CN101174642A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体装置，包括：在第一绝缘膜上且具有光电二极管、放大所述光电二极管的输出电流的放大器电路的第一元件；以及在第二绝缘膜上且具有颜色滤光片、所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，其中，通过利用粘结材料粘结所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜，来将所述第一元件和所述第二元件贴附在一起。此外，所述放大器电路是具有薄膜晶体管的电流镜电路。此外，也可以使用颜色薄膜而代替颜色滤光片。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及光电转换装置以及具有光电转换元件的半导体装置。本发明特别涉及由薄膜半导体元件构成的光电转换装置以及其制造方法。此外，本发明还涉及使用光电转换装置的电子设备。
背景技术
一般已知各种用于检测电磁波的光电转换装置，例如对从紫外线到红外线有感知功能的装置被总称为光传感器(也称为光感测器)。其中对波长为400nm至700nm的可见光区域有感知功能的装置特别被称为可见光传感器，多用于根据人类的生活环境需要调节照度或控制开/关等的设备中。
尤其是，在显示装置中，检测出显示装置周围的明亮度以调节其显示亮度。这是因为通过检测出周围的明亮度而获得合适的显示亮度可以减少不必要的电力的缘故。例如，这种亮度调节用光传感器被使用于手机或个人电脑。
此外，除了周围的明亮度以外，还通过利用光传感器检测出显示装置、尤其是液晶显示装置的背光灯的亮度，以调节显示屏的亮度。
在这种光传感器中，光电二极管被使用于感测部分，并且该光电二极管的输出电流在放大器电路中被放大。例如，使用电流镜电路作为这种放大器电路。
图2A表示现有的光传感器的截面图以及其制造方法(参照专利文件1)。
首先，在第一衬底1101上形成金属膜1102。作为金属膜1102，可以使用由选自W、Ti、Ta、Mo、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中的元素、或以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层或者叠层、或者也可以使用这些元素的氮化物的单层或者叠层。金属膜1102的膜厚度为10nm至200nm，优选为50nm至75nm。
接着，在金属膜1102上形成绝缘膜1103。此时，在金属膜1102和绝缘膜1103之间形成处于非晶状态且其膜厚度为2nm至5nm左右的金属氧化膜1100。当在以后工序中进行剥离时，在金属氧化膜1100中、在金属氧化膜1100和绝缘膜1103的界面、或者在金属氧化膜1100和金属膜1102的界面发生分离。
作为绝缘膜1103，可以通过溅射法或等离子体CVD法形成由氧化硅、包含氮的氧化硅、金属氧化材料构成的膜。优选的是，绝缘膜1103的膜厚度为金属膜1102的两倍以上、优选为150nm至200nm。
接着，在绝缘膜1103上形成由至少包含氢的材料构成的膜。作为由至少包含氢的材料构成的膜，可以使用半导体膜或氮化物膜等。这里，形成半导体膜。此后，进行为了使由包含氢的材料构成的膜所包括的氢扩散的热处理。可以在410℃以上进行该热处理。既可以与形成晶体半导体膜的工序另外进行该热处理，又可以使该热处理兼作形成晶体半导体膜的工序以节省工序。例如，在使用包含氢的非晶硅膜作为由包含氢的材料构成的膜并且对其进行加热来形成多晶硅膜的情况下，如果为了取得晶化在500℃以上进行热处理，则可以在形成多晶硅膜的同时使氢扩散。
接着，通过利用已知方法将多晶硅膜蚀刻为所希望的形状，来形成薄膜晶体管(Thin Film Transistor(TFT))。图2A的TFT 1104包括：具有源区、漏区以及沟道形成区的多晶硅膜1105；覆盖多晶硅膜1105的栅绝缘膜；形成在多晶硅膜1105的沟道形成区上的栅电极1106；通过层间绝缘膜1119连接到源区以及漏区的源电极1107以及漏电极1108。注意，层间绝缘膜1119由用来使栅电极与源电极以及漏电极绝缘的多个绝缘膜形成。
接着，在层间绝缘膜1119上形成连接到TFT的源电极1107上的光电转换元件。这里，形成二极管作为光电转换元件。首先，形成连接到源电极1107的第一电极1110，并且在其上形成用作光电转换层的非晶硅膜1111以及第二电极1112。此后，通过将非晶硅膜1111以及第二电极1112蚀刻为所希望的形状，来形成二极管。此后，在形成连接到二极管的第二电极的布线1113的同时，形成连接到漏电极1108且连接到输出端子的布线1114。
接着，利用粘合材料1116贴附成为用来固定半导体膜的支架台的第二衬底1115。注意，优选使用其刚性高于第一衬底1101的衬底作为第二衬底1115。典型地，可以适当地使用玻璃衬底、石英衬底、金属衬底、陶瓷衬底、塑料衬底作为第二衬底1115。此外，可以使用由有机材料构成的粘合材料作为粘合材料1116。此时，也可以在粘合材料的一部分形成平坦化层。这里，也可以在由有机材料构成的粘合材料上涂敷水溶性树脂1116a作为平坦化层，并且在其上粘结其两面被反应剥离型粘合材料覆盖的构件1116b(以下，称为两面薄片)，来将TFT 1104以及二极管(包括电极1110、非晶硅膜1111、电极1112)和第二衬底1115粘合在一起。可以通过使用该粘合方法，利用较小外力而执行以后的剥离工序。作为由有机材料构成的粘合材料，可以举出各种剥离型粘合材料诸如反应剥离型粘合材料、热剥离型粘合材料、紫外线剥离型粘合材料等光剥离型粘合材料、厌氧剥离型粘合材料等。
在图2B中，将第一衬底1101以及形成在其上的金属膜1102称为剥离体1150。此外，将从绝缘膜1103到连接到二极管的第二电极的布线1113以及连接到外部端子的布线1114的层称为层积体1151。
接着，通过利用物理方法剥离第一衬底1101的金属膜1102和绝缘膜1103。物理外力例如为使用楔子等具有锐利端部的构件而获得的负荷、从喷嘴喷出的气体的风压、超声波等较小的外力。在金属氧化膜1100中、在绝缘膜1103和金属氧化膜1100的界面、或者在金属氧化膜1100和金属膜1102的界面发生剥离，从而可以利用较小的外力剥离剥离体1150和层积体1151。如此，可以从剥离体1150分离层积体1151。
接着，如图2C所示，利用粘结材料1118将第三衬底1117和绝缘膜1103(就是说，层积体1151)粘合在一起。使用塑料衬底或由有机树脂形成的构件作为第三衬底1117。作为塑料衬底，优选使用由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES(聚醚砜)、聚丙烯、聚丙烯硫醚、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚、聚砜、或聚邻苯二甲酰胺构成的塑料衬底。
对于粘结材料1118，重要的是：与利用由有机材料构成的粘合材料1116的第二衬底1115和被剥离层的层积体1151的紧密性相比，包含绝缘膜1103的层积体1151和第三衬底1117的紧密性高。
作为粘结材料1118，可以举出各种固化型粘结材料诸如反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、紫外线固化型粘结材料等光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料等。
注意，也可以在绝缘膜1103上设置粘合材料而代替上述工序。在此情况下，也可以设置离型纸(release paper)(剥离纸、即在分离器(separator)等基材的一面或两面上具有剥离面的薄膜)以使粘合材料不粘结到其他构件。当剥下剥离纸时可以粘结到任意构件，因此不需要衬底并且可以使半导体装置更薄。
接着，如图2D所示，从层积体1151剥离粘合材料1116以及第二衬底1115。通过对由有机材料构成的粘合材料1116执行热反应、光反应、利用湿度的反应、或者化学反应(例如，使用水、氧等来降低粘合力)，来从层积体1151剥离由有机材料构成的粘合材料1116以及第二衬底1115。
通过上述工序，如图2E所示，可以在塑料衬底上形成包括由多晶硅膜构成的TFT、由非晶硅膜构成的元件以及二极管的半导体装置。
[专利文件1]国际专利申请公开04/068582号公报
但是，在图2A至2E所示的结构中，需要利用另外的工序形成颜色滤光片，因此制造工序以及制造成本增加。
如上所述，光传感器被使用于各种各样的用途。例如，液晶显示装置广泛地普及为电视、照相机以及摄像机的监视器用显示器，并且需要扩大颜色再现范围而能够再现正确颜色的显示器。为了扩大颜色再现范围，需要细致地控制使用冷阴极管或发光二极管的背光灯来使其发光。
光传感器被使用为用来补正背光灯所必需的装置。在此情况下，当将光传感器与背光灯等设备一体地嵌入在一起时，光传感器为了避免成为障碍，需要为小型、薄型且具有能够补正颜色的功能。
发明内容
本发明的目的在于在不同衬底上分别形成包括光电转换元件和驱动它的电路的光电转换装置、以及颜色滤光片，然后剥离至少一方且粘合在一起，来获得轻量且薄、优选具有挠性的装置。
本发明涉及一种半导体装置，包括：在第一绝缘膜上且具有光电二极管和放大所述光电二极管的输出电流的放大器电路的第一元件；在第二绝缘膜上且具有颜色滤光片和在所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，其中通过利用粘结材料粘结所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜，来将所述第一元件和所述第二元件粘合在一起。
此外，本发明涉及一种半导体装置，包括：在绝缘膜上且具有光电二极管和放大所述光电二极管的输出电流的放大器电路的第一元件；在衬底上且具有颜色滤光片和在所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，其中通过利用粘结材料粘结所述绝缘膜和所述外敷层，来将所述第一元件和所述第二元件粘合在一起。
此外，本发明涉及一种半导体装置，包括：在衬底上且具有光电二极管和放大所述光电二极管的输出电流的放大器电路的第一元件；在绝缘膜上且具有颜色滤光片和在所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，其中通过利用粘结材料粘结所述衬底和所述绝缘膜，来将所述第一元件和所述第二元件粘合在一起。
此外，本发明涉及一种半导体装置，包括：在绝缘膜上且具有光电二极管和放大所述光电二极管的输出电流的放大器电路的元件；利用粘结材料与所述绝缘膜粘结的颜色膜。
