光电二极管的制备方法的子流程示意图。

具体实施方式

[0031] 下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基
于本申请中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施方式，都属于本申请保护的范围。

[0032] 请参阅图1，图1为本申请实施例提供的光电二极管的第一结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的光电二极管，包括：P电极101、N电极102以及用于连接P电极101和N
电极102的导电沟道103；其中，所述导电沟道103包括第一导电沟道图案1031、第二导电沟
道图案1032和第三导电沟道图案1033。

[0033] 其中，所述第二导电沟道图案1032位于所述第一导电沟道图案1031与所述第三导电沟道图案1033之间，所述第一导电沟道图案1031与所述第三导电沟道图案1033均为梳子
状结构，且所述第一导电沟道图案1031、所述第二导电沟道图案1032以及所述第三导电沟
道图案1033相互配合呈咬合状。

[0034] 其中，可以理解的，现有的光电二极管的导电沟道图案都是矩形状设计，本申请所提供的光电二极管的导电沟道采用梳子状设计，且相互配合呈咬合状，相比着原本一条直
线的接触面，现在增加了很多折线的接触面，从而提高了光电二极管的PN结的结面积，进而
提高了光生电流，达到了提升感光传感器指纹识别的灵敏度的技术效果。

[0035] 其中，在一种实施方式中，所述第一导电沟道图案1031的材质为硼离子掺杂多晶硅，所述第二导电沟道图案1032的材质为非晶硅，所述第三导电沟道图案1033的材质为磷
离子掺杂多晶硅。

[0036] 具体地，请参阅图2，图2为本申请实施例提供的导电沟道的第一结构示意图。本申请所提供的导电沟道，包括：第一导电沟道图案201、第二导电沟道图案202和第三导电沟道
图案203，其中，所述第一导电沟道图案201包括第一主体部2011和多个第一支部2012，所述
多个第一支部2012间隔设置在所述第一主体部2011的第一侧2013；所述第三导电沟道图案
203包括第二主体部2031和多个第二支部2032，所述多个第二支部2032间隔设置在所述第
二主体部2031的第二侧2033；所述第一侧2013和所述第二侧2033相对设置，所述多个第一
支部2012与所述多个第二支部2032错位设置。

[0037] 其中，所述第一导电沟道图案201与所述第三导电沟道图案203均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图案201、所述第二导电沟道图案202以及所述第三导电沟道图案203
相互配合呈咬合状。

[0038] 其中，在一种实施方式中，所述第一支部2012与所述第二支部2032的形状包括半椭圆形、矩形、三角形中的一种；其中，当所述第一支部2012与所述第二支部2032的形状为
矩形时，此时光电二极管中PN结的结面积最大，从而达到最好的提升感光传感器指纹识别
的灵敏度的技术效果。因为形成不同形状的工艺难度不同，所达到的技术效果也不同，所以
所述第一支部2012与所述第二支部2032具体采用什么形状还是根据具体的工艺流程决定。

[0039] 具体地，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的导电沟道的第二结构示意图，本申请所提供的导电沟道，包括：第一导电沟道图案301、第二导电沟道图案302和第三导电沟道
图案303，其中，所述第一导电沟道图案301包括第一主体部3011和多个第一支部3012，所述
多个第一支部3012间隔设置在所述第一主体部3011的第一侧3013；所述第三导电沟道图案
303包括第二主体部3031和多个第二支部3032，所述多个第二支部3032间隔设置在所述第
二主体部3031的第二侧3033；所述第一侧3013和所述第二侧3033相对设置，所述多个第一
支部3012与所述多个第二支部3032错位设置。

[0040] 其中，所述第一导电沟道图案301与所述第三导电沟道图案303均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图案301、所述第二导电沟道图案302以及所述第三导电沟道图案303
相互配合呈咬合状。

[0041] 其中，相邻所述第一支部3012之间设置一个所述第二支部3032，所述多个第一支部3012等间隔设置在所述第一主体部3011，所述多个第二支部3032等间隔设置在所述第二
主体部3031。

