光电转换结构、其制作方法、图像传感器及电子设备与流程

1.本发明涉及光电转换技术领域，特别涉及一种光电转换结构、其制作方法、图像传感器及电子设备。


背景技术：

2.目前市场主流的光学传感器的电路实现基本器件均为pin器件，光学传感器对光电转换率的要求极高，也就是说，光电转换效率越高越好；对于pin器件，其中影响光电转换率最重要的膜层为pin结构中的i层，该i层称为本征层，为了达到较高的光电转化能力，i层需要厚度较厚，目前各厂家制作的厚度基本处于10000a～13000a，为达成这一厚度各家均采用成熟的a-si制程工艺。
3.a-si工艺由于本身的迁移率低等局限性，为了实现光电感应显示准确有效性，需要多像素来显示成像，因此无法实现高ppi高帧频驱动显示。为了突破这一技术壁垒，首先想到的方案为采用低温多晶硅(ltps)工艺，ltps工艺的特点是采用激光退火工艺(ela)将a-si再结晶形成p-si，实现高的离子迁移率，并且可依托离子掺杂工艺来实现n /p 层，有效控制离子分布及密度，可有效改善与金属接触阻抗，基于ltps工艺的pin器件，可以增强图像传感器件的信噪比，可实现动态侦测，同时集成度更高。但是由于p-si的形成需要ela工艺，基于该工艺，无法实现形成较厚的p-si层，从而影响光电子接收与转换能力。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种光电转换结构、其制作方法、图像传感器及电子设备，用以提高光电转换结构的光电转换能力。
5.本发明实施例提供的一种光电转换结构，包括n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，其中，所述本征半导体层包括叠层设置的非晶硅层和多晶硅层。
6.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的光电转换结构中，所述n型半导体层和所述p型半导体层叠层设置，所述本征半导体层位于所述n型半导体层和所述p型半导体层之间，且所述非晶硅层与所述多晶硅层叠层交替设置。
7.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的光电转换结构中，所述非晶硅层与所述多晶硅层的数量之和至少为3层。
8.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的光电转换结构中，所述n型半导体层与所述非晶硅层接触设置，所述p型半导体层与所述非晶硅层接触设置。
9.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的光电转换结构中，所述非晶硅层与所述多晶硅层的层数均为一层，所述n型半导体层、所述p型半导体层和所述多晶硅层位于同一膜层，且所述n型半导体层和所述p型半导体层分别位于所述多晶硅层的相对两侧，且所述非晶硅层位于所述多晶硅层的下方。
10.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的光电转换结构中，所述多晶硅层完全包裹所述非晶硅层，且所述n型半导体层、所述p型半导体层与所述非晶硅层不接触。
11.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的光电转换结构中，所述n型半导体层和所述p型半导体层均位于所述非晶硅层上。
12.相应地，本发明实施例还提供了一种图像传感器，包括：衬底基板，位于所述衬底基板上的检测电路，以及与所述检测电路电连接的如上述任一项所述的光电转换结构。
13.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的图像传感器中，所述光电转换结构的n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层依次叠层设置，所述光电转换结构位于所述检测电路背离衬底基板的一侧，所述n型半导体层靠近所述检测电路；其中，
14.所述光电转换结构还包括：位于所述n型半导体层背离所述p型半导体层一侧的第一电极，以及位于所述p型半导体层背离所述n型半导体层一侧的第二电极；
15.所述检测电路包括信号读取晶体管，所述第一电极与所述信号读取晶体管的栅极电连接。
16.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的图像传感器中，所述光电转换结构的n型半导体层和p型半导体层分别位于所述多晶硅层的相对两侧；
17.所述检测电路包括信号读取晶体管，所述信号读取晶体管的有源层与所述多晶硅层同层设置。
18.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的图像传感器中，所述光电转换结构还包括：与所述信号读取晶体管的源漏电极同层设置且相互绝缘的第一电极和第二电极；所述第一电极与所述n型半导体层电连接，所述第二电极与所述p型半导体层电连接；