在本发明中，所述放大器电路为包括薄膜晶体管的电流镜电路。
此外，在本说明书中，所述粘结材料为反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料中的任一种。
注意，在本发明中，半导体装置指的是具有半导体层的装置，并且将包括具有半导体层的元件的整个装置也称为半导体装置。
根据本发明，可以获得轻量且薄并且具有挠性的光电转换装置、以及半导体装置。此外，根据本发明，可以制作制造成本降低且小型化的光电转换装置、以及半导体装置。
附图说明
图1是本发明的半导体装置的截面图；
图2A至2E是现有的半导体装置的截面图；
图3A和3B是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图4是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图5是本发明的半导体装置的截面图；
图6是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图7是本发明的半导体装置的截面图；
图8是本发明的半导体装置的截面图；
图9是本发明的半导体装置的截面图；
图10A至10D是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图11是本发明的半导体装置的电路图；
图12A和12B是本发明的半导体装置的电路图；
图13是本发明的半导体装置的电路图；
图14是本发明的半导体装置的俯视图；
图15是本发明的半导体装置的俯视图；
图16A至16C是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图17A和17B是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图18是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图19是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图20是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图21是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图22是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图23是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图24是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图25是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图26是本发明的半导体装置的截面图；
图27是表示本发明的电池的方块图；
图28A和28B是包含在本发明的电池中的电路的图；
图29A至29E是包含在本发明的电池中的电路的俯视图；
图30是表示包含在本发明的电池中的电路的图；
图31是本发明的电池的截面图；
图32是表示包含在本发明的电池中的电路的方块图；
图33是包含在本发明的电池中的电路的图；
图34是使用本发明而制造的装置的截面图；
图35A和35B是使用本发明而制造的装置的方块图；
图36A和36B是使用本发明而制造的装置的方块图；
图37是表示本发明的能够无线通讯的半导体装置的方块图；
图38是表示本发明的存储电路的方块图；
图39是表示本发明的无线通讯系统的图；
图40是表示安装有本发明的半导体装置的装置的图；
图41A和41B是表示安装有本发明的半导体装置的装置的图；
图42A和42B是表示安装有本发明的半导体装置的装置的图；
图43是表示安装有本发明的半导体装置的装置的图；
图44A和44B是表示安装有本发明的半导体装置的装置的图；
图45是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图46是本发明的半导体装置的俯视图；
图47是本发明的半导体装置的俯视图；
图48是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图49A至49C是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图50A和50B是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图51是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图52是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图53是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图54A至54C是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图55是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图56是表示本发明的半导体装置的制造工序的截面图；
图57是本发明的半导体装置的截面图；
图58是本发明的半导体装置的截面图。
本发明的选择图是图1。
具体实施方式
参照附图以下说明本发明的实施方式。
但是，本发明可以通过多种不同方式来实施，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本发明的实施方式所记载的内容中。
注意，在说明本发明的实施方式的所有附图中，对同一部分或具有同样功能的部分附加同一附图标记，并且省略重复说明。
实施方式1
参照图1、图3A和3B、图10A至10D、图11、图12A和12B、图13、图14、图15、图16A至16C、图17A和17B、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25、图45，来以下说明本实施方式。
首先，在衬底101上形成绝缘膜102。作为衬底101，可以使用玻璃衬底、石英衬底、陶瓷衬底、硅衬底、金属衬底以及不锈钢衬底等中的任一种。在本实施方式中，使用玻璃衬底作为衬底101。
作为绝缘膜102，可以通过溅射法或等离子体CVD法形成由氧化硅、包含氮的氧化硅、氮化硅、包含氧的氮化硅、金属氧化材料构成的膜。
在绝缘膜102上形成金属膜103。作为金属膜103，可以使用：由选自W、Ti、Ta、Mo、Cr、Nd、Fe、Ni、Co、Zr、Zn、Ru、Rh、Pd、Os、Ir中的元素、以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层或者叠层、或者这些元素的氮化物的单层或者叠层。金属膜103的膜厚度为10nm至200nm，优选为25nm至75nm。
接着，在金属膜103上形成绝缘膜104。此时，在金属膜103和绝缘膜104之间形成处于非晶状态且膜厚度为2nm至5nm左右的金属氧化膜100(参照图10A)。当在以后工序中进行剥离时，在金属氧化膜100中、在金属氧化膜100和绝缘膜104的界面、或者在金属氧化膜100和金属膜103的界面发生分离。作为绝缘膜104，可以通过溅射法或等离子体CVD法形成由氧化硅、包含氮的氧化硅、氮化硅、包含氧的氮化硅、金属氧化材料构成的膜。优选的是，绝缘膜104的膜厚度为金属膜103的两倍以上、优选为150nm至200nm。
接着，在绝缘膜104上形成由至少包含氢的材料构成的膜。作为由至少包含氢的材料构成的膜，可以使用半导体膜或氮化物膜等。在本实施方式中，形成半导体膜。此后，进行为了使由包含氢的材料构成的膜所包括的氢扩散的热处理。可以在410℃以上进行该热处理。既可以与形成晶体半导体膜的工序另外进行该热处理，又可以使该热处理兼作形成晶体半导体膜的工序以节省工序。
在本实施方式中，为了同时进行用来使氢扩散的热处理和成为有源层的半导体膜的形成，成膜包含氢的非晶半导体膜例如非晶硅膜作为包含氢的材料膜并且对其进行加热来形成晶体半导体膜例如多晶硅膜。此时，如果为了使非晶半导体膜晶化而进行500℃以上的热处理，则可以在形成晶体半导体膜的同时使氢扩散。
当然，也可以利用另外工序进行用来使氢扩散的热处理和成为有源层的半导体膜的形成。在此情况下，可以成膜包含氢的材料膜且并加热，在其上形成成为有源层的半导体膜。既可以通过在成膜非晶半导体膜后使其晶化来获得成为有源层的半导体膜，又可以从最初就成膜晶体半导体膜。
接着，通过利用已知方法将晶体半导体膜蚀刻为岛状，来形成岛状半导体膜105。
在岛状半导体膜105中形成有源区、漏区以及沟道形成区。还设置有覆盖岛状半导体膜105的栅绝缘膜106、形成在岛状半导体膜105的沟道形成区上的下层栅电极107以及上层栅电极108。虽然在图10B中，栅电极具有由下层栅电极107以及上层栅电极108构成的两层结构，但是也可以制造具有单层结构的栅电极。注意，虽然未图示，但是将下层栅电极107以及上层栅电极108总称为栅电极145。据此，形成TFT 110。
注意，虽然在本实施方式中，形成顶栅型TFT作为TFT 110，但是也可以形成底栅型TFT。此外，既可以形成具有一个沟道形成区的单栅型TFT，又可以形成具有多个沟道形成区的多栅型TFT。
覆盖具有下层栅电极107以及上层栅电极108的栅电极145、栅绝缘膜106地形成层间绝缘膜109。
注意，层间绝缘膜109既可以为由单层绝缘膜形成的，又可以为由不同材料构成的绝缘层的层积膜。
在层间绝缘膜109上形成有电连接到岛状半导体膜105中的源区及漏区的源电极112以及漏电极113。还形成有电连接到栅电极145的栅极布线111(参照图10B)。
注意，在到图10B的工序中，只示出了一个TFT。然而，实际上，TFT 110为构成对在光电转换层121中可以获得的光电流进行放大的放大器电路例如电流镜电路的TFT，从而至少形成两个TFT。图11表示由包含光电转换层121的光电二极管203、TFT 204以及TFT205构成的电流镜电路211的电路结构。图10B的TFT 110为TFT 204和TFT 205中的一个。
在图11中，构成电流镜电路211的TFT 204的栅电极电连接到构成电流镜电路211的另一个TFT 205的栅电极，还电连接到TFT204的源电极和漏电极中的一个的漏电极(也称为漏端子)。
TFT 204的漏端子电连接到光电二极管203、TFT 205的漏端子、以及高电位电源VDD。
