CN102176488B - 光电转换器件及其制造方法、以及半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种具有可以抑制静电放电损害的结构的光传感器。通常，在光接收区的整个表面上形成透明电极，然而，在本发明中，不形成透明电极，而是将光电转换层中的p型半导体层和n型半导体层用作电极。因此，在根据本发明的光传感器中，电阻增加且可以抑制静电放电损害。此外，将用作电极的p型半导体层和n型半导体层的位置分离开，且由此，增加电阻并且可以提高耐压。

Description

光电转换器件及其制造方法、以及半导体器件
本申请是2006年2月17日提交的、申请号为200610009063.9、发明名称为“光电转换器件及其制造方法、以及半导体器件”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及光电转换器件，更为具体地，涉及通过利用薄膜半导体元件形成的光电转换器件，以及制造光电转换器件的方法。此外，本发明涉及利用光电转换器件的电子装置。
背景技术
通常用于探测电磁波的大量光电转换器件是公知的，例如，具有对紫外线至红外线的灵敏度的光电转换器件通常被称之为光传感器。在波长为400nm至700nm的可见辐射区域中具有灵敏度的光传感器被特别称之为可见光的光传感器，且采用大量用于可见光的光传感器来用于需要根据人们的居住环境进行照明调节或开/关控制的装置。
特别地，在显示装置中，探测显示装置周围的亮度以调节显示亮度。因为通过探测周围亮度并获得适当的显示亮度可以减少不必要的电力。特别地，这种用于调节亮度的光传感器用于便携式电话或个人计算机(例如参考专利文献1)。
此外，除了周围亮度之外，还通过光传感器探测显示器、特别是液晶显示器的背光的亮度，以调节显示屏幕的亮度(例如参考专利文献2和3)。
另外，在利用投影仪的显示器中，通过采用光传感器来执行会聚调节。会聚调节是调节图像以便RGB的各颜色的图像不会产生偏差。通过利用光传感器，探测各颜色的图像的位置，并将图像布置在正确的位置(例如参考专利文献4)。
图6示出常规使用的光传感器的结构。在图6中，在衬底1001上形成第一透明电极1002，并且在第一透明电极1002上形成用作光电转换层的p型半导体层1003、本征半导体层1004和n型半导体层1005。此外，在n型半导体层1005上形成第二透明电极1006。然后，形成不连续的绝缘层1007，以覆盖透明电极1002和1006，并在不连续的绝缘层1007中形成接触孔。而且，形成连接于第一透明电极1002的第一提取电极1008和连接于第二透明电极1006的第二提取电极1009。
在图6中示出的光传感器中，由于形成透明电极1002和1006，所以存在电阻降低、静电放电较快且很可能会引起静电放电损害的问题。此外，电场集中在作为光电转换层的p型半导体层1003、本征半导体层1004和n型半导体层1005的端部，以至于会担心更有可能引起静电放电损害。
此外，由于在作为光电转换层的上层的n型半导体层1005的整个表面上形成透明电极1006，并在作为光电转换层的下层的p型半导体层1003的整个表面上形成透明电极1006，所以会降低入射到光电转换层的光强度。
[专利文献1]日本待审专利No.2003-60744
[专利文献2]日本专利No.3171808
[专利文献3]日本专利No.3193315
[专利文献4]日本待审专利No.2003-47017
发明内容
考虑到上述问题，本发明的目的是提供具有可以抑制静电放电损害的结构的光传感器。
在本发明中，为了解决上述问题，本发明的一个特征是：不形成与光接收区的整个表面交叠的透明电极。此外，在本发明中，将光电转换层中的p型半导体层用作一个电极，且将n型半导体层用作另一电极。当p型半导体层和n型半导体层用作电极时，电阻增加且可以抑制静电放电损害。
此外，用作电极的p型半导体层和n型半导体层的位置被分离开，且因此，电阻增加并且可以改善耐压。
本发明涉及一种光电转换器件，包括位于衬底上的：光电转换层，其具有一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层、和导电类型与第一半导体层的导电类型相反的第三半导体层；第一电极，通过形成在光电转换层中的开口与第一半导体层接触；绝缘层，与光电转换层的第三半导体层接触形成并设有暴露第三半导体层的开口；和第二电极，通过形成在绝缘层中的开口与第三半导体层接触；其中将在不被光电转换层的第一电极、绝缘层和第二电极覆盖的区域中的第三半导体层除去。
此外，本发明涉及一种用于制造光电转换器件的方法。用于制造光电转换器件的方法包括下述步骤：在衬底上，形成光电转换层，其具有一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层、和导电类型与第一半导体层的导电类型相反的第三半导体层；在光电转换层上形成具有第一开口的第一绝缘层；在光电转换层中形成第二开口；形成通过第二开口与第一半导体层接触的第一电极层；并形成通过第一开口与光电转换层的第三半导体层接触的第二电极；其中将没有被第一电极、绝缘层合第二电极覆盖的区域中的第三半导体层除去。
本发明涉及一种半导体器件，包括位于衬底上的：光电转换元件和用于光电转换元件的输出值的信号处理的电路。该光电转换元件包括：光电转换层，其具有一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层、和导电类型与第一半导体层的导电类型相反的第三半导体层；第一电极，通过形成在光电转换层中的开口与第一半导体层接触；绝缘层，形成为与光电转换层的第三半导体层接触并设置有暴露第三半导体层的开口；和第二电极，通过形成在绝缘层中的开口与第三半导体层接触；其中将在没有被光电转换层的第一电极、绝缘层和第二电极覆盖的区域中的第三半导体层除去。该电路包括多个薄膜晶体管，且该多个薄膜晶体管中的每一个具有：包括源极区、漏极区和沟道形成区的岛状半导体区；栅极绝缘膜；栅电极；电连接于源极区的源电极；和电连接于漏极区的漏电极。
该电路为放大器电路以放大光电转换元件的输出值。
本发明涉及一种光电转换器件，包括位于衬底上的：第一电极；光电转换层，其具有一种导电类型的第一半导体膜、第二半导体膜、和导电类型与第一半导体膜的导电类型相反的第三半导体膜；覆盖第一电极和光电转换层的绝缘膜；第二电极，形成在绝缘膜上并且与第一电极的一部分接触；和第三电极，形成在绝缘膜上并与第三半导体膜的一部分接触；其中光电转换层与第一电极的一部分重叠并接触。
在本发明中，第一电极为透明电极。
在本发明中，透明电极包括含有硅的氧化铟-氧化锡合金、氧化锌、氧化锡、氧化铟、或者利用其中氧化铟与2wt％或以上至20wt％或以下的氧化锌混合的靶形成的氧化铟-氧化锌合金中的任何一种。
在本发明中，第一电极为遮光导电膜。
在本发明中，遮光导电膜包括：由选自钛、钨、钽、钼、钕、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、铂、铝、金、银或铜的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者由其氮化物，诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼构成的单层膜中的任意一种。
