TW200915039A - Photoelectric conversion device and electronic device provided with the photoelectric conversion device - Google Patents

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Description

200915039 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種光電轉換裝置，且特別關於一種包括 薄膜半導體元件的光電轉換裝置。此外，本發明還關於— 種使用該光電轉換裝置之電子裝置。 【先前技術】 一般已知各種用於檢測電磁波的光電轉換裝置，例如 將對從紫外線到紅外線有靈敏度的裝置總稱爲光感測器。 其中特別將對波長爲400nm至700nm的可見光區有靈敏 度的裝置稱爲可見光感測器。大量的可見光感測器被用於 視人類生活環境需要照度調節或開/關控制等的裝置。 在某些顯示裝置中，檢測顯示裝置周圍的明亮度以調 節其顯示亮度。這是因爲藉由使用光感測器檢測周圍的明 亮度來獲得合適的顯示亮度，可以減少不必要的電力消耗 的緣故。例如，作爲具有用於調節亮度的光感測器的顯示 裝置’可以舉出移動電話、電腦。 此外’除了檢測顯示部周圍的明亮度以外，還藉由利 用光感測器檢測顯示裝置尤其是液晶顯示裝置的背光燈的 亮度’以調節顯示幕的亮度。 作爲光感測器，已知如下電路：將光電二極體等的光 電轉換元件用於光感測部分，並且根據將對應於入射光流 過光電轉換元件的電流流過電阻器元件而獲得的輸出電壓 來檢測周圍的明亮度（例如，參照專利文獻！：曰本專利 -4 - 200915039 申請公開第2005-129909號）。 【發明內容】 當照度低時，在光電轉換元件中産生的電流微弱。因 此’在將被光電轉換元件檢測的信號輸出到外部裝置的情 況下’需要在光電轉換元件的輸出部提供放大電路等，而 提高對於外部裝置的驅動能力。尤其，具有光電轉換元件 的光電轉換裝置和其他外部電路在印刷基板等上彼此電連 接時産生的漏電流或雜訊成爲問題。 此外，在專利文獻1所記載的具有光電轉換元件的光 電轉換裝置中，根據入射光流過光電轉換元件的光電流 /Pd對於照度呈指數增加。由此，將光電流/pd流過電阻器 元件而獲得的輸出電壓也呈指數增加。因此，具有專利文 獻1所記載的光電轉換元件的光電轉換裝置有如下問題， 即在以對A/D轉換電路輸出的具有實用性的電壓範圍（例 如0.008 V至2V )規定輸出電壓的情況下，不能將可以從 具有光電轉換元件的光電轉換裝置輸入的照度範圍設定得 大。此外，具有專利文獻1所記載的光電轉換元件的光電 轉換裝置還有如下問題，即在要獲得輸出値作爲電壓的情 況下，另外需要負載電阻等的外部電路。 爲了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種光電 轉換裝置，該光電轉換裝置藉由放大流過光電轉換元件的 電流來解決將光電轉換裝置和外部電路電連接時産生的漏 電流或雜訊的問題，並且可以擴大根據流過光電轉換元件 200915039 的電流而獲得的輸出電壓的動態範圍。 爲了解決上述問題，本發明的光電轉換裝置具有電壓 檢測電路和光電轉換電路，該光電轉換電路包括光電轉換 元件、電流鏡電路、以及場效電晶體。該電流鏡電路是將 由光電轉換元件産生的光電流放大並輸出的電路。輸出由 電流鏡電路被放大的光電流的輸出端子電連接到場效電晶 體的汲極端子及閘極端子，並且電壓檢測電路電連接到場 效電晶體的閘極端子以檢測被産生的電壓。 藉由本發明的光電轉換裝置放大流過光電轉換元件的 電流，可以減少將光電轉換裝置和外部電路電連接時産生 的漏電流或雜訊，並且擴大根據流過光電轉換元件的電流 而獲得的輸出電壓的動態範圍。 下文，將根據附圖說明本發明的實施模式。但是，本 發明可以藉由多種不同的模式來實施，所屬技術領域的一 般技術人士可以很容易地理解到，其模式及詳細內容在不 脫離本發明的精神及範圍下可以被變換爲各種各樣的形 式。因此，本發明不應該被解釋爲僅限定在本實施模式所 記載的內容中。在用於說明本實施模式的所有附圖中，使 用相同的參考標號來表示相同部分或具有相同功能的部 分，而省略其重復說明。 〔實施模式1〕 參照圖1對於本實施模式進行說明。圖1所示的光電 轉換裝置包括光電轉換電路1 0 1、電壓檢測電路1 0 2、以 -6- 200915039 及直流電源1 〇3。光電轉換電路1 0 1包括光電轉換元件 1 04、電流鏡電路1 05、以及η通道型電晶體1 06。電流鏡 電路105由第一 ρ通道型電晶體105Α及第二ρ通道型電 晶體1 05Β構成。光電轉換元件1 04的作爲陽極的第一端 子（也稱爲輸入端子）與直流電源1 〇3的低電壓端子（也 稱爲第二端子）電連接。光電轉換元件1 04的作爲陰極的 第二端子（也稱爲輸出端子）與第一 Ρ通道型電晶體 1 05 Α的汲極端子及閘極端子、以及第二ρ通道型電晶體 105B的閘極端子電連接。第一ρ通道型電晶體105A及第 二P通道型電晶體105B的源極端子都與直流電源103的 高電壓端子（也稱爲第一端子）電連接。第二P通道型電 晶體1 05B的汲極端子與η通道型電晶體1 06的汲極端子 及閘極端子、以及電壓檢測電路1 02電連接。η通道型電 晶體1 06的源極端子與直流電源1 03的第二端子電連接。 要注意，由直流電源1 〇3對光電轉換元件1 04施加反偏壓 電壓。 將說明圖1所示的光電轉換電路1 的工作。在光電 轉換電路1 〇 1中，對應於入射到光電轉換元件1 04的光的 強度而産生光電流h。然後，藉由在光電轉換元件1 04中 産生的光電流h流過第一 P通道型電晶體1 〇 5 A的源極端 子和汲極端子之間，在第一 P通道型電晶體1 05 A的閘極 端子和源極端子之間産生電位差。該電位差被施加到第二 P通道型電晶體1 05B的源極端子和汲極端子之間。第二ρ 通道型電晶體1 05B藉由改變其閘極寬度的設計，可以放 200915039 大光電流/P。藉由被放大的光電流h流過η通道型電晶體 1 0 6的汲極端子及源極端子之間，η通道型電晶體1 0 6對 應於被放大的光電流/Ρ而産生施加到閘極端子和源極端子 之間的電壓（以下縮寫爲閘極電壓Fgs ) 。η通道型電晶 體1 06的源極端子電連接到直流電源1 03的低電壓端子， 並且可以提取η通道型電晶體1 06的閘極端子的電位作爲 輸出電壓。由此，光電轉換電路101可以進行被放大 的光電流/P和輸出電壓hut之間的電流-電壓轉換，即光 電流/P和輸出電壓Lut之間的電流-電壓轉換。在本發明 中，藉由使用爲被放大的光電流進行光電流/P與輸出電壓 FQUt之間的電流-電壓轉換，因此光電轉換裝置與其他外部 電路在印刷佈線板上電連接時産生的漏電流或雜訊的問題 得以解決。 要注意，參照圖2說明，當光電轉換元件1 04的光電 流八被放大時的電流鏡電路1 05的具體電路結構。當利用 電流鏡電路1 05使光電流/p的輸出値成爲倍（N爲自然 數）時，可在電流鏡電路105中設置一個第一 p通道型電 晶體105A，並且並列配置N個第二 p通道型電晶體 1 05 B。作爲其一例，圖2示出利用電流鏡電路1 〇5使光電 流/P的輸出値成爲1 00倍的情況，其中在電流鏡電路1 05 中設置一個第一 p通道型電晶體105A，並且並列配置一 百個第二p通道型電晶體1〇5Β。在圖2中，第二p通道 型電晶體105B由p通道型電晶體1〇5Β(1)' 105B(2)、 105B(3)至1〇5Β(100)構成。由此，可以將在光電轉換電路 200915039 1 04中産生的光電流/p放大爲1 00倍並輸出。 要注意，因爲光電流八可以不受電晶體的臨限値電壓 的影響而被放大，因此使用P通道型電晶體作爲包含於電 流鏡電路〗〇5的第一p通道型電晶體105A及第二P通道 型電晶體1 05B的結構是很優選的。換言之’可以防止第 二P通道型電晶體1 〇 5 B的汲極端子的電壓由於受電晶體 的臨限値電壓的影響而上升。 要注意，被電流鏡電路1 05放大的光電流/p流過η通 道型電晶體1 06的源極端子和汲極端子之間而産生的輸出 電壓Kcut依賴於η通道型電晶體106的工作狀態。η通道 型電晶體1〇6的工作狀態可以利用場效電晶體（Field E f f e c t T r a n s i s t 〇 r )的工作狀態來說明。作爲場效電晶 體，可以舉出金屬氧化膜半導體場效電晶體（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:以下稱爲 MOS 電 晶體或電晶體）、絕緣聞極型FET、薄膜電晶體等。在本 說明書中，作爲場效電晶體，以下詳細說明MOS電晶體 的工作。當MOS電晶體在飽和區工作時，汲極電流/d和 閘極電壓Fgs的關係由公式1及公式2表示。 公式1