TFT 204的源电极和漏电极中的另一个的源电极(也称为源端子)电连接到低电位电源Vss以及TFT 205的源端子。
此外，构成电流镜电路211的TFT 205的栅电极电连接到TFT204的栅电极以及漏端子。
此外，TFT 204和TFT 205的栅电极互相连接，因此施加共同电位。
图11表示由两个TFT构成的电流镜电路的例子。此时，在TFT204和TFT 205具有同一特性的情况下，参考电流和输出电流的比率成为1∶1的关系。
图12A和图12B表示为了使输出值成为n倍的电路结构。图12A和12B的电路结构相当于图11中的TFT 205为n个的结构。如图12A和12B所示，通过使TFT 204和TFT 205的比率为1∶n，可以使输出值成为n倍。这是与增加TFT的沟道宽度W而且使能够流入TFT的电流的容许量成为n倍同样的原理。
例如，在将输出值设计为100倍的情况下，通过一个TFT 204和并联连接一百个TFT 205，可以获得目标电流。
图12B表示图12A中的电路218i(电路218a、电路218b等)的详细电路结构。
图12B的电路结构基于图11及图12A的电路结构，并且利用相同附图标记表示相同元件。换言之，TFT 205i(205a，205b，...205i)的栅电极电连接到端子219i(219a，219b，...219i)，并且电连接到端子220i(220a，220b，...220i)。此外，TFT 205i的源端子电连接到端子221i(221a，221b，...221i)。
注意，为了说明图12A中的电路218a、电路218b等，将其中的一个的电路218i示于图12B。由于电路218i基于图11的电路结构，因此在图12A和12B中附有i的附图标记是与图11中的没附有i的附图标记相同的。换言之，例如图11的TFT 205和图12B的TFT 205i是相同的。
因此，在图12A中，TFT 205由n(a，b，...i)个TFT 205i等构成。由此，流过TFT 204的电流被放大为n倍而输出。
注意，在图12A及12B中，利用相同附图标记来表示与图11相同的部分。
此外，在图11中，将电流镜电路211图示为使用n沟道型TFT的等效电路，但是也可以使用p沟道型TFT而代替该n沟道型TFT。
在利用p沟道型TFT形成放大器电路的情况下，获得图13所示的等效电路。如图13所示，电流镜电路231具有p沟道型TFT 234及235。注意，在图13中，利用相同附图标记来表示与图11至12B相同的部分。
在如此制造TFT 110后，在层间绝缘膜109上形成电极115、电极116。在图10C中，形成有多个电极116，而在图10D中只形成有一个电极116。
注意，在本实施方式中，通过利用以400nm的厚度成膜钛(Ti)而获得的钛膜，来形成电极115以及电极116。
注意，也可以通过利用与源电极112以及漏电极113相同的工序，来制造电极115以及电极116。
图15表示图10C中的电极116以及其周边部分的俯视图，图14表示图10D中的电极116以及其周边部分的俯视图。
在图15中，电极116是格子状的电极，并且在多个地方与在以后工序中形成的光电转换层121连接。因此，当观察电极116的截面时，如图10C所示地看得见像形成多个电极116那样的情况。但是，电极116都利用同一材料以及同一工序制造。如图15所示，当将电极116形成为格子状时，有如下优点，即光电转换层121的电阻值变小。
此外，在图14中，电极116是其端部为圆形的矩形电极。因此，当观察其截面时，如图10D所示地看得见像只形成一个电极116那样的情况。
注意，在图14以及图15中，电极116与电流镜电路211电连接。电流镜电路211包括两个至(n+1)个TFT 110。
换言之，如上述那样，当想将参考电流和输出电流的比率设定为1∶1时，形成一个参考侧TFT以及一个输出侧TFT即可。图11表示其电路图。另外，当想将参考电流和输出电流的比率设定为1∶n时，可以形成一个参考侧TFT以及n个输出侧TFT，即可。图12A以及图12B表示此时的电路图。
电流镜电路211通过布线244电连接到与高电位电源VDD连接的连接电极241，并且通过布线245电连接到与低电位电源VSS连接的连接电极242。
接着，如图16A所示，在电极116以及层间绝缘膜109上设置外敷层117。注意，图16A表示在图10C的结构中形成外敷层117的结构，但是，当然也可以使用图10D的结构。
外敷层117具有如下功能：将其端部成为慢坡状来改善光电转换层121的形状以避免p型半导体层121p和n型半导体层121n短路的功能；抑制污染物质混入到光电转换层121的功能；调整入射到光电转换层121的光的功能。此外，可以通过使用透光性绝缘材料来形成外敷层117。例如，可以使用有机树脂材料诸如丙烯酸、聚酰亚胺等，或者无机材料诸如氮化硅、氧化硅、包含氮的氧化硅、包含氧的氮化硅等。此外，也可以通过使用层积这些材料而成的层积膜来形成外敷层117。在本实施方式中，使用聚酰亚胺作为外敷层117。
接着，通过在电极116以及外敷层117上成膜p型半导体膜、i型半导体膜、n型半导体膜并且进行蚀刻，来形成包括p型半导体层121p、i型半导体层121i以及n型半导体层121n的光电转换层121(参照图16B及16C)。注意，图16C是图16B中的由虚线围绕的区域的放大图。
可以通过等离子体CVD法成膜包含属于第13族的杂质元素例如硼(B)的非晶半导体膜，来形成p型半导体层121p。
在图16B及16C中，电极116接触于光电转换层121的最下层、即本实施方式中的p型半导体层121p。
在形成p型半导体层121p后，还按顺序形成i型半导体层121i以及n型半导体层121n。由此，形成包括p型半导体层121p、i型半导体层121i以及n型半导体层121n的光电转换层121。
作为i型半导体层121i，例如可以通过等离子体CVD法形成非晶半导体膜。另外，作为n型半导体层121n，既可以形成包含属于第15族的杂质元素例如磷(P)的非晶半导体膜，又可以在形成非晶半导体膜后引入属于第15族的杂质元素。
注意，也可以使用非晶硅膜、非晶锗膜等作为非晶半导体膜。
注意，在本说明书中，i型半导体膜是指如下半导体膜：半导体膜所包括的赋予p型或n型的杂质的浓度为1×1020cm-3以下，并氧及氮的浓度为5×1019cm-3以下，且相对于暗传导率的光传导率为100倍以上。此外，i型半导体膜也可以添加有10ppm至1000ppm的硼(B)。
另外，除了使用非晶半导体膜以外，还可以使用微晶半导体膜(也称为半非晶半导体膜)作为p型半导体层121p、i型半导体层121i、n型半导体层121n。
或者，也可以通过使用微晶半导体膜形成p型半导体层121p以及n型半导体层121n，并且使用非晶半导体膜作为i型半导体层121i。
注意，半非晶半导体膜是指包括非晶半导体和具有结晶结构的半导体(包括单晶、多晶)之间的中间结构的半导体的膜。该半非晶半导体膜为具有在自由能方面上很稳定的第三状态的半导体膜，并且具有短程有序且具有晶格畸变的结晶，可以以其粒径为0.5nm至20nm使它分散在非单晶半导体膜中而存在。在半非晶半导体膜中，其拉曼光谱转移到比520cm-1低的频率一侧，此外，在进行X射线衍射时，观测由于Si晶格所产生的(111)、(220)的衍射峰值。此外，引入至少1原子％或以上的氢或卤素，以便终结悬空键。在本说明书中，为方便起见，将这种半导体膜称为半非晶半导体(SAS)膜。再者，通过将氦、氩、氪、氖等的稀有气体元素包含在半非晶半导体膜中而进一步促进晶格畸变，可以获得稳定性提高且良好的半非晶半导体膜。注意，半非晶半导体膜也包括微晶半导体膜。
此外，可以通过对包含硅的气体进行辉光放电分解来获得SAS膜。作为典型包含硅的气体，可以举出SiH4。除此以外，还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，通过使用氢或将选自氦、氩、氪、氖中的一种或多种稀有气体元素添加到氢的气体稀释该包含硅的气体而使用，可以容易形成SAS膜。优选在稀释比率为2倍至1000倍的范围内，稀释包含硅的气体。再者，也可以将CH4、C2H6等的碳化物气体、GeH4、GeF4等的锗化气体、F2等混入在包含硅的气体中，以将能带宽度调节为1.5eV至2.4eV或者0.9eV至1.1eV。
注意，在本说明书中，有时也将光电转换层121、包括光电转换层121的光电二极管203、包括光电二极管203的元件称为光电转换元件或者光电转换装置。
接着，在光电转换层121上形成辅助电极122。可以只在光电转换层121的电阻大的情况下，形成辅助电极122。当光电转换层121的电阻小时，也可以不形成辅助电极122。在本实施方式中，以20nm至30nm的厚度形成钛(Ti)作为辅助电极122。
此外，也可以在成膜p型半导体膜、i型半导体膜、n型半导体膜之后，形成成为辅助电极122的导电膜，接着蚀刻导电膜而形成辅助电极122，进一步蚀刻p型半导体膜、i型半导体膜、n型半导体膜而形成光电转换层121。
接着，覆盖露出的表面地形成保护膜129(参照图17A)。在本实施方式中，使用氮化硅膜作为保护膜129。该保护膜129是用来当在以后工序中蚀刻层间绝缘膜118时保护TFT 110的栅极布线111、源电极112、漏电极113以使它们避免蚀刻的。
接着，在保护膜129上形成层间绝缘膜118。层间绝缘膜118也用作平坦化膜。在本实施方式中，以2μm的厚度形成聚酰亚胺作为层间绝缘膜118。
接着，蚀刻层间绝缘膜118而形成接触孔。此时，因为有保护膜129，所以TFT 110的栅极布线111、源电极112、漏电极113不被蚀刻。然后，蚀刻电极125及电极126被形成的区域的保护膜129而形成接触孔。进而，在层间绝缘膜118上形成电极125和电极126，所述电极125通过形成在层间绝缘膜118及保护膜129中的接触孔电连接到电极115，所述电极126通过形成在层间绝缘膜118及保护膜129中的接触孔电连接到辅助电极122(参照图18)。作为电极125以及电极126，可以使用钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、银(Ag)等。
在本实施方式中，使用以30nm至50nm成膜钛(Ti)而成的导电膜作为电极125以及电极126。
注意，当不形成辅助电极122时，只要使电极126电连接到光电转换层121的最上层即本实施方式中的n型半导体层121n即可。
接着，在层间绝缘膜118上通过丝网印刷法或喷墨法形成层间绝缘膜119(参照图19)。此时，在电极125及电极126上不形成层间绝缘膜119。在本实施方式中，使用环氧树脂作为层间绝缘膜119。
