阅读说明：本技术 光电探测器及其制备方法、触控基板和显示面板 (Photoelectric detector, manufacturing method thereof, touch substrate and display panel ) 是由 李达 张硕 陈江博 李凡 孟凡理 梁魁 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供一种光电探测器及其制备方法、触控基板和显示面板,光电探测器包括依次层叠设置的基底、缓冲层、金属层、绝缘层及半导体层,金属层包括第一金属电极和第二金属电极,第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成有凹槽,绝缘层覆盖金属层,且填充凹槽。本发明实施例即便在形成第一金属电极和第二金属电极的过程中对缓冲层溅射入金属原子,由于凹槽和填充的绝缘层使第一金属电极和第二金属电极之间不再仅由缓冲层连接,可以使第一金属电极和第二金属电极之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流,实现了有效减小第一金属电极和第二金属电极之间的偏压暗电流。(The embodiment of the invention provides a photoelectric detector and a preparation method thereof, a touch substrate and a display panel. Even if metal atoms are sputtered to the buffer layer in the process of forming the first metal electrode and the second metal electrode, the groove and the filled insulating layer enable the first metal electrode and the second metal electrode to be no longer connected only by the buffer layer, so that leakage current formed by the metal atoms between the first metal electrode and the second metal electrode can be reduced or no leakage current is generated, and bias dark current between the first metal electrode and the second metal electrode is effectively reduced.)

光电探测器及其制备方法、触控基板和显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种光电探测器、一种光电探测器的制备方法、一种触控基板以及一种显示面板。

背景技术

光电探测器可通过半导体制造工艺实现，光电探测器具有高速、低电容、制造工艺简洁等优点，现有技术中，通常采用Sputter(溅射)工艺形成光电探测器的金属电极。

然而，现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器还存在以下缺陷：Sputter工艺在形成光电探测器金属层的金属电极的过程中，会对前一膜层溅射入金属原子，对于肖特基势垒作为载流子限制的光电探测器，在对金属电极施加一定偏压后，由于镜像力作用拉低了势垒高度，载流子(包括前一膜层的金属原子)可以轻易越过势垒，导致光电探测器的金属电极间的偏压暗电流很大。例如，如图1所示，在暗态下，现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的的光电探测器随偏压电压的增大，暗电流随之快速增大，其中，1’为现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器在暗态下的I(电流)-V(电压)特性曲线。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种光电探测器、一种光电探测器的制备方法、一种触控基板以及一种显示面板，以解决Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器存在金属电极间的偏压暗电流很大的问题。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种光电探测器，包括依次层叠设置的基底、缓冲层、金属层、绝缘层及半导体层，所述金属层包括第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极和所述第二金属电极之间的所述缓冲层上形成有凹槽，所述绝缘层覆盖所述金属层，且填充所述凹槽。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种触控基板，包括所述的光电探测器。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种显示面板，包括所述的触控基板。

为了解决上述问题，本发明实施例还公开了一种光电探测器的制备方法，包括：提供基底；在所述基底上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成金属层；对所述金属层进行图案化处理，形成第一金属电极和第二金属电极，且在所述第一金属电极和所述第二金属电极之间的所述缓冲层上形成凹槽；形成绝缘层，所述绝缘层覆盖所述金属层，并填充所述凹槽；在所述绝缘层上形成半导体层。

本发明实施例包括以下优点：通过在第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成有凹槽，通过绝缘层覆盖金属层，且填充凹槽。从而即便在形成第一金属电极和第二金属电极的过程中对缓冲层溅射入金属原子，由于第一金属电极和第二金属电极之间凹槽所在位置由绝缘层填充，凹槽和填充的绝缘层使第一金属电极和第二金属电极之间不再仅由缓冲层连接，对第一金属电极和第二金属电极施加偏压后，第一金属电极和第二金属电极之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流，实现了有效减小第一金属电极和第二金属电极之间的偏压暗电流。

附图说明

图1是现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器的I-V特性曲线示意图；

图2是本发明的一种光电探测器实施例的结构示意图；

图3是图2中位置60的放大结构示意图；

图4是有绝缘层且无凹槽的光电探测器的结构示意图；

图5是本发明的一种光电探测器实施例的暗态下I-V特性曲线示意图；

图6是本发明的一种光电探测器实施例的光态下I-V特性曲线示意图；

图7是本发明的一种光电探测器的制备方法实施例的步骤流程图；

图8是本发明的另一种光电探测器的制备方法实施例的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图2，其示出了本发明的一种光电探测器实施例的结构示意图，具体可以包括依次层叠设置的基底10、缓冲层20、金属层30、绝缘层40及半导体层50，如图2和图3所示，金属层30可以包括第一金属电极31和第二金属电极32，第一金属电极31和第二金属电极32之间的缓冲层20上形成有凹槽21，绝缘层40覆盖金属层30，且填充凹槽21。图3是图2中位置60的放大结构示意图。