在本发明中，除去第三半导体层之后，形成具有开口的第二绝缘膜，通过该开口，形成分别连接于第一电极层和第二电极层的第一提取电极和第二提取电极。
在本发明中，在衬底与第一半导体层之间形成导电膜。
在本发明中，导电膜为透明导电膜。
在本发明中，在衬底与第一半导体层之间形成滤色器。
在本发明中，源电极和漏电极中的每一个为叠层膜。
在本发明中，通过叠置钛(Ti)膜、含有少量硅(Si)的铝(Al)膜和钛(Ti)膜来形成叠层膜。
在本发明中，源电极和漏电极中的每一个为单层膜。
在本发明中，单层膜为由选自钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、钕(Nd)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)或铂(Pt)的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者为由其氮化物，诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼构成的单层膜。
本发明涉及一种光电转换器件，包括位于衬底上的：第一电极；光电转换层，其具有一种导电类型的第一半导体膜、第二半导体膜、和导电类型与第一半导体膜的导电类型相反的第三半导体膜；覆盖第一电极和光电转换层的绝缘膜；第二电极，形成在绝缘膜上并且与第一电极的一部分接触；和第三电极，形成在绝缘膜上并与第三半导体膜的一部分接触；其中光电转换层与第一电极的一部分交叠并接触。
在本发明中，第一电极为透明电极。
在本发明中，透明电极包括含有硅的氧化铟-氧化锡合金、氧化锌、氧化锡、氧化铟、或者利用氧化铟与2wt％或以上至20wt％或以下的氧化锌混合的靶形成的氧化铟-氧化锌合金中的任何一种。
在本发明中，第一电极为遮光导电膜。
在本发明中，遮光导电膜包括：由选自钛、钨、钽、钼、钕、钴、锆、锌、钌、铑、钯、锇、铱、铂、铝、金、银或铜的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者由其氮化物(诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼)构成的单层膜中的任意一种。
在本发明中，衬底为柔性衬底。
在本发明中，衬底为玻璃衬底。
在本发明中，柔性衬底为聚萘二甲酸乙二酯(polyethylenenaphthalate)(PEN)膜、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)(PET)膜和聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate)(PBN)膜中的一种。
根据本发明，可以制造抑制静电放电损害的光传感器。此外，可以提高结合了这种光传感器的电子装置的可靠性。
此外，在根据本发明制造的光传感器中，所吸收的光的波长更接近于人眼的灵敏度。
通过结合附图来阅读下述详细说明，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1A和1B是示出根据本发明的光传感器的制造步骤的视图。
图2A至2C是示出根据本发明的光传感器的制造步骤的视图。
图3A至3C是示出根据本发明的光传感器的制造步骤的视图。
图4A和4B是示出根据本发明的光传感器的制造步骤的视图。
图5是根据本发明的光传感器的顶视图。
图6是常规光传感器的横截面图。
图7A和7B是示出根据本发明的光传感器的制造步骤的视图。
图8是示出结合有根据本发明的光传感器的电子装置的一个实例的视图。
图9A和9B是示出结合了根据本发明的光传感器的电子装置的实例的视图。
图10A和10B是示出结合了根据本发明的光传感器的电子装置的实例的视图。
图11是示出结合了根据本发明的光传感器的电子装置的一个实例的视图。
图12是根据本发明的光传感器的顶视图。
图13A和13B是示出其中安装有根据本发明的光传感器的器件的制造步骤的视图。
图14A和14C是示出其中安装有根据本发明的光传感器的器件的制造步骤的视图。
图15A和15C是示出其中安装有根据本发明的光传感器的器件的制造步骤的视图。
图16是结合了根据本发明的光传感器的用于可见光的光传感器的等效电路图。
图17是结合了根据本发明的光传感器的用于可见光的光传感器的等效电路图。
图18A和18B是示出根据本发明的光传感器的制造步骤的视图。
图19A和19B是示出结合了根据本发明的光传感器的电子装置的一个实例的视图。
图20A和20D是示出其中安装有根据本发明的光传感器的器件的制造步骤的视图。
图21是示出其中安装有根据本发明的光传感器的器件的制造步骤的视图。
具体实施方式
实施例
将参考图1A至1C、2A至2C、和3A至3C来描述本实施例。
首先，在衬底101上，例如形成p型半非晶半导体膜作为p型半导体膜102。在本实施例中，柔性衬底用作衬底101，且更为具体地，使用由聚萘二甲酸乙二酯(PEN)构成的膜。除聚萘甲酸乙二酯之外，可以使用由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)等构成的膜。此外，还可以使用玻璃衬底。
通过等离子体CVD，形成含有诸如硼(B)的属于元素周期表中的13族元素的杂质元素的半非晶硅膜作为p型半导体膜102。
半非晶半导体膜包括具有在非晶半导体与具有晶体结构(包括单晶和多晶)的半导体之间的中间结构的半导体。半非晶半导体具有在自由能下稳定的第三条件，且其为被分散在非单晶半导体膜中的包含短程有序和晶格畸变的结晶物质，其晶粒尺寸可以为0.5至20nm。在半非晶半导体膜中，拉曼光谱转移到低于520cm-1的波数侧，且在X射线衍射中观察到据说由Si的晶格引起的(111)和(220)的衍射峰。此外，包含至少1原子％以上的氢或卤素以中断悬挂键。在本说明书中，为了简便，将上述半导体膜称为半非晶半导体膜(SAS)。此外，含有诸如氦、氩、氪或氖的稀有气体元素以进一步促进晶格畸变，以便增强稳定性并获得良好的半非晶半导体膜。值得注意的是半非晶半导体膜还包括微结晶半导体膜(微晶半导体膜)。
可以通过对含硅气体进行辉光放电分解来获得SAS膜。SiH4用作含有硅的典型气体，且此外，还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。可以利用氢气或向氢气添加惰性气体元素氦、氩、氪和氖中的一种或多种的气体来稀释含有硅的气体，以容易形成SAS膜。优选地，按照2倍至1000倍的稀释因子范围来稀释含有硅的气体。而且，可以在含有硅的气体中混合诸如CH4或C2H6的碳化物气体、诸如GeH4的锗化物气体或GeF4、F2，以将能带宽度调节至1.5至2.4eV或0.9至1.1eV。
在形成p型半导体膜102之后，依次形成不包括提供导电类型的杂质的半导体膜103(本征半导体膜)和n型半导体膜104(图1A)。因此形成包含p型半导体膜102、本征半导体膜(还被称之为i型半导体膜)103和n型半导体膜104的光电转换层。
例如，可以通过等离子体CVD来形成半非晶硅膜作为本征半导体膜103。此外，作为n型半导体膜104，可以形成含有属于元素周期表中的15族的杂质元素(诸如磷(P))的半非晶硅膜，或者在形成半非晶硅膜之后，引入属于元素周期表中的15族的杂质元素。值得注意的是，控制杂质的量以便于p型半非晶半导体膜102和n型半非晶半导体膜104的电导率为1S/cm。