接着，通过使用镍(Ni)膏的印刷法，制造电连接到电极125的电极141以及电连接到电极126的电极142。进而，在电极141以及电极142上通过使用铜(Cu)膏的印刷法形成电极143以及电极144(参照图20)。
接着，通过利用粘合材料152贴合成为支撑体的第二衬底151。注意，优选使用其刚性高于衬底101的衬底作为第二衬底151。典型的是，可以适当地使用玻璃衬底、石英衬底、金属衬底、陶瓷衬底、塑料衬底作为第二衬底151。
此外，作为粘合材料152使用由有机材料构成的粘合材料即可。此时，也可以在粘合材料的一部分形成平坦化层。在本实施方式中，也可以在由有机材料构成的粘合材料上涂敷水溶性树脂152a作为平坦化层，并且在其上粘结其两面被反应剥离型粘合材料覆盖的构件152b(以下，记为两面薄片)，来将层间绝缘膜119、电极141、电极143、电极142、电极144等与第二衬底151粘合在一起。
通过利用该粘结方法，可以利用较小的外力进行以后的剥离工序。作为由有机材料构成的粘合材料，可以举出反应剥离型粘合材料、热剥离型粘合材料、紫外线剥离型粘合材料等的光剥离型粘合材料、厌氧剥离型粘合材料等等各种剥离型粘合材料。
注意，虽然在本实施方式中，在形成到电极143以及电极144之后，利用粘合材料152贴附成为支撑体的第二衬底151，但是也可以在形成电极141、电极143、电极142、电极144之前，即在图19的工序结束的阶段中，利用粘合材料152贴附第二衬底151(参照图45)。
在图22中，将衬底101以及金属膜103称为剥离体161。此外，将从绝缘膜104到电极143以及电极144的层称为层积体162。
接着，通过利用物理方法剥离第一衬底101上的金属膜103和绝缘膜104(参照图22)。物理外力例如为使用楔子等具有锐利端部的构件而获得的负荷、从喷嘴喷出的气体的风压、超声波等较小的外力。在金属氧化膜100中、在绝缘膜104和金属氧化膜100的界面、或者在金属氧化膜100和金属膜103的界面发生剥离，从而可以利用较小的外力剥离剥离体161和层积体162。如此，可以从剥离体161分离层积体162。图23表示分离剥离体161的层积体162。
在此，说明颜色滤光片。在衬底131上形成绝缘膜132、金属膜133、绝缘膜134。可以将与衬底101同样的材料使用于衬底131、将与绝缘膜102同样的材料使用于绝缘膜132、将与金属膜103同样的材料使用于金属膜133、将与绝缘膜104同样的材料使用于绝缘膜134。此外，在金属膜133和绝缘膜134之间形成金属氧化膜130。
在本实施方式中，使用玻璃衬底作为衬底131，使用包含氮的氧化硅膜作为绝缘膜132，使用钨(W)膜作为金属膜133，使用包含氮的氧化硅膜作为绝缘膜134。
在绝缘膜134上的一部分或全部形成颜色滤光片135。
作为颜色滤光片135的制造方法，可以使用如下已知方法：使用着色树脂的蚀刻法；使用彩色抗蚀剂的彩色抗蚀剂法；染色法；电沉积法；微电解法(micelle electrolytic method)；电沉积转印法；薄膜分散法；喷墨法(液滴喷射法)；银盐发色法等。
在本实施方式中，通过利用分散有颜料的感光性树脂的蚀刻法，来形成颜色滤光片。通过涂布法在绝缘膜134上涂上分散有红色颜料、绿色颜料、或者蓝色颜料的感光性丙烯酸树脂。接着，对丙烯酸树脂加以干燥，进行暂时烧灼后，进行曝光及显影，并且进行220度的加热而使丙烯酸硬化，来形成其厚度为1.0μm至2.5μm的颜色滤光片135。
但是，在利用粘结材料137贴在一起之后，调整颜色滤光片135的位置以使它与形成有光电转换层121的区域一致。
覆盖颜色滤光片135地形成外敷层136(参照图3A)。可以使用与外敷层117同样的材料来形成外敷层136。
接着，与图22同样地利用物理方法剥离绝缘膜134和第一衬底131上的金属膜133。如此，可以从绝缘膜134、颜色滤光片135、外敷层136分离衬底131、绝缘膜132、金属膜133、金属氧化膜130(参照图3B)。
接着，通过利用粘结材料137粘结绝缘膜104和绝缘膜134(参照图24)。作为粘结材料137，重要的是：包含绝缘膜104的层积体162和绝缘膜134的紧密性高于利用由有机材料构成的粘合材料152的第二衬底151和用作被剥离层的层积体162的紧密性。换言之，优选的是，粘结材料137的粘结力高于粘合材料152的粘结力。
作为粘结材料137，可以举出各种固化型粘结材料诸如反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、紫外线固化型粘结材料等的光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料等。在本实施方式中，也可以使用环氧树脂作为粘结材料137。
注意，也可以在绝缘膜104上设置粘合材料(以下也称为两面胶带)而代替上述工序。在该粘合材料中设置有离型纸(release paper)(剥离纸、即在分离器(separator)等基材的一面或两面上具有剥离面的薄片)以使粘合材料不粘结到其他构件。当剥下剥离纸时可以粘结到任意构件。作为用于这种两面胶带的材料，可以举出聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
接着，从层积体162剥离粘合材料152以及第二衬底151(参照图25)。通过对由有机材料构成的粘合材料152执行热反应、光反应、利用湿度的反应、或者化学反应(例如，使用水、氧等来降低粘合力)，来从层积体162剥离由有机材料构成的粘合材料152以及第二衬底151。
通过上述工序，如图1所示，形成半导体装置，该半导体装置也用作包括光电转换层121、TFT 110、颜色滤光片135的光电转换装置。
通过本实施方式而制造的半导体装置为轻量且薄的半导体装置，因此可以使其容积小于现有的半导体装置。结果，可以谋求使用这些半导体装置的电子设备的小型化及轻量化。此外，通过本实施方式，可以制作制造成本降低且小型化的半导体装置。再者，通过本实施方式而制造的半导体装置是具有挠性的。
实施方式2
在本实施方式中，参照图4、图5而说明具有与实施方式1不同结构的半导体装置。
首先，将参考实施方式1的记载，进行到图23的工序。
接着，如图4所示，在衬底139上形成颜色滤光片135以及外敷层136。作为衬底139，可以使用与衬底131同样的材料。对颜色滤光片135以及外敷层136来说，与实施方式1同样。
但是，在利用粘结材料137贴在一起之后，调整颜色滤光片135的位置以使它与形成有光电转换层121的区域一致。
然后，与实施方式1同样地利用粘结材料137粘结外敷层136和绝缘膜104，剥离第二衬底151以及粘合材料152。如此，完成本实施方式的半导体装置(参照图5)。
通过本实施方式而制造的半导体装置为轻量且薄的半导体装置，因此可以使其容积小于现有的半导体装置。结果，可以谋求实现使用这些半导体装置的电子设备的小型化及轻量化。此外，通过本实施方式，可以制作制造成本降低且小型化的半导体装置。
实施方式3
在本实施方式中，参照图6及图7说明与实施方式1及实施方式2不同的半导体装置。
首先，基于实施方式1，制造图6所示的层积结构。图6所示的层积结构是从图20的层积结构中去掉了金属膜103、金属氧化膜100、绝缘膜104的结构。换言之，在图6中，在形成在衬底101上的绝缘膜102之后，可以立刻形成TFT 110，而不形成金属膜103、金属氧化膜100、绝缘膜104。
接着，基于图21所示的工序，利用粘合材料152贴上第二衬底151。
接着，与实施方式1同样地使用图3B所示的绝缘膜134、颜色滤光片135、外敷层136，利用粘结材料137粘结绝缘膜134和衬底101。然后，基于图25所示的工序，剥离粘合材料152和第二衬底151。如此，可以获得本实施方式的半导体装置(参照图7)。
通过本实施方式而制造的半导体装置为轻量且薄的半导体装置，因此可以使其容积小于现有的半导体装置。结果，可以谋求使用这些半导体装置的电子设备的小型化及轻量化。此外，通过本实施方式，可以制作制造成本降低且小型化的半导体装置。
实施方式4
在本实施方式中，参照图8说明与实施方式1至实施方式3不同的半导体装置。
首先，将参考实施方式1的记载，进行到图23的工序。
然后，利用粘结材料137粘结彩色薄膜138和绝缘膜104，剥离第二衬底151以及粘合材料152。如此，完成本实施方式的半导体装置(参照图8)。
可以使用分散有红色颜料、绿色颜料、或者蓝色颜料的树脂作为彩色薄膜138。
通过本实施方式而制造的半导体装置为轻量且薄的半导体装置，因此可以使其容积小于现有的半导体装置。结果，可以谋求实现使用这些半导体装置的电子设备的小型化及轻量化。此外，通过本实施方式，可以制作制造成本降低且小型化的半导体装置。
实施方式5
在本实施方式中，参照图9、图26、图46、图47说明与实施方式1至实施方式4不同的半导体装置。
首先，将参考实施方式1的记载，进行到图23的工序。
然后，在绝缘膜104的整个表面上通过喷墨法滴下包含红色颜料、绿色颜料、或者蓝色颜料的树脂。作为树脂可以使用热固化型树脂、光固化型树脂等。通过利用喷墨法滴下包含颜料的树脂而使它固化，形成颜色膜(以下，也称为颜色透镜)155(参照图9)，该颜色膜也用作透镜。此外，也可以只在对应于绝缘膜104上的形成有光电转换层121的区域的区域中形成颜色透镜155(参照图26)。
接着，基于实施方式1的记载，剥离第二衬底151以及粘合材料152。如此，完成本实施方式的半导体装置(参照图9以及图26)。
图46以及图47分别表示图9以及图26的俯视图。在图46中，可以看到在形成有光电转换层121、电流镜电路211等元件的表面的整个表面上形成颜色透镜155。此外，在图47中，可以看到只在形成有光电转换层121的区域中形成颜色透镜155。
通过本实施方式而制造的半导体装置为轻量且薄的半导体装置，因此可以使其容积小于现有的半导体装置。结果，可以谋求使用这些半导体装置的电子设备的小型化及轻量化。此外，通过本实施方式，可以制作制造成本降低且小型化的半导体装置。
实施方式6
在本实施方式中，参照图48、图49A至49C、图50A和50B、图51、图52说明具有与实施方式1至实施方式5不同结构的半导体装置。注意，在本实施方式中，基本上基于实施方式1，并且对于省略说明的部分援用实施方式1。
首先，基于实施方式1，进行到图10C的工序(参照图49A)。接着，通过蚀刻去掉栅绝缘膜106、层间绝缘膜109、电极116的端部(参照图49B)。
接着，与实施方式1同样地形成外敷层117(参照图49C)，并且制造光电转换层121以及辅助电极122(参照图50A)。
