TWI392102B - 半導體裝置 - Google Patents

半導體裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI392102B
TWI392102B TW095127148A TW95127148A TWI392102B TW I392102 B TWI392102 B TW I392102B TW 095127148 A TW095127148 A TW 095127148A TW 95127148 A TW95127148 A TW 95127148A TW I392102 B TWI392102 B TW I392102B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
transistor
electrode
photodiode
tft
Prior art date
Application number
TW095127148A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200721521A (en
Inventor
Kazuo Nishi
Tatsuya Arao
Atsushi Hirose
Yuusuke Sugawara
Naoto Kusumoto
Daiki Yamada
Hidekazu Takahashi
Original Assignee
Semiconductor Energy Lab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Lab filed Critical Semiconductor Energy Lab
Publication of TW200721521A publication Critical patent/TW200721521A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI392102B publication Critical patent/TWI392102B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/101—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation
    • H01L31/102—Devices sensitive to infrared, visible or ultraviolet radiation characterised by only one potential barrier
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
    • H01L31/14—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
    • H01L31/145—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices the semiconductor device sensitive to radiation being characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

半導體裝置
本發明係關於光電轉換裝置、及具有光電轉換元件之半導體裝置。具體而言，本發明關於由薄膜半導體元件所形成的光電轉換裝置及其製造方法。此外，本發明關於使用光電轉換裝置之電子裝置。
已知通常用於偵測電磁波的一些光電轉換裝置，舉例而言，具有紫外光至紅外線感測度的光電轉換裝置一般被稱為光感測器。具有波長400至700 nm的可見光區中的感測度之光感測器特別稱為可見光感測器，以及，大量的可見光感測器用於取決於人類視覺環境而需要照明調整或開/關控制之裝置。
特別地，在顯示裝置中，顯示裝置的周圍之亮度會被偵測以調整其顯元亮度。舉例而言，此用於調整亮度之感光器會用於行動電話或個人電腦。
此外，也會由光感測器偵測顯示裝置的背照光之亮度，特別是液晶顯示裝置，以調整顯示螢幕的亮度。
在此光感測器中，光二極體用於感測部份，光二極體的輸出電流會在放大器電路中被放大。關於此放大器電路，舉例而言，使用電流鏡電路(舉例而言，請參見專利文獻1：專利公告號3444093)。
根據傳統的光感測器，可以偵測微弱的光；當偵測從弱光至強光的光時，會有輸出電流範圍擴大及用於一位準的電壓被降低之問題。因此，解析功能會變得較差或雜訊效果增加。
本發明的光電轉換裝置具有光二極體、放大器電路、及開關。當光弱時，開關會被開啟且光二極體的光電電流會被放大，當光強時，開關會被關閉且光二極體的光電電流會被直接輸出。
在本說明書中所提到之光電轉換裝置係代表設有轉換感測器部份中接收的光成為電訊號之裝置，並在作為元件的情形中被稱為光電轉換裝置。此外，半導體裝置代表具有半導體層的裝置，且包含具有半導體層的元件之整個裝置也稱為半導體裝置。