此外，不仅半非晶半导体膜，非晶半导体膜也可以用作p型半导体膜102、本征半导体膜103和n型半导体膜104。
在本实施例中，按照p型半导体膜、本征半导体膜和n型半导体膜的顺序层叠。然而，p型半导体膜和n型半导体膜可以按照相反的顺序层叠，即，按照n型半导体膜、本征半导体膜和p型半导体膜的顺序层叠。
随后，通过丝网印刷等在n型半导体膜104上形成具有沟槽108的绝缘膜106(图1B)。沟槽108与n型半导体膜104接触。然后，通过激光划线在绝缘膜106、n型半导体膜104、本征半导体膜103和p型半导体膜102中形成沟槽107(图2A)。沟槽107形成在p型半导体膜102、本征半导体膜103和n型半导体膜104中，并与p型半导体膜104接触。此外，沟槽107的宽度为50μm至300μm。
在形成沟槽107之后，通过墨喷来利用导电胶形成电极层110和111(图2B)。可以使用含有诸如银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)或镍(Ni)的金属材料的导电胶或者导电碳胶作为导电胶。此外，可以通过丝网印刷来形成电极层110和111。
然后，通过利用电极层110和111以及绝缘膜106作为掩模来进行蚀刻(图2C)。通过该蚀刻，n型半导体膜104的一部分、本征半导体膜103的一部分以及绝缘膜106的一部分被蚀刻以形成开口120。该过程除去n型半导体膜104，并暴露本征半导体膜103的一部分。因此，n型半导体膜104与电极层110电学分离以便电极层110和111不短路。
随后，形成绝缘膜112，以覆盖电极层110和111、绝缘膜106、n型半导体膜104、通过蚀刻而被暴露的本征半导体膜103、以及p型半导体膜102(图3A)。此外，再次通过激光划线来在绝缘膜112中形成沟槽121和122(图3B)，并利用导电胶来形成提取电极113和114(图3C)。该导电胶可以使用与形成电极层110和111时相同的材料。
如上所述，形成了光传感器的一个单元。关于本实施例中所制造的光传感器，不需要形成透明电极，因为在作为光电转换层的p型半导体膜102、本征半导体膜103和n型半导体膜104中，p型半导体膜102和n型半导体膜104基本上用作电极。
此外，在根据本发明的光传感器中，可以将电极层110与p型半导体膜102接触的区域116和电极层111与n型半导体膜104接触的区域117保持一定距离。电流流经提取电极113、电极层110、p型半导体膜102、本征半导体膜103、n型半导体膜104、电极层111和提取电极114。如上所述，由于将电极层110与p型半导体膜102接触的区域和电极层111与n型半导体膜104接触的区域在位置上分离开，所以电场不集中，且可以改善静电放电损害的耐压。
图12是图3C的光传感器的顶视图。值得注意的是，没有示出绝缘膜112。当将电极层110和111之间的距离称为X1(μm)，则在X1大时电阻增大。因此，考虑到整个元件的电阻值以及静电放电损害耐压，需要确定X1。换句话说，当X1太小时，电阻降低，且静电放电损害耐压也降低。另一方面，当X1太大时，整个元件的电阻增加地太多，且其无法用作元件。
根据本发明，可以制造静电放电损害被抑制的光传感器，因此，可以获得结合有这种光传感器的高可靠性产品。
另外，可以使用用于光电转换层的半导体膜来用作电极，由此，光传感器的厚度比常规的薄。
此外，没有形成常规形成的透明电极，而使用用于光电转换层的半导体膜来用作电极，因此，可以使得根据本发明的光传感器吸收的光的波长接近于人眼的灵敏度。
实例1
在本实例中，将描述结合有通过本发明获得的光传感器的各种电子装置的实例。作为应用本发明的电子装置，给出计算机、显示器、便携式电话、电视机等。在图8、9A和9B、10A和10B、以及11和19中示出这些电子装置的具体实例。
图8示出一种便携式电话，其包括主体(A)601、主体(B)602、机壳603、操作键604、声音输入部分605、声音输出部分606、电路基板607、显示面板(A)608、显示面板(B)609、合叶610、透光材料部分611以及光传感器612。本发明可以应用于光传感器612。
光传感器612探测透射通过透光材料部分611的光，并根据所探测的外来光来控制显示面板(A)608和显示面板(B)609的亮度，或基于通过光传感器612获得的亮度来控制操作键604的照明。如此，可以抑制便携式电话的电流消耗。
图9A和9B示出便携式电话的另一实例。在图9A和9B中，参考标记621表示主体；622，机壳；623，显示面板；624，操作键；625，声音输出部分；626，声音输入部分；以及627和628，光传感器部分。
在图9A中示出的便携式电话中，可以通过利用设置在主体621中的光传感器部分627探测外来光，来控制显示面板623和操作键624的亮度。
此外，在图9B中示出的便携式电话中，除图9A的结构之外，在主体621的内侧设置光传感器部分628。通过光传感器部分628，还可以探测在显示面板623中所提供的背光的亮度。
图10A示出一计算机，其包括主体631、机壳632、显示器部分633、键盘634、外部连接端口635、指点式鼠标636等。
此外，图10B示出诸如电视机的显示装置。该显示装置包括机壳641、支撑体642、显示器部分643等。
在图11中示出使用液晶显示面板的图10A中示出的计算机的显示器部分633和图10B中示出的显示装置的显示器部分643的详细结构。
图11中示出的液晶显示面板662安装在机壳661中，并包括衬底651a和651b、插入在衬底651a和651b之间的液晶层652、偏振过滤器653a和653b、背光654等。此外，在机壳661中形成光传感器部分655。
通过利用本发明制造的光传感器部分655探测来自背光654的光的量，并反馈信息以调节液晶面板662的亮度。
在图19A和19B所示的实例中，将根据本发明的光传感器结合到照相机中，例如数码相机。图19A是数码相机前侧的透视图；而图19B是其后侧的透视图。在图19A中，数码相机设置有释放按钮1301、主开关1302、取景器1303、闪光灯部分1304、镜头1305、镜头筒1306和机壳1307。
此外，在图19B中，数码相机设置有目镜取景器1311、显示器1312、以及操作按钮1313。
当释放按扭1301被向下压到半点时，聚焦调节机械装置和曝光调节机械装置工作，且当释放按钮被向下压到最低点时，快门打开。
通过向下压或旋传主开关1302，来开启或关闭数码相机的电源。
取景器1303为处于透镜1305的上部位置中的装置，其在数码相机的前面，用于从图19B中示出的目镜取景器1311检查拍摄范围和焦点。
闪光灯部分1304位于数码相机前面的上部，当对象的亮度不足时，在制动按钮被压下且快门被打开的同时从中发射辅助光。
镜头1305位于数码相机的前面，并且通过利用聚焦透镜、变焦透镜等形成。镜头与快门以及没有示出的光圈形成照相光学系统。此外，在镜头后，设置诸如CCD(电荷耦合器件)的图像传感器。