19.所述第一电极与所述信号读取晶体管的栅极电连接。
20.相应地，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括如上述任一项所述的图像传感器。
21.相应地，本发明实施例还提供了一种如上述任一项所述的光电转换结构的制作方法，包括：
22.形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层；其中，所述本征半导体层包括叠层设置的非晶硅层和多晶硅层。
23.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的制作方法中，所述形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，具体包括：
24.沉积一层第一非晶硅薄膜层；
25.对所述第一非晶硅薄膜层进行n型掺杂，形成所述n型半导体层；
26.在所述n型半导体层上沉积一层第二非晶硅薄膜层；其中，所述第二非晶硅薄膜层的厚度大于所述第一非晶硅薄膜层的厚度；
27.使用准分子激光退火工艺对所述第二非晶硅薄膜层进行处理，以使所述第二非晶硅薄膜层中远离所述n型半导体层的部分形成所述多晶硅层，所述第二非晶硅薄膜层中靠近所述n型半导体层的部分为所述非晶硅层；
28.在所述多晶硅层远离所述n型半导体层的一侧沉积一层第三非晶硅薄膜层；其中，所述第三非晶硅薄膜层的厚度大于所述第一非晶硅薄膜层的厚度；
29.对所述第三非晶硅薄膜层中背离所述n型半导体层的表面进行p型掺杂工艺，以使所述第三非晶硅薄膜层中背离所述n型半导体层的部分形成所述p型半导体层，所述第三非晶硅薄膜层中靠近所述n型半导体层的部分为所述非晶硅层。
30.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的制作方法中，所述形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，具体包括：
31.沉积一层第一非晶硅薄膜层，并对所述第一非晶硅薄膜层进行构图，以形成所述非晶硅层；
32.在所述非晶硅层上沉积一层第二非晶硅薄膜层，并使用准分子激光退火工艺对所述第二非晶硅薄膜层进行处理，以形成所述多晶硅薄膜层；其中，所述多晶硅薄膜层完全包裹所述非晶硅层；
33.在所述多晶硅薄膜层上涂覆第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形；其中，所述第一光刻胶图形露出所述多晶硅薄膜层中的其中一个端部，且所述其中一个端部与所述非晶硅层不接触；
34.对所述其中一个端部进行n型掺杂，形成所述n型半导体层；
35.去除所述第一光刻胶图形；
36.在所述多晶硅薄膜层上涂覆第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形；其中，所述第二光刻胶图形露出所述多晶硅薄膜层中与所述其中一个端部相对设置的另一个端部，且所述另一个端部与所述非晶硅层不接触；
37.对所述另一个端部进行p型掺杂，形成所述p型半导体层，剩余的所述多晶硅层构成所述多晶硅层，所述多晶硅层与所述非晶硅层构成所述本征半导体层；
38.去除所述第二光刻胶图形。
39.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的制作方法中，所述形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，具体包括：
40.沉积一层第一非晶硅薄膜层，并使用准分子激光退火工艺对所述第一非晶硅薄膜层进行处理，以使所述第一非晶硅薄膜层形成层叠设置的所述非晶硅层和多晶硅薄膜层；
41.在所述多晶硅薄膜层上涂覆第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形；其中，所述第一光刻胶图形露出所述多晶硅薄膜层中的其中一个端部；
42.对所述其中一个端部进行n型掺杂，形成位于所述非晶硅层上的所述n型半导体层；
43.去除所述第一光刻胶图形；
44.在所述多晶硅薄膜层上涂覆第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形；其中，所述第二光刻胶图形露出所述多晶硅薄膜层中与所述其中一个端部相对设置的另一个端部；
45.对所述另一个端部进行p型掺杂，形成位于所述非晶硅层上的所述p型半导体层，剩余的所述多晶硅薄膜层构成所述多晶硅层，所述多晶硅层与所述非晶硅层构成所述本征半导体层；
46.去除所述第二光刻胶图形。
