光檢測(cè)器及其制造方法
【專利摘要】一種光檢測(cè)器及其制造方法，此光檢測(cè)器包括第一基板以及光轉(zhuǎn)換元件。第一基板具有感應(yīng)元件陣列，此感應(yīng)元件陣列用以接收特定波長(zhǎng)范圍的頻譜。光轉(zhuǎn)換元件位于感應(yīng)元件陣列上，其中光轉(zhuǎn)換元件包括光轉(zhuǎn)換材料層以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層，經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的發(fā)光頻譜與特定波長(zhǎng)范圍重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層的發(fā)光頻譜與特定波長(zhǎng)范圍不重迭。采用本發(fā)明可避免在沉積經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的初期形成不規(guī)則的晶粒，進(jìn)而可改善光散射的問(wèn)題使影像的分辨率增加。
【專利說(shuō)明】光檢測(cè)器及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種光檢測(cè)器及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種具有光轉(zhuǎn)換元件的光檢測(cè)器及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光檢測(cè)器可吸收光能而轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，并借此量測(cè)光通量或光功率，因此已廣泛地應(yīng)用在數(shù)字照相機(jī)、錄像機(jī)、夜視鏡、自動(dòng)照明設(shè)備、保全系統(tǒng)等各種領(lǐng)域中。柱狀結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料為目前常用的光轉(zhuǎn)換元件的材料之一。然而，現(xiàn)有技術(shù)在沉積柱狀結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料的初期會(huì)形成不規(guī)則的晶粒(grain)導(dǎo)致光散射的問(wèn)題，進(jìn)而使影像的分辨率不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種光檢測(cè)器及其制造方法，可改善光散射的問(wèn)題進(jìn)而使影像的分辨率增加。
[0004]本發(fā)明提出一種光檢測(cè)器，包括第一基板以及光轉(zhuǎn)換兀件。第一基板具有感應(yīng)兀件陣列，此感應(yīng)元件陣列用以接收特定波長(zhǎng)范圍的頻譜。光轉(zhuǎn)換元件位于感應(yīng)元件陣列上，其中光轉(zhuǎn)換元件包括光轉(zhuǎn)換材料層以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層。經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的發(fā)光頻譜與特定波長(zhǎng)范圍重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層的發(fā)光頻譜與特定波長(zhǎng)范圍不重迭。
[0005]其中，該光檢測(cè)器包括X光檢測(cè)器。
[0006]其中，該感應(yīng)元件陣列包括非晶硅的光二極管，且非晶硅的光二極管的該特定波長(zhǎng)范圍的頻譜介于450納米至620納米之間。
[0007]其中，該光轉(zhuǎn)換材料層包括純碘化銫，且純碘化銫的發(fā)光頻譜介于290納米至340納米之間。
[0008]其中，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層包括摻雜鉈的碘化銫或是摻雜鈉的碘化銫。
[0009]起作用，摻雜鉈的碘化銫的發(fā)光頻譜介于450納米至650納米之間，且摻雜鈉的碘化銫的發(fā)光頻譜介于370納米至500納米之間。
[0010]其中，該光轉(zhuǎn)換材料層的厚度介于10微米至100微米之間，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的厚度介于100微米至1000微米之間。
[0011]其中，該光檢測(cè)器更包括一第二基板，設(shè)置在該第一基板的對(duì)向側(cè)，其中該光轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在該第二基板上，該第二基板與該光轉(zhuǎn)換元件之間更包括設(shè)置一反射層，且該光轉(zhuǎn)換材料層位于該反射層以及該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層之間。
[0012]其中，該光檢測(cè)器更包括一保護(hù)層，位于該反射層與該光轉(zhuǎn)換元件之間。
[0013]其中，該光檢測(cè)器更包括一覆蓋層，覆蓋該光轉(zhuǎn)換元件的一上表面以及至少一側(cè)表面。[0014]其中，該光檢測(cè)器更包括一填充層，填充于該光轉(zhuǎn)換元件與該感應(yīng)元件陣列之間。
[0015]其中，該光轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在該第一基板上并覆蓋該感應(yīng)元件陣列，該光轉(zhuǎn)換元件的該上表面被覆蓋一反射層，且該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層位于該光轉(zhuǎn)換材料層以及該反射層之間。