镜头筒1306移动镜头的位置以调节聚焦透镜、变焦透镜等的焦距。在拍摄时，镜头筒滑出以向前移动镜头1305。此外，当携带相机时，将镜头1305向后移动以使其紧凑。值得注意的是，在本实施例中采用可以通过滑出镜头筒来变焦以拍摄目标的结构，然而，该结构不限于此，且可以采用由于机壳1307内照相光学系统的结构而不需要通过滑出镜头筒来变焦以进行拍摄的结构。
目镜取景器1311位于数码相机背面的上部位置中，用于在检查拍摄范围和焦点时浏览。
操作按钮1313为设置在数码相机的背侧上用于各种功能的按钮，由设置按钮、菜单按钮、显示按钮、功能按钮、选择按钮等形成。
当将根据本发明的光传感器结合到图19A和19B中示出的相机中时，光传感器探测是否存在光以及光强度，由此，可以进行相机的曝光调节等。
另外，可以将根据本发明的光传感器应用到诸如投影TV和导航系统的其它电子装置中。换句话说，其可以应用到任何需要探测光的电子装置中。
实例2
在本实例中，将参考图4A和4B以及5来描述提供辅助电极的实例。
在图4A中，参考标记201表示衬底；203，p型半导体膜；205，本征半导体膜；206，n型半导体膜。此外，207和208表示电极层；209和210，绝缘膜；而211和212，提取电极。
本实例具有除实施例的结构外还设置有辅助电极204的结构。可以通过利用导电膜来形成辅助电极204。在本实例中，透明导电膜用作导电膜，且使用含有硅(Si)的氧化铟-氧化锡合金(还称为含有Si的铟锡氧化物)用作透明导电材料。除含有Si的氧化铟-氧化锡合金外，还可以使用氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化铟、通过使用氧化铟进一步与2至20wt％的氧化锌(ZnO)混合的靶而形成的导电膜材料。
当光接收区域的面积保持充足时，可以通过利用非透明导电膜的导电膜形成辅助电极204。作为这种导电膜，可以使用由选自钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、钕(Nd)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)或铜(Cu)的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料和化合物材料构成的单层膜；或者使用由其氮化物，诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼构成的单层膜。
当形成辅助电极204时，虽然整个元件的电阻降低，但存在的优点是：通过形成与p型半导体膜203接触的辅助电极204，p型半导体膜203和n型半导体膜206的电阻可以相同。
此外，如图4B中所示，在利用辅助电极204的情况下，当蚀刻本征半导体膜205以分离电极层207和208时，可以通过利用辅助电极204作为蚀刻停止物进行蚀刻。因此可以蚀刻本征半导体膜205直到暴露辅助电极204。
图5是图4B的光传感器的顶视图。注意，为了使附图更清晰，用由虚线包围的区域表示绝缘膜209，而未示出绝缘膜210。此外，沟槽221和222相应于图1C的沟槽107和108。
当将辅助电极204与电极层208之间的距离称为X2(μm)，则当X2大时电阻增大。因此，考虑到整个元件的电阻值和静电放电损害耐压，需要确定X2。换句话说，当X2太小时，电阻降低，静电放电损害耐压也降低。另一方面，当X2太大时，整个元件的电阻太大，且其无法用作元件。
此外，本实例可以应用到实施例和实例1的任何说明中。
实例3
在本实例中，将参考图7A和7B来描述在根据本发明的光传感器中形成滤色器的实例。
图7A示出在图2C的光传感器中形成滤色器的光传感器。在图7A的光传感器中，形成衬底301、p型半导体膜302、本征半导体膜303、n型半导体膜304、绝缘膜305、电极层306和307、绝缘膜308、提取电极309和310以及滤色器311。
通过提供滤色器311，可以选择性吸收红(R)、绿(G)和蓝(B)中的每一种光。
此外，图7B示出在衬底与光电转换层之间形成滤色器的实例。
在图7B中，参考标记321表示衬底；322，p型半导体膜；323，本征半导体膜；324，n型半导体膜；325和328，绝缘膜；326和327，电极层；329和330，提取电极；331，滤色器；以及332，钝化膜。可以通过利用与绝缘膜325相同的材料来形成钝化膜332。
在图7B中示出的结构中，即使当光线从衬底侧倾斜入射，该光线也可以透过滤色器，由此，可以有效地使用入射光。
此外，本实例可以应用到实施例和实例1和2中的任何说明中。
实例4
在本实例中，将参考图13A和13B、14A和14B、15A至15C、16、17、以及20A至20D，来描述利用根据本发明的光电转换器件的半导体器件。
在图13A中，作为利用根据本发明的光电转换器件的半导体器件，示出具有两端子的用于可见光的光传感器芯片(2.0mmX1.5mm)的实例。在图13A中，参考标记710表示衬底；712，基底绝缘膜；和713，栅极绝缘膜。由于所接收的光透过衬底710、基底绝缘膜712和栅极绝缘膜713，所以对于它们都期望使用高透光材料。
可以根据实施例的说明形成PIN型光电转换元件725，且本实例示出其简要说明。根据本实例的光电转换元件725包括：布线719、保护电极718、p型半导体层721p、n型半导体层721n、插入在p型半导体层721p与n型半导体层721n之间的本征(i型)半导体层721I(它们作为光电转换层725)、以及端子电极726。
布线719具有难熔金属膜和低电阻金属膜(诸如铝合金或纯铝)的叠层结构。这里，布线719具有三层结构，其中依次层叠钛膜(Ti膜)、铝膜(Al膜)和Ti膜。形成保护电极718以覆盖布线719。
当蚀刻光电转换层721时，由覆盖布线719的保护电极718保护布线719。用于保护电极718的材料优选为这样的导电材料，相对于用于光电转换层721的蚀刻气体(或蚀刻剂)，其蚀刻速率低于光电转换层的蚀刻率。此外，用于保护电极718的材料优选为不与光电转换层721反应成为合金的导电材料。
此外，提供用于PIN型光电转换元件725的输出值的信号处理的电路。在本实例中，提供放大器电路作为用于PIN型光电转换元件725的输出值的信号处理的电路。通过由n沟道薄膜晶体管(薄膜晶体管(TFT))730和731构成的电流镜电路732形成设置在相同衬底上的用以放大光电转换元件725的输出值的放大器电路(图13A)。
此外，在图13B中示出具有两个端子的可见光传感器的等效电路图。图13B是利用n沟道TFT的等效电路图；然而，可以仅使用p沟道TFT来代替n沟道TFT。
在图13A中示出两个TFT。然而，例如，为了将输出值增加到五倍，可以提供2个n沟道TFT 730(沟道长度(L)和沟道宽度(W)分别为8μm和50μm)和10个n沟道TFT 731(沟道长度(L)和沟道宽度(W)分别为8μm和50μm)。
此外，为了将输出值增加到m倍，可以提供一个n沟道TFT 730和m个n沟道TFT 731。特别地，在图16中，示出为了将输出值增加到100倍而提供一个n沟道TFT 730和100个n沟道TFT 731的实例。值得注意的是，与图13A和13B以及14A至14C中相同的参考标记用于图16中的相同部分。在图16中，n沟道TFT 731包括100个n沟道TFT 731a、731b、731c、731d......。如此，在光电转换元件725中产生的光电流被放大100倍并被输出。