47.在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的制作方法中，所述形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，具体包括：
48.沉积一层第一非晶硅薄膜层，并对所述第一非晶硅薄膜层的相对两侧进行减薄处理；
49.使用准分子激光退火工艺对减薄处理后的所述第一非晶硅薄膜层进行处理，以形
成多晶硅薄膜层和所述非晶硅层；其中，所述多晶硅薄膜层完全包裹所述非晶硅层；
50.在所述多晶硅薄膜层上涂覆第一光刻胶层，并对所述第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形；其中，所述第一光刻胶图形露出所述多晶硅薄膜层中的其中一个端部，且所述其中一个端部与所述非晶硅层不接触；
51.对所述其中一个端部进行n型掺杂，形成所述n型半导体层；
52.去除所述第一光刻胶图形；
53.在所述多晶硅薄膜层上涂覆第二光刻胶层，并对所述第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形；其中，所述第二光刻胶图形露出所述多晶硅薄膜层中与所述其中一个端部相对设置的另一个端部，且所述另一个端部与所述非晶硅层不接触；
54.对所述另一个端部进行p型掺杂，形成所述p型半导体层，剩余的所述多晶硅薄膜层构成所述多晶硅层，所述多晶硅层与所述非晶硅层构成所述本征半导体层；
55.去除所述第二光刻胶图形；
56.去除所述第二光刻胶图形。
57.本发明实施例的有益效果如下：
58.本发明实施例提供了一种光电转换结构、其制作方法、图像传感器及电子设备，包括n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，其中，本征半导体层包括叠层设置的非晶硅层和多晶硅层。本发明通过将本征半导体层设置成由非晶硅层和多晶硅层叠层设置的复合结构，这样就可以结合非晶硅层和多晶硅层分别对不同波段光的吸收优势，可以有效提升本征半导体层的光吸收效率，从而使本征半导体层达到更高的光电转换能力，进而提高光电转换结构的外量子效率以及灵敏度。
附图说明
59.图1为本发明实施例提供的一种光电转换结构的结构示意图；
60.图2为本发明实施例提供的又一种光电转换结构的结构示意图；
61.图3为本发明实施例提供的又一种光电转换结构的结构示意图；
62.图4为本发明实施例提供的又一种光电转换结构的结构示意图；
63.图5为非晶硅和多晶硅的光照能量-光吸收系数对比示意图；
64.图6为本发明实施例提供的一种光电转换结构的制作方法流程示意图；
65.图7a-图7f为本发明实施例制作图1所示的光电转换结构的各步骤之后的截面示意图；
66.图8为本发明实施例提供的又一种光电转换结构的制作方法流程示意图；
67.图9a-图9i为本发明实施例制作图3所示的光电转换结构的各步骤之后的截面示意图；
68.图10为本发明实施例提供的又一种光电转换结构的制作方法流程示意图；
69.图11a-图11h为本发明实施例制作图4所示的光电转换结构的各步骤之后的截面示意图；
70.图12为本发明实施例提供的又一种光电转换结构的制作方法流程示意图；
71.图13a-图13b为本发明实施例制作图3所示的光电转换结构的各步骤之后的截面示意图；
72.图14为本发明实施例提供的一种图像传感器的结构示意图；
73.图15为本发明实施例提供的又一种图像传感器的结构示意图。
具体实施方式
74.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
75.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者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。“连接”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。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
76.需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
77.本发明实施例提供了一种光电转换结构，如图1-图4所示，包括n型半导体层1、本征半导体层2和p型半导体层3，其中，本征半导体层2包括叠层设置的非晶硅层21(a-si)和多晶硅层22(p-si)。
78.具体地，如图5所示，图5为a-si、p-si、c-si在不同波段光(光照能量)下的光吸收系数对比曲线图，其中曲线a为a-si的光照能量-光吸收系数曲线，曲线b为p-si的光照能量-光吸收系数曲线，曲线c为c-si的光照能量-光吸收系数曲线，可以看出，a-si、p-si在不同光照能量下的光吸收系数不同，例如a-si在大于1.8ev范围的光吸系数收较高，p-si在小于1.8ev范围的光吸系数收较高。因此，本发明实施例提供的光电转换结构，通过将本征半导体层设置成由非晶硅层和多晶硅层叠层设置的复合结构，这样就可以结合非晶硅层和多晶硅层分别对不同波段光的吸收优势，可以有效提升本征半导体层的光吸收效率，从而使本征半导体层达到更高的光电转换能力，进而提高光电转换结构的外量子效率以及灵敏度。