[0016]其中，該光檢測(cè)器，更包括至少一覆蓋層，覆蓋該反射層。
[0017]本發(fā)明另提出一種光檢測(cè)器的制造方法，其包括以下步驟。提供第一基板。在第一基板上形成感應(yīng)元件陣列。于感應(yīng)元件陣列上形成光轉(zhuǎn)換元件，其中光轉(zhuǎn)換元件包括光轉(zhuǎn)換材料層以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層。
[0018]其中，光檢測(cè)器的制造方法更包括:
[0019]提供一第二基板，其中該光轉(zhuǎn)換元件形成在該第二基板上；
[0020]形成一反射層于該第二基板與該光轉(zhuǎn)換兀件之間，且該光轉(zhuǎn)換材料層位于該反射層以及該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層之間；以及
[0021]組立該第一基板與該第二基板，使得該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層位于該光轉(zhuǎn)換材料層與該感應(yīng)元件陣列之間。
[0022]其中，該光轉(zhuǎn)換元件形成在該第一基板上并覆蓋該感應(yīng)元件陣列，且該光轉(zhuǎn)換元件的該上表面上更包括形成一反射層，以使得該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層位于該光轉(zhuǎn)換材料層以及該反射層之間。
[0023]其中，形成該光轉(zhuǎn)換元件的方法包括:
[0024]在一蒸鍍腔室內(nèi)設(shè)置一光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)匆约耙粨诫s材料蒸鍍?cè)矗?br> [0025]在該蒸鍍腔室內(nèi)裝設(shè)至少一基板；
[0026]使用該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)磳?duì)該基板進(jìn)行一蒸鍍步驟，以于該基板上形成該光轉(zhuǎn)換材料層；以及
[0027]使用該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)匆约霸摀诫s材料蒸鍍?cè)磳?duì)該基板進(jìn)行一共蒸鍍步驟，以于該光轉(zhuǎn)換材料層上形成該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層。
[0028]其中，該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)窗ㄒ患兊饣C蒸鍍?cè)?該摻雜材料蒸鍍?cè)窗ㄒ豁f它蒸鍍?cè)椿蚴且烩c蒸鍍?cè)础?br> [0029]其中，于進(jìn)行該蒸鍍步驟以及該共蒸鍍步驟時(shí)，該基板的溫度為攝氏100?200度，該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)吹臏囟葹閿z氏620?680度，該摻雜材料蒸鍍?cè)吹恼翦兯俾蕿镮?20埃/秒，且該蒸鍍腔室內(nèi)的壓力為I X IO-2?I X IO-4托耳。
[0030]其中，該光轉(zhuǎn)換材料層的厚度介于10微米至100微米之間，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的厚度介于100微米至1000微米之間。
[0031]基于上述，在本發(fā)明的光檢測(cè)器及其制造方法中，光轉(zhuǎn)換元件包括光轉(zhuǎn)換材料層以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層，其中經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的發(fā)光頻譜與特定波長(zhǎng)范圍重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層的發(fā)光頻譜與特定波長(zhǎng)范圍不重迭。在形成經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層之前，由于本發(fā)明是先形成具有較佳柱狀結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料層，再于此光轉(zhuǎn)換材料層上形成經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層，因此可避免在沉積經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的初期形成不規(guī)則的晶粒，進(jìn)而可改善光散射的問(wèn)題使影像的分辨率增加。
[0032]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1A至圖1E為依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種光檢測(cè)器的制造方法的剖面示意圖。
[0034]圖2A至圖2B為依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種光檢測(cè)器的制造方法的剖面示意圖。
[0035]圖3為依照本發(fā)明的一實(shí)施例的蒸鍍腔室的剖面示意圖。
[0036]10、10’:第一基板
[0037]20、20’:第二基板
[0038]30:±真充層
[0039]50、50’:光檢測(cè)器