本發明關於半導體裝置，其具有光二極體，光二極體具有光電轉換層；放大器電路，包含電晶體；及開關，其中，光二極體及放大器電路藉由開關而彼此電連接，當進入光二極體的光強度低於預定強度時，光電流由放大器電路放大而輸出，當進入的光強度高於預定強度時，以開關將光二極體與部份或全部放大器電路電斷開，並以降低的放大因數，輸出光電電流。
本發明關於半導體裝置，其具有第一電晶體及第二電晶體，彼此連接以致於共同的電位施加至每一閘極電極以及形成電流鏡電流；光二極體，其一端連接至電源，另一端連接至第一電晶體的源極區與汲極區之一以及第一電晶體的閘極電極；及開關，以串聯方式插入於光二極體的一端與第二電晶體的源極區和汲極區之一之間，其中，開關依據光二極體收到的光強度而開啟或關閉。
本發明關於半導體裝置，其具有第一電晶體及第二電晶體，彼此連接以致於共同的電位施加至每一閘極電極以及形成電流鏡電流；光二極體，其一端連接至電源，另一端連接至第一電晶體的源極區與汲極區之一以及第一電晶體的閘極電極；及開關，以串聯方式插入於光二極體的一端與第二電晶體的源極區和汲極區之一之間，其中，當光二極體收到的光強度高於預定值時，開關關閉，當光二極體收到的光強度低於預定值時，開關開啟。
本發明關於半導體裝置，其具有第一電晶體及第二電晶體，彼此連接以致於共同的電位施加至每一閘極電極以及形成電流鏡電流；光二極體，其一端連接至電源，另一端連接至第一電晶體的源極區與汲極區之一以及第一電晶體的閘極電極；及開關，以串聯方式插入於光二極體的一端與第二電晶體的源極區和汲極區之一之間，其中，包含控制部份，該控制部份依據光二極體收到的光強度而開啟或關閉開關。
根據本發明，光電轉換層具有p型半導體層、i型半體層、及n型半導體層。
根據本發明，電晶體為薄膜電晶體。
根據本發明，電晶體具有源極區、汲極區、及通道形成區、閘極絕緣膜、及閘極電極。
根據本發明的光電轉換裝置，由光二極體從弱光產生的光電流可以由放大器電路放大輸出，以及，藉由偵測具有某位準或更高的亮度之光而取得之光電流可以不用放大而輸出。如此，輸出電流可以再降低，輸出電流的絕對值範圍可以窄化，以及，增加用於一灰階的電壓值。因此，具有加寬光強度可偵測範圍之優點。
 實施發明之最佳模式
將參考圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、及圖6A和6B，說明本實施例模式。
但是，本發明不限於下述說明，且習於此技藝者容易瞭解到模式的不同變化及修改以及其細節。因此，本發明不應被解釋為限於下述實施例說明。注意，在下述將說明之本發明的實施例中，在不同圖式中相同部份由相同代號所代表。
如圖1所示，本實施例模式的半導體裝置具有電源(偏壓電源)101、開關102、光二極體103、包含電晶體104和105之電流鏡電路111、輸出端107、及連接電阻RL 。在本實施例中，使用膜電晶體(TFT)作為電晶體104和105，以及，以n通道TFT形成TFT 104和105。光電流由輸出端107取出至外部。
在圖1中，包含於電流鏡111中的TFT 104的閘極電極電接至包含在電流鏡電路111中的另一TFT 105的閘極電極、以及光二極體103的一端。TFT 104的源極區與汲極區之一電連接至光二極體103的一端以及TFT 105的閘極電極。此外，TFT 104的源極區與汲極區之一電連接至TFT 105的源極區與汲極區之一、輸出端、及連接電阻RL 。
TFT 105的閘極電極電連接至TFT 104的閘極電極及TFT 104的源極區和汲極區之一。TFT 105的源極區與汲極區之一電連接至TFT 104的源極區與汲極區中之另一者、輸出端、及連接電阻RL 。TFT 105的源極區與汲極區中的另一者電連接至開關102的一端。TFT 104和105的閘極電極彼此連接，因此，共同電位施加至此。
光二極體103的一端電連接至TFT 104的源極與汲極區之一、TFT 104的閘極電極、及TFT 105的閘極電極。光二極體103的另一端連接至開關102的另一端及電源101。
開關102串聯地插入於光二極體103與TFT 105之間。開關102的一端連接至TFT 105的源極與汲極區中之另一者，以及，開關102的另一端連接至光二極體103的另一端及電源101。
連接電阻RL 、及電源101的一端接地。
圖2是電路圖，顯示圖1中的開關102開啟的狀態，圖3是電路圖，顯示圖1中的開關102關閉之狀態。當進入的光的強度低時，如圖2所示，開關102會開啟，以致於導致光二極體103及電流鏡電路111導通。電流鏡電路111用以放大光二極體103的輸出值。
或者，當進入光的強度高時，開關102會如圖3中所示般關閉，以致於光電流不會流入TFT 105。根據此結構，電流鏡電路111不會用以放大光電流，且TFT 104作為電阻。
圖31顯示圖1中的開關102由來自外部的訊號開關之情形中的電路圖，圖32顯示圖1中的開關102根據來自外部控制部份的判斷而開關之情形中的電路圖，圖33顯示輸出代表圖32中開關是否被切換之訊號的情形之電路圖。
在圖31的結構中，開關102未藉由使用光量之切換來切換，而是藉由設置開關121以將訊號從外部輸入以切換至電流鏡電路111。
在圖32的結構中，藉由使用光量的切換會由外部控制部份124判斷，以及，根據判斷，開關121由外部輸入切換。此外，如圖33的結構，代表開關是否被切換之訊號從外部端子125輸出，以使外部電路知道操作。可以使用晶片或類似者以用於外部控制部份124。