具体地，本发明实施例的光电探测器可以为任意以肖特基势垒作为载流子限制的光电探测器，例如MSM(Metal-semiconductor-metal，金属半导体金属)光电探测器。

其中，在形成金属层30的过程中，会将金属原子溅射入缓冲层20中，此时，若在金属层30上继续形成半导体层50以获得光电探测器，第一金属电极31和第二金属电极32之间存在漏电路径，当对第一金属电极31和第二金属电极32施加偏压后，则第一金属电极31和第二金属电极32之间的缓冲层20中金属原子沿漏电路径移动，第一金属电极31和第二金属电极32间形成漏电流(暗电流)。

而在第一金属电极31和第二金属电极32之间的缓冲层20上形成凹槽21，通过绝缘层40覆盖金属层30，且填充凹槽21后，即便在形成第一金属电极31和第二金属电极32的过程中对缓冲层20溅射入金属原子，由于第一金属电极31和第二金属电极32之间凹槽21所在位置由绝缘层40填充，凹槽21和填充的绝缘层40使第一金属电极31和第二金属电极32之间部分或全部由绝缘层40连接，第一金属电极31和第二金属电极32之间的漏电路径部分消除或全部消除。对第一金属电极31和第二金属电极32施加偏压后，第一金属电极31和第二金属电极32之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流。

可选地，如图2所示，第一金属电极31和第二金属电极32可以为多个，多个第一金属电极31和多个第二金属电极32可以以阵列结构进行设置，其中，同一行的第一金属电极31与第二金属电极32相邻，并可以等间隔设置。

可选地，当对第一金属电极31和第二金属电极32施加偏压时，若第一金属电极31为被施加偏压的电极，则第二金属电极32可以为用于收集电流(光电流或暗电流)的电极；反之，若第二金属电极32为被施加偏压的电极，则第一金属电极31可以为用于收集电流(光电流或暗电流)的电极。从而通过采集相应金属电极的电流即可在光态下获得光电流和在暗态下获得暗电流。

图4是第一金属电极31和第二金属电极32之间的缓冲层20上无凹槽21，且绝缘层40覆盖金属层30后形成的光电探测器的结构示意图。如图5所示，在暗态下，同一偏压范围内(例如20V至25V)，本发明实施例的光电探测器中暗电流比现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器的暗电流以及图4中光电探测器的暗电流小一个数量级，即本发明实施例的光电探测器中暗电流有效减小。图5中1’为现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器的暗电流曲线，1为图4中光电探测器的暗电流曲线，2为本发明实施例的光电探测器的暗电流曲线。此外，如图6所示，在光态下，同一偏压范围内(例如20V至25V)，本发明实施例的光电探测器中光电流与现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器的光电流在一个数量级，图4中光电探测器的光电流与现有技术中Sputter工艺形成光电探测器的光电流不在一个数量级，即本发明实施例的光电探测器对光电流基本无影响，与现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器和图4中光电探测器相比，本发明实施例的光电探测器具有更好的光暗电流比。图6中2’为现有技术中Sputter工艺形成金属电极后的光电探测器的光电流曲线，3为图4中光电探测器的光电流曲线，4为本发明实施例的光电探测器的光电流曲线。

可选地，凹槽21在第一方向上的长度可以小于或等于第一金属电极31和第二金属电极32之间的间距，第一方向垂直于第一金属电极31和第二金属电极32之间的中心线方向。此时，若凹槽21在第二方向上的长度小于第一金属电极31和第二金属电极32中任一个的长度，第二方向垂直于第一方向，则绝缘层40填充凹槽21后，第一金属电极31和第二金属电极32之间部分由绝缘层40连接，部分依旧由缓冲层20连接，第一金属电极31和第二金属电极32之间的漏电路径部分消除，对第一金属电极31和第二金属电极32施加偏压后，第一金属电极31和第二金属电极32之间金属原子形成的漏电流减小。另外，若凹槽21在第二方向上的长度大于或等于第一金属电极31和第二金属电极32中其中一个的长度，第二方向垂直于第一方向，则绝缘层40填充凹槽21后，第一金属电极31和第二金属电极32之间全部由绝缘层40连接，绝缘层40断开第一金属电极31和第二金属电极32之间全部的漏电路径，对第一金属电极31和第二金属电极32施加偏压后，第一金属电极31和第二金属电极32之间无漏电流。