[0040]100、200、350:基板
[0041]110:感應(yīng)元件陣列
[0042]120、170:保護(hù)層
[0043]130:光轉(zhuǎn)換元件
[0044]130a:上表面
[0045]130b:側(cè)表面
[0046]140:光轉(zhuǎn)換材料層
[0047]150:經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層
[0048]160:反射層
[0049]180:覆蓋層
[0050]300:蒸鍍腔室
[0051]310:光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)?br> [0052]320:摻雜材料蒸鍍?cè)?br> [0053]330a、330b:載缽
[0054]340:蒸鍍承載器
[0055]360、370:擋板
【具體實(shí)施方式】
[0056]本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)下列實(shí)施例中伴隨圖式與元件符號(hào)的詳細(xì)敘述后，將
更為顯著。
[0057]圖1A至圖1E為依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種光檢測(cè)器50的制造方法的剖面示意圖。
[0058]請(qǐng)參照?qǐng)D1A，首先，提供基板100?；?00可為非反射基板(例如是玻璃基板、碳基板或其它非反射材質(zhì)基板)或是反射基板(例如是鋁基板或其它反射材質(zhì)基板)。在基板100上形成感應(yīng)元件陣列110，此感應(yīng)元件陣列110是用以接收特定波長(zhǎng)范圍的頻譜(spectrum)。舉例來(lái)說(shuō),感應(yīng)元件陣列110可包括非晶娃的光二極管(photodiode)，其吸收頻譜例如是介于450nm至620nm的波長(zhǎng)范圍。接著，在具有感應(yīng)元件陣列110的基板100上形成保護(hù)層120，且保護(hù)層120至少覆蓋感應(yīng)元件陣列110。保護(hù)層120的材質(zhì)例如是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或是其它光穿透率較佳的材料，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或是其它合適的工藝方法。如此一來(lái)，本實(shí)施例的第一基板10包括基板100、感應(yīng)元件陣列110以及保護(hù)層120。
[0059]請(qǐng)參照?qǐng)D1B，提供另一基板200。基板200可為非反射基板(例如是玻璃基板、碳基板或其它非反射材質(zhì)基板)或是反射基板(例如是鋁基板或其它反射材質(zhì)基板)。
[0060]接著，請(qǐng)參照?qǐng)D1C，在一實(shí)施例中，當(dāng)基板200為非反射基板(例如是玻璃基板、碳基板或其它非反射材質(zhì)基板)時(shí)，較佳的是在基板200上進(jìn)一步形成反射層160。此反射層160是用以使特定波長(zhǎng)范圍的頻譜穿透且使其它波長(zhǎng)范圍的頻譜反射。舉例來(lái)說(shuō)，反射層160可設(shè)計(jì)成使X光穿透且使可見(jiàn)光反射。反射層160的材質(zhì)例如是包括鋁、銀、鉻、銅、鎳、鈦、鎂、鉬、金或是其它金屬，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法。然而，本發(fā)明不限于此。在另一實(shí)施例中，當(dāng)基板200為反射基板(例如是鋁基板或其它反射材質(zhì)基板)時(shí)，可不需在基板200上另外形成反射層160。值得一提的是所述鋁基板較佳的是具有較小的粗糙度(如鏡面)，以使基板200對(duì)特定波長(zhǎng)的光線(例如是可見(jiàn)光)進(jìn)行有效地反射。接著，在反射層160上形成保護(hù)層170，此保護(hù)層170是用以防止反射層160與其后所形成的光轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生交互作用。保護(hù)層170的材質(zhì)例如是二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、氧化鎂、氮化硅或其它光穿透率較佳的材料，其形成方法例如是化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法或旋轉(zhuǎn)涂布法。
[0061]請(qǐng)參照?qǐng)D1D，之后，在保護(hù)層170上形成光轉(zhuǎn)換元件130，此光轉(zhuǎn)換元件130可將一特定波長(zhǎng)范圍的光線轉(zhuǎn)換成另一特定波長(zhǎng)范圍的光線。舉例來(lái)說(shuō)，光轉(zhuǎn)換元件130例如是閃爍體(scintillator)，其可將X光轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光。在本發(fā)明中，光轉(zhuǎn)換元件130包括光轉(zhuǎn)換材料層140以及位于光轉(zhuǎn)換材料層140上的經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150。光轉(zhuǎn)換材料層140的厚度實(shí)質(zhì)上介于10微米至100微米之間，且光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150的厚度實(shí)質(zhì)上介于100微米至1000微米之間。