图17是在利用p沟道TFT形成放大器电路的情况下的等效电路图。在图17中，端子电极726和753与图13B中的相同，其可以分别连接到光电转换元件825和p沟道TFT 830与831。P沟道TFT 830电连接到光电转换元件825阳极侧上的电极。在光电转换元件825中，将n型半导体层、本征半导体层(i型半导体层)和p型半导体层按照该顺序层叠在连接于p沟道TFT 830的第二电极(阳极侧上的电极)上；且然后，形成第一电极(阴极侧上的电极)。另外，还可以使用具有相反层叠顺序的光电转换元件，其中将p型半导体层、本征半导体层(i型半导体层)和n型半导体层按照该顺序层叠在第一电极(阴极侧上的电极)上；且然后，形成连接于p沟道TFT 830的第二电极(阳极侧上的电极)，并且在连接于第一电极的阴极侧可以形成端子电极。
可以通过利用其中适当地组合n沟道TFT和p沟道TFT的运算放大器来形成进一步放大输出值的放大器电路；然而，该放大器电路具有5个端子。与此同时，可以减小电源的数量，并且，通过利用运算放大器和电平转移电路形成该放大器电路，该放大器电路具有四个端子。
值得注意的是，在本实例中形成放大输出值的放大器电路；然而，如果需要，还可以制造用于将输出值转换为另一输出形式的电路等来代替放大器电路。
此外，在图13A中，示出了其中n沟道TFT 730和731包括一个沟道形成区(在本说明书中称为“单栅结构”)的顶栅TFT的实例；然而，还可以采用包含多个沟道形成区的结构以减小导通电流值的变化。此外，n沟道TFT 730和731可以设置有低浓度漏极(轻掺杂漏极(LDD))区以减小截止电流值。LDD区为在沟道形成区与以高浓度掺入杂质元素而形成的源极区或漏极区之间的以低浓度掺入杂质元素的区域。当提供LDD区时，有利的效果是：减轻了漏极区附近的电场，由此防止由于热载流子注入引起的退化。此外，为了防止由于热载流子引起的导通电流的退化，n沟道TFT 730和731可以这样的结构：在栅电极上叠层LDD区，栅极绝缘膜(在本说明书中，称为“GOLD(栅漏交叠LDD)结构”)插入在其间。
在利用GOLD结构的情况下，与LDD区不与栅电极交叠的情况相比，减轻漏极区附近电场并由此防止由于热载流子注入引起的退化的有利效果得到加强。为了防止退化显像，有效地采用了这种GOLD结构，因为减轻了漏极区附近的电场强度，由此防止热载流子注入。
此外，布线714为连接于布线719并且延伸到放大器电路的TFT 730的沟道形成区的上部以用作栅电极的布线。
另外，布线715为连接于n型半导体层721n并进一步连接于TFT 731的漏极布线(也称为漏电极)或源极布线(也称为源电极)的布线。此外，参考标记716和717表示绝缘膜；和720，表示连接电极。因为所接收的光穿透绝缘膜716和717，所以对于它们都期望使用高透光材料。通过CVD形成的氧化硅膜(SiOx膜)优选用于绝缘膜717。当通过CVD形成的氧化硅膜用于绝缘膜717时，提高了锚定强度(anchoringintensity)。
另外，在与布线714和715相同的步骤中形成端子电极750，并在与布线719和720相同的步骤中形成端子电极751。
另外，端子电极726连接于n型半导体层721n，并利用焊料764安装在印刷布线板760的电极761上。此外，在与端子电极726相同的步骤中形成端子电极753，并利用焊料763将其安装在印刷布线板760的电极762上。
下文中，将参考图14A至14C和20A至20D来描述获得上述结构的制造步骤。
首先，在衬底(第一衬底710)上形成元件。这里，作为玻璃衬底之一的AN100被用作衬底710。
随后，通过等离子体CVD形成用作基底绝缘膜712的含有氮的氧化硅膜，并在其上层叠诸如含有氢的非晶硅膜的半导体膜(54nm厚)，而不被暴露于大气中。此外，可以层叠氧化硅膜、氮化硅膜和含有氮的氧化硅膜以形成基底绝缘膜712。特别地，可以层叠50nm的含有氧的氮化硅膜、100nm的含有氮的氧化硅膜以形成基底绝缘膜712。值得注意的是含有氮的氧化硅膜或者氮化硅膜用作用于防止诸如碱金属的杂质从玻璃衬底扩散的阻挡层。
然后，通过利用公知的技术(诸如固相生长法、激光结晶化方法、或者利用催化剂金属的结晶化方法)来使非晶硅膜结晶化，以形成具有晶体结构的半导体膜(结晶半导体膜)，例如多晶硅膜。这里，通过利用催化剂元素的结晶化方法来获得多晶硅膜。通过涂胶机(spinner)来涂敷含有10ppm重量的镍的镍醋酸盐溶液。值得注意的是，可以通过溅射代替涂敷来将镍元素分散到整个表面上。然后，进行热处理用于结晶化以形成具有晶体结构的半导体膜(这里为多晶硅膜)。这里，通过在该热处理(在550℃下一个小时)之后的用于结晶化的热处理(在550℃下四个小时)来获得多晶硅膜。
接着，通过稀释的氢氟酸等来除去多晶硅膜表面上的氧化物膜。其后，在大气中或氧气氛下执行用于升高结晶度和修补晶粒中留下的缺陷的激光(XeCl：308nm的波长)辐射。
将波长为400nm或更小的受激准分子激光或YAG激光器的二次谐波或三次谐波来用作该激光。这里，采用具有大约为10至1000Hz的重复频率的脉冲激光。通过光学系统将激光会聚至100至500mJ/cm2，并以90至95％的交叠率来执行辐射，由此扫描硅膜表面。在本实例中，在大气下以30Hz的重复频率和470mJ/cm2的能量密度来执行激光辐射。
值得注意的是，因为在大气或在氧气气氛下进行辐射，所以激光辐射在表面上形成氧化物膜。虽然在本实例中示出利用脉冲激光的实例，但是也可以使用连续波激光。为了半导体膜的结晶化，优选通过利用连续波固态激光器来施加基波的二次至四次谐波以便于获得大晶粒尺寸的晶体。作为典型的实例，可以采用Nd:YVO4激光器(1064nm的基波)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。
在利用连续波激光器的情况下，通过非线性光学元件将从10W输出的连续波型YVO4激光器发射出的激光转化成谐波。此外，还可以给出通过将YVO4晶体和非线性光学元件放入谐振腔来发射谐波的方法。然后，优选通过光学系统来在受辐射面上形成矩形或椭圆形的激光，并利用该激光辐射目标。此时，需要近似0.01至100MW/cm2(优选，0.1-10MW/cm2)的能量密度。半导体膜可以相对于激光以近似10至2000cm/s的速率移动以便被辐射。
然后，除由激光辐射形成的氧化物膜之外，还通过利用臭氧水处理表面120秒来形成由总厚度1至5nm的氧化物膜制成的阻挡层。形成阻挡层以便从膜中除去为了结晶而添加的催化剂元素，诸如镍(Ni)。虽然这里利用臭氧水形成阻挡层，但是还可以通过利用在氧气气氛下采用UV射线辐射而氧化具有晶体结构的半导体膜的表面的方法、或利用采用氧等离子体处理、等离子体CVD、溅射、蒸镀等来氧化具有晶体结构的半导体膜的表面的方法，沉积厚度近似1至10nm的氧化物膜来形成该阻挡层。此外，在形成阻挡层之前，可以除去由激光辐射形成的氧化物膜。
然后，在阻挡层上，通过溅射将含有氩元素的非晶硅膜形成至10nm至400nm厚，这里例如100nm厚，以用作吸气位。这里，在含有氩的气氛下利用硅靶形成含有氩元素的非晶硅膜。当使用等离子体CVD来形成含有氩元素的非晶硅膜时，沉积条件如下：将甲硅烷与氩(SiH4:Ar)的流量比设置为1∶99；沉积压强设置为6.665Pa；RF功率密度设置为0.087W/cm2；沉积温度设置为350℃。