Id fijVgs-Vth)1 一 2 公式2 μ€〇χΨ 200915039 在公式1中，Kth表示MOS電晶體的臨限値電壓，β 表示取決於Μ Ο S電晶體的尺寸和處理條件的定數。此 外’在公式2中，F表示M OS電晶體的閘極寬度，ζ表示 MOS電晶體的閘極長度，//表示半導體層中的電子遷移 率’並且C〇x表示當半導體層和閘電極中間夾著絕緣膜彼 此層疊時産生的閘極電容。 本實施模式中所示的圖1的電路中的輸出電壓匕^可 以作爲公式1中的閘極電壓Fgs處理。在圖1的電路中的 電流鏡電路1 0 5中被放大的光電流可以作爲公式1中的 汲極電流/d處理。結果，在改變公式1的形式來看時，在 電流鏡電路1 05中被放大的光電流/p和輸出電壓的 關係可以由公式3表示。 公式
要注意，在圖1所示的二極體連接的η通道型電晶體 1 06中，施加到汲極端子和源極端子之間的電壓（以下縮 寫爲汲極電壓 Fds )與閘極電壓Kgs相等。由此，當汲極 電流/d增大時，可以以在電流鏡電路1 〇 5中被放大的光電 流八的平方根的形式獲得本實施模式中所示的光電轉換裝 置的輸出電壓F。u t。與將在光電轉換元件中産生的光電流 h流過負載電阻來獲得電壓輸出的情況相比，本發明的光 電轉換裝置可以擴大能夠檢測出的輸入照度的動態範圍。 -10- 200915039 此外’本發明的光電轉換裝置以光電流/p作爲被放大 電流並進行光電流/p和輸出電壓lui之間的電流-電 換’可以解決光電轉換裝置和其他外部電路在印刷基 彼此電連接時的漏電流或雜訊的問題。 另外’在本發明的光電轉換裝置中，使用n通道 晶體作爲用來獲得輸出電壓的二極體連接的電晶體。 η通道型電晶體是優選的，因爲η通道型電晶體由於 比Ρ通道型電晶體高遷移率，從而可以增加流過電晶 電流量。另外’本發明的光電轉換裝置也可以具有使 通道型電晶體作爲用來獲得輸出電壓的二極體連接的 體的結構。圖3示出一種光電轉換裝置，其中使用ρ 型電晶體作爲用來獲得輸出電壓的二極體連接的電晶 圖3所示的光電轉換裝置與圖1所示的光電轉換裝置 同之處在於’在圖3所示的光電轉換裝置中作爲二極 接的電晶體附加有第三ρ通道型電晶體〗3 6。對於第 通道型電晶體1 3 ό而言，其源極端子電連接到直流 1 03的高電壓端子’其閘極端子及汲極端子電連接到 Ρ通道型電晶體105Β的源極端子。藉由如圖3所示 使用Ρ通道型電晶體作爲二極體連接的電晶體，可以 用單一極性的MOS電晶體來製造光電轉換裝置，因 與使用運算放大器等的光電轉換裝置的結構相比，可 少掩模數量且縮短製造程序的時間，而對於成本的減 用。另外’藉由使用薄膜電晶體製造構成光電轉換裝 場效電晶體的Μ Ο S電晶體，可以使裝置小型化。對 的光 壓轉 板上 型電 採用 具有 體的 用Ρ 電晶 通道 BA 體。 的不 體連 三P 電源 第二 那樣 僅利 此， 以減 少有 置的 於具 -11 - 200915039 有光電轉換裝置的光感測器之類的構件的小型化是特別在 利用於攜帶型電子裝置時有效的。 要注意，在圖1中，在照射到光電轉換元件104的光 的照度低時，有時從電流鏡電路1 〇 5向η通道型電晶體 1 〇6不能供應足以使η通道型電晶體1 06在飽和區工作的 被放大的光電流/ρ。在不能供應足以使η通道型電晶體 ]〇6在飽和區工作的被放大的光電流/ρ的情況下，η通道 型電晶體1 06在子臨限値（弱反轉型）區工作。當在子臨 限値區工作時，MOS電晶體的汲極電流/d和閘極電壓Fg; 的關係由公式4、公式5、公式6表示。 公式4
Id - Idd exp[—(Fg5 -Vth)\ nkT 公式5 TJ, ΨμΟοχ .nkT.·,
Idd = 上厂(——)* exp(-l) nL q 公式6
Cox + Cd n --
Cox 在公式4、公式5、公式6中，A表示玻耳茲曼常數， T表不半導體層的溫度，g表示半導體層的元電荷量，Cd 表示半導體層的耗盡層電容。 本實施模式中所示的圖1的電路中的輸出電壓F。^可 以作爲公式4中的閘極電壓f/gs處理。在圖1的電路中的 光電流、可以作爲公式4中的漏電流/d處理。結果，改 -12- 200915039 變公式4的形式’光電流/p和輸出電壓Fqui的關係可以 由公式7表示。 公式7
Vout =^Vth +—\n(-^) 如公式7所示，可以以光電流/p的對數的形式獲得本 實施模式所示的光電轉換裝置的輸出電壓F。u,。接著，在 本發明的光電轉換裝置中，可以藉由電流鏡電路放大在光 電轉換元件中産生的光電流/p，減少與外部電路電連接時 産生的漏電流或雜訊，並且擴大對應於流過光電轉換元件 的電流而獲得的輸出電壓的動態範圍。 要注意’對於使用圖1所示的光電轉換裝置的n通道 型電晶體1 06的輸出電壓Fcut的檢測沒有限制，可以利用 在飽和區的工作檢測輸出電壓F。u t或利用在子臨限値區的 工作檢測輸出電壓。 要注意’雖然在圖1中示出了一種光電轉換裝置，其 中構成電流鏡電路的電晶體爲p通道型電晶體，但本發明 也可以使用η通道型電晶體。圖4示出其電流鏡電路與圖 1所不的電流鏡電路1 0 5不同的光電轉換裝置，其中使用 η通道型電晶體作爲構成電流鏡電路的電晶體。圖4所示 的光電轉換裝置包括光電轉換電路1 01、電壓檢測電路 1 0 2、以及直流電源1 〇 3。光電轉換電路]〇 ]包括光電轉換 兀件144、電流鏡電路145、以及第三η通道型電晶體 -13- 200915039 146。電流鏡電路145由第一n通道型電晶體145A及第二 η通道型電晶體145Β構成。光電轉換元件144的陰極的 第二端子與直流電源1 03的高電壓端子電連接。此外，光 電轉換元件144的陽極的第一端子電連接到第一 η通道型 電晶體1 4 5 Α的汲極端子及閘極端子、以及第二η通道型 電晶體145Β的閘極端子。第一η通道型電晶體145Α的源 極端子與直流電源103的低電壓端子電連接。第二η通道 型電晶體145Β的汲極端子與直流電源103的高電壓端子 電連接。此外，第二η通道型電晶體145Β的源極端子電 連接到第三η通道型電晶體1 46的汲極端子及閘極端子、 以及電壓檢測電路1 02。此外，第三η通道型電晶體1 46 的源極端子電連接到直流電源1 〇3的低電壓端子。要注 意，從直流電源1 03對光電轉換元件1 44施加反偏壓電 壓。 藉由如圖4所示那樣使用η通道型電晶體作爲構成電 流鏡電路的電晶體及二極體連接的電晶體’可以僅利用單 一極性的MOS電晶體來製造光電轉換裝置’因此，與使 用由運算放大器等構成的光電轉換裝置的結構相比’可以 減少掩模數量且縮短製程的時間’而對於成本的減少有 用。另外，藉由使用薄膜電晶體製造構成光電轉換裝置的 場效電晶體的Μ Ο S電晶體’可以使裝置小型化。對於具 有光電轉換裝置的光感測器之類的構件的小型化是特別在 利用於攜帶型電子裝置時有效1^勺° 要注意，也可以爲與圖丨、圖3、以及圖4不同的光 -14 - 200915039 電轉換裝置，其中構成電流鏡電路的電晶體由η通道型電 晶體構成’並且二極體連接的電晶體由ρ通道型電晶體構 成。圖5示出構成電流鏡電路的電晶體由η通道型電晶體 構成’並且二極體連接的電晶體由ρ通道型電晶體構成的 光電轉換裝置。圖5所示的光電轉換裝置與圖4所示的光 電轉換裝置的不同之處在於，在圖5所示的光電轉換裝置 中作爲二極體連接的電晶體附加有Ρ通道型電晶體】5 6。 對於Ρ通道型電晶體1 5 6而言，其源極端子電連接到直流 電源1 03的高電壓端子，其閘極端子及汲極端子電連接到 第二η通道型電晶體1 4 5 Β的源極端子。 要注意，上述圖1至圖4所述的電壓檢測電路1〇2也 可以具有作爲外部電路另外提供A/D轉換器電路等來檢測 輸出電壓F。^的結構。要注意，A/D轉換器和光電轉換電 路101也可以在相同的基板上由薄膜電晶體製造。 此外’作爲本實施模式所說明的η通道型電晶體及ρ 通道型電晶體，可以使用各種方式的場效電晶體。因此， 對所使用的電晶體的種類沒有限制。例如，可以使用具有 以非晶矽、多晶矽或微晶（也稱爲半非晶（semi-amorphous )) 矽等爲 代表的 非單晶 半導體 膜的薄 膜電晶 體（TFT )等。在使用這種TFT時，具有各種優點。例 如’由於上述TFT可以在比使用單晶矽的電晶體低的溫度 下製造’因此可以實現製造成本的降低、或製造裝置的大 型化。由於可以使用大型製造裝置，所以可以在大尺寸基 板上製造。由此’可以同時製造多個光電轉換裝置，而可 -15- 200915039 以以低成本製造。再者，由於製造溫度低，因此可以使用 低耐熱性基板。