在一實(shí)施例中，光轉(zhuǎn)換材料層140的材質(zhì)包括純碘化銫(CsI)，其放射頻譜約為290?340nm。而經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150的材質(zhì)包括摻雜鉈的碘化銫(CsI = Tl)或是摻雜鈉的碘化銫(CsI = Na)。摻雜鉈的碘化銫(CsI = Tl)的放射頻譜約為450?650nm，且摻雜鈉的碘化銫(CsI = Na)的放射頻譜約為370?500nm。根據(jù)另一實(shí)施例，上述經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150中可進(jìn)一步摻雜銪離子(Eu+)或衫離子(Sm+)。由于銪離子(Eu+)和衫離子(Sm+)與摻雜銘的碘化銫(CsIiTl)發(fā)射出綠光。因此若在摻雜鉈的碘化銫(CsI = Tl)中摻雜Eu+或Sm+可減少輝光效應(yīng)。
[0062]承上所述，本發(fā)明的經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150的發(fā)光頻譜(450?650nm或370?500nm)與感應(yīng)元件陣列110所接收的特定波長(zhǎng)范圍(450?620nm)的頻譜重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層140的發(fā)光頻譜(290?340nm)與感應(yīng)元件陣列110所接收的特定波長(zhǎng)范圍(450?620nm)的頻譜不重迭。換言之，由于上述的純碘化銫的發(fā)光頻譜在290納米至340納米之間，摻雜鉈的碘化銫的發(fā)光頻譜在450納米至650納米之間以及摻雜鈉的碘化銫的發(fā)光頻譜在370納米至500納米之間，且感應(yīng)元件陣列110的非晶硅的光二極管的吸收頻譜在450納米至620納米之間，因此當(dāng)X光通過(guò)光轉(zhuǎn)換元件130的經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150時(shí)所轉(zhuǎn)換成的光線(450?650nm或370?500nm)可被感應(yīng)元件陣列110有效吸收，且通過(guò)光轉(zhuǎn)換材料層140時(shí)所發(fā)射出的光線(290?340nm)因與感應(yīng)元件陣列110吸收光譜不匹配因而不會(huì)被感應(yīng)元件陣列110吸收。如此一來(lái)，位于光轉(zhuǎn)換元件130底部的具有不規(guī)則的晶粒(grain)的光轉(zhuǎn)換材料層140所導(dǎo)致的光散射就不會(huì)被感應(yīng)元件陣列110吸收，因而可提高檢測(cè)質(zhì)量。
[0063]上述光轉(zhuǎn)換元件130的形成方法包括以下步驟。如圖3所示，首先在蒸鍍腔室300內(nèi)的載缽(boat) 330a與330b上分別設(shè)置光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)?10以及摻雜材料蒸鍍?cè)?20。在一實(shí)施例中，光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)?10包括純碘化銫蒸鍍?cè)矗鴵诫s材料蒸鍍?cè)?20包括鉈蒸鍍?cè)椿蚴氢c蒸鍍?cè)?。另外，在蒸鍍腔?00內(nèi)裝設(shè)至少一基板350，其設(shè)置在蒸鍍承載器(hOlder)340上。雖然圖3的蒸鍍腔室300內(nèi)僅繪示一個(gè)基板，然，本發(fā)明不限于此，亦可裝設(shè)兩個(gè)以上的基板同時(shí)進(jìn)行蒸鍍步驟。另外，在本實(shí)施例中，基板350為圖1C所示的已形成反射層160與保護(hù)層170的基板200。
[0064]本發(fā)明的光轉(zhuǎn)換元件130的形成方法包括蒸鍍步驟與共蒸鍍步驟。首先，對(duì)基板350進(jìn)行蒸鍍步驟。S卩，打開(kāi)擋板(shutter) 360且加熱光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)?10,以于基板350上形成光轉(zhuǎn)換材料層140。此蒸鍍步驟所形成的光轉(zhuǎn)換材料層140的厚度實(shí)質(zhì)上介于10微米至100微米之間。接著，對(duì)基板350進(jìn)行共蒸鍍步驟。即，同時(shí)打開(kāi)擋板360、370且同時(shí)加熱光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)?10以及摻雜材料蒸鍍?cè)?20，以于光轉(zhuǎn)換材料層140上形成經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150。此共蒸鍍步驟所形成的經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150的厚度實(shí)質(zhì)上介于100微米至1000微米之間。上述蒸鍍步驟以及共蒸鍍步驟的其它反應(yīng)條件如下:基板350的溫度為攝氏100?200度，光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)?10的溫度為攝氏620?680度，摻雜材料蒸鍍?cè)?20的蒸鍍速率為I?20埃/秒，且蒸鍍腔室300內(nèi)的壓力為I X KT2?I X I(T4托耳(Torr)。