其后，采用加热至650℃的加热炉来热处理三分钟以除去催化剂元素(吸气)。通过该处理，减小了具有晶体结构的半导体膜中的催化剂元素的浓度。还可以采用灯退火设备来代替加热炉。
随后，利用阻挡层作为蚀刻停止物来选择性除去含有作为吸气位的氩元素的非晶硅膜，且然后，通过稀释的氢氟酸来选择除去阻挡层。值得注意的是，存在的趋势是在吸气过程中镍很可能向具有高氧浓度的区域移动，且由此，理想的是在吸气之后除去由氧化物膜制成的阻挡层。
值得注意的是，在不利用催化剂元素来结晶半导体膜的情况下，不需要诸如形成阻挡层、形成吸气位、用于吸气的热处理、除去吸气位的上述步骤。
然后，在利用臭氧水在所获得的具有晶体结构的半导体膜的表面上形成薄氧化物膜之后，通过利用第一光掩模来形成由抗蚀剂制成的掩模，并进行蚀刻处理以获得期望的形状，由此形成被分离成岛形的半导体膜741和742(在本说明书中称为“岛状半导体区”)(参考图20A)。在岛状半导体区741和742形成之后，除去由抗蚀剂制成的掩模。
随后，如果需要，进行非常少量的杂质元素(硼或磷)的参杂以控制TFT的阈值。这里，采用离子掺杂，其中不将乙硼烷(B2H6)通过质量来分离而是用离子体激发。
接着，采用包含氢氟酸的蚀刻剂来除去氧化物膜，且同时清洗岛状半导体区的表面。其后，形成用作栅极绝缘膜713的含有硅作为主要成分的绝缘膜。这里，通过等离子体CVD形成厚度为115nm的含有氮的氧化硅膜(成分比：Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。
然后，在栅极绝缘膜713上形成金属膜之后，使用第二光掩模来形成栅电极744和745、布线714和715、以及端子电极750(参考图20B)。例如，使用通过层叠分别为30nm和370nm的氮化钽(TaN)和钨(W)来形成的膜作为金属膜。
除上述材料之外，可以使用由选自钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、钕(Nd)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)或铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)或铜(Cu)的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者使用由其氮化物诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼构成的单层膜，作为栅电极744和745、布线714和715、以及端子电极750。
然后，对岛状半导体区741和742进行掺杂，以形成TFT 730的源极区或漏极区747以及TFT 731的源极区或漏极区748(参考图20C)。此外，在TFT 730的岛状半导体区741中，在源极区和漏极区之间形成沟道形成区，且然后在TFT 731的岛状半导体区742中，在源极区和漏极区之间形成沟道形成区。
随后，在通过CVD形成50nm的含有氧化硅膜(未示出)的第一层间绝缘膜之后，执行对各岛状半导体区添加的杂质元素的激活处理的步骤。通过利用灯光源的快速热退火(RTA方法)，YAG激光器或受激准分子激光器从背侧辐射的方法，利用加热炉的热处理、或前述方法的组合方法，来执行该激活步骤。
接着，形成膜厚为例如10nm的包括含有氢和氧的氮化硅膜的第二层间绝缘膜716。
随后，在第二层间绝缘膜716上形成由绝缘材料构成的第三层间绝缘膜717(参考图20D)。可以利用通过CVD获得的绝缘膜作为第三层间绝缘膜717。在本实例中，为了提高粘附性，形成膜厚为900nm的包含氮的氧化硅膜作为第三层间绝缘膜717。
然后，进行热处理(在氮气氛中在300至550℃热处理1至12个小时，例如，在410℃处理1个小时)，以氢化岛状半导体膜。进行该步骤以使用包含在第二层间绝缘膜716中的氢来终止岛状半导体膜中的悬挂键。可以氢化岛状半导体膜而不管是否形成栅极绝缘膜713。
此外，还可以使用利用硅氧烷的绝缘膜及其叠层结构作为第三层间绝缘膜717。硅氧烷由硅(Si)和氧(O)的键构成的骨架结构组成。作为取代基，可以使用至少含有氢(诸如烷基或芳烃)的化合物。还可以使用氟作为取代基。而且，可以使用至少含有氢和氟的化合物作为代替物。
当将利用硅氧烷的绝缘膜和其叠层结构用作第三层间绝缘膜717时，在形成第二层间绝缘膜716之后，可以进行使岛状半导体膜氢化的热处理，且然后，可以形成第三层间绝缘膜717。
然后，通过利用第三光掩模来形成由抗蚀剂制成的掩模，并选择性蚀刻第一层间绝缘膜、第二层间绝缘膜716和第三层间绝缘膜717、以及栅极绝缘膜713，以形成接触孔。然后，除去由抗蚀剂制成的掩模。
值得注意的是，如果需要可以形成第三层间绝缘膜717。当不形成第三层间绝缘膜717时，在形成第二层间绝缘膜716之后，选择性蚀刻第一层间绝缘膜、第二层间绝缘膜716和栅极绝缘膜713，以形成接触孔。
随后，在通过溅射形成金属叠层膜之后，通过利用第四光掩模来形成由抗蚀剂制成的掩模，且然后，选择性蚀刻金属膜，以形成布线719、连接电极720、端子电极751、TFT 730的源电极或漏电极771、以及TFT731的源电极或漏电极772。然后，除去由抗蚀剂制成的掩模。值得注意的是，根据本实例的金属叠层膜具有由100nm的Ti膜、350nm的含有少量Si的Al膜和100nm的Ti膜构成的三层叠层结构。
在上述步骤中，可以利用多晶硅膜制造顶栅TFT 730和731。
然后，在形成不太可能与稍后形成(一般为非晶硅)的光电转换层反应成为合金的导电金属膜(诸如钛(Ti)或钼(Mo))之后，通过利用第五光掩模来形成由抗蚀剂制成的掩模，并选择性地蚀刻该导电金属膜以形成覆盖布线719的保护电极718(图14A)。这里使用通过溅射获得的200nm厚的Ti膜。类似地，连接电极720、端子电极751以及TFT的源电极或漏电极也被该导电金属膜覆盖。因此，该导电金属膜还覆盖暴露作为电极中的第二层的Al膜的侧面，由此防止铝原子扩散到光电转换层中。
随后，形成光电转换层721。基于实施例和实例1至3的描述来形成光电转换层721。
然后，在整个表面上形成具有1μm至30μm厚度的包含绝缘体材料(例如，含有硅的无机绝缘膜)的密封层724，并获得图14B的状态。这里，通过CVD形成1μm厚的含氮氧化硅膜作为绝缘材料膜。旨在通过利用由CVD形成的绝缘膜来改善粘附性。
接着，在蚀刻密封层724以提供开口之后，通过溅射形成端子电极726和753。端子电极726和753由钛膜(Ti膜，100nm)、镍膜(Ni膜，300nm)以及金膜(Au膜，50nm)的叠层膜制成。如上所述获得的端子电极726和753的锚定强度大于5N，这对于端子电极来说是充足的锚定强度。
在上述步骤中，形成可以利用焊料连接的端子电极726和753，并获得图14C中示出的结构。
随后，通过将衬底切割成片，切割出多个光传感器芯片。可以由一片大面积衬底(例如，600cm×720cm)制造大量光传感器芯片(2mm×1.5mm)。
在图15A中示出切割出的一片光传感器芯片(2mm×1.5mm)的横截面图(侧视图)，在图15B中示出其底视图，并在图15C中示出其顶视图。在图15A至15C中，使用与图13A和13B以及14A至14C相同的参考标记用于相同的部分。值得注意的是，在图15A中，衬底710、元件形成区800、端子电极726和753的总膜厚为0.8±0.05mm。