由此，可以在透光基板上製造電晶體。並 且’可以藉由使用形成在透光基板上的電晶體控制透過光 電轉換元件的光。 另外，藉由當製造多晶矽時使用催化劑（鎳等），可 以進一步提高結晶性，而可以製造電特性良好的電晶體。 其結果是，可以在基板上將要高速工作的電路形成爲一 體。藉由當製造微晶矽時使用催化劑（鎳等），可以進一 步提高結晶性，而可以製造電特性良好的電晶體。此時， 只要進行熱處理而不照射雷射，就可以提高結晶性。當不 使用雷射以進行結晶化時，可以抑制矽的結晶性的不均 勻。由此，可以降低電晶體之間的特性的不均勻。要注 意，可以不使用催化劑（鎳等）地製造多晶矽或微晶矽。 或者，可以使用半導體基板或SOI基板等來形成電晶 體。由此，可以製造特性、尺寸或形狀等的不均勻少、供 電能力高、並且尺寸小的電晶體。藉由使用這些電晶體， 可以實現電路的低耗電量化或電路的高集成化。 或者，可以使用具有 ZnO、a-InGaZnO、SiGe、 GaAs、IZO、ITO、SnO等的化合物半導體或氧化物半導 體的電晶體；使這些化合物半導體或氧化物半導體薄膜化 的薄膜電晶體等。由此，可以降低製造溫度，例如，可以 在室溫下製造電晶體。其結果是，可以直接在耐熱性低的 基板如塑膠基板或薄膜基板上形成電晶體。 或者，可以使用藉由噴墨法或印刷法形成的電晶體 -16- 200915039 等。由此’可以在室溫下、在低真空度下、或在大尺寸基 板上製造。另外’由於不使用掩模（光罩）也可以製造電 晶體，所以可以容易改變電晶體的佈局。而且，由於不必 使用抗蝕劑，所以材料費用低’並且可以削減程序數量。 再者，由於僅在需要的部分形成膜，所以與在整個面上形 成膜之後進行蝕刻的模法相比，不浪費材料，而可以實現 低成本。 或者，可以使用具有有機半導體或碳納米管的電晶體 等。由此，可以在可彎曲的基板上形成電晶體。因此，可 以加強有機半導體或碳納米管的電晶體等的耐衝撞性。 場效電晶體可以使用各種類型，並且可以在各種基板 上形成。由此，也可以在相同的基板上形成有實現預定功 能所需要的所有電路。例如，既可以將實現預定功能所需 要的所有電路形成在玻璃基板、塑膠基板、單晶基板或 SOI基板上’又可以在各種基板上形成。要注意，由於本 實施模式中的光電轉換裝置使用薄膜電晶體構成場效電晶 體’所以可以在玻璃基板等透光基板上形成。由此，在將 光S轉換元件1 04形成在基板頂面上的情況下，光電轉換 元件1 04不僅可以接受來自基板頂面單側的光，而且可以 接受從基板背面透過基板的光，因而有可以提高受光效率 的效果。 要注意’本實施模式可以與本說明書中的實施模式的 技術要素組合來實施。 -17- 200915039 〔實施模式2〕 使用圖6說明具有與上述實施模式所說明的光電轉換 裝置不同的結構的本發明的第二實施模式。在本實施模式 中說明的光電轉換裝置包括光電轉換電路1 01、電壓檢測 電路1 02、直流電源1 03、以及緩衝器20 1。與上述實施模 式1的圖1所說明的光電轉換裝置的不同之處在於：在光 電轉換電路1 〇 1和電壓檢測電路〗〇 2之間具有緩衝器 20 1。作爲緩衝器20 1的具體結構，優選使用以起到電壓 跟隨器工作的模式電連接的運算放大器。作爲緩衝器2 0 1 的輸入端子的運算放大器的同相輸入端子電連接到二極體 連接的η通道型電晶體1 06的閘極端子及汲極端子、以及 構成電流鏡電路1 〇5的第二ρ通道型電晶體1 05Β的汲極 端子。另外，作爲緩衝器201的輸出端子的運算放大器的 輸出端子電連接到運算放大器的反相輸入端子及電壓檢測 電路102。要注意，緩衝器20 1不局限於具有使用運算放 大器的結構，也可以具有使用反相器的結構或使用放大器 的結構。 如圖6所示，本實施模式中說明的光電轉換裝置藉由 在圖1中所示的光電轉換電路的輸出部設置緩衝器20 1， 具體而言，提供以增幅率爲等倍的模式電連接各個端子的 運算放大器，而用作電壓跟隨器。藉由設置緩衝器201， 可以避免容易受到將光電轉換裝置安裝在印刷基板上時産 生的雜訊的影響。 雖然在圖6中示出了使用ρ通道型電晶體作爲構成光 -18- 200915039 電轉換裝置的電流鏡電路的電晶體並且使用η通道型電晶 體作爲二極體連接的電晶體的結構，但是，採用如上述實 施模式1所示的圖2、圖4、圖5所示的結構，其中使用 具有與圖6不同的極性的電晶體構成電流鏡電路或二極體 連接的電晶體，也可以獲得與本實施模式的結構相同的效 果。 要注意，本實施模式可以與本說明書中的實施模式的 技術要素組合來實施。 〔實施模式3〕 使用圖7說明本發明的第三實施模式。與圖1所示的 實施模式1的光電轉換裝置不同之處在於，本實施模式中 所示的光電轉換裝置具有多個η通道型電晶體1〇6(〗）、 106(2)、106(3)至106(>〇(>^爲自然數），而圖1的光電 轉換裝置具有一個二極體連接的η通道型電晶體1〇6。 在光電轉換電路101中，η通道型電晶體1〇6爲將在 電流鏡電路被放大的光電流/ρ轉換爲輸出電壓F。ut的電 路，但是有時因爲在製造程序中的各種原因，η通道型電 晶體1 〇 6的特性變動。因爲該特性的變動，當輸入相同的 光電流/Ρ時的輸出電壓Lut變化，而不能高成品率地製 造光電轉換裝置。於是’如本實施模式所示，藉由包括於 光電轉換裝置的η通道型電晶體1〇6設置爲多個η通道型 電晶體 106(1)、106(2)、106(3)至]06(Ν)，從一個 η 通道 型電晶體的特性變動影響到輸出電壓Fw,的百分比可以變 -19- 200915039 小。因此，可以提高製造光電轉換裝置時的產率。 圖8爲一種特性圖，其中作爲一個實例，分別在提供 一個構成光電轉換裝置的η通道型電晶體】06的情況、在 並列提供五個構成光電轉換裝置的η通道型電晶體1 〇 6的 情況、以及在並列提供十個構成光電轉換裝置的η通道型 電晶體1 06的情況下，對於二極體連接的η通道型電晶體 106的臨限値電壓在最大程度上變動了 ±0·ιν的情況進行 類比試驗’並根據輸出電壓離中央値的偏差來比較輸 出電壓Fout在照度ΙΟΟΙχ時在最大程度上改變了多少。如 圖8所示，在提供一個二極體連接的n通道型電晶體1〇6 的情況下，輸出電壓F。u t離中央値最大變動大約4 〇 %，而 在並列提供五個的情況下最大變動大約3 2 %，且在並列提 供十個的情況下最大變動大約2 5 °/。，其變動可以逐漸減 小。由此’藉由並列提供多個η通道型電晶體〗〇 6，可以 抑制當製造時産生的特性變動導致的輸出電壓的變 動。 要注意’本實施模式可以與本說明書中的實施模式的 技術要素組合來實施。 〔實施模式4〕 在本實施模式中’使用圖9A至9D及圖】〇A至10C 的剖面圖作爲一例說明構成上述實施模式中所述的光電轉 換裝置的場效電晶體及光電轉換元件的製造模法。 首先，準備用於形成光電轉換元件及場效電晶體（以 -20- 200915039 下簡單地稱爲電晶體）的基板（第一基板3 1 0 )。在此， 作爲基板3 1 0 ’使用玻璃基板之一的AN 1 0 0。藉由使用薄 膜電晶體作爲在基板上形成的場效電晶體，可以在基板上 藉由相同的程序製造光電轉換元件和薄膜電晶體，從而有 容易實現光電轉換裝置的大批量生産之類的優點。 接著，藉由等離子體CVD法形成將成爲基底絕緣膜 312的包含氮的氧化矽膜（厚度爲1 〇〇nm )，並且不暴露 於大氣中地層疊形成半導體膜，例如包含氫的非晶矽膜 (厚度爲5 4nm )。另外，基底絕緣膜3 1 2也可以使用氧 化矽膜、氮化矽膜、包含氮的氧化矽膜來層疊。例如，也 可以形成一種厚度爲50nm的包含氧的氮化矽膜和厚度爲 1 OOnm的包含氮的氧化矽膜層疊而形成的膜作爲基底絕緣 膜3 1 2。要注意，包含氮的氧化矽膜或氮化矽膜用作防止 雜質如鹼金屬等從玻璃基板擴散的阻擋層。 接著，利用已知的技術（固相生長法、雷射結晶法、 使用催化金屬的結晶法等）使上述非晶矽膜晶化以形成具 有晶體結構的半導體膜（晶體半導體膜），例如多晶矽 膜。這裏，藉由採用使用催化元素的結晶法，獲得多晶矽 膜。首先，藉由旋轉器添加包含重量換算爲1 Op pm鎳的醋 酸鎳溶液。要注意，也可以使用藉由濺射法在整個表面散 佈鎳元素的模法代替添加溶液的方法。然後，進行熱處理 使其晶化以形成具有晶體結構的半導體膜（這裏爲多晶矽 膜）。這裏，在進行熱處理（5 0 0 °C，1小時）之後，進行 用於晶化的熱處理（5 5 0 °C，4小時）以獲得多晶矽膜。 -21 - 200915039 接著，使用稀氟酸等去除多晶矽膜表面上的氧化 之後，在大氣或氧氣氣氛中進行雷射照射（XeC1:波 3 0 8nm )以增加結晶程度和修復晶粒中留下的缺陷。 作爲雷射使用波長爲400ηηι以下的受激準分子雷 YAG雷射器的二次諧波或三次諧波。