[0065]于形成光轉(zhuǎn)換元件130之后，請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D1D，接著，形成覆蓋層180覆蓋整個(gè)第二基板20的表面。然而，本發(fā)明不限于此。覆蓋層180亦可僅覆蓋光轉(zhuǎn)換元件130的上表面130a以及至少一側(cè)表面130b。此覆蓋層180覆蓋光轉(zhuǎn)換元件130的表面，可保護(hù)光轉(zhuǎn)換元件130減少其與環(huán)境中的水氣與氧氣反應(yīng)，以有效地延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。覆蓋層180的材質(zhì)例如是玻璃或聚合物等。聚合物例如是包括聚對(duì)二甲苯(parylene)、聚酰亞胺(polyimide,PI)或聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)等。如此一來(lái),本實(shí)施例的第二基板20包括基板200、反射層160、保護(hù)層170、光轉(zhuǎn)換元件130以及覆蓋層180。
[0066]請(qǐng)參照?qǐng)D1E，然后，組立圖1A的第一基板10與圖1D的第二基板20，并在光轉(zhuǎn)換元件130與感應(yīng)元件陣列110之間填入填充層30，以黏合第一基板10與第二基板20而形成光檢測(cè)器50。詳言之，填充層30是位于光轉(zhuǎn)換元件130的上表面130a上的覆蓋層180與感應(yīng)元件陣列110上的保護(hù)層120之間。填充層30例如是硅烷基類化合物、UV膠、透明光學(xué)膠(optically clear adhesive)、玻璃膠或熱固化膠等黏性材料。
[0067]由圖1E的實(shí)施例可知，光檢測(cè)器50包括基板100、基板200以及光轉(zhuǎn)換元件130。基板100具有感應(yīng)元件陣列110，此感應(yīng)元件陣列110用以接收特定波長(zhǎng)范圍的頻譜?；?00設(shè)置在基板100的對(duì)向側(cè)。光轉(zhuǎn)換元件130位于感應(yīng)元件陣列110與基板200之間，其中光轉(zhuǎn)換元件130包括光轉(zhuǎn)換材料層140以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150。經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150的發(fā)光頻譜與感應(yīng)元件陣列110所接收的特定波長(zhǎng)范圍的頻譜重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層140的發(fā)光頻譜與感應(yīng)元件陣列110所接收的特定波長(zhǎng)范圍的頻譜不重迭。更詳細(xì)而言，光轉(zhuǎn)換元件130設(shè)置在基板200上?；?00與光轉(zhuǎn)換元件130之間可更包括設(shè)置反射層160，且光轉(zhuǎn)換材料層140位于反射層160以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150之間。此外，本發(fā)明的光檢測(cè)器50可更包括保護(hù)層170、覆蓋層180及填充層30。保護(hù)層170位于反射層160與光轉(zhuǎn)換元件130之間。覆蓋層180覆蓋光轉(zhuǎn)換元件130的上表面130a以及至少一側(cè)表面130b。填充層30填充于光轉(zhuǎn)換元件130與感應(yīng)元件陣列110之間。
[0068]值得一提的是，在上一實(shí)施例中，如圖1A至圖1E所示光轉(zhuǎn)換元件130是先形成在第二基板20上再與第一基板10黏合。也就是說(shuō)，蒸鍍腔室300內(nèi)所蒸鍍的基板350為圖1C所示的已形成反射層160與保護(hù)層170的基板200。然而，本發(fā)明不限于此。在另一實(shí)施例中，如下文所述(如圖2A至圖2B所示)光轉(zhuǎn)換元件130亦可以是直接形成在基板100上。也就是說(shuō)，蒸鍍腔室300內(nèi)所蒸鍍的基板350亦可以是已形成有感應(yīng)元件陣列110與保護(hù)層120的基板100 (如圖1A所示的第一基板10)。
[0069]圖2A至圖2B為依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種光檢測(cè)器50’的制造方法的剖面示意圖。此實(shí)施例與上述圖1A至圖1E的實(shí)施例相似，因此相同的元件以相同的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說(shuō)明。
[0070]請(qǐng)參照?qǐng)D2A，首先，在已形成有感應(yīng)元件陣列110與保護(hù)層120的基板100上形成光轉(zhuǎn)換元件130。此光轉(zhuǎn)換元件130的形成方法可使用圖3所示的蒸鍍腔室300進(jìn)行如上所述的蒸鍍步驟與共蒸鍍步驟，其中位于蒸鍍腔室300中的基板350為已形成有感應(yīng)元件陣列110與保護(hù)層120的基板100。
[0071]在已形成有感應(yīng)元件陣列110與保護(hù)層120的基板100上形成光轉(zhuǎn)換元件130之后，請(qǐng)參照?qǐng)D2B，接著，在光轉(zhuǎn)換元件130的上表面130a上依序形成保護(hù)層170與反射層160。然后，形成覆蓋層180以覆蓋整個(gè)第一基板10’的表面，而形成光檢測(cè)器50’。然而，本發(fā)明不限于此。覆蓋層180也可僅覆蓋光轉(zhuǎn)換元件130的上表面130a以及至少一側(cè)表面130b。如此一來(lái)，本實(shí)施例的第一基板10’包括基板100、感應(yīng)元件陣列110、保護(hù)層120、光轉(zhuǎn)換元件130、保護(hù)層170、反射層160以及覆蓋層180。