另外，为了使光传感器芯片的膜厚减薄，在利用CMP处理等将衬底710研磨和减薄之后，通过利用切片机将衬底切割成小块来切割出多个光传感器芯片。
在图15B中，端子电极726和753之一的电极尺寸为0.6mm×1.1mm，且电极间隔为0.4mm。此外，在图15C中，光接收部分801的面积几乎与第二电极的面积相同，即，为1.57mm2。此外，放大器电路部分802设置有约100个TFT。
最后，将所获得的光传感器芯片安装到印刷布线板760的安装侧上。使用焊料764和763来分别将端子电极726连接到电极761、将端子电极753连接到电极762。通过丝网新刷等在印刷线路板760的电极761和762上预先形成焊料，并且使焊料和端子电极处于相接状态以通过回流焊接处理来进行安装。例如，在约225℃至265℃下在惰性气氛中进行回流焊接处理大约10秒钟。此外，除焊料之外，还可以使用由金属(诸如金或银)制成的凸块或者由导电树脂等制成的凸块。此外，考虑到环境问题，还可以使用无铅焊料来用于安装。
图14A示出通过上述步骤安装的光传感器芯片。在根据本发明的光传感器(与电路集成在一起的并且设置有能够将输出值增加到100倍的放大器电路的光传感器)中，在100lux的亮度下可以获得近似10μA的光电流。此外，在根据本发明的光传感器中，灵敏度波长范围为350至750nm，而峰值灵敏度波长为580nm。此外，暗电流(Vr＝5V)为1000pA。
值得注意的是，本实例可以与实施例和实例1至3的任何描述相结合。
实例5
在本实例中，将参考图18A和18B来描述与实例2不同的设置有辅助电极的光传感器的实例。
图18A中示出的光传感器包括衬底901上的辅助电极902、p型半导体膜903、本征半导体膜904、n型半导体膜905、第一绝缘膜906、第二绝缘膜907、电极层911和912以及提取电机913和914。
下文中将描述本实例中的光传感器的制造步骤。首先，通过利用衬底901上的透明导电膜来形成辅助电极902。在本实例中，使用含有硅(Si)的氧化铟-氧化锡(还称为含有Si的铟锡氧化物)作为透明导电材料，除了含有Si的氧化铟-氧化锡合金之外，还可以使用氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化铟、通过利用其中氧化铟与2至20wt％的氧化锌(ZnO)混合的靶形成的氧化铟-氧化锌的合金。
当能够保持充足的光接收区面积时，可以通过利用非透明导电膜，例如遮光导电膜，来形成辅助电极902。可以使用由选自钛(Ti)、钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、钕(Nd)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)或铜(Cu)的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者使用由其氮化物，诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼构成的单层膜。
在形成辅助电极902之后，形成包括p型半导体膜903、本征半导体膜904和n型半导体膜905的光电转换层。包括p型半导体膜903、本征半导体膜904和n型半导体膜905的光电转换层可以具有相反顺序的叠层结构，即，将n型半导体膜、本征半导体膜和p型半导体膜按照该顺序层叠以形成光电转换层。
在本实例中，例如，将p型半非晶半导体膜形成为p型半导体膜903。通过等离子体CVD形成含有诸如硼的属于元素周期表中的13族的杂质元素的半非晶硅膜作为p型半非晶半导体膜。
在形成p型半导体膜903之后，顺序形成不包含提供导电类型的杂质的半导体膜(本征半导体膜)904和n型半导体膜905。
例如，通过等离子体CVD形成半非晶硅膜作为本征半导体膜904。此外，可形成含有属于元素周期表中的15族的杂质元素(例如磷(P))的半非晶硅膜作为n型半导体膜905，或者在形成半非晶硅膜之后引入属于元素周期表中的15族的杂质元素。值得注意的是，控制杂质的量以便p型半非晶半导体膜903和n型半非晶半导体膜905的电导率为1S/cm。
此外，不仅半非晶半导体膜，非晶半导体膜也可以用于p型半导体膜903、本征半导体膜904和n型半导体膜905。
接着，通过丝网印刷等在n型半导体膜上形成第一绝缘膜906。
然后，蚀刻p型半导体膜903、本征半导体膜904、n型半导体膜905和第一绝缘膜906，以暴露辅助电极902的一部分。换句话说，就是说p型半导体膜903、本征半导体膜904、n型半导体膜905和第一绝缘膜906层叠在辅助电极902的另一部分上。包括p型半导体膜903、本征半导体膜904和n型半导体膜905的光电转换层与辅助电极902的另一部分交叠并接触。其后，形成第二绝缘膜907以覆盖辅助电极902、p型半导体膜903、本征半导体膜904、n型半导体膜905和第一绝缘膜906。
随后，在第一绝缘膜906和第二绝缘膜907中形成接触孔(沟槽)，且然后，通过丝网印刷来利用导电胶形成电极层911和912。可以使用含有诸如银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)或镍(Ni)的金属材料的导电胶或导电碳胶作为导电胶。此外，可通过墨喷来形成电极层911和912。也就是说，电极层911不连接于辅助电极902的整个表面，而与辅助电极902的一部分连接接触。此外，电极层912不连接于n型半导体膜905的整个表面，而与n型半导体膜905的一部分接触连接。
如果需要，如此形成提取电极913和914，即它们与电极层911和912接触(图18A)。以与电极911和912相同的方式形成提取电极913和914。
图18B示出在图18A的光传感器的光电转换层的上部位置中形成电极的实例。在图18B中，在衬底931上形成辅助电极932，并且包括p型半导体膜933、本征半导体膜934和n型半导体膜935的光电转换层与辅助电极932的一部分重叠并接触。
然后，在n型半导体膜935上形成与n型半导体膜935的一部分重叠的上电极936。利用与辅助电极932相同的材料形成上电极936。
此外，形成第一绝缘膜937和第二绝缘膜938，并形成接触孔(沟槽)。然后，形成电极层941和942。如果需要，形成提取电极943和944。利用与图18A相同的材料和相同的制造步骤来形成第一绝缘膜937、第二绝缘膜938、电极层941和942以及提取电极943和944。
当形成上电极936时，整个光传感器的电阻降低，然而，可以通过辅助电极932与上电极936之间的距离来控制光传感器的电阻值。
将辅助电极932与p型半导体膜933交叠的区域的长度称为X3(＝100μm)，并且将辅助电极932的端部与上电极936的端部之间的距离称为X4。在将X4分别设置为0μm、100μm和200μm的情况下，耐压(V)和串联电阻(Ω)分别如表1中所示。
[表1]
  X4(μm)   耐压(V)   串联电阻(Ω)
  0   100-200   25k
  100   500-1000   40k
  200   1000-1500   55k