[0042] 进一步地，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的导电沟道的第三结构示意图，图4所示的导电沟道与图3所示的导电沟道的区别在于，图4所示的导电沟道中，相邻所述第一
支部3012之间设置两个所述第二支部3032，其中，第一支部3012的厚度大于第二支部3032
的厚度。

[0043] 其中可以理解的，图4所示的导电沟道中第一支部3012的厚度偏大，所以在制备第一支部3012时，工艺更加简单。与图3相比，光电二极管中PN结的结面积没有图3的大，因此
提升感光传感器指纹识别的灵敏度的技术效果也没有图3中所示的导电沟道好；但是图4所
示的导电沟道制备的工艺更加简单，不容易产生失败，从而降低了成本。

[0044] 进一步地，请参阅图5，图5为本申请实施例提供的导电沟道的第四结构示意图，图5所示的导电沟道与图3所示的导电沟道的区别在于，所述第一主体部3011包括相连接的第
一区域30111和第二区域30112，所述第二主体部3031包括相互连接的第三区域30311和第
四区域30312，其中，所述第一区域30111和所述第三区域30311分相对设置，所述第二区域
30112和所述第四区域30312相对设置，多个所述第一支部3012间隔设置在所述第一区域
30111上，多个所述第二支部3032间隔设置在所述第三区域30311上。

[0045] 其中，可以理解的，图5所示的第一支部3012和第二支部3032都是分区域设置的，这样的话可以分区域制备第一支部3012和第二支部3032，不需要在制得第一支部3012后，
然后在相邻第一支部3012的间隔中制备第二支部3032，从而减少了制备工艺的难度，增加
了成品率，减少了成本的消耗。

[0046] 在本申请的所提供的光电二极管中，通过把光电二极管的导电沟道设置成梳子状结构，且能相互配合呈咬合状，从而增大了二极管的结面积，进而提高了光生电流，从而解
决在满足器件的响应速度的前提下通过提高感光传感器的光生电流来提升指纹识别灵敏
度的技术问题。

[0047] 具体地，请参阅图6，图6为本申请实施例提供的光电二极管的第二结构示意图，如图6所示，本申请实施例提供的光电二极管，包括：P电极401、N电极402、用于连接P电极401
和N电极402的导电沟道403、吸光层图案404以及绝缘层405。

[0048] 其中，所述导电沟道403包括第一导电沟道图案4031、第二导电沟道图案4032和第三导电沟道图案4033，所述吸光层图案404设置在所述导电沟道403上，且所述吸光层图案
404将部分导电沟道403裸露在外，所述绝缘层405设置在所述导电沟道403以及所述吸光层
图案404上，且所述绝缘层405上设置有第一过孔4051和第二过孔4052；其中，所述P电极401
通过所述第一过孔4051与所述导电沟道403连接，所述N电极402通过所述第二过孔4052与
所述导电沟道403连接。

[0049] 其中，可以理解的，所述吸光层图案404的材质为非晶硅，且所述吸光层图案404为了保证对光线的充分吸收，所以制得的所述吸光层图案404的厚度至少为1000埃。

[0050] 进一步地，请参阅图7，图7为本申请实施例提供的光电二极管的第三结构示意图，如图7所示，本申请实施例提供的光电二极管，包括：P电极501、N电极502、用于连接P电极
501和N电极502的导电沟道503以及吸光层图案404。

[0051] 其中，所述导电沟道503包括第一导电沟道图案5031、第二导电沟道图案5032和第三导电沟道图案5033，所述吸光层图504设置在所述导电沟道503上，且所述吸光层图案504
将部分导电沟道503裸露在外，所述P电极501设置在所述导电沟道503上并沿着所述导电沟
道503的一侧延伸，所述N电极502设置在所述导电沟道503上并沿着所述导电沟道503的另
一侧延伸。