79.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电转换结构中，如图1和图2所示，n型半导体层1和p型半导体层3叠层设置，本征半导体层2位于n型半导体层1和p型半导体层3之间，且非晶硅层21与多晶硅层22叠层交替设置，即图1和图2所示的光电转换结构的各膜层为竖向结构，这样就可以结合非晶硅层21与多晶硅层22分别对不同波段光的吸收优势，有效提升本征半导体层2的光电转换能力。
80.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电转换结构中，如图1和图2所示，非晶硅层21与多晶硅层22的数量之和至少为3层。具体地，如图1所示，非晶硅层21与多晶硅层22的数量之和为3层；如图2所示，非晶硅层21与多晶硅层22的数量之和为5层。当然，本发明
实施例对非晶硅层21与多晶硅层22的数量之和不做具体限制，对于不同叠层数量，光电转换原理及实现方式相同。
81.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电转换结构中，如图1和图2所示，n型半导体层1与非晶硅层21接触设置，p型半导体层3与非晶硅层21接触设置。这样在制作多晶硅层22时，可以采用沉积一层较厚的非晶硅材料膜层，对非晶硅材料膜层进行激光退火，在非晶硅材料膜层的表面形成一定厚度的多晶硅层22，剩余的部分为非晶硅层21；在制作p型半导体层3时，可以采用沉积一层较厚的非晶硅材料膜层，对非晶硅材料膜层进行p型掺杂，在非晶硅材料膜层的表面形成一定厚度的p型半导体层3，剩余的部分为非晶硅层21。
82.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电转换结构中，如图3和图4所示，非晶硅层21与多晶硅层22的层数均为一层，n型半导体层1、p型半导体层3和多晶硅层22位于同一膜层，且n型半导体层1和p型半导体层3分别位于多晶硅层22的相对两侧，且非晶硅层21位于多晶硅层22的下方，即图3和图4所示的光电转换结构的各膜层为水平向结构，这样也可以结合非晶硅层21与多晶硅层22分别对不同波段光的吸收优势，有效提升本征半导体层2的光电转换能力。
83.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电转换结构中，如图3所示，多晶硅层22完全包裹非晶硅层21，且n型半导体层1、p型半导体层3与非晶硅层21不接触。
84.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述光电转换结构中，如图4所示，n型半导体层1和p型半导体层3均位于非晶硅层21上。
85.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种如上述任一项的光电转换结构的制作方法，包括：
86.形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层；其中，本征半导体层包括叠层设置的非晶硅层和多晶硅层。
87.本发明实施例提供的光电转换结构的制作方法，通过制作由非晶硅层和多晶硅层叠层设置的复合结构作为本征半导体层，这样就可以结合非晶硅层和多晶硅层分别对不同波段光的吸收优势，可以有效提升本征半导体层的光吸收效率，从而使本征半导体层达到更高的光电转换能力，进而提高光电转换结构的外量子效率以及灵敏度。
88.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，如图6所示，具体可以包括：
89.s601、沉积一层第一非晶硅薄膜层；
90.具体地，如图7a所示，沉积一层第一非晶硅薄膜层1’，第一非晶硅薄膜层1’的厚度可以为500埃～1000埃。
91.s602、对第一非晶硅薄膜层进行n型掺杂，形成n型半导体层；
92.具体地，如图7b所示，对图7a所示的第一非晶硅薄膜层1’进行n型掺杂(箭头所示)，形成n型半导体层1。
93.s603、在n型半导体层上沉积一层第二非晶硅薄膜层；其中，第二非晶硅薄膜层的厚度大于第一非晶硅薄膜层的厚度；
94.具体地，如图7c所示，在n型半导体层1上沉积一层第二非晶硅薄膜层2’；其中，第二非晶硅薄膜层2’的厚度大于1000埃。
95.s604、使用准分子激光退火工艺对第二非晶硅薄膜层进行处理，以使第二非晶硅