接着，覆盖露出的绝缘膜104的一部分、栅绝缘膜106、层间绝缘膜109、电极115、栅极布线111、源电极112、漏电极113、电极116地形成保护膜129(参照图50B)。例如，可以使用氮化硅膜作为保护膜129。通过利用保护膜129，可以防止杂质诸如水分或有机物等混入在TFT 110或光电转换层121中。
另外，基于实施方式1，形成层间绝缘膜118、电极125、电极126(参照图51)。此时，防止层间绝缘膜118超出形成有保护膜129的区域、特别是形成有层间绝缘膜109、光电转换层121的区域。
接着，与实施方式1同样地制造层间绝缘膜119、电极141、电极142、电极143、电极144(参照图52)。例如，可以使用环氧树脂等作为层间绝缘膜119。覆盖保护膜129以及用作基底膜的绝缘膜104地形成层间绝缘膜119，并且该层间绝缘膜119具有密封材料的功能。
然后，基于图3、图21至图25以及其记载，进行利用设置在绝缘膜134和绝缘膜104之间的粘结材料137粘结颜色滤光片135以及外敷层136的工序，完成本实施方式的半导体装置(参照图48)。
此外，虽然在实施方式1以及本实施方式中，使用聚酰亚胺而形成层间绝缘膜118，但是也可以使用无机材料例如包含氮的氧化硅膜来代替有机材料诸如聚酰亚胺等。图56表示这种情况。在图56中，形成层间绝缘膜171而代替层间绝缘膜118，并且该层间绝缘膜171通过使用包含氮的氧化硅膜而形成。
本实施方式的半导体装置可以防止杂质诸如水分或有机物等的混入，所以很有用。
实施方式7
在本实施方式中，参照图53、图54A至图54C、图55说明具有与实施方式1至实施方式6不同结构的半导体装置。注意，在本实施方式中，基本上基于实施方式1，并且对于省略说明的部分援用实施方式1。
此外，因为本实施方式除了将实施方式6的绝缘膜104成为两层并且使用下层绝缘膜104a和上层绝缘膜104b以外与实施方式6差不多同样，所以如果有必要，援用实施方式1和实施方式6。
首先，与实施方式1同样地在衬底101上按顺序形成绝缘膜102、金属膜103、金属氧化膜100、绝缘膜104。此时，绝缘膜104具有下层绝缘膜104a和上层绝缘膜104b(参照图54A)。作为下层绝缘膜104a，例如可以使用包含氧的氮化硅膜(SiOxNy：y＞x)，并且作为上层绝缘膜104b，例如可以使用包含氮的氧化硅膜(SiOxNy：x＞y)。由此，可以防止来自衬底101一侧的水分等混入物。
接着，通过援用实施方式1，进行到图10B的工序(参照图54B)。再者，与实施方式7的图49B同样地通过利用蚀刻去掉栅绝缘膜106、层间绝缘膜109、电极116的端部(参照图54C)。
接着，通过援用实施方式1，覆盖露出的绝缘膜104的一部分、栅绝缘膜106、层间绝缘膜109、电极115、栅极布线111、源电极112、漏电极113、电极116地制造保护膜129(参照图55)。作为保护膜129例如可以使用氮化硅膜。通过利用保护膜129，可以防止杂质诸如水分或有机物等混入到TFT 110或光电转换层121中。
再者，通过利用与实施方式1以及实施方式6同样的工序，完成图53所示的半导体装置。
本实施方式的半导体装置可以防止杂质诸如水分或有机物等的混入，所以很有用。
实施方式8
在本实施方式中，以下参照图27、图28A和28B、图29A至29E、图29、图30、图31、图32、图33说明在实施方式1至实施方式7中的能够用作高电位电源VDD以及低电位电源Vss等的电源的电池。
在本说明书中，将如下装置称为RF电池或无线电池：具备电池、天线、利用由天线所接收的电磁波发生的电动势对电池充电的电路、以及将该电动势进行充电的介质。
此外，在本说明书中，电池是指称为二次电池或蓄电池的，并且它是指将从外部电源获得的电能转换为化学能而蓄存且根据需要作为电力再次被取出的装置。此外，电容器是指如下装置：通过使彼此绝缘的两个导体接近，其中的一个导体带正电荷，另一个导体带负电荷，来由其电气间的引力来蓄存电荷。
注意，在本说明书中，电池是指可以通过充电而恢复连续使用时间的电池。注意，作为电池，虽然根据其用途不同，但是优选使用形成为薄片状或直径小的筒状的电池。例如通过使用锂电池，优选使用用凝胶状电解质的锂聚合物电池、锂离子电池等，可以实现小型化。不言而喻，只要是可充电的电池则可以为任何电池，既可为可充放电的电池诸如镍氢电池、镍镉电池、有机基电池、铅蓄电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池等，又可使用大容量的电容器等。
作为可用作本实施方式的电池的大容量的电容器，优选为电极的相对面积大的电容器。优选使用用比表面积大的电极用材料诸如活性炭、富勒烯、碳纳米管等的电解双层电容器。与电池相比，电容器的结构简单并且容易进行薄膜化和层积化。电双层电容器具有蓄电功能，即使充放电的次数增加，退化也较少，且快速充电特性也优良，因此是优选的。
在图27中，RF电池401具有电池407、充电电路413、充电控制电路414、内部天线电路411、整流电路412。在RF电池401的外部设置有外部天线电路415。内部天线电路411接收在外部天线电路415中发生的无线信号。内部天线电路411所接收的信号输入到整流电路412，而转换为直流。充电电路413根据整流电路412的电力发生电流，对电池407进行充电。充电控制电路414监视以免电池407成为过充电的状态，当充电量增加时控制充电电路413以抑制充电量。注意，充电电路413例如可以由电压控制电路(也称为调整器)和开关电路构成。注意，也可以采用如下结构：利用二极管来代替开关电路以省略充电控制电路。此外，电压控制电路也可以为电压及电流控制电路或恒流电源电路。
注意，例如可以使用图28A所示的由天线501、谐振电容502构成的天线电路503作为内部天线电路411和外部电线电路415。此外，整流电路412只要是将内部天线电路411及外部天线415所接收的电磁波感应的交流信号转换为直流信号的电路即可。例如，图28B所示，可以使用二极管504、二极管505、平滑电容506来构成整流电路412。
注意，在本实施方式中，作为内部天线电路411所接收的无线信号，例如可以使用其频带为125kHz、13.56MHz、915MHz、2.45GHz等的信号。不言而喻，内部天线电路所接收的信号的频率不局限于此，例如可以使用300GHz至3THz的亚毫米波、30GHz至300GHz的毫米波、3GHz至30GHz的微波、300MHz至3GHz的极超短波、30MHz至300MHz的超短波、3MHz至30MHz的短波、300kHz至3MHz的中波、30kHz至300kHz的长波、以及3kHz至30kHz的超长波中的任何频率。
此外，在内部天线电路411和外部天线电路415之间发送/接收的信号为调制了载波的信号。载波的调制方式可以是模拟调制或数字调制，也可以采用振幅调制、相位调制、频率调制、以及频谱扩展中的任何一种。优选采用振幅调制或频率调制。此外，作为无线信号，也可以利用从外部随机接收的信号诸如手机的中继局的电波带(800至900MHz带、1.5GHz、1.9至2.1GHz带等)、从手机振荡的电波、电波钟的电波(40kHz等)、家庭用交流电源的噪音(60Hz等)等。此外，通过设置使用其长度或形状分别不同的天线的多个天线电路作为内部天线电路411，可以将各种各样的无线信号用于电池407的充电。
此外，将设置在内部天线电路411及外部天线电路415中的天线设置为容易接收这些无线信号的长度和形状。此外，当接收多个上述电波时，优选设置包括其长度或形状不同的天线的多个天线电路。
此外，设置在内部天线电路411或外部天线电路415中的天线的形状没有特别限制。换言之，作为适用于内部天线电路411或外部天线电路415的信号传输方式，可以使用电磁耦合方式、电磁感应方式、或微波方式等。实施者可以适当地考虑使用用途而选择传输方式。并且，也可以根据传输方式设置其长度和形状最合适的天线。
例如，在使用电磁耦合方式或者电磁感应方式(例如，13.56MHz频带)作为传输方式的情况下，为了利用电场密度的改变引起的电磁感应，将用作天线的导电膜形成为环形(例如，环形天线)或者螺旋形(例如，螺线天线(spiral antenna)、螺旋天线(helical antenna))。
此外，在适用微波方式(例如，UHF频带(860至960MHz带)、2.45GHz带等)作为传输方式的情况下，考虑用于传输信号的电波的波长，适当地设定用作天线的导电膜的长度和形状即可。例如可以将用作天线的导电膜形成为线状(例如，偶极天线)、平坦形状(例如，平板天线)等。此外，用作天线的导电膜的形状不局限于线状，也可以考虑电磁波的波长而将它设置为曲线状、蜿蜒形状或组合这些形状的形状。
在此，在图29A至29E中示出设置在内部天线电路411或外部天线电路415中的天线的形状的一个例子。例如，如图29A所示，也可以采用在设置有各种各样的电路等的电路元件522的周围布置一片天线523的结构。注意，电路元件522是指从能够无线通讯的半导体装置(也称为RFID、ID芯片、IC芯片、IC标签、ID标签、无线芯片)251的各元件中去掉内部天线电路411或外部天线电路415的结构。
此外，如图29B所示，也可以采用将纤细的天线523布置得围绕设置有各种各样的电路等的电路元件522的周围的结构。此外，可以采用如图29C所示的结构，其中对于设置有各种各样的电路等的电路元件522可以采用用于接收高频率电磁波的天线523的形状。此外，也可以采用如图29D所示的结构，其中相对于设置有各种各样的电路等的电路元件522设置180度无方向性(从任何方向也可以同样地接收)的天线523形状。此外，也可以采用如图29E所示的结构，其中相对于设置有各种各样的电路等的电路元件522设置拉长为棒状的天线523的形状。可以组合这些形状的天线而用于内部天线电路411或外部天线电路415。
此外，在图29A至29E中，对设置有各种各样的电路等的电路元件522和天线523的连接没有特别限制。例如，也可以采用如下连接方法：通过利用引线键合连接或凸块连接来连接天线523和设置有电路等的电路元件522的方法；或者，将电路元件522的一部分成为电极而贴附到天线523的方法。当利用该方式时，可以使用ACF(anisotropic conductive film；各向异性导电膜)来将电路元件522贴附到天线523。天线所需要的长度根据用于接收的频率而不同。例如，在频率为2.45GHz的情况下，当设置半波长偶极天线时可以将其长度设定为60mm(1/2波长)左右，而当设置单极天线时可以将其长度设定为30mm左右(1/4波长)。
注意，内部天线电路411也可以为能够接收多个频带的电磁波的多频带天线(multiband antenna)结构。例如，如图30所示，内部天线电路也可以由多个天线电路形成。在图30所示的结构中，在衬底1701上具有第一天线电路1705a、第二天线电路1705b、第三天线电路1705c、包括控制电路的电路元件1702、电池1703。注意，第一天线电路1705a、第二天线电路1705b、第三天线电路1705c、以及设置在电路元件1702中的控制电路电连接。注意，附图标记1706表示用来发送用于充电电池的电磁波的发送机，并且它被设置到显示部分等。