可选地，凹槽21在第三方向上的深度范围可以为50nm至100nm，第三方向垂直于第一方向和第二方向。从而确保绝缘层40可以断开第一金属电极31和第二金属电极32之间全部的漏电路径，保证第一金属电极31和第二金属电极32之间无漏电流。

可选地，第一金属电极31和第二金属电极32上的绝缘层40在第三方向上的厚度范围可以为20nm至100nm。从而确保绝缘层40覆盖金属层30和填充凹槽21的同时，还可以提高光电探测器中用于限制载流子的势垒的高度。

可选地，在本发明的一个实施例中，半导体层50可以为由a-Si(amorphoussilicon，非晶硅)形成的半导体层50或由其它材料形成的半导体层50，本发明对此不作限制。可选地，基底10可以为玻璃基底。可选地，缓冲层20可以为由绝缘材料或其它材料形成的缓冲层20，本发明对此不作限制。可选地，金属层30可以为由CU(铜)或其它材料形成的金属层30，本发明对此不作限制。

本发明实施例的光电探测器包括以下优点：通过在第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成有凹槽，通过绝缘层覆盖金属层，且填充凹槽，其中，凹槽在第一方向上的长度小于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极之间的间距，凹槽在第二方向上的长度大于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极其中一个的长度。从而即便在形成第一金属电极和第二金属电极的过程中对缓冲层溅射入金属原子，由于第一金属电极和第二金属电极之间凹槽所在位置由绝缘层填充，凹槽和填充的绝缘层使第一金属电极和第二金属电极之间部分或全部由绝缘层连接，第一金属电极和第二金属电极之间的漏电路径部分消除或全部消除，对第一金属电极和第二金属电极施加偏压后，第一金属电极和第二金属电极之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流，实现有效减小光电探测器的偏压暗电流；此外，本发明实施例的光电探测器对光电流基本无影响，具有良好的光暗电流比。

本发明实施例还公开了一种触控基板，包括上述的光电探测器。

本发明实施例的触控基板包括以下优点：通过在光电探测器的第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成有凹槽，通过绝缘层覆盖金属层，且填充凹槽，其中，凹槽在第一方向上的长度小于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极之间的间距，凹槽在第二方向上的长度大于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极其中一个的长度。从而即便在形成第一金属电极和第二金属电极的过程中对缓冲层溅射入金属原子，由于第一金属电极和第二金属电极之间凹槽所在位置由绝缘层填充，凹槽和填充的绝缘层使第一金属电极和第二金属电极之间部分或全部由绝缘层连接，第一金属电极和第二金属电极之间的漏电路径部分消除或全部消除，对第一金属电极和第二金属电极施加偏压后，第一金属电极和第二金属电极之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流，实现有效减小光电探测器的偏压暗电流；此外，本发明实施例的光电探测器对光电流基本无影响，具有良好的光暗电流比。

本发明实施例还公开了一种显示面板，包括上述的触控基板。

本发明实施例的显示面板包括以下优点：通过在触控基板的光电探测器中第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成有凹槽，通过绝缘层覆盖金属层，且填充凹槽，其中，凹槽在第一方向上的长度小于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极之间的间距，凹槽在第二方向上的长度大于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极其中一个的长度。从而即便在形成第一金属电极和第二金属电极的过程中对缓冲层溅射入金属原子，由于第一金属电极和第二金属电极之间凹槽所在位置由绝缘层填充，凹槽和填充的绝缘层使第一金属电极和第二金属电极之间部分或全部由绝缘层连接，第一金属电极和第二金属电极之间的漏电路径部分消除或全部消除，对第一金属电极和第二金属电极施加偏压后，第一金属电极和第二金属电极之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流，实现有效减小光电探测器的偏压暗电流；此外，本发明实施例的光电探测器对光电流基本无影响，具有良好的光暗电流比。

参照图7，其示出了本发明的一种光电探测器的制备方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

步骤10，提供基底。

步骤20，在基底上形成缓冲层。

具体地，步骤20可以在基底上沉积缓冲层。

步骤30，在缓冲层上形成金属层。

具体地，步骤30可以在缓冲层上沉积金属层。

步骤40，对金属层进行图案化处理，形成第一金属电极和第二金属电极，且在第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成凹槽。