這裏’可以使用 頻率大約爲10到]000Hz的脈衝雷射，使用光學系統 雷射會聚到100到5 00mJ/cm2，進行重疊率爲90至 的照射來掃描矽膜表面。在本實施模式中，在大氣 3〇Hz的重復頻率和 470mJ/cm2的能量密度進行雷 射。 要注意，因爲在大氣或氧氣氣氛中進行雷射照射 以藉由照射雷射在表面上形成氧化膜。要注意，雖然 實施模式中示出了使用脈衝雷射器的例子，但是也可 用連續振盪雷射器，且爲在半導體膜晶化時獲得大晶 寸的晶體’優選使用能夠連續振盪的固體雷射器，並 使用基波的二次到四次諧波。典型地，使用Nd:YV04 器（基波爲1 0 6 4 n m )的二次諧波（5 3 2 n m )或三次 (3 5 5 nm )即可。 在使用連續振盪雷射器的情況下，從1 〇 w輸出 續振盪Y V 04雷射器發射的雷射被非線性光學元件轉 高次諧波。或者’還存在將γν〇4晶體和非線性光學 放入共振器中來發射高次諧波的方法。而且，優選藉 學系統在照射表面上形成具有矩形或搞圓形的雷射並 發射到待處理的物件。此時，需要大約〇 〇 膜。 長爲 射或 重復 將該 95% 中以 射照 ，所 在本 以使 粒尺 優選 雷射 諧波 的連 換成 元件 由光 將它 1 到 -22- 200915039 100MW/cm2的能量密度（優選爲〇. 1到10MW/cm2)。並 且，以大約10到200〇cm/s的速度相對於雷射移動半導體 膜來進行照射，即可。 接著，除了藉由上述雷射照射形成的氧化膜之外，藉 由使用臭氧水處理表面1 20秒形成由總計爲1到5nm的氧 化膜構成的阻擋層。形成該阻擋層以從膜中去除爲晶化而 添加的催化元素，例如鎳（Ni )。儘管這裏藉由使用臭氧 水形成阻擋層，但阻擋層可以藉由以下方法堆疊厚度大約 爲1到1 Onm的氧化膜來形成：在氧氣氣氛下藉由紫外線 照射使具有晶體結構的半導體膜的表面氧化的模法；藉由 氧等離子體處理使具有晶體結構的半導體膜的表面氧化的 模法；等離子體CVD法；濺射法；氣相沈積法等。可以 在形成阻擋層之前去除藉由雷射照射形成的氧化膜。 接著，藉由濺射法在阻擋層上形成1 〇到400nm厚的 用作吸雜位置的包含氬元素的非晶矽膜，這裏厚度爲 lOOnm。這裏，使用砂祀在包含氬的氣氛中形成包含氬元 素的非晶矽膜。當使用C V D法形成包含氬元素的非晶矽 膜時，成膜條件如下：甲矽烷和氬的流量比（S i H 4: Ar ) 爲 1:99 ’成膜壓力爲 6.66 5Pa，RF 功率密度爲 (K〇87W/cm2，成膜溫度爲 3 5 0 °C。 然後，放在加熱到650 °C的爐中並進行3分鐘熱處理 以去除催化元素（除氣）。因此，具有晶體結構的半導體 膜中的催化元素濃度降低。也可以使用燈退火裝置代替 爐。 -23- 200915039 接著，使用阻擋層作爲蝕刻停止層選擇性地去除作爲 吸雜位置的包含氬元素的非晶矽膜，此後，藉由稀氟酸選 擇性地去除阻擋層。要注意，在進行吸雜時，鎳具有容易 移動到高氧濃度區域的趨勢，因此優選在吸雜之後去除由 氧化膜構成的阻擋層。 要注意，當不對半導體膜進行使用催化元素的晶化 時，則不需要上述步驟，例如形成阻擋層、形成吸雜位 置、用於吸雜的熱處理、去除吸雜位置以及去除阻擋層 等。 接著，使用臭氧水在獲得的具有晶體結構的半導體膜 (例如晶體矽膜）的表面上形成薄的氧化膜，之後，使用 第一光掩模形成由抗蝕劑形成的掩模，將半導體膜蝕刻成 所需形狀以形成分離成島狀的半導體膜（在本說明書中稱 爲島狀半導體區331)(參照圖9A)。在形成島狀半導體 區3 3 1之後，去除由抗蝕劑形成的掩模。 要注意，作爲本實施模式中所示的島狀半導體區3 3 1 的製造模法，不局限於上述製造方法，也可以使用其他製 造模法來形成。作爲一例，也可以使用SOI基板形成島狀 半導體區331。作爲SOI基板，使用已知的SOI基板即 可，對於其製造模法和結構沒有特別限制。作爲SOI基 板，可以典型地舉出SIM0X基板、黏合基板。此外，作 爲黏合基板的例子，可以舉出ELTRAN®、UNIB0ND®、智 慧切割®等。 對SIM0X基板來說，可以藉由對單晶矽基板注入氧 -24- 200915039 離子並且在1 3 0 0 °C以上進行熱處理來形成埋氧（BOX ; Buried Oxide )層，在其表面上形成薄膜矽層，而得到 S ΟI結構。藉由利用埋氧層，薄膜矽層與單晶矽基板絕緣 分離。此外’也可以使用在形成埋氧層之後還進行熱氧化 的稱爲 ITOX (內部熱氧化；11^6)*11317'1^1>111310\丨<131丨〇11-SIΜ Ο X )的技術。 黏合基板是指藉由以中間夾著氧化膜層將兩個單晶矽 基板（第一單晶矽基板、第二單晶矽基板）黏在一起，並 且從沒有黏合單晶矽基板的一個表面進行薄膜化，來在表 面上形成薄膜矽層，而得到SOI結構。可以藉由對一個基 板（在此，第一單晶砂基板）進彳T熱氧化，來形成氧化膜 層。此外，可以直接將兩個單晶矽基板黏在一起而不利用 黏合劑。 要注意的是，作爲黏合基板，不局限於黏合兩個單晶 基板，而可以黏合玻璃基板等的具有絕緣表面的基板和單 晶基板來製造SOI基板。使用圖1 1 A至1 1 D說明玻璃基 板和單晶基板的黏合S 01基板。 圖1 1 A所示的單晶基板Η 0 ]被清洗，從其表面一側 在預定深度摻雜由電場加速了的離子’來形成離子摻雜層 1103。在考慮轉置到基底基板的半導體膜的厚度下進行離 子摻雜。該半導體膜的厚度爲5nm至500nm，優選爲 10nm 至 200nm，更優選爲 l〇nm至 l〇〇nm，更優選爲 1 0 n m至5 0 n m。考慮這種厚度來決定當摻雜離子時的加速 電壓，來進行對於單晶基板】10 1的離子摻雜。要注意， -25- 200915039 爲了在分離後硏磨半導體膜的表面或使它熔化來進行平坦 化，優選將剛分離的半導體膜鎭的厚度設置爲5 Onm至 5 0 0 n m 〇 藉由以摻雜以氫、氯或氟爲典型的鹵離子來形成離子 摻雜層1103。在此情況下’優選摻雜由一個或多個同一原 子構成的質量不同的離子。在摻雜氫離子的情況下，優選 包含H+、H2+、H3 +離子並提高H3 +離子的比率。在摻雜氫 離子的情況下，若包含H+、H2+、H3 +離子並提高H3 +離子 的比率，則可以提高摻雜效率，而可以縮短摻雜時間。藉 由採用這種結構，之後可以容易從半導體基板分離半導體 膜。 在對單晶基板1 1 〇 1摻雜離子的情況下，需要以高摻 雜條件摻雜離子，因此，有時單晶基板1 1 〇 1的表面變得 粗糙。由此，優選的是，藉由在離子被摻雜的表面上使用 氧化矽層、氮化矽層或氮氧化矽層等預先提供5 Onm至 2 0 0nm厚的對抗離子摻雜的保護層，可以防止其表面受到 離子摻雜導致的損傷而損壞平坦性。 接著，如圖1 1 B所示，藉由在單晶基板1 1 0 1的表面 上提供壓合部件1 1 22，並且使單晶基板1 1 0 1及壓合部件 1 1 22密接並加熱，即進行加熱處理及加壓處理，而可以容 易在之後的程序中以離子摻雜層1103爲解理面從玻璃基 板1100分離單晶基板1101。加熱處理的溫度優選爲低於 離子摻雜層1 1 0 3劈理的溫度且離子摻雜層1 1 0 3變得脆弱 的溫度。例如，雖然藉由進行低於4 0 0 °C、優選低於3 5 0 -26- 200915039 °C、更優選低於300°C的熱處理，産生形成在離子摻雜層 1 1 〇3中的微小空洞的體積變化，但是，由於在單晶基板 1 1 〇 1表面上提供有壓合部件11 2 2，所以可以保持單晶基 板1 101的表面的平坦性。結果，由於離子摻雜層1 103中 的微小空洞的體積變化而産生離子摻雜層03的彎曲， 可以沿著離子摻雜層實現脆弱化。考慮到玻璃基板11 00 及單晶基板π 0 1的耐壓性以垂直於接合面的方向施加壓 力的方式進行加壓處理。 圖1 1 C表示使玻璃基板1 1 00和單晶基板π 0 1緊密地 結合的形態。預先對進行結合的面充分地進行清洗。藉由 對玻璃基板1 1 〇〇及單晶基板11 〇 1加壓並使他們緊密地結 合，玻璃基板1 1 〇 〇及單晶基板Π 0 1相結合。由於範德瓦 耳斯力的作用實現該結合。藉由對玻璃基板1 1 〇〇和單晶 基板1 1 01加壓並使它們結合，可以利用氫鍵來進行進一 步強固的結合。 爲了進行良好的結合，優選使表面啓動。例如，對進 行結合的面照射原子束或離子束。在利用原子束或離子束 的情況下，可以利用氬等的惰性氣體中性原子束或惰性氣 體離子束。此外，進行等離子體照射或自由基處理。或 者，也可以藉由利用氧等離子體的處理、臭氧水清洗使具 有柔性且具有絕緣表面的基板和單晶半導體層的至少一方 結合面親水化。藉由這種表面處理，即使在低於400 °C的 溫度下也可以容易進行異種材料之間的結合。 