薄膜层中远离n型半导体层的部分形成多晶硅层，第二非晶硅薄膜层中靠近n型半导体层的部分为非晶硅层；
96.具体地，如图7d所示，使用准分子激光退火工艺(ela)对第二非晶硅薄膜层2’进行处理，以使第二非晶硅薄膜层2’中远离n型半导体层1的部分形成多晶硅层22，第二非晶硅薄膜层2’中靠近n型半导体层1的部分为非晶硅层21。具体地，可以通过控制激光能量使得第二非晶硅薄膜层2’部分被转化为多晶硅层22。
97.s605、在多晶硅层远离n型半导体层的一侧沉积一层第三非晶硅薄膜层；其中，第三非晶硅薄膜层的厚度大于第一非晶硅薄膜层的厚度；
98.具体地，如图7e所示，在多晶硅层22远离n型半导体层1的一侧沉积一层第三非晶硅薄膜层2”；其中，第三非晶硅薄膜层2”的厚度大于1000埃。
99.s606、对第三非晶硅薄膜层中背离n型半导体层的表面进行p型掺杂工艺，以使第三非晶硅薄膜层中背离n型半导体层的部分形成p型半导体层，第三非晶硅薄膜层中靠近n型半导体层的部分为非晶硅层；
100.具体地，如图7f所示，对第三非晶硅薄膜层2”中背离n型半导体层1的表面进行p型掺杂工艺(箭头所示)，以使第三非晶硅薄膜层2”中背离n型半导体层1的部分形成p型半导体层3，第三非晶硅薄膜层2”中靠近n型半导体层1的部分为非晶硅层21。具体地，可以通过控制激光能量使得第三非晶硅薄膜层2”部分被转化为p型半导体层3。
101.因此，通过图7a～图7f可以制作得本发明实施例图1所示的光电转换结构。
102.具体地，图2所示的结构可以在图7e所示的基础上，使用准分子激光退火工艺(ela)对图7e所示的第三非晶硅薄膜层2”进行处理，以使第三非晶硅薄膜层2”中远离n型半导体层1的部分形成多晶硅层22，第三非晶硅薄膜层2”中靠近n型半导体层1的部分为非晶硅层21。然后，在多晶硅层22远离n型半导体层1的一侧沉积一层第四非晶硅薄膜层；其中，第四非晶硅薄膜层的厚度大于1000埃。最后，对第四非晶硅薄膜层中背离n型半导体层1的表面进行p型掺杂工艺(箭头所示)，以使第四非晶硅薄膜层中背离n型半导体层1的部分形成p型半导体层3，第四非晶硅薄膜层中靠近n型半导体层1的部分为非晶硅层21。具体地，可以通过控制激光能量使得第四非晶硅薄膜层部分被转化为p型半导体层3。
103.具体地，图1中的本征半导体层2是以三层为例，图2中的本征半导体层2是以5层为例，当本征半导体层2的层数更多时，例如7层、9层等，可以循环步骤s603和s604。
104.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，如图8所示，具体可以包括：
105.s801、沉积一层第一非晶硅薄膜层，并对第一非晶硅薄膜层进行构图，以形成非晶硅层；
106.具体地，如图9a所示，沉积一层第一非晶硅薄膜层1’，在第一非晶硅薄膜层1’上涂覆光刻胶层，并对光刻胶层进行图形化，形成光刻胶图形10；如图9b所示，以光刻胶图形10为掩膜，对第一非晶硅薄膜层1’进行构图，以形成非晶硅层21。
107.s802、在非晶硅层上沉积一层第二非晶硅薄膜层，并使用准分子激光退火工艺对第二非晶硅薄膜层进行处理，以形成多晶硅层；其中，多晶硅层完全包裹非晶硅层；
108.具体地，如图9c所示，在非晶硅层21上沉积一层第二非晶硅薄膜层2’，并使用准分子激光退火工艺(ela)对第二非晶硅薄膜层2’进行处理，以形成多晶硅层22；其中，多晶硅
层22完全包裹非晶硅层21。
109.s803、在多晶硅层上涂覆第一光刻胶层，并对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形；其中，第一光刻胶图形露出多晶硅层中的其中一个端部，且其中一个端部与非晶硅层不接触；
110.具体地，如图9d所示，在多晶硅层22上涂覆第一光刻胶层，并对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形20；其中，第一光刻胶图形20露出多晶硅层22中的其中一个端部221，且其中一个端部221与非晶硅层21不接触。
111.s804、对其中一个端部进行n型掺杂，形成n型半导体层；
112.具体地，如图9e所示，对图9d中的其中一个端部221进行n型掺杂(箭头所示)，形成n型半导体层1。
113.s805、去除第一光刻胶图形；
114.具体地，如图9f所示，去除第一光刻胶图形20。
115.s806、在多晶硅层上涂覆第二光刻胶层，并对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形；其中，第二光刻胶图形露出多晶硅层中与其中一个端部相对设置的另一个端部，且另一个端部与非晶硅层不接触；
116.具体地，如图9g所示，在多晶硅层22上涂覆第二光刻胶层，并对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形30；其中，第二光刻胶图形30露出多晶硅层22中与其中一个端部221相对设置的另一个端部222，且另一个端部222与非晶硅层21不接触。