如表1中所示，即使通过形成上电极936来降低光传感器的电阻值时，也可以通过改变上电极936与辅助电极932之间的距离来增加整个元件的电阻值。
值得注意的是，如果需要，可以将本实例与实施例和实例1-4中的任何描述相结合。
实例6
在本实例中，将参考图21描述与实例4不同的包括由单层导电膜制成的布线或电极的用于可见光的光传感器。相同的参考标记用于与实例4中相同的部分。
图21示出一种用于可见光的光传感器，其具有不在图13A和13B、14A和14B、15A至15C、以及20A至20D中的布线719、连接电极720、端子电极751、TFT 730的源电极或漏电极771以及TFT 731的源电极或漏电极772上设置保护电极718、773、776、774和775的结构。
在图21中，通过利用单层导电膜来形成布线1404、连接电极1405、端子电极1401、TFT 731的源电极或漏电极1402以及TFT 730的源电极或漏电极1403，且优选使用钛膜(Ti膜)作为这种导电膜。另外，代替钛膜，可以使用由选自钨(W)、钽(Ta)、钼(Mo)、钕(Nd)、钴(Co)、锆(Zr)、锌(Zn)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)或铂(Pt)的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者可使用由其氮化物，诸如氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼构成的单层膜。通过利用单层膜形成布线1404、连接电极1405、端子电极1401、TFT 731的源电极或漏电极1402以及TFT 730的源电极或漏电极1403，可以减少制造步骤中的沉积次数。
值得注意的是，如果需要，本实例可以与实施例和实例1至5中的任何描述相结合。
根据本发明，可以制造静电放电损害耐压提高的光电转换器件。此外，通过结合根据本发明的光电转换器件，可以获得高可靠性电子装置。
虽然通过参考附图以举例的方式全面地描述了本发明，但是会理解各种改变和变形对于本领域技术人员是显而易见的。因此，如果这种改变和变形不脱离下文中所述的本发明的范围，则应该认为它们包含在其中。

Claims (27)

1.一种光电转换器件，包括：
衬底上的光电转换层，其包含具有一种导电类型的第一半导体层、第一半导体层上的第二半导体层、以及具有与上述导电类型相反的导电类型且在第二半导体层上设置的第三半导体层；
在第三半导体层上且与第三半导体层接触的第一电极，该第一电极通过形成在光电转换层中的开口与第一半导体层接触；
设置在第三半导体层上且与第三半导体层接触的绝缘层；和
设置在绝缘层上且通过形成在绝缘层中的开口与第三半导体层接触的第二电极，
其中通过利用所述第一电极、所述第二电极以及所述绝缘层作为掩模来进行蚀刻，使所述第三半导体层与所述第一电极电学分离。
2.根据权利要求1的光电转换器件，其中衬底为柔性衬底。
3.根据权利要求2的光电转换器件，其中柔性衬底包括选自包括聚萘二甲酸乙二酯PEN膜、聚对苯二甲酸乙二酯PET膜和聚萘二甲酸丁二酯PBN膜的组中的膜。
4.根据权利要求1的光电转换器件，其中衬底为玻璃衬底。
5.根据权利要求1的光电转换器件，其中在衬底与第一半导体层之间设置导电膜。
6.根据权利要求5的光电转换器件，其中导电膜为透明导电膜。
7.根据权利要求1的光电转换器件，其中在衬底与第一半导体层之间设置滤色器。
8.一种用于制造光电转换器件的方法，包括下述步骤：
在衬底上形成光电转换层，其包含具有一种导电类型的第一半导体层、第一半导体层上设置的第二半导体层、以及具有与第一半导体层的导电类型相反的导电类型且在第二半导体层上设置的第三半导体层；
在光电转换层上形成具有第一开口的绝缘层；
在光电转换层中形成第二开口；
在第三半导体层上形成第一电极，第一电极与第三半导体层接触，且通过第二开口与第一半导体层接触；
在绝缘层上形成第二电极，第二电极与绝缘层接触，且通过第一开口与第三半导体层接触；
其中通过利用所述第一电极、所述第二电极以及所述绝缘层作为掩模来进行蚀刻，使所述第三半导体层与所述第一电极电学分离。
9.根据权利要求8的制造光电转换器件的方法，其中衬底为柔性衬底。
10.根据权利要求9的制造光电转换器件的方法，其中柔性衬底包括选自包括聚萘二甲酸乙二酯PEN膜、聚对苯二甲酸乙二酯PET膜和聚萘二甲酸丁二酯PBN膜的组中的膜。
11.根据权利要求8的制造光电转换器件的方法，其中衬底为玻璃衬底。
12.根据权利要求8的制造光电转换器件的方法，其中在衬底与第一半导体层之间形成导电膜。
13.根据权利要求12的制造光电转换器件的方法，其中导电膜为透明导电膜。
14.根据权利要求8的制造光电转换器件的方法，其中在衬底与第一半导体层之间形成滤色器。
15.一种半导体器件，包括：
衬底上的光电转换元件；和
用于对光电转换元件的输出值进行信号处理的电路，
其中，该光电转换元件包括：
光电转换层，其包含具有一种导电类型的第一半导体层、第一半导体层上设置的第二半导体层、以及具有与第一半导体层的导电类型相反的导电类型且在第二半导体层上设置的第三半导体层；
设置在第三半导体层上且与第三半导体层接触的第一电极，该第一电极通过形成在光电转换层中的开口与第一半导体层接触；
设置在第三半导体层上且与第三半导体层接触的绝缘层；和
设置在第三半导体层上且通过形成在绝缘层中的开口与第三半导体层接触的第二电极，
其中通过利用所述第一电极、所述第二电极以及所述绝缘层作为掩模来进行蚀刻，使所述第三半导体层与所述第一电极电学分离，
其中该电路包含多个薄膜晶体管；且
其中该多个薄膜晶体管中的每一个包括：
岛状半导体区，其包含源极区、漏极区和沟道形成区；
栅极绝缘膜；
栅电极；
与源极区电连接的源电极；和
与漏极区电连接的漏电极。
16.根据权利要求15的半导体器件，其中电路为放大器电路，用以放大光电转换元件的输出值。
17.根据权利要求15的半导体器件，其中衬底为柔性衬底。
18.根据权利要求17的半导体器件，其中柔性衬底包括选自包括聚萘二甲酸乙二酯PEN膜、聚对苯二甲酸乙二酯PET膜和聚萘二甲酸丁二酯PBN膜的组中的膜。
19.根据权利要求15的半导体器件，其中衬底为玻璃衬底。
20.根据权利要求15的半导体器件，其中在衬底与第一半导体层之间设置导电膜。
21.根据权利要求20的半导体器件，其中导电膜为透明导电膜。
22.根据权利要求15的半导体器件，其中在衬底与第一半导体层之间设置滤色器。
23.根据权利要求15的半导体器件，其中源电极与漏电极中的每一个为叠层膜。
24.根据权利要求23的半导体器件，其中通过将钛Ti膜、含有少量硅Si的铝Al膜以及钛Ti膜叠置来形成叠层膜。
25.根据权利要求15的半导体器件，其中源电极与漏电极中的每一个为单层膜。
26.根据权利要求25的半导体器件，其中单层膜为由选自钛Ti、钨W、钽Ta、钼Mo、钕Nd、钴Co、锆Zr、锌Zn、钌Ru、铑Rh、钯Pd、锇Os、铱Ir或铂Pt的元素、或者含有该元素作为主要成分的合金材料或化合物材料构成的单层膜；或者为由其氮化物构成的单层膜。
27.根据权利要求26的半导体器件，其中，所述氮化物是氮化钛、氮化钨、氮化钽或氮化钼。
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