要注意，也可以在結合玻璃基板1 1 〇 〇及單晶基板 -27- 200915039 1 1 ο 1之後將雷射光束從玻璃基板Π 〇〇 —側照射到單晶基 板1 1 〇 1來加熱離子摻雜層1 1 0 3，而代替在結合玻璃基板 1 100及單晶基板1 101之前進行的加熱處理。結果，離子 摻雜層變弱，可以以該離子摻雜層爲解理面將單晶基板 1 10〗從玻璃基板1 100分離。 如圖1 1 D所示，在黏合玻璃基板1 1 00和單晶基板 1 1 〇 1之後以離子摻雜層1 1 03爲解理面將單晶基板1 1 0 1從 玻璃基板1 100分離，可以獲得SOI基板。單晶基板1 101 的表面與玻璃基板1 1 00結合，所以在玻璃基板1 1 00上殘 留具有與單晶基板1 1 〇 1相同的結晶性的半導體膜11 02。 在以離子摻雜層1 1 0 3爲解理面將單晶基板1 1 〇 1從玻 璃基板1100分離之前，優選形成爲了容易發生分離的觸 發點。具體而言，藉由進行預處理以使離子摻雜層1103 及半導體膜1 1 02的緊密性選擇性（部分）地降低’分離 缺陷減少且成品率也提高。典型地說，有從玻璃基板1 1 0 0 或單晶基板1 1 01 —側利用雷射光束或切割器在離子摻雜 層1 103上形成槽的例子。 當從玻璃基板11 〇 〇分離單晶基板1 1 01時’在玻璃基 板1 1 0 0和單晶基板1 1 0 1的至少一方的表面上設置可藉由 光或熱而分離的黏合片，固定玻璃基板u00和單晶基板 1101的一方並拉剝另一方，而進一步容易進行分離。此 時，藉由在玻璃基板π 〇 〇或單晶基板1 1 0 1的另一方提供 支撐部件，拉剝程序變得更容易。 要注意，對於藉由分離而獲得的半導體膜優選進行化 -28- 200915039 學機械硏磨（Chemical Mechanical Polishing: 便使其表面平坦化。要注意，也可以對半導體 射雷射光束而不使用CMP等的物理硏磨模法 化。要注意，當照射雷射光束時，優選在氧濃 以下的氮氣氣氛中進行。這是因爲如下緣故， 氣氛中進行雷射光束的照射，則有半導體表 憂。也可以以所獲得的半導體膜的薄層化爲 CMP 等。 以上描述了關於黏合玻璃基板等具有絕緣 和單晶基板來製造SOI基板的模法的說明。 下面，返回圖9 A的說明。接著，如有必 島狀半導體區3 3 1之後摻雜少量的雜質元素（ 控制電晶體的臨限値。這裏，使用離子摻雜法 乙硼烷（B2H6)進行質量分離而進行等離子體 接著’使用包含氟酸的蝕刻劑去除氧化膜 洗島狀半導體區331的表面。此後，形成包含 要成分的絕緣膜，該絕緣膜用作閘極絕緣膜： 藉由等離子體CVD法形成厚度爲li5nm的包 矽膜（成分比 S i = 3 2 %，0 = 5 9 %，N = 7 % 2% )。 接著’當在閘極絕緣膜3 1 3上形成金屬膜 第二光掩模形成閘電極3 3 4、佈線3 1 4及3 1 : 電極3 5 0 (參照圖9B )。作爲該金屬膜，例如 度爲30nm的氮化鉬和厚度爲3 70nm的鎢而得 CMP)，以 膜的表面照 來進行平坦 度爲I Oppm 即若在氧氣 面變粗的擔 目的來進行 表面的基板 要，在製造 硼或磷）以 ，其中不對 激發。 ，同時，清 矽作爲其主 Π3。這裏， t含氮的氧化 ，以及 Η = :之後，使用 5、以及端子 使用層疊厚 3勺膜。 -29- 200915039 除了上述以外，還可以使用由選自鈦（Ti)、鎢 (W )、鉅（T a )、鉬（M 〇 )、銨（N d )、鈷（c 〇 )、 銷（Zr )、鋅（Zn )、钌（RU )、鍺（Rh )、鈀 (Pd)、餓（Os)、銥（Ir)、舶（pt)、鋁（A1)、金 (Au)、銀（Ag)和銅（Cu)的元素、或包含上述元素 作爲其主要成分的合金材料或化合物材料構成的單層膜； 由它們的氮化物’例如氮化鈦、氮化鎢、氮化鉬或氮化鉬 構成的單層膜作爲閘電極334、佈線314及315、以及端 子電極3 5 0。 接著’將賦予一種導電類型的雜質引入到島狀半導體 區3 3 1以形成電晶體〗丨3的源區或汲區3 3 7 (參照圖 9 C )。由於在本實施模式中形成n通道型電晶體，因此， 將賦予η型導電性的雜質如磷（ρ )或砷（As )引入到島 狀半導體區331。 接著，藉由CVD法形成50nm的包含氧化矽膜的第— 層間絕緣膜（未圖示），此後，進行使添加到每個島狀半 導體區中的雜質元素啓動的程序。這種啓動程序藉由以下 方法進行：使用燈光源的快速熱退火法（RTA法）；使用 YAG雷射器或受激準分子雷射器從基板的背面照射的方 法；使用爐的熱處理；或組合了上述方法中的任何方法的 方法。 接著，例如以1 〇nm的厚度形成包括氮化矽膜的第二 層間絕緣膜3 1 6，該氮化矽膜包含氫及氧。 接著’在第二層間絕緣膜3 1 6上形成由絕緣材料構成 -30- 200915039 的第三層間絕緣膜3 1 7 (參照圖9 D )。藉由C V D法獲得 的絕緣膜可以用於第三層間絕緣膜3 1 7。在本實施模式 中，爲了提高緊密性，形成900nm厚的包含氮的氧化矽膜 作爲第三層間絕緣膜3 1 7。 然後’進行熱處理（3 00 °C到5 5 0 °C下處理1小時到 1 2小時，例如在氮氣氣氛中且在4 1 0 °C下處理1小時）以 使島狀半導體區氫化。進行該程序是爲了利用包含在第二 層間絕緣膜3 1 6中的氫終止島狀半導體區的懸空鍵而進行 的。不管閘極絕緣膜313存在不存在，島狀半導體區都可 以被氫化。 此外’可以採用使用矽氧烷的絕緣膜及其疊層結構作 爲第三層間絕緣膜3 1 7。矽氧烷的骨架結構由矽（S丨）和 氧（〇)的鍵構成。可以使用至少包含氫的化合物（例如 烷基或芳烴）作爲取代基。也可以使用氟作爲取代基。或 者’也可以使用至少包含氫的化合物和氟作爲取代基。 在採用使用矽氧烷的絕緣膜及其疊層結構作爲第三層 間絕緣膜3 1 7的情況下，也可以在形成第二層間絕緣膜 316之後進行使島狀半導體膜氫化的熱處理，接著形成第 三層間絕緣膜3 1 7。 接下來，藉由使用第三光掩模形成由抗蝕劑形成的掩 模’並且選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜 3 1 6、第三層間絕緣膜3 1 7及閘極絕緣膜3 1 3以形成接觸 孔。然後，去除由抗蝕劑形成的掩模。 要注意，根據需要形成第三層間絕緣膜3 1 7，即可。 -31 - 200915039 在不形成第三層間絕緣膜3 1 7的情況下，在形成 絕緣膜3 1 6之後’選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜 間絕緣膜3 1 6及閘極絕緣膜3 1 3以形成接觸孔。 接下來，在藉由濺射法形成金屬疊層膜之後 四光掩模形成由抗蝕劑形成的掩模，然後，選擇 金屬膜以形成佈線3 1 9、連接電極3 2 0、端子電桓 及電晶體1 1 3的源電極或汲電極3 4 1。然後，去 劑形成的掩模。在本實施模式中，金屬膜是厚度 的Ti膜、厚度爲3 5 0nm的包含少量Si的A1脬 度爲100nm的Ti膜的三層層疊的膜。 在佈線3 1 9、連接電極3 2 0、端子電極3 5 1、 體的源電極或汲電極341由單層導電膜形域 熱性及電導率等方面來看優選使用鈦膜（Ti膜） 膜’可以使用由選自鎢（W )、鉅（Ta ) '鉬（ (Nd )、鈷（Co )、锆（Zr )、鋅（Zn )、釕 铑（R h )、鈀（P d )、餓（〇 s )、銥（I r )和截 元素、包含上述元素作爲其主要成分的合金材料 材料構成的單層膜；或由它們的氮化物’例如氮 化鎢、氮化鉅或氮化鉬形成的單層膜。藉由使用 成佈線3 1 9、連接電極3 2 0、端子電極3 5 1、以 1 1 3的源電極或汲電極3 4 1，可以減少製造程序 次數。 藉由上述程序，可以製造使用多晶砂膜的頂 體 1 13。 第二層間 、第二層 ，使用第 性地蝕刻 I 3 5 1、以 除由抗蝕 爲 1 0 0 n m 、以及厚 以及電晶 時，從耐 。除了鈦 Mo)、鈸 (Ru )、 丨（Pt )的 或化合物 化鈦、氮 單層膜形 及電晶體 中的成膜 閘型電晶 -32- 200915039 接下來’在形成不容易與後面形成的光電轉換層（典 型爲非晶矽）反應而成爲合金的導電金屬膜（鈦（Ti)或 鉬（Mo )等）之後’使用第五光掩模形成由抗蝕劑形成的 掩模’然後’選擇性地蝕刻導電金屬膜以形成覆蓋佈線 319的保護電極318、保護電極345、保護電極346、以及 保護電極3 4 8 (參照圖1 〇 A )。這裏，使用藉由濺射法形 成的厚度爲200nm的Ti膜。要注意，連接電極320、端 子電極351和電晶體113的源電極或汲電極341也被導電 金屬膜覆蓋。因此，導電金屬膜還覆蓋這些電極中的第二 層A1膜暴露的側面，該導電金屬膜還可以防止鋁原子擴 散到光電轉換層。 