可选地，如图8所示，步骤40对金属层进行图案化处理，形成第一金属电极和第二金属电极，且在第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成凹槽，可以包括：

步骤41，在金属层上形成第一光刻胶层。

具体地，步骤41可以在金属层上涂覆光刻胶以形成第一光刻胶层。

步骤42，对第一光刻胶层进行曝光显影形成图案化的第二光刻胶层。

具体地，步骤42可以采用MASK(光掩模)对第一光刻胶层进行曝光显影形成图案化的第二光刻胶层。

步骤43，对图案化的第二光刻胶层和金属层进行刻蚀，以形成第一金属电极和第二金属电极。

具体地，步骤43可以采用干法刻蚀技术对图案化的第二光刻胶层和金属层进行刻蚀。

其中，步骤43形成第一金属电极和第二金属电极的过程中，缓冲层溅射入金属原子。

步骤44，对第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层进行刻蚀，以形成凹槽。

具体地，步骤44可以采用干法刻蚀技术对第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层进行刻蚀。

可选地，步骤43对图案化的第二光刻胶层和金属层进行刻蚀，以形成第一金属电极和第二金属电极，以及步骤44对第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层进行刻蚀，以形成凹槽，可以包括：

步骤45，对图案化的第二光刻胶层和金属层进行刻蚀，以形成顶面具有第三光刻胶层的第一金属电极和第二金属电极。

可选地，步骤45对图案化的第二光刻胶层和金属层进行刻蚀的过程中，可以保留第一金属电极和第二金属电极顶面的第二光刻胶层作为第三光刻胶层，或者可以对第一金属电极和第二金属电极顶面的第二光刻胶层进行减薄以形成第三光刻胶层。

步骤46，对第三光刻胶层以及第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层进行刻蚀。

通过步骤46不仅可以形成凹槽，还可以确保第一金属电极和第二金属电极的顶面未被刻蚀。

可选地，在步骤46对第三光刻胶层以及第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层进行刻蚀之后，本发明实施例的光电探测器的制备方法还可以包括:

步骤47，进行清除光刻胶层的处理和烘干处理。

通过步骤47，可以去除多余的光刻胶。

步骤50，形成绝缘层，绝缘层覆盖金属层，并填充凹槽。

步骤60，在绝缘层上形成半导体层。

具体地，可以采用PECVD(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition,等离子体增强式化学气象沉积)工艺同时沉积绝缘层和半导体层，即步骤50和步骤60可以同时进行。

通过上述步骤10至步骤50，可以形成图2中的光电探测器，且形成图2的光电探测器只需进行一次曝光显影即可实现，工艺实现简单，便于实现大规模生产光电探测器。

本发明实施例的光电探测器的制备方法包括以下优点：在对金属层进行图案化处理后，在第一金属电极和第二金属电极之间的缓冲层上形成有凹槽，绝缘层覆盖金属层，且填充凹槽，其中，凹槽在第一方向上的长度小于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极之间的间距，凹槽在第二方向上的长度大于或等于所述第一金属电极和所述第二金属电极其中一个的长度，对金属层进行图案化处理只需一次曝光显影即可。从而即便在形成第一金属电极和第二金属电极的过程中对缓冲层溅射入金属原子，由于第一金属电极和第二金属电极之间凹槽所在位置由绝缘层填充，凹槽和填充的绝缘层使第一金属电极和第二金属电极之间部分或全部由绝缘层连接，第一金属电极和第二金属电极之间的漏电路径部分消除或全部消除，对第一金属电极和第二金属电极施加偏压后，第一金属电极和第二金属电极之间金属原子形成的漏电流减小或无漏电流，实现有效减小光电探测器的偏压暗电流；此外，本发明实施例的光电探测器对光电流基本无影响，具有良好的光暗电流比；再者，由于对金属层进行图案化处理只需一次曝光显影，实现工艺简单，便于大规模生产光电探测器。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

对于触控基板和显示面板实施例而言，由于其包括上述的光电探测器，所以描述的比较简单，相关之处参见光电探测器实施例的部分说明即可。

对于光电探测器的制备方法实施例而言，由于其与光电探测器实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见光电探测器实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种光电探测器、一种光电探测器的制备方法、一种触控基板以及一种显示面板，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。