117.s807、对另一个端部进行p型掺杂，形成p型半导体层，剩余的多晶硅层与非晶硅层构成本征半导体层；
118.具体地，如图9h所示，对另一个端部222进行p型掺杂(箭头所示)，形成p型半导体层3，剩余的多晶硅层22与非晶硅层21构成本征半导体层2。
119.s808、去除第二光刻胶图形；
120.具体地，如图9i所示，去除第二光刻胶图形30，形成图3所示的光电转换结构。
121.因此，通过图9a～图9i可以制作得本发明实施例图3所示的光电转换结构。
122.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，如图10所示，具体可以包括：
123.s1001、沉积一层第一非晶硅薄膜层，并使用准分子激光退火工艺对第一非晶硅薄膜层进行处理，以使第一非晶硅薄膜层形成层叠设置的非晶硅层和多晶硅薄膜层；
124.具体地，如图11a所示，沉积一层第一非晶硅薄膜层1’；如图11b所示，使用准分子激光退火工艺(ela)对第一非晶硅薄膜层1’进行处理，以使第一非晶硅薄膜层1’形成层叠设置的非晶硅层21和多晶硅薄膜层22’。
125.s1002、在多晶硅薄膜层上涂覆第一光刻胶层，并对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形；其中，第一光刻胶图形露出多晶硅薄膜层中的其中一个端部；
126.具体地，如图11c所示，在多晶硅薄膜层22’上涂覆第一光刻胶层，并对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形20；其中，第一光刻胶图形20露出多晶硅薄膜层22’中的其中一个端部221。
127.s1003、对其中一个端部进行n型掺杂，形成位于非晶硅层上的n型半导体层；
128.具体地，如图11d所示，对图11c中的其中一个端部221进行n型掺杂(箭头所示)，形
成位于非晶硅层21上的n型半导体层1。
129.s1004、去除第一光刻胶图形；
130.具体地，如图11e所示，去除第一光刻胶图形20。
131.s1005、在多晶硅薄膜层上涂覆第二光刻胶层，并对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形；其中，第二光刻胶图形露出多晶硅薄膜层中与其中一个端部相对设置的另一个端部；
132.具体地，如图11f所示，在多晶硅薄膜层22’上涂覆第二光刻胶层，并对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形30；其中，第二光刻胶图形30露出多晶硅薄膜层22’中与其中一个端部221相对设置的另一个端部222。
133.s1006、对另一个端部进行p型掺杂，形成位于非晶硅层上的p型半导体层，剩余的多晶硅薄膜层构成多晶硅层，多晶硅层与非晶硅层构成本征半导体层；
134.具体地，如图11g所示，对图11f中的另一个端部222进行p型掺杂(箭头所示)，形成位于非晶硅21层上的p型半导体层3，剩余的多晶硅薄膜层构成多晶硅层22，多晶硅层22与非晶硅层21构成本征半导体层2。
135.s1007、去除第二光刻胶图形；
136.具体地，如图11h所示，去除第二光刻胶图形30。
137.因此，通过图11a～图11h可以制作得本发明实施例图4所示的光电转换结构。
138.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，形成n型半导体层、本征半导体层和p型半导体层，如图12所示，具体可以包括：
139.s1201、沉积一层第一非晶硅薄膜层，并对第一非晶硅薄膜层的相对两侧进行减薄处理；
140.具体地，如图13a所示，沉积一层第一非晶硅薄膜层1’，第一非晶硅薄膜层1’的厚度大于1000埃；如图13b所示，对第一非晶硅薄膜层1’的相对两侧进行减薄处理(可采用光刻工艺)。
141.s1202、使用准分子激光退火工艺对减薄处理后的第一非晶硅薄膜层进行处理，以形成多晶硅层和非晶硅层；其中，多晶硅层完全包裹非晶硅层；
142.具体地，使用准分子激光退火工艺(ela)对减薄处理后的第一非晶硅薄膜层1’进行处理，以形成多晶硅薄膜层22’和非晶硅层21；其中，多晶硅薄膜层22’完全包裹非晶硅层21，如图9c所示。
143.s1203、在多晶硅薄膜层上涂覆第一光刻胶层，并对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形；其中，第一光刻胶图形露出多晶硅薄膜层中的其中一个端部，且其中一个端部与非晶硅层不接触；
144.具体地，如图9d所示，在多晶硅薄膜层22’上涂覆第一光刻胶层，并对第一光刻胶层进行构图，形成第一光刻胶图形20；其中，第一光刻胶图形20露出多晶硅薄膜层22’中的其中一个端部221，且其中一个端部221与非晶硅层21不接触。