[0072]圖2B的實(shí)施例所示的光檢測(cè)器50’包括基板100以及光轉(zhuǎn)換元件130。基板100具有感應(yīng)元件陣列110，此感應(yīng)元件陣列110用以接收特定波長(zhǎng)范圍的頻譜。光轉(zhuǎn)換元件130位于基板100上并覆蓋感應(yīng)元件陣列110，其中光轉(zhuǎn)換元件130包括光轉(zhuǎn)換材料層140以及位于光轉(zhuǎn)換材料層140上的經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150。經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150的發(fā)光頻譜與感應(yīng)元件陣列110所接收的特定波長(zhǎng)范圍的頻譜重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層140的發(fā)光頻譜與感應(yīng)元件陣列110所接收的特定波長(zhǎng)范圍的頻譜不重迭。更詳細(xì)而言，光轉(zhuǎn)換元件130設(shè)置在基板100的感應(yīng)元件陣列110上。光轉(zhuǎn)換元件130的上表面130a被反射層160覆蓋,且經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層150位于光轉(zhuǎn)換材料層140以及反射層160之間。圖2B的實(shí)施例可更包括至少一覆蓋層180覆蓋反射層160。
[0073]綜上所述，在本發(fā)明的光檢測(cè)器及其制造方法中，光轉(zhuǎn)換元件包括光轉(zhuǎn)換材料層(例如純碘化銫)以及經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層(例如摻雜鉈的碘化銫或是摻雜鈉的碘化銫)，其中經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的發(fā)光頻譜與感應(yīng)元件陣列所接收的特定波長(zhǎng)范圍的頻譜重迭，且光轉(zhuǎn)換材料層的發(fā)光頻譜與感應(yīng)元件陣列所接收的特定波長(zhǎng)范圍的頻譜不重迭。在形成經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層之前，由于本發(fā)明是先形成具有柱狀結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料層，再于此光轉(zhuǎn)換材料層上形成經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層，因此可避免在沉積經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的初期形成不規(guī)則的晶粒，進(jìn)而可改善光散射的問(wèn)題使影像的分辨率增加。本發(fā)明先進(jìn)行蒸鍍步驟形成具有較佳柱狀結(jié)構(gòu)的光轉(zhuǎn)換材料層，再進(jìn)行共蒸鍍步驟形成具有更佳柱狀結(jié)構(gòu)的經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層，故本發(fā)明的光轉(zhuǎn)換元件具有良好的柱狀結(jié)構(gòu)及優(yōu)異的導(dǎo)光(light guide)功能。
[0074]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光檢測(cè)器，其特征在于，包括: 一第一基板，其具有一感應(yīng)元件陣列，該感應(yīng)元件陣列用以接收一特定波長(zhǎng)范圍的頻譜；以及 一光轉(zhuǎn)換元件，位于該感應(yīng)元件陣列上，其中該光轉(zhuǎn)換元件包括一光轉(zhuǎn)換材料層以及一經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的發(fā)光頻譜與該特定波長(zhǎng)范圍重迭，且該光轉(zhuǎn)換材料層的發(fā)光頻譜與該特定波長(zhǎng)范圍不重迭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，該光檢測(cè)器包括X光檢測(cè)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，該感應(yīng)元件陣列包括非晶硅的光二極管，且非晶硅的光二極管的該特定波長(zhǎng)范圍的頻譜介于450納米至620納米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，該光轉(zhuǎn)換材料層包括純碘化銫，且純碘化銫的發(fā)光頻譜介于290納米至340納米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層包括摻雜鉈的碘化銫或是摻雜鈉的碘化銫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光檢測(cè)器，其特征在于，摻雜鉈的碘化銫的發(fā)光頻譜介于450納米至650納米之間，且摻雜鈉的碘化銫的發(fā)光頻譜介于370納米至500納米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，該光轉(zhuǎn)換材料層的厚度介于10微米至100微米之間，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的厚度介于100微米至1000微米