然而，在佈線319、連接電極320、端子電極351、以 及電晶體113的源電極或汲電極341由單層導電膜形成的 情況下，也可以不形成保護電極3 1 8、保護電極3 4 5、保 護電極346、以及保護電極348。 接著，在第三層間絕緣膜3 1 7上形成包括p型半導體 層lllp、i型半導體層ini、以及n型半導體層〗11：1的 光電轉換層1 1 1。 作爲p型半導體層inp，藉由等離子體CVD法形成 包含屬於元素周期表第1 3族的雜質元素如硼（B )的半晶 矽膜即可。 另外，佈線3 1 9及保護電極3 1 8與光電轉換層1 1】的 最低層接觸，在本實施模式中與p型半導體層lllp接 觸。 -33- 200915039 體層 導體 的光 形成 第1 層1 1 素周 晶半 η型： 緣材 以獲 1 μηι CVD 濺射 鈦膜 膜（ 12 1 有足 在形成ρ型半導體層〗〗丨ρ之後，依次形成i型半導 11Π及n型半導體層Π1η。因此，形成包括p型半 層lllp、i型半導體層ηπ、以及η型半導體層nln 電轉換層1 1 1。 作爲1型半導體層nli，例如藉由等離子體CVD法 半晶砂膜即可。此外’可以形成包含屬於元素周期表 >族的雜質元素如磷（P)的半晶矽膜作爲η型半導體 1 η ’或者’也可以在形成半晶矽膜之後，引入屬於元 期表第15族的雜質元素。 此外’不僅可以使用半晶半導體膜，而且可以使用非 導體膜作爲ρ型半導體層lllp、i型半導體層11Π和 样導體層1 1 1 η。 接下來，在整個表面形成厚度爲ΙμΓΠ到30μηι的由絕 料（例如，包含矽的無機絕緣膜）形成的密封層3 2 4 得如圖10Β所示的狀態。這裏，藉由 CVD法形成 厚的包含氮的氧化矽膜作爲絕緣材料膜。使用藉由 法形成的絕緣膜來謀求緊密性的提高。 接下來，在蝕刻密封層3 24以設置開口部之後，藉由 法形成端子電極121及122。端子電極121及122是 (Ti 膜）（100nm) ' 鎳膜（Ni 膜）（300nm)和金
Au膜）（50nm)的疊層膜。這樣獲得的端子電極 及1 22具有大於5N的固定強度’即作爲端子電極具 夠的固定強度。 藉由上述程序，形成能夠焊接的端子電極1 2 1及 -34- 200915039 1 2 2，而獲得圖〗〇 C所示的結構。 要注意，可以藉由將形成有多個上述光電轉換裝置的 基板分離切割以獲得多個光電轉換裝置。例如，從一個大 面積基板（例如60cmx72cm)可以製造出大量光電轉換裝 置（例如 2mmx 1 .5mm )，因而可以實現藉由上述程序獲 得的光電轉換裝置的批量生産。 要注意，本實施模式可以與本說明書中的實施模式的 技術要素組合實施。 〔實施模式5〕 在本實施模式中，作爲與實施模式4不同的例子，使 用剖面圖說明上述實施模式所述的光電轉換裝置的製造模 法。在本實施模式中，使用圖12A至12E、圖13A至 1 3 C、以及圖1 4說明使用底閘型電晶體形成場效電晶體的 結構。 首先，在基板310上形成基底絕緣膜312及金屬膜 5 1 1 (參照圖1 2 A )。在本實施模式中，例如使用層疊厚 度爲3 0 n m的氣化組及厚度爲3 7 0 n m的錫而得的膜作爲金 屬膜5 1 1。 此外，除了上述以外，還可以使用由選自鈦（Ti )、 鶴（W )、趣（T a )、鉬（Μ 〇 )、敍（N d )、銘 (Co)、銷（Zr)、鋅（Zn)、釕（Ru )、铑（Rh )、 鈀（P d )、餓（0 s )、銥（11·)、鉑（P t )、鋁（A1 )、 金（Au)、銀（Ag)和銅（Cu)的元素、或包含上述兀 -35- 200915039 素作爲其主要成分的合金材料或化合物材料構成的單層 膜；或由它們的氮化物’例如氮化鈦、氮化鎢、氮化鉬或 氮化鉬構成的單層膜作爲金屬膜5 1 1。 要注意，金屬膜511也可以直接形成在基板3〗〇上， 而不在基板310上形成基底絕緣膜312。 接著，使用金屬膜5 1 1形成閘電極5 1 2、佈線3 1 4及 3 1 5、以及端子電極3 5 0 (參照圖1 2B )。 接著，形成覆蓋閘電極5 1 2、佈線3 1 4及3 1 5、以及 端子電極350的閘極絕緣膜514。在本實施模式中，可以 使用包含矽作爲其主要成分的絕緣膜形成閘極絕緣膜 514，包含矽作爲其主要成分的絕緣膜例如是藉由等離子 體CVD法形成的厚度爲1 1 5nm的包含氮的氧化矽膜（成 分比 Si=32% ，0=59% ，N=7% ，H=2%)。 接著，在閘極絕緣膜5 1 4上形成島狀半導體區5 1 5 ° 藉由與實施模式4中描述的島狀半導體區331相同的材料 及製造程序形成島狀半導體區515即可（參照圖12C )。 在形成島狀半導體區5 1 5之後，形成覆蓋除了後來用 作電晶體5 0 3的源區或汲區5 2 1的區域之外的部分的掩模 518，並引入賦予一種導電類型的雜質（參照圖12D) ° 作爲一種導電類型的雜質’在形成n通道型電晶體的情況 下，作爲η型雜質使用磷（P)或砷（As) ’而在形成P 通道型電晶體的情況下，作爲P型雜質使用硼（B )即 可。在本實施模式中’將11型雜質的磷（P)引入到島狀 半導體區5 1 5，以形成電晶體5 0 3的源區或汲區5 2】’以 -36- 200915039 及源區或汲區52 1之間的通道形成區。 接著’去除掩模5 1 8 ’形成未圖示的第一層間絕緣 膜、第二層間絕緣膜3 1 6、以及第三層間絕緣膜3 1 7 (參 照圖1 2 E )。第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜3 1 6、以 及第三層間絕緣膜3 1 7的材料及製造程序基於實施模式4 中的描述即可。 接著，在第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜3 1 6、以 及第三層間絕緣膜3 1 7中形成接觸孔，並且形成金屬膜， 然後，選擇性地蝕刻該金屬膜以形成佈線3 1 9、連接電極 320、端子電極351、以及電晶體503的源電極或汲電極 5 3 1。然後，去除由抗蝕劑形成的掩模。要注意，本實施 模式的金屬膜是l〇〇nm厚的Ti膜、3 50nm厚的包含少量 Si的A1膜和lOOnm厚的Ti膜的三層層疊的膜。 此外，也可以使用單層導電膜形成如下每個佈線和電 極：佈線3 1 9及其保護電極3 1 8、連接電極3 20及其保護 電極533、端子電極351及其保護電極538、以及電晶體 5 0 3的源電極或汲電極5 3 1及其保護電極5 3 6。 藉由上述程序，可以製造底閘型電晶體5 0 3 (參照圖 1 3 A )。 接著，在第三層間絕緣膜3 1 7上形成包括P型半導體 層lllp、i型半導體層llli、以及η型半導體層llln的 光電轉換層U 1 (參照圖1 3 B )。對於該光電轉換層1 1 1 的材料及製造程序等可以參考實施模式4 ° 接下來，形成密封層324、端子電極]21及]22(參 -37- 200915039 照圖13C)。端子電極121電連接到n型半導體層iiin， 端子電極1 22以與端子電極1 2 1相同的程序形成。 而且，使用焊料364及363安裝包括電極361及362 的基板3 6 0。要注意’基板3 6 0上的電極3 6 1使用焊料 364安裝到端子電極121上。此外，基板360上的電極 3 62使用焊料3 63安裝到端子電極122上（參照圖14 )。 在圖〗4所示的光電轉換裝置中，藉由使用具有透光 性的基板3 1 0及基板3 6 0，入射到光電轉換層1 1 1的光可 以從基板3 1 0 —側及基板3 60 —側雙模進入。 要注意’本實施模式可以與本說明書中的實施模式的 技術要素組合實施。 〔實施模式6〕 在本實施模式中，使用圖15A和1 5B及圖16A和16B 說明藉由在本發明的光電轉換裝置中形成框體來控制光的 入射模向的例子。 圖1 5 A中，對於圖1 0 C的光電轉換裝置在使用焊料 3 64將端子電極121安裝到基板3 60上的電極361之後形 成框體6 0 1，使得入射到光電轉換層1 1 1的光不是從基板 3 1 〇側而是從基板3 6 0側進入。框體6 0 1提供有開口部， 該開口部在基板3 6 0 —側的形成有光電轉換層1 1 1的區域 中形成。 圖15A中，雖然存在有端子電極121、電極361、以 及焊料3 64，然而，從基板3 60側入射的光經過密封層 -38- 200915039 3 2 4斜著入射到光電轉換層1 u。因此，可以産生 並檢測光。 此外’只要是具有遮罩光的功能的材料，就可 框體601、下面描述的框體602、框體603、以及框 的材料。例如’使用具有金屬材料或黑染料的樹脂 即可。 