145.s1204、对其中一个端部进行n型掺杂，形成n型半导体层；
146.具体地，如图9e所示，对图9d中的其中一个端部221进行n型掺杂(箭头所示)，形成n型半导体层1。
147.s1205、去除第一光刻胶图形；
148.具体地，如图9f所示，去除第一光刻胶图形20。
149.s1206、在多晶硅薄膜层上涂覆第二光刻胶层，并对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形；其中，第二光刻胶图形露出多晶硅薄膜层中与其中一个端部221相对设置的另一个端部222，且另一个端部222与非晶硅层21不接触；
150.具体地，如图9g所示，在多晶硅薄膜层22’上涂覆第二光刻胶层，并对第二光刻胶层进行构图，形成第二光刻胶图形30；其中，第二光刻胶图形30露出多晶硅薄膜层22’中与其中一个端部221相对设置的另一个端部222，且另一个端部222与非晶硅层21不接触；
151.s1207、对另一个端部进行p型掺杂，形成p型半导体层，剩余的多晶硅薄膜层构成多晶硅层，多晶硅层与非晶硅层构成本征半导体层；
152.具体地，如图9h所示，对图9g中的另一个端部222进行p型掺杂(箭头所示)，形成p型半导体层3，剩余的多晶硅薄膜层22’构成多晶硅层22，多晶硅层22与非晶硅层21构成本征半导体层2。
153.s1208、去除第二光刻胶图形；
154.具体地，如图9i所示，去除第二光刻胶图形30。
155.因此，通过图13a、图13b、图9c～图9i也可以制作得本发明实施例图3所示的光电转换结构。
156.需要说明的是，本发明实施例中去除第一光刻胶图形和第二光刻胶图形，可以采用灰化(ashing)的工艺去除。
157.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种图像传感器，如图14和图15所示，包括：衬底基板100，位于衬底基板100上的检测电路200，以及与检测电路200电连接的如上述任一项的光电转换结构(图14中以图1所示的光电转换结构为例，图15中以图3所示的光电转换结构为例)。由于该图像传感器解决问题的原理与前述一种光电转换结构相似，因此该图像传感器的实施可以参见前述光电转换结构的实施，重复之处不再赘述。
158.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述图像传感器中，如图14所示，光电转换结构的n型半导体层1、本征半导体层2和p型半导体层3依次叠层设置，光电转换结构位于检测电路(示意出其中一个信号读取晶体管200，后续介绍)背离衬底基板100的一侧，n型半导体层1靠近检测电路200；其中，
159.光电转换结构还包括：位于n型半导体层1背离p型半导体层3一侧的第一电极41，以及位于p型半导体层3背离n型半导体层1一侧的第二电极42；
160.检测电路包括信号读取晶体管200，第一电极41与信号读取晶体管200的栅极201电连接。
161.具体地，如图14所示，该图像传感器还包括：位于衬底基板100和信号读取晶体管200之间的缓冲层300，位于第二电极42背离衬底基板100一侧的平坦层400，位于平坦层400背离衬底基板100一侧的走线层500，以及位于走线层500背离衬底基板100一侧的钝化层600；其中，走线层500通过贯穿平坦层400的过孔与第二电极42电连接，走线层500被配置为向第二电极42输入偏置电压。信号读取晶体管200还包括：位于缓冲层300和栅极201之间的有源层202，与第一电极41同层设置的源极203和漏极204，这样，只需要在形成源极203和漏极204时改变原有的构图图形，即可通过一次构图工艺形成第一电极41与源极203和漏极204的图形，不用增加单独制备第一电极41的工艺，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，
提高生产效率。该图像传感器还包括：位于有源层202和栅极201之间的栅绝缘层700，以及位于栅极201和第一电极41之间的层间绝缘层800，第一电极41通过贯穿层间绝缘层800的过孔与栅极201电连接，源极203和漏极204通过贯穿层间绝缘层800、栅绝缘层700的过孔与有源层202电连接。例如，当本发明实施例提供的图像传感器应用于指纹识别时，在工作时，通过走线层500向第二电极42加载偏转电压，光电转换结构将接收到的光信号转换为电信号，通过第二电极42传输至信号读取晶体管200的栅极201，控制信号读取晶体管200的开启程度，光电转换结构接收到的光信号的强度不同，对应的信号读取晶体管200的开启程度不同，进而检测到的信号读取晶体管200输出的检测信号不同，从而进行指纹识别。