雖然圖1中顯示二個TFT，但是，可以設置一個n通道TFT 104及n個n通道TFT 105，以將輸出值增加n倍(請參考圖4)。舉例而言，假使希望輸出值達到100倍，則可以配置一個n通道TFT 104及100個n通道TFT 105。也要注意，與圖1中相同的代號使用於圖4中相同的部份。在圖4中，n通道TFT 105包含n個n通道TFT 105a、105b、105c、105d、…。以此方式，光二極體103中產生的光電流會被放大n倍並輸出。
此外，在如圖4所示的電路結構中，藉由設置及切換複數個開關，可以以複數級的方式來改變放大因數。換言之，部份或所有放大器電路會被斷開以便以複數級的方式改變光電流的放大因數。舉例而言，可以形成100組，每組均包含100個n通道TFT 105，亦即1000個TFT，以及設置開關以用於每一組，以致於放大因數可以被切換至10000倍、1000倍、100倍或1倍。
雖然圖1是使用n通道TFT於電流鏡電路111的等效電路圖，但是，可以僅使用p通道TFT以代替n通道TFT。
在使用p通道TFT以形成放大器電路的情形中，採用圖5中所示的等效電路圖。與圖1中相同的代號用於圖5中的相同部份。如圖5所示，包含p通道TFT 201及202的光二極體208及電流鏡電路203可以彼此連接。
圖6A及6B是電流鏡電路111的剖面視圖，其包含圖1中的光二極體103及TFT 104和105。
在圖6A中，代號210代表基底；212，代表基部絕緣膜；及213代表閘極絕緣膜。要被接收的光通過基底210、基部絕緣膜212、及閘極絕緣膜213；因此，對於所有這些材料希望使用具有高的透光特性之材料。
光二極體103具有接線219、保護電極218、光電轉換層100、及端電極221。
光電轉換層100具有第一半導體層、第二半導體層、及第三半導體層，第一半導體層具有一導電率型，第三半導體層具有與第一半導體層相反的導電率型。在本實施例模式中，p型半導體層100p形成為第一半導體層；本質(i型)半導體層100i作為第二半導體層；及n型半導體層100n作為第三半導體層。
關於i型半導體層100i，可以以例如電漿CVD法形成非晶矽膜。關於n型半導體層100n，可以形成含有例如磷(P)等屬於第15族之雜質元素的非晶矽膜，或者，可以在形成非晶矽膜之後導入屬於第15族的雜質元素。
關於p型半導體層100p、本質半導體層100i、及n型半導體層100n，可以使用半非晶半導體膜及非晶半導體膜。
半非晶半導體膜是含有具有介於非晶半導體與晶體結構(包含單晶結構與多晶結構)的半導體膜之間的中間結構的半導體。非晶半導體膜是具有第三條件的半導體膜，第三條件是以能量觀點而言為穩定的，且為具有短範圍有序及晶格扭曲的晶體物質。藉由將其晶粒尺寸設定為0.5至20 nm，將其晶粒散布於非單晶半導體膜中。其拉曼光譜會偏向低於520 cm－ 1 的波數。以X光繞射，在半非晶半導體膜中，觀測到(111)及(220)的繞射峰值，這些被認為是導因於Si晶格。半非晶半導體膜含有至少1原子%或更多的氫或鹵素以作為用於終結懸垂鍵的材料。在本說明書中，為了簡明起見，此種半導體膜稱為半非晶半導體(SAS)膜。藉由添加例如氦、氬、氪、及氖等稀有氣體元素，進一步延伸晶格扭曲，以致於取得具有改進的穩定性之較佳的半非晶半導體膜。要注意，微晶半導體膜也包含於半非晶半導體膜中。
藉由含有矽的氣體輝光放電分解，可以取得SAS膜。SiH4 為含矽的典型氣體，此外，可以使用Si2 H6 、SiH2 Cl2 、SiHCl3 、SiCl4 、SiF4 、或類似者。藉由使用以氫氣或選自氦、氬、氪、及氦的稀有氣體元素之一或更多添加至氫的氣體來稀釋之含矽的氣體，可以容易地形成SAS膜。含矽氣體較佳地以2至1000倍稀釋因數稀釋。此外，例如CH4 或C2 H6 等碳化物氣體；例如GeH4 及GeF4 等鍺化物氣體；F2 及類似物可以混入含矽的氣體中以將能帶寬度從1.5eV調整至2.4 Ev或從0.9 Ev至1.1Ev。
在本實施例模式中，第一半導體層是p型半導體層100p；第二半導體層，本質(i型)半導體層100i；及第三半導體層，n型半導體層100n。但是，其堆疊次序可以倒轉。換言之，可以採用之結構為n型半導體層形成為第一半導體層；i型半導體層形成為第二半導體層；及p型半導體層形成為第三半導體層。
雖然在本實施例模式中使用PIN光二極體作為光二極體103，但是，也可以使用PIN光二極體、崩潰光二極體、或蕭特基光二極體。此外，也可以使用鍺(Ge)、GaAs、InGaAs/InP、或類似者與矽。
此外，接線219、連接電極220、端電極251、TFT 104的源極或汲極電極241、以及TFT 105的源極或汲極電極242均具有耐火金屬膜與低電阻金屬膜(鋁合金、純鋁、或類似者)的堆疊結構。此處，依序堆疊的鈦膜(Ti膜)、鋁膜(Al膜)、及Ti膜之三層結構用於接線219及源極或汲極電極241和242。
此外，保護電極218、保護電極245、保護電極248、保護電極246、及保護電極247形成為分別遮蓋接線219、連接電極220、端電極251、TFT 104的源極或汲極電極24、TFT 105的源極或汲極電極242。
在蝕刻光電轉換層100時，接線219會由遮蓋接線219的保護電極218保護。相對於用於蝕刻光電轉換層100的蝕刻氣體(或蝕刻劑)，用於