圖15B中，對於圖14的光電轉換裝置形丨 6 0 2 ’使得光不是從基板3 1 0側而是從基板3 6 0側 光電轉換層1 1 1。框體6〇2提供有開口部，該開口 板3 6 0 —側的形成有光電轉換層〗丨丨的區域中形成 在圖1 5B中’類似於圖15A，從基板36〇側入 經過密封層3 24斜著入射到光電轉換層u丨。因此 産生光電流並檢測光。 圖1 6A中’在使用焊料3 64將端子電極121安 板360上的電極361之後，對於圖10C的光電轉換 成框體603，使得入射到光電轉換層U 1的光不是 3 60側而是從基板3 1 0側進入。框體603提供有開 該開口部在基板3 1 0 —側形成有光電轉換層〗〗〗的 形成。 圖1 6 A中，從基板3 1 0側入射的光由於入射到 換裝置η 1，所以可以産生光電流並檢測光。 圖1 6Β中，對於圖1 4所示的光電轉換裝置形 6 0 4，使得光不是從基板3 6 0側而是從基板3 1 〇側 光電轉換層Π 1。框體604提供有開口部，該開口 光電流 以用作 體604 材料等 戎框體 入射到 咅Β在基 3 射的光 ，可以 裝到基 裝置形 從基板 口部， 區域中 光電轉 成框體 入射到 部在基 -39- 200915039 板3 1 0 —側形成有光電轉換層1〗丨的區域中形 在圖1 6B中，從基板3 1 0側入射的光由灰 轉換層1 1 1，因此可以産生光電流並檢測光。 要注意，本實施模式可以與本說明書中的 技術要素組合實施。 〔實施模式7〕 在本實施模式中，說明將根據本發明而獲 換裝置安裝到各種電子裝置的例子。作爲可應 電子裝置，可以舉出電腦、顯示器、移動電韶 這些電子裝置的具體例子示在圖17、圖18A 19A 和 19B、圖 20、圖 21A 和 21B 中。 圖17表示移動電話，該移動電話包括主 體B702、框體03、操作鍵704、聲音輸出部 入部 706、電路基板 707、顯示面板 A708 B 709、鉸鏈 710、透光材料部 711、以及光 7 1 2。本發明可以應用到光電轉換裝置7 1 2。 光電轉換裝置7 1 2檢測透過透光材料部Ί 據檢測到的外部光的照度控制顯示面板A708 B709的亮度，並且根據在光電轉換裝置712 度控制操作鍵7 04的照明。由此，可以抑制| 流消耗。 圖〗8A及18B示出移動電話的另一例子 及18B中，示出了主體721、框體722、顯歹 成。 ‘入射到光電 實施模式的 【得的光電轉 ^用本發明的 i、電視等。 和 1 8 B、圖 體A701 、主 705、聲音輸 、顯示面板 電轉換裝置 1 1的光，根 及顯示面板 所獲得的照 备動電話的電 :。在圖1 8A 片面板7 2 3、 -40 - 200915039 操作鍵724'聲音輸出部725、聲音輸入部726、光電轉換 裝置727、以及光電轉換裝置72 8。 圖18A所示的移動電話可以藉由使用提供在主體721 中的光電轉換裝置727檢測外部光來控制顯示面板723及 操作鍵724的亮度。 圖18B所示的移動電話具有在圖18A的結構中添加主 體721中的光電轉換裝置728的結構。借助於光電轉換裝 置72 8，可以檢測提供在顯示面板723上的背光燈的亮 度。 圖19A示出電腦，該電腦包括主體731、框體7 32、 顯示部73 3、鍵盤73 4、外部連接埠73 5、以及定位裝置 7 3 6 等。 圖19B示出諸如電視接收機等的顯示裝置。該顯示裝 置由框體741、支架742、顯示部743等構成。 圖2 0示出在使用液晶面板作爲提供在圖1 9 A的電腦 的顯示部733及示出於圖19B的顯示裝置的顯示部743時 的詳細結構。 圖2 0所示的液晶面板7 6 2被安裝在框體7 6 1中，並 且包括基板751a、基板751b、夾在基板751a及基板751b 之間的液晶層7 5 2、偏光濾波片7 5 2 a、偏光濾波片7 5 2 b、 以及背光燈75 3等。在框體761中形成有光電轉換裝置 754。 使用本發明製造的光電轉換裝置7 5 4感知來自背光燈 7 5 3的光量，以反饋其資訊來調節液晶面板762的亮度。 -41 - 200915039 圖21A和21B爲示出將本發明的光電轉換裝 照相機中例如數碼相機中的例子的圖。圖2 1 A是 看數碼相機的立體圖，圖2 1 B是從背面觀看數碼 體圖。在圖21A中，數碼相機包括釋放按鈕801 802、取景器視窗803、閃光部分804、透鏡805 鏡筒806、以及框體807。 另外，在圖21B中’數碼相機包括取景器 8 1 1、監視器8 1 2、操作按鈕8 1 3。 當釋放按鈕801按到一半兒位置時，聚焦調 曝光調整機構工作，當釋放按鈕8 01按到最低位 門開啓。 藉由按下或旋轉主開關802來切換數碼相機 開和關。 取景器視窗803配置在數碼相機的前透鏡 部，它是從圖2 1 B所示的取景器目鏡視窗8〗1確 圍或焦點位置的裝置。 閃光部分8 0 4配置在數碼相機的前面的上部 目標亮度低時，藉由按下釋放按鈕，在快門開啓 射輔助光。 透鏡805配置在數碼相機的正面。透鏡由聚 變焦透鏡等構成，其與未圖示的快門及光圈共同 光學系統。此外，在透鏡的後面提供有c C D (電 置：Charge Coupled Device)等的成像元件。 照相機鏡筒806移動透鏡位置以調節聚焦透 置安裝在 從正面觀 相機的立 、主開關 '照相機 目鏡視窗 整機構及 置時，快 的電源的 805的上 認照相範 ，當拍攝 的同時照 焦透鏡、 構成照相 荷耦合裝 鏡、變焦 -42- 200915039 透鏡等的焦點。當攝影時’照相機鏡筒滑出，使透鏡8 0 5 向前移動。此外’當攜帶時’透鏡805向後移動成緊縮狀 態。要注意’本實施模式中採用的結構是藉由滑出照相機 鏡筒對拍攝目標進行縮放拍攝，但是不限於該結構，也可 以使用具有這樣的結構的數碼相機，其中藉由框體8 〇 7內 部的照相光學系統而不藉由滑出照相機鏡筒可以進行縮放 拍攝。 在數碼相機背面的上部提供有取景器目鏡窗口 8 1 1， 它是在確認拍攝範圍或焦點位置時藉由它進行查看而提供 的窗口。 操作按鈕8 1 3是在數碼相機的背面提供的用於各種功 能的按鈕，它由設定按鈕、功能表按鈕、顯示按鈕、功能 按鈕、選擇按鈕等構成。 藉由將本發明的光電轉換裝置安裝到圖21Α及21Β所 示的照相機，可以使光電轉換裝置感知光是否存在以及光 的強度。因此，可以進行照相機的曝光調整等。本發明的 光電轉換裝置可以削減構成光電轉換裝置的場效電晶體的 數量，並且可以縮小安裝面積，因而可以使裝置小型化。 具有光電轉換裝置的光感測器之類的構件的小型化在將它 利用於攜帶型電子裝置時尤其有用。 本發明的光電轉換裝置可以應用於其他電子裝置，例 如，投影電視機和導航系統等。就是說，可以應用於需要 測量光的任何裝置。 要注意，本實施模式可以與本說明書中的實施模式的 -43- 200915039 技術要素組合來實施。 【圖式簡單說明】 在附圖中： 圖1爲不出本發明的第—·實施模式的圖； 圖2爲示出本發明的第一實施模式的圖； 圖3爲不出本發明的第—實施模式的圖； 圖4爲不出本發明的第一·實施模式的圖； 圖5爲示出本發明的第一實施模式的圖； 圖6爲示出本發明的第二實施模式的圖； 圖7爲示出本發明的第三實施模式的圖； 圖8爲本發明的第三實施模式的特性圖； 圖9A至9D爲示出本發明的光電轉換裝置的製造程 序的圖； 圖10A至10C爲不出本發明的光電轉換裝置的製造程 序的圖； 圖11A至UD爲說明本發明的光電轉換裝置的製造 程序的一例的圖； 圖12A至12E爲示出本發明的光電轉換裝置的製造程 序的圖； 圖13A至I3C爲示出本發明的光電轉換裝置的製造程 序的圖； 圖14爲本發明的光電轉換裝置的剖面圖； 圖1 5 A和1 5 B爲本發明的光電轉換裝置的剖面圖； -44 - 200915039 圖1 6A和1 6B爲本發明的光電轉換裝置的剖面圖； 圖17爲示出安裝有本發明的光電轉換裝置的裝置的 圖； 圖18A和18B爲示出安裝有本發明的光電轉換裝置的 裝置的圖； 圖19A和19B爲示出安裝有本發明的光電轉換裝置的 裝置的圖； 圖20爲示出安裝有本發明的光電轉換裝置的裝置的 圖； 圖21A和21B爲示出安裝有本發明的光電轉換裝置的 裝置的圖。 本申請案根據2007年6月29日在日本專利局申請的 曰本專利申請案2007-171483而製作，其整體內容於此倂 入參考。 