162.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述图像传感器中，如图15所示，光电转换结构的n型半导体层1和p型半导体层3分别位于多晶硅层22的相对两侧；
163.检测电路包括信号读取晶体管(未示出)和信号检测晶体管900，信号读取晶体管的有源层、信号检测晶体管900的有源层901与多晶硅层22同层设置。这样，只需要在形成有源层901时改变原有的构图图形，即可通过一次构图工艺形成多晶硅层22与有源层901的图形，不用增加单独制备多晶硅层22的工艺，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。具体地，在非晶硅层21形成之后，在非晶硅层21背离衬底基板100的一侧沉积一层非晶硅薄膜层，对该非晶硅薄膜层进行图形化，在非晶硅层21上形成完全包裹非晶硅层21的第一非晶硅薄膜层，在有源层对应的区域形成第二非晶硅薄膜层，先同时对第一非晶硅薄膜层和第二非晶硅薄膜层的其中一个端部进行n型掺杂，第一非晶硅薄膜层的其中一个端部形成n形半导体层1，第二非晶硅薄膜层的其中一个端部形成n型导体化区域9011；接着同时对第一非晶硅薄膜层和第二非晶硅薄膜层的另一个端部进行p型掺杂，第一非晶硅薄膜层的另一个端部形成p形半导体层3，第二非晶硅薄膜层的另一个端部形成p型导体化区域9012，从而形成有源层901。
164.在具体实施时，在本发明实施例提供的上述图像传感器中，如图15所示，光电转换结构还包括：与信号读取晶体管的源漏电极、信号检测晶体管900的源漏电极(源极903和漏极904)同层设置且相互绝缘的第一电极41和第二电极42；第一电极41与n型半导体层1电连接，第二电极42与p型半导体层3电连接；
165.第一电极41与信号读取晶体管(未示出)的栅极电连接，具体地，可以通过打孔走线的方式实现第一电极41与信号读取晶体管(未示出)的栅极电连接。
166.具体地，信号读取晶体管中与信号检测晶体管900中具有相同功能的膜层同层设置，图15以信号检测晶体管900示意说明。
167.具体地，如图15所示，该图像传感器还包括：位于衬底基板100和信号检测晶体管900之间的缓冲层300，位于第二电极42背离衬底基板100一侧的平坦层400，位于平坦层400背离衬底基板100一侧的钝化层600。信号读取晶体管200还包括：位于缓冲层300和源漏电极(903和904)之间的有源层901，位于有源层902和源漏电极(903和904)之间的栅极902。该图像传感器还包括：位于有源层901和栅极902之间的栅绝缘层700，以及位于栅极2902和第一电极41之间的层间绝缘层800，源漏电极(903和904)通过贯穿层间绝缘层800、栅绝缘层700的过孔与有源层901电连接。例如，当本发明实施例提供的图像传感器应用于指纹识别时，在工作时，通过向第二电极42加载偏转电压，光电转换结构将接收到的光信号转换为电信号，通过第二电极42传输至信号读取晶体管(未示出)的栅极，控制信号读取晶体管的开
启程度，光电转换结构接收到的光信号的强度不同，对应的信号读取晶体管的开启程度不同，进而检测到的信号读取晶体管输出的检测信号不同，从而进行指纹识别。
168.综上所述，本发明实施例通过设计图1～图4所示的几种光电转换结构，集成非晶硅层和多晶硅层作为光电转换结构的本征半导体层，结合了非晶硅层和多晶硅层对不同波段光的吸收优势，可以大大提升光电转换效率。并且与ltps tft结构和工艺结合，可以实现高的外量子效率、大信号量的有源图像传感器，以及实现高灵敏度和高信噪比的有源图像传感器。
169.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明实施例提供的上述图像传感器。由于该电子设备解决问题的原理与前述一种光电转换结构相似，因此该振动装置的实施可以参见前述光电转换结构的实施，重复之处不再赘述。
170.本发明实施例提供的电子设备可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该电子设备的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。
171.本发明实施例提供的一种光电转换结构、其制作方法、图像传感器及电子设备，通过将本征半导体层设置成由非晶硅层和多晶硅层叠层设置的复合结构，这样就可以结合非晶硅层和多晶硅层分别对不同波段光的吸收优势，可以有效提升本征半导体层的光吸收效率，从而使本征半导体层达到更高的光电转换能力，进而提高光电转换结构的外量子效率以及灵敏度。
172.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
173.显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。