第一天线电路1705a、第二天线电路1705b、第三天线电路1705c所接收的电波通过整流电路而输入到电池1703，来对电池1703充电。该整流电路被设置在形成于电路元件1702的控制电路中。
在此，示出如下例子：第一天线电路1705a接收从发送机1706发送的电波，并且第二天线电路1705b、第三天线电路1705c接收外部无线信号1707。此外，对第一天线电路1705a、第二天线电路1705b、第三天线电路1705c的连接关系没有特别限制，例如既可以使所有的天线都电连接，又可以独立地设置每个天线而使它们不电连接。
注意，用于对电池1703充电的第一天线电路1705a、第二天线电路1705b、第三天线电路1705c的天线的长度和形状不局限于图30所示的结构。虽然在此示出设置其长度不同的线状天线(偶极天线)作为第二天线电路1705b和第三天线电路1705c的天线的例子，但是例如也可以组合使用偶极天线和线圈状天线，或者也可以组合使用偶极天线和平板天线。如此，通过设置其长度或形状不同的多个天线作为用于电池1703的充电的天线，可以接收各种各样的无线信号，因此可以提高充电效率。尤其是，通过组合设置其形状不同的天线诸如平板天线和偶极天线等(例如，在平板天线的周围设置折叠偶极天线)，可以有效地利用有限的空间。虽然示出了本实施方式所示的电池1703设置有三个天线电路1705a、1705b、1705c的例子，但是不局限于此，也可以采用设置一个天线电路或者三个以上天线电路的结构。
此外，例如，可以使用125kHz、13.56MHz、915MHz、2.45GHz等的频带的信号作为在第一天线电路1705a和发送机1706之间发送/接收的信号，而且对于每个信号设定ISO规格等。不言而喻，在第一天线电路1705a和发送机1706之间发送/接收的信号的频率不局限于此，例如，可以使用300GHz至3THz的亚毫米波、30GHz至300GHz的毫米波、3GHz至30GHz的微波、300MHz至3GHz的极超短波、30MHz至300MHz的超短波、3MHz至30MHz的短波、300kHz至3MHz的中波、30kHz至300kHz的长波、以及3kHz至30kHz的超长波中的任何频率。此外，在第一天线电路1705a和发送机1706之间发送/接收的信号为调制了载波的信号。载波的调制方式也可以为模拟调制或数字调制，并且也可以采用振幅调制、相位调制、频率调制、以及频谱扩展中的任何一种。优选采用振幅调制或者频率调制。
此外，作为第二天线电路1705b和第三天线电路1705c的天线所接收的来自外部的无线信号1707，例如可以利用手机的中继局的电波(800至900MHz带、1.5GHz、1.9至2.1GHz带等)、从手机振荡的电波、电波钟的电波(40kHz等)、家庭用交流电源的噪音(60Hz等)、从其他读取/写入器等随机发生的电波等。因为通过接收来自外部的无线信号而以无线方式对电池充电，不需要为了对电池充电的另外的充电器等，所以可以以更低成本制造。此外，如图30所示，通过设置使用其长度或形状分别不同的天线的多个天线电路，可以将各种各样的无线信号利用于电池1703的充电。此外，将设置在第二天线电路1705b、第三天线电路1705c中的天线的形状设置为容易接收这些无线信号的长度或形状。此外，虽然在图30中采用第一天线电路1705a接收来自发送机1706的电磁波的形式，但是不局限于此，也可以采用所有的天线电路接收来自外部的无线信号来充电电池的形式。
注意，虽然在图30中示出在同一衬底1701上设置多个天线电路1705a、1705b、1705c、电路元件1702以及电池1703的例子，但是不局限于图30所示的结构，也可以在不同衬底上分别设置所述多个天线电路、电路元件以及电池。
接着，对用作图27所示的电池407的薄膜状电池的结构例子进行说明。在本实施方式中，在图31中示出当利用锂离子电池时的电池的结构例子。
图31为薄膜状电池的截面模式图。首先，在衬底7101上形成成为电极的集电体薄膜7102。集电体薄膜7102需要与负极活性物质层7103的紧密性良好且电阻低，并且可以使用铝、铜、镍、钒等。接着，在集电体薄膜7102上形成负极活性物质层7103。一般而言，使用氧化钒(V2O5)等。接着，在负极活性物质层7103上成膜固体电解质层7104。一般而言，使用磷酸锂(Li3PO4)等。接着，在固体电解质层7104上成膜正极活性物质层7105。一般而言，使用锰酸锂(LiMn2O4)等。也可以使用钴酸锂(LiCoO2)或镍酸锂(LiNiO2)。接着，在正极活性物质层7105上成膜成为电极的集电体薄膜7106。集电体薄膜7106需要与正极活性物质层7105的紧密性良好且电阻低，可以使用铝、铜、镍、钒等。注意，与镍镉电池、铅电池等相比，锂离子电池没有存储效果且可以获得大电流量。
此外，可以通过利用溅射技术或蒸镀技术来形成集电体薄膜7102、负极活性物质层7103、固体电解质层7104、正极活性物质层7105、集电体薄膜7106等的各薄膜层。此外，集电体薄膜7102、负极活性物质层7103、固体电解质层7104、正极活性物质层7105、集电体薄膜7106的厚度分别优选为0.1μm至3μm。
接着，以下说明充电时及放电时的动作。当充电时，锂成为离子从正极活性物质层脱离。该锂离子经过固体电解质层被吸收到负极活性物质层。此时，电子从正极活性物质层放出到外部。
此外，当放电时，锂成为离子从负极活性物质层脱离。该锂离子经过固体电解质层被吸收到正极活性物质层。此时，电子从负极活性物质层放出到外部。以这种方式，薄膜二次电池工作。
注意，通过再度重叠形成由集电体薄膜7102、负极活性物质层7103、固体电解质层7104、正极活性物质层7105、集电体薄膜7106构成的薄膜层，可以进行更大的电力的充放电，因此是优选的。
因为本实施方式的电池是其厚度为10μm以下程度的薄膜状并且能够充放电的电池，所以通过使用本实施方式的电池，可以制造小型且轻量的半导体装置。
在使用能够充电的电池作为电池的情况下，一般而言需要控制充放电。换言之，当进行充电时，需要在监视充电情况的同时进行充电，以免过充电。在本实施方式中，对用来控制充电的电路进行说明。在图32中示出图27所示的充电电路413、充电控制电路414、电池407的方块图。
在图32所示的例子中，充电电路413由恒流电源电路425、开关电路426构成，并且连接到充电控制电路414和电池407。注意，图32所示的充电电路只是一个例子，而不局限于这种结构，也可以采用其他结构。虽然在本实施方式中，通过利用恒定电流给电池407充电，但是除了利用恒定电流充电以外，还可以中途转换为恒压充电。也可以采用不使用恒定电流的其他方式。此外，构成以下电路的晶体管既可以为薄膜晶体管，又可以为在单晶衬底上的晶体管或有机晶体管。
图33是对图32所示的电路更详细描述的附图。以下说明其动作。恒流电源电路425、开关电路426以及充电控制电路414使用高电位电源线976、低电位电源线977作为电源线。虽然在图33中使用低电位电源线977作为GND线，但是低电位电源线977的电位也可以为其他电位而不局限于GND线。
恒流电源电路425由晶体管952至961、电阻951以及电阻962构成。电流从高电位电源线976经过电阻951流入晶体管952、953，晶体管952、953导通。
晶体管954、955、956、957以及958构成反馈型差动放大器，并且晶体管956的栅极电位成为与晶体管952的栅极电位大致相同。晶体管961的漏极电流成为晶体管957的栅极电位和低电位电源线977的电位差除以电阻962的电阻值来获得的值。将该电流输入到由晶体管959、960构成的电流镜电路中，并且将电流镜电路的输出电流供应到开关电路426。恒流电源电路425不局限于本结构，也可以采用其他结构。
开关电路426由传输门965、反相器963、964构成，并且根据反相器964的输入信号控制是否将恒流电源电路425的电流供应到电池407。开关电路不局限于该结构，也可以采用其他结构。
充电控制电路414由晶体管966至974以及电阻975构成。电流从高电位电源线976经过电阻975流入晶体管973、974，晶体管973、974导通。晶体管968、969、970、971、972构成差动型比较器(comparator)。当晶体管970的栅极电位比晶体管971的栅极电位低时，晶体管968的漏极电位成为与高电位电源线976的电位大致相同，而当晶体管970的栅极电位比晶体管971的栅极电位高时，晶体管968的漏极电位成为与晶体管970的源极电位大致相同。
当晶体管968的漏极电位与高电位电源线976的电位大致相同时，通过由晶体管967、966构成的缓冲器，充电控制电路414输出低信号。当晶体管968的漏极电位与晶体管970的源极电位大致相同时，通过由晶体管967、966构成的缓冲器，充电控制电路414输出高信号。
当充电控制电路414的输出低时，电流经过开关电路426供应到电池407。此外，当充电控制电路414的输出高时，开关电路426截止，从而电流不供应到电池407。由于晶体管970的栅极连接到电池407，所以当电池407被充电并且其电位超过充电控制电路414的比较器的阈值时，停止充电。虽然在本实施方式中以晶体管973的栅极电位设定比较器的阈值，但是比较器的阈值不局限于该值，也可以为其他电位。一般来说，设定电位根据用途和电池的性能适当地确定。注意，电池用充电电路的结构不局限于该结构。
实施方式9
在本实施方式中，参照图34、图35A和35B、图36A和36B、图37、图38、图39说明根据实施方式1至实施方式7而获得的包括半导体装置(光电转换装置)、根据实施方式8而获得的电池、以及具有能够无线通讯的半导体装置的装置。
图34所示的装置216包括由聚酰亚胺等树脂构成的衬底212、设置在衬底212上的芯片215、由铜等导电体构成的天线213、设置在衬底212上的发光元件(发光二极管(LED))214、以及设置在芯片215上的透光性保护膜217。
在芯片215中设置有用作传感器的光传感器(光电转换装置)252、能够无线通讯的半导体装置251、用作光源的发光二极管(LED)253(参照图35A)，并且根据需要，也可以配置RF(射频)电池254作为将电源供应到各元件的单元(参照图35B)。注意，如下所述，也可以不设置LED 253。