[0052] 在本申请提供的光电二极管及其制备方法中，通过在导电沟道上增加了吸光层，可以充分吸收指纹反射光，产生更多电子‑空穴对，从而提高光生电流，从而解决在满足器
件的响应速度的前提下通过提高感光传感器的光生电流来提升指纹识别灵敏度的技术问
题。

[0053] 具体地，请参阅图8，图8为本申请实施例提供的光电二极管的制备方法的流程示意图，所述制备方法，包括以下步骤：601、提供一基板，在所述基板上依次形成遮光层图案
以及缓冲层；602、在所述缓冲层上形成导电沟道，并对所述导电沟道进行离子掺杂处理，以
形成第一导电沟道图案、第二导电沟道图案以及第三导电沟道图案，所述第二导电沟道图
案位于所述第一导电沟道图案与所述第三导电沟道图案之间，所述第一导电沟道图案与所
述第三导电沟道图案均为梳子状结构，且所述第一导电沟道图案、所述第二导电沟道图案
以及所述第三导电沟道图案相互配合呈咬合状；603、在所述导电沟道上形成P电极和N电
极，所述P电极和所述N电极用于与所述导电沟道连接。

[0054] 进一步地，请参阅图8、图9，图9为本申请实施例提供的光电二极管的制备方法的子流程示意图。结合图8，图9所示，步骤602具体包括：6021、在所述缓冲层上形成导电沟道；
6022、对所述导电沟道的一侧进行硼离子掺杂处理，以形成第一导电沟道图案，所述第一导
电沟道图案为梳子状结构；6023、对所述导电沟道的另一侧进行磷离子掺杂，以形成第三导
电沟道图案，所述第三导电沟道图案为梳子状结构；6024、通过蚀刻的方式将所述导电沟道
未被离子处理处的多晶硅蚀刻掉，并采用非晶硅填充，以形成第二导电沟道图案，且所述第
一导电沟道图案、所述第二导电沟道图案以及所述第三导电沟道图案相互配合呈咬合状；
6025、对所述第一导电沟道图案和所述第三导电沟道图案进行快速热退火处理，以使所述
第一导电沟道图案和所述第三导电沟道图案中的离子活化。

[0055] 其中，可以理解的，对所述第一导电沟道图案和所述第三导电沟道图案进行快速热退火处理，以使所述第一导电沟道图案和所述第三导电沟道图案中的离子活化，从而可
以使所述第一导电沟道图案和所述第三导电沟道图案与P电极和N电极的接触阻抗降低，从
而进一步提高光电二极管的光生电流。

[0056] 其中，在一种实施方式中，在导电沟道上的形成P电极需要沿着所述导电沟道的一侧延伸至所述缓冲层上，并覆盖所述导电沟道一侧，在导电沟道上的形成N电极需要沿着所
述导电沟道的另一侧延伸至所述缓冲层上，并覆盖所述导电沟道另一侧，在形成P电极和N
电极之后，还需要在导电沟道上形成吸光层图案，并在P电极、N电极、导电沟道以及吸光层
图案上设置绝缘层。

[0057] 其中，在一种实施方式中，在导电沟道上的形成P电极和N电极之前，还需要先在导电沟道上形成吸光层图案，并在导电沟道以及吸光层图案上设置绝缘层，然后在绝缘层上
设置第一过孔和第二过孔，并在第一过孔处设置P电极与导电沟道连接，在第二过孔处设置
N电极与导电沟道连接。

[0058] 在本申请提供的光电二极管的制备方法中，通过把光电二极管的导电沟道设置成梳子状结构，且能相互配合呈咬合状，从而增大了二极管的结面积，进而提高了光生电流，
另外还在导电沟道上增加了吸光层，可以充分吸收指纹反射光，产生更多电子‑空穴对，从
而进一步提高光生电流，从而解决在满足器件的响应速度的前提下通过提高感光传感器的
光生电流来提升指纹识别灵敏度的技术问题。

[0059] 以上对本申请实施方式提供了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域
的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本
说明书内容不应理解为对本申请的限制。