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，更包括一第二基板，設(shè)置在該第一基板的對(duì)向側(cè)，其中該光轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在該第二基板上，該第二基板與該光轉(zhuǎn)換元件之間更包括設(shè)置一反射層，且該光轉(zhuǎn)換材料層位于該反射層以及該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光檢測(cè)器，其特征在于，更包括一保護(hù)層，位于該反射層與該光轉(zhuǎn)換元件之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光檢測(cè)器，其特征在于，更包括一覆蓋層，覆蓋該光轉(zhuǎn)換元件的一上表面以及至少一側(cè)表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光檢測(cè)器，其特征在于，更包括一填充層，填充于該光轉(zhuǎn)換元件與該感應(yīng)元件陣列之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光檢測(cè)器，其特征在于，該光轉(zhuǎn)換元件設(shè)置在該第一基板上并覆蓋該感應(yīng)元件陣列，該光轉(zhuǎn)換元件的該上表面被覆蓋一反射層，且該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層位于該光轉(zhuǎn)換材料層以及該反射層之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光檢測(cè)器，其特征在于，更包括至少一覆蓋層，覆蓋該反射層。
14.一種光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，包括: 提供一第一基板； 形成一感應(yīng)元件陣列于該第一基板上；以及 于該感應(yīng)元件陣列上形成一光轉(zhuǎn)換元件,其中該光轉(zhuǎn)換元件包括一光轉(zhuǎn)換材料層以及一經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，更包括:提供一第二基板，其中該光轉(zhuǎn)換元件形成在該第二基板上； 形成一反射層于該第二基板與該光轉(zhuǎn)換兀件之間，且該光轉(zhuǎn)換材料層位于該反射層以及該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層之間；以及 組立該第一基板與該第二基板，使得該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層位于該光轉(zhuǎn)換材料層與該感應(yīng)元件陣列之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，該光轉(zhuǎn)換元件形成在該第一基板上并覆蓋該感應(yīng)元件陣列，且該光轉(zhuǎn)換元件的該上表面上更包括形成一反射層，以使得該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層位于該光轉(zhuǎn)換材料層以及該反射層之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，形成該光轉(zhuǎn)換元件的方法包括: 在一蒸鍍腔室內(nèi)設(shè)置一光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)匆约耙粨诫s材料蒸鍍?cè)矗? 在該蒸鍍腔室內(nèi)裝設(shè)至少一基板； 使用該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)磳?duì)該基板進(jìn)行一蒸鍍步驟，以于該基板上形成該光轉(zhuǎn)換材料層；以及 使用該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)匆约霸摀诫s材料蒸鍍?cè)磳?duì)該基板進(jìn)行一共蒸鍍步驟，以于該光轉(zhuǎn)換材料層上形成該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)窗ㄒ患兊饣C蒸鍍?cè)?，該摻雜材料蒸鍍?cè)窗ㄒ汇懻翦冊(cè)椿蚴且烩c蒸鍍?cè)础?br> 19.根據(jù)權(quán)利要求17所述 的光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，于進(jìn)行該蒸鍍步驟以及該共蒸鍍步驟時(shí)，該基板的溫度為攝氏100~200度，該光轉(zhuǎn)換材料蒸鍍?cè)吹臏囟葹閿z氏620~680度，該摻雜材料蒸鍍?cè)吹恼翦兯俾蕿镮~20埃/秒，且該蒸鍍腔室內(nèi)的壓力為1Χ10-2 ~1Χ10-4 托耳。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的光檢測(cè)器的制造方法，其特征在于，該光轉(zhuǎn)換材料層的厚度介于10微米至100微米之間，該經(jīng)摻雜的光轉(zhuǎn)換材料柱狀結(jié)構(gòu)層的厚度介于100微米至1000微米之間。
【文檔編號(hào)】H01L31/0232GK103474441SQ201310341672
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】陳德銘, 林欽茂 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司