虽然在图35A以及图35B中在同一平面上配置光传感器252、能够无线通讯的半导体装置251、LED 253、RF电池254，但是也可以在不同衬底上分别形成它们，然后将它们贴在一起而形成。图36A表示将能够无线通讯的半导体装置251、光传感器252以及LED 253贴在一起而成的芯片215，图36B表示将能够无线通讯的半导体装置251、光传感器252、LED 253以及RF电池254贴在一起而成的芯片215。层积能够无线通讯的半导体装置251、光传感器252、LED 253以及RF电池254的顺序也可以不是图36A或图36B所示的。在各衬底中设置贯通孔，并且利用导电材料使各衬底电连接。此外，也可以使LED 253进行面发光。
注意，既可以只设置发光元件214和内藏在芯片215中的发光二极管(LED)253中的任一种，又可以设置两者。再者，当光传感器252能够检测从外部获得足够光时，也可以不设置发光元件214和LED253。
因为本实施方式的光传感器252是根据实施方式1至实施方式7而获得的半导体装置(光电转换装置)，所以关于制造工序援用实施方式1至实施方式7。
此外，因为使用根据实施方式8而获得的电池作为RF电池254即可，所以援用实施方式8的制造工序。
但是，图34所示的天线213也可以分别电连接到图37所示的天线917、图27所示的内部天线电路411、外部天线电路415。或者，天线213也可以兼作天线917、内部天线电路411、外部天线电路415中的任一个或多个。
接着，参照图37、图38、图39说明本实施方式的能够无线通讯的半导体装置251的结构和动作。
首先，对其结构进行说明。如图37所示，本发明的能够无线通讯的半导体装置(也称为RFID、ID芯片、IC芯片、IC标签、ID标签、无线芯片)251包括诸如整流电路906、解调电路907、模拟放大器908、天线917、高频电路914、电源电路915、复位电路911、时钟发生电路903、调制电路909、信号输出控制电路901、CRC(CyclicRedundancy Code，循环冗余编码)电路902以及存储电路900的电路模块。另外，电源电路915包括诸如整流电路913以及存储电容器912的电路模块。再者，如图38所示，存储电路900包括存储单元阵列920、列译码器921以及行译码器922。
在此，作为天线917，可以使用偶极天线、平板天线、环形天线、以及八木天线中的任一种天线。
另外，在天线917中，发送/接收无线信号的方式可以为电磁耦合方式、电磁感应方式以及电波方式中的任一种方式。
接着，对于本发明的能够无线通讯的半导体装置251的动作进行说明。如图39所示，从电连接到询问器(也称为读取/写入器)343的天线单元342发送无线信号。该无线信号包括从询问器343发送到能够无线通讯的半导体装置251的指令。注意，在图39中，包括能够无线通讯的半导体装置251的装置216被内藏在电子设备210中。此外，来自电子设备210的应答无线信号通过天线单元342以及询问器343存储在存储单元345中。
天线917所接收的无线信号通过高频电路914发送到各电路模块。通过高频电路914发送到电源电路915的信号被输入到整流电路913。
在此，整流电路913起到调整无线信号的极性的作用。对该信号进行整流且被存储电容器912平滑化。然后，产生高电源电位(VDD)。
另外，天线917所接收的无线信号通过高频电路914也发送到整流电路906。对该信号进行整流且被解调电路907解调。解调了的信号被模拟放大器908放大。
再者，天线917所接收的无线信号通过高频电路914也发送到时钟发生电路903。发送到时钟发生电路903的信号被分频而成为基本时钟信号。在此，基本时钟信号被发送到各电路模块并且用于信号的锁存、信号的选择等。
所述被模拟放大器908放大的信号以及所述基本时钟信号被发送到代码提取电路904。在代码提取电路904中，从所述被模拟放大器908放大的信号中提取所述询问器343发送到能够无线通讯的半导体装置251的指令。另外，还产生控制代码判定电路905的信号。
所述代码提取电路904提取的指令被发送到代码判定电路905。在代码判定电路905中，辨别所述询问器343发送来了什么指令。另外，还具有控制CRC电路902、存储电路900以及信号输出控制电路901的作用。
像这样，辨别所述询问器(也称为读取/写入器)343发送来了什么指令，并根据辨别了的指令使CRC电路902、存储电路900以及信号输出控制电路901工作。然后，输出包括存储或写入在存储电路900中的数据的信号。
存储电路900包括预先存储的数据。预先存储的数据也可以为个人信息等的数据等。当有需要时，也可以写入来自光传感器252的数据。来自光传感器252的数据也可以为外光的强度、显示面板的光强度等。
存储电路900包括存储单元阵列920、列译码器921以及行译码器922。
另外，信号输出控制电路901还具有如下作用：将包括存储或写入在存储电路900中的数据的信号转换为通过遵照ISO等的规格的编码方式而被编码了的信号。
最后，根据所述被编码了的信号而利用调制电路909调制发送到天线917的信号。
调制了的信号被电连接到询问器343的天线单元342接收。然后，接收了的信号被询问器343分析，因而可以识别本发明的能够无线通讯的半导体装置251的数据。
在采用根据本发明而形成的能够无线通讯的半导体装置251的无线通讯系统中，可以使用能够无线通讯的半导体装置251、具有已知结构的询问器343、电连接到询问器的天线、以及控制询问器的控制用终端。能够无线通讯的半导体装置251和电连接到询问器的天线之间的通讯方式是单向通讯或双向通讯，可以采用空间分割复用方式、偏振分割复用(polarization division multiplexing)方式、频率分割复用方式、时间分割复用方式、编码分割复用方式、以及正交频率分割复用方式中的任一种方式。
上述无线信号是调制载波的信号。载波的调制是模拟调制或数字调制，也可以采用振幅调制、相位调制、频率调制以及频谱扩展中的任一种。
另外，作为载波的频率，可以采用亚毫米波的300GHz至3THz、毫米波的30GHz至300GHz、微波的3GHz至30GHz、极超短波的300MHz至3GHz、超短波的30MHz至300MHz、短波的3MHz至30MHz、中波的300kHz至3MHz、长波的30kHz到300kHz、以及超长波的3kHz至30kHz中的任一种频率。
虽然在本实施方式中，在电子设备210中内藏装置216，但是也可以采用将装置216贴附到电子设备210的外面的结构。
此外，当在装置216中设置粘结部分而实现能够装卸的结构时，可以再度利用装置216。
实施方式10
在本实施方式中，说明将根据本发明而获得的光电转换装置嵌入到各种电子设备的例子。作为适用本发明的电子设备，可以举出计算机、显示器、手机、电视等。图40、图41A和41B、图42A和42B、图43、以及图44A和图44B表示这些电子设备的具体例子。
图40是手机，它包括主体A 701、主体B 702、框体703、操作键704、声音输入部705、声音输出部706、电路基板707、显示面板A 708、显示面板B 709、铰链710、透光性材料部711、以及光电转换元件712。根据实施方式1至实施方式7而获得的半导体装置、组合实施方式1至实施方式7中的任一个和实施方式8而获得的装置、或者根据实施方式9而获得的装置(以下，也简称为“本发明的装置”)可以适用于光电转换元件712。
光电转换元件712检测透过透光性材料部711的光，并且根据检测出的外部光的照度控制显示面板A708及显示面板B709的亮度，此外根据光电转换元件712所获得的照度控制操作键704的照明。由此，可以抑制手机的耗电。
图41A和41B表示手机的另外的例子。在图41A和41B中，附图标记721表示主体，722表示框体，723表示显示面板，724表示操作键，725表示声音输出部，726表示声音输入部，727及728表示光电转换元件。
根据实施方式1至实施方式7而获得的半导体装置、组合实施方式1至实施方式7中的任一个和实施方式8而获得的装置、或者根据实施方式9而获得的装置(本发明的装置)可以适用于光电转换元件727以及728。
在图41A所示的手机中，通过利用设置在主体721中的光电转换元件727检测外部的光，可以控制显示面板723以及操作键724的亮度。
此外，在图41B所示的手机中，除了图41A的结构之外，还在主体721的内部设置有光电转换元件728。可以利用光电转换元件728来检测设置在显示面板723中的背光灯的亮度。
图42A是计算机，它包括主体731、框体732、显示部733、键盘734、外部连接端口735、定位设备736等。
此外，图42B是诸如电视接收机等的显示装置。本显示装置由框体741、支撑台742、显示部743等构成。
图43表示使用液晶面板作为设置在图42A的电脑中的显示部733以及图42B所示的显示装置的显示部743的情况的详细结构。
图43所示的液晶面板762内藏在框体761中并且包括衬底751a以及751b、夹在衬底751a以及751b之间的液晶层752、偏振滤波片755a以及755b、以及背光灯753等。此外，在框体761中形成有包括光电转换元件的光电转换元件形成区域754。
在图43中也可以将本发明的装置适用于光电转换元件。
使用本发明而制造的光电转换元件形成区域754检测来自背光灯753的光量，并且其信息被反馈，以调整液晶面板762的亮度。
图44A和44B是表示将本发明的装置组合在影像拍摄装置例如数码相机中的例子的图。图44A是从数码相机的前面看的透视图，图44B是从其后面看的透视图。在图44A中，该数码相机具备释放按钮801、主开关802、取景器803、闪光灯804、镜头805、镜筒806、以及框体807。
此外，在图44B中，具备取景器目镜811、监视器812、以及操作按钮813。
当将释放按钮801按下到一半位置时，聚焦机制以及曝光机制工作，当将释放按钮801按下到最低位置时，快门开启。
通过按下或者转动主开关802，打开/关断数码相机的电源。
取景器803被配置在数码相机的前面的镜头805的上部，并且被用于从图44B所示的取景器目镜811确认拍摄范围和焦点位置。
闪光灯804被配置在数码相机的前面的上部，并且当拍照的对象的亮度不够强时，在释放按钮被按下且快门开启的同时，照射辅助光。
镜头805被配置在数码相机的正面。镜头由聚焦镜头、变焦镜头等构成，并且与未图示的快门以及光圈一起构成拍照光学系统。此外，在镜头的后方设置有成像元件如CCD(电荷耦合元件)等。
镜筒806是用来移动镜头位置以调整聚焦镜头、变焦镜头等的焦点的，并且当拍摄时，通过滑出镜筒，使镜头805移动到前边。此外，当携带时，将镜头805滑入里面而使它小。注意，在本实施方式中，采用通过滑出镜筒来实现缩放拍摄拍照对象的结构，然而，不局限于该结构，也可以采用如下数码相机：通过利用框体807内的拍照光学系统的结构即使不滑出镜筒也可以进行缩放拍摄。