【主要元件符號說明】 I 〇 1 :光電轉換電路 1G2 ’·電壓檢測電路 103 :直流電源 104 :光電轉換元件 1 G 5 :電流鏡電路 1Q5A ’· p通道型電晶體 ]G 5 B : p通道型電晶體 1Q6 : η通道型電晶體 -45- 200915039 1 π :光電轉換層 n In : i型半導體層 1 11 i : η型半導體層 1 1 lp : Ρ型半導體層 U 3 :電晶體 1 2 1 :端子電極 1 2 2 :端子電極 1 3 6 : p通道型電晶體 144 :光電轉換元件 1 4 5 :電流鏡電路 145A: η通道型電晶體 145Β: η通道型電晶體 1 4 6 : η通道型電晶體 1 5 6 : ρ通道型電晶體 2 0 1 :緩衝器 3 1 0 :基板 3 1 2 :基底絕緣膜 3 1 3 :閘極絕緣膜 3 1 4 :佈線 3 1 5 :佈線 3 1 6 :層間絕緣膜 3 1 7 :層間絕緣膜 3 1 8 :保護電極 3 1 9 :佈線 -46- 200915039 3 2 0 :連接電極 3 2 4 :密封層 3 3 1 :島狀半導體區 3 3 4 :閘電極 3 3 7 :汲區 3 4 1 :汲電極 3 4 5 :保護電極 3 4 6 :保護電極 3 4 8 :保護電極 3 5 0 :端子電極 3 5 1 :端子電極 360 :基板 3 6 1 :電極 3 6 2 :電極 3 6 3 :焊料 3 6 4 :焊料 5 0 3 :電晶體 5 U :金屬膜 5 1 2 :閘電極 5 1 4 :閘極絕緣膜 5 1 5 :島狀半導體區 5 1 8 :掩模 5 2 1 :汲區 5 3 1 :汲電極 -47 200915039 5 3 3 :保護電極 5 3 6 :保護電極 5 3 8 :保護電極 601 :框體 602 :框體 6 0 3 :框體
6 0 4 :框體 70 1 :主體A 702 :主體B 7 0 3 :框體 7 〇 4 :操作鍵 7 0 5 :聲音輸出部 7 0 6 :聲音輸入部 7 0 7 :電路基板 7 08 :顯示面板A 7 0 9 :顯示面板B 7 1 0 :鉸鏈 7 11 :透光材料部 7 1 2 :光電轉換裝置 7 2 1 :主體 722 :框體 7 2 3 :顯示面板 7 2 4 :操作鍵 72 5 :聲音輸出部 -48- 200915039 726:聲音輸入部 727:光電轉換裝置 728 :光電轉換裝置 73 1 :主體 7 3 2 :框體 7 3 3 :顯示部 734 :鍵盤 7 3 5 :外部連接埠 73 6 :定位裝置 741 :框體 742 :支撐台 7 4 3 :顯示部 7 5 2 :液晶層 7 5 3 :背光燈 7 5 4 :光電轉換裝置 761 :框體 7 6 2 :液晶面板 8 0 1 :釋放按鈕 8 02 :主開關 8 03 :取景器窗口 8 0 4 :閃光部分 8 0 5 :透鏡 8 06 :照相機鏡筒 8 0 7 :框體 200915039 8 1 1 :取景器目鏡窗口 8 1 2 :監視器 8 1 3 :操作按鈕 7 5 1 a :基板 7 5 1 b :基板 7 5 2 a :偏光濾波片 75 2b :偏光濾波片 1 1 0 0 :玻璃基板 1101 :卓晶基板 1 102 :半導體膜 Π 03 :離子摻雜層 1 1 2 2 :壓合部件 -50

Claims (1)

  1. 200915039 十、申請專利範圍 1. 一種光電轉換裝置，包含： 光電轉換電路，包括光電轉換元件、電流鏡電路、以 及場效電晶體， 其中該電流鏡電路被建構以放大並輸出在該光電轉換 元件處所産生的光電流， 其中該電流鏡電路的輸出端子電連接到該場效電晶體 的汲極端子及閘極端子，以及 其中該場效電晶體的該閘極端子被建構以爲電連接到 電壓檢測電路，以便檢測在該場效電晶體處所産生的電 壓。 2 ·根據申請專利範圍第1項所述的光電轉換裝置，其 中該光電轉換元件包括p型半導體層、i型半導體層、以 及η型半導體層。 3 .根據申請專利範圍第1項所述的光電轉換裝置，其 中該電流鏡電路中所包括的電晶體爲ρ通道型電晶體。 4 _根據申請專利範圍第1項所述的光電轉換裝置，其 中該場效電晶體爲薄膜電晶體。 5 ·根據申請專利範圍第1項所述的光電轉換裝置，其 中該光電轉換元件及該場效電晶體設置在透光基板上。 6. 根據申請專利範圍第1項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換裝置包括多個場效電晶體，以及 其中該多個場效電晶體並聯電連接。 7. —種電子裝置’該電子裝置在其顯示部中包括如申 -51 - 200915039 請專利範圍第1所述的光電轉換裝置。 8.—種光電轉換裝置，包含： 光電轉換電路，包括光電轉換元件、電流鏡電路、以 及場效電晶體；以及 緩衝器， 其中該電流鏡電路放大並輸出在該光電轉換元件處所 産生的光電流， 其中該電流鏡電路的輸出端子電連接到該場效電晶體 的汲極端子及閘極端子， 其中該場效電晶體的閘極端子電連接到該緩衝器的輸 入端子，以及 其中該緩衝器的輸出端子被建構爲電連接到電壓檢測 電路。 9 ·根據申請專利範圍第8項所述的光電轉換裝置， 其中該緩衝器爲運算放大器’其輸出端子電連接到反 相輸入端子，以及 其中該運算放大器的非反相輸入端子電連接到該場效 電晶體的該聞極端子。 1 〇 ·根據申請專利範圍第8項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換元件包括p型半導體層、i型半導體層、 以及η型半導體層。 1 1 _根據申請專利範圍第8項所述的光電轉換裝置， 其中該電流鏡電路中所包括的電晶體爲ρ通道型電晶體。 1 2 _根據申請專利範圍第8項所述的光電轉換裝置， -52- 200915039 其中該場效電晶體爲薄膜電晶體。 1 3 ·根據申請專利範圍第8項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換元件及該場效電晶體設置在透光基板上。 1 4 _根據申請專利範圍第8項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換裝置包括多個場效電晶體，以及 其中該多個場效電晶體並聯電連接。 15. —種電子裝置，該電子裝置在其顯示部中包括申 請專利範圍第8所述的光電轉換裝置。 16. —種光電轉換裝置，包含： 光電轉換電路’包括光電轉換元件、電流鏡電路、以 及場效電晶體， 其中該光電轉換元件電連接到該電流鏡電路， 其中該電流鏡電路電連接到該場效電晶體的汲極端子 及閘極端子，以及 其中該場效電晶體的閘極端子被建構爲電連接到電壓 檢測電路。 1 7 .根據申請專利範圍第1 6項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換元件包括p型半導體層、i型半導體層、 以及η型半導體層。 1 8 .根據申請專利範圍第1 6項所述的光電轉換裝置， 其中該電流鏡電路中所包括的電晶體爲Ρ通道型電晶體。 1 9.根據申請專利範圍第1 6項所述的光電轉換裝置， 其中該場效電晶體爲薄膜電晶體。 2 0 _根據申請專利範圍第]6項所述的光電轉換裝置， -53- 200915039 其中該光電轉換元件及該場效電晶體設置在透光基板上。 2 1 .根據申請專利範圍第丨6項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換裝置包括多個場效電晶體，以及 其中該多個場效電晶體並聯電連接。 22. —種電子裝置’該電子裝置在其顯示部中包括如 申請專利範圍第1 6所述的光電轉換裝置。 23. —種電子裝置，包含： 顯示面板； 電壓檢測電路’操作地連接到該顯示面板；以及 光電轉換裝置’操作地連接到該電壓檢測電路，該光 電轉換裝置包括： 光電轉換電路’包括光電轉換元件、電流鏡電路、以 及場效電晶體， 其中該光電轉換元件電連接到該電流鏡電路， 其中該電流鏡電路電連接到該場效電晶體的汲極端子 及閘極端子，以及 其中該場效電晶體的該閘極端子電連接到該電壓檢測 電路。 2 4 .根據申請專利範圍第2 3項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換元件包括p型半導體層、i型半導體層、 以及η型半導體層。 25 ·根據申請專利範圍第23項所述的光電轉換裝置， 其中該電流鏡電路中所包括的電晶體爲Ρ通道型電晶體。 2 6 ·根據申請專利範圍第2 3項所述的光電轉換裝置， -54- 200915039 其中該場效電晶體爲薄膜電晶體。 27 .根據申請專利範圍第23項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換元件及該場效電晶體設置在透光基板上。 28 .根據申請專利範圍第23項所述的光電轉換裝置， 其中該光電轉換裝置包括多個場效電晶體，以及 其中該多個場效電晶體並聯電連接。 -55-
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