取景器目镜811被设置在数码相机的后面的上部，并且它是为了当确认拍摄的范围和焦点位置时接目而设置的窗户。
操作按钮813是设置在数码相机的后面的各种功能按钮，并且它由设置按钮、菜单按钮、显示按钮、功能按钮、选择按钮等构成。
通过将本发明的装置嵌入在图44A和44B所示的照相机中，本发明的装置可以感知光是否存在以及光强度，由此可以进行照相机的曝光调节等。
此外，本发明的装置可以应用于其它电子设备例如投影电视、导航系统等。换句话说，只要是需要检测光的设备，就将本发明的装置可以使用于任何设备。
注意，也可以将本实施方式与其他实施方式组合。
实施方式11
在本实施方式中，参照图57以及图58而说明具有与实施方式1至实施方式7不同的结构的半导体装置。注意，本实施方式的半导体装置(光电转换装置)可以适用于实施方式8至实施方式10。
图57所示的半导体装置包括绝缘膜1281、绝缘膜1202、TFT1211、栅绝缘膜1205、层间绝缘膜1206、电极1221、电极1222、电极1223。该半导体装置还包括具有p型半导体层1225p、i型半导体层1225i、n型半导体层1225n的光电转换层1225。
可以通过利用与绝缘膜104、栅绝缘膜106、层间绝缘膜109、电极116同样的材料及同样的制造工序来分别形成绝缘膜1281、栅绝缘膜1205、层间绝缘膜1206、电极1221至1223。
可以通过利用与TFT 110同样的材料及同样的制造工序来形成TFT 1211。
可以通过利用与p型半导体层121p、i型半导体层121i、n型半导体层121n同样的材料及同样的制造工序来分别形成p型半导体层1225p、i型半导体层1225i、n型半导体层1225n。
还形成有覆盖绝缘膜1281、绝缘膜1202、TFT 1211、栅绝缘膜1205、层间绝缘膜1206、电极1221、电极1222、电极1223、光电转换层1225的保护膜1227a。
在保护膜1227a上形成有层间绝缘膜1235。在层间绝缘膜1235上形成有电连接到电极1221的电极1231和电连接到光电转换层1225的最上层(在本实施方式中，n型半导体层1225n)以及电极1223的电极1232。
可以通过利用与层间绝缘膜171同样的材料以及同样的制造工序形成层间绝缘膜1235。可以通过利用与电极125同样的材料以及同样的制造工序形成电极1231以及电极1232。
覆盖电极1231、电极1232、层间绝缘膜1235地形成有保护膜1227b。但是，在电极1231以及电极1232中，一部分区域不被保护膜1227b覆盖而存在开口部。这是因为形成电连接到电极1231以及电极1232的电极的缘故。此外，保护膜1227b与保护膜1227a一起构成保护膜1227。
可以通过利用与保护膜129同样的材料以及同样的制造工序形成保护膜1227a以及保护膜1227b。
在保护膜1227b上形成分别电连接到电极1231以及电极1232的电极1271以及电极1272。可以通过利用与电极141同样的材料以及同样的制造工序分别形成电极1271以及电极1272。
再者，覆盖电极1271以及电极1272地形成有层间绝缘膜1261，并且在电极1271以及电极1272上分别形成有分别电连接到电极1271以及电极1272的电极1263以及电极1264。通过使用银(Ag)膏且利用印刷法，来形成电极1263以及电极1264。
通过利用层间绝缘膜1261来使电极1271以及电极1263、电极1272以及电极1264电绝缘，而防止发生短接(shortcut)。可以通过利用与层间绝缘膜119同样的材料以及同样的制造工序形成层间绝缘膜1261。
在层间绝缘膜1261上形成有层间绝缘膜1265。可以通过利用有机绝缘树脂如塑料来形成层间绝缘膜1265。在层间绝缘膜1265中分别设置电极1263以及电极1264，并且它们分别电连接到用作用来将半导体装置安装到芯片的端子的插入物(interposer)1267以及插入物1268。
图58所示的半导体装置的直到保护膜1227b的层积结构与图57相同。在保护膜1227b上形成有用作密封材料的绝缘膜1241、绝缘膜1242、绝缘膜1243。
此外，在保护膜1227b上形成分别电连接到电极1231以及电极1232的电极1251以及电极1252。利用与电极141同样的材料以及同样的制造工序形成电极1251以及电极1252。
再者，接触于电极1251地形成有电极1253、电极1255、电极1257。此外，接触于电极1252地形成有电极1254、电极1256、电极1258。
在本实施方式中，通过使用利用溅射法而成膜的钛膜，来形成电极1253以及电极1254。此外，通过使用利用溅射法而成膜的镍膜，来形成电极1255以及电极1256。此外，通过使用利用溅射法而成膜的金膜，来形成电极1257以及电极1258。
在电极1251以及电极1252之间、在电极1253以及电极1256之间、在电极1255以及电极1256之间、在电极1257以及电极1258之间有开口部，并且开口部与绝缘膜1242接触。
由电极1251、电极1253、电极1255、电极1257构成的层积电极以及由电极1252、电极1254、电极1256、电极1258构成的层积电极将开口部以及绝缘膜1242夹在其间而彼此电绝缘。
图57以及图58所示的半导体装置具有保护膜1227a以及保护膜1227b，因此可以防止水分和有机物等杂质混入。因此，根据本实施方式，可以获得可靠性高的半导体装置。
在形成图57以及图58所示的半导体装置后，可以基于实施方式1至实施方式7且利用粘结材料将绝缘膜1281和被外敷层覆盖的颜色滤光片贴在一起。或者，也可以将颜色透镜设置到绝缘膜1281。
根据本发明，可以制造能够抑制光灵敏度下降的半导体装置或光电转换装置。此外，通过嵌入本发明的半导体装置或光电转换装置，可以获得电路工作的稳定性和可靠性高的电子设备。
本说明书根据2006年10月31日在日本专利局受理的日本专利申请编号2006-295929而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims (16)

1.一种半导体装置，包括：
在第一绝缘膜上且具有光电二极管和放大器电路的第一元件，所述放大器电路放大所述光电二极管的输出电流；以及
在第二绝缘膜上且具有颜色滤光片和在所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，
其中，通过利用粘结材料粘结所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜，来将所述第一元件和所述第二元件贴合在一起。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述放大器电路是具有薄膜晶体管的电流镜电路。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述粘结材料包括选自反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料中的任一种。
4.一种半导体装置，包括：
在绝缘膜上且具有光电二极管和放大器电路的第一元件，所述放大器电路放大所述光电二极管的输出电流；以及
在衬底上且具有颜色滤光片和在所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，
其中，通过利用粘结材料粘结所述绝缘膜和所述外敷层，来将所述第一元件和所述第二元件贴合在一起。
5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，所述放大器电路是具有薄膜晶体管的电流镜电路。
6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中，所述粘结材料包括选自反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料中的任一种。
7.一种半导体装置，包括：
在衬底上且具有光电二极管和放大器电路的第一元件，所述放大器电路放大所述光电二极管的输出电流；以及
在绝缘膜上且具有颜色滤光片和在所述颜色滤光片上的外敷层的第二元件，
其中，通过利用粘结材料粘结所述衬底和所述绝缘膜，来将所述第一元件和所述第二元件贴合在一起。
8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述放大器电路是具有薄膜晶体管的电流镜电路。
9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述粘结材料包括选自反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料中的任一种。
10.一种半导体装置，包括：
在绝缘膜上且具有光电二极管和放大器电路的元件，所述放大器电路放大所述光电二极管的输出电流；以及
利用粘结材料与所述绝缘膜粘结的颜色膜。
11.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，所述放大器电路是具有薄膜晶体管的电流镜电路。
12.根据权利要求10所述的半导体装置，其中，所述粘结材料包括选自反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料中的任一种。
13.一种半导体装置的制造方法，包括如下步骤：
在第一绝缘膜上形成光电二极管和放大器电路，所述放大器电路放大所述光电二极管的输出电流；
在第二绝缘膜上形成颜色滤光片；
在所述颜色滤光片上形成外敷层；以及
通过利用粘结材料粘结所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜。
14.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中，所述放大器电路是具有薄膜晶体管的电流镜电路。
15.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中，所述粘结材料包括选自反应固化型粘结材料、热固化型粘结材料、光固化型粘结材料、厌氧固化型粘结材料中的任一种。
16.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中，所述颜色滤光片通过使用着色树脂的蚀刻法、使用彩色抗蚀剂的彩色抗蚀剂法、染色法、电沉积法、微电解法、电沉积转印法、薄膜分散法、喷墨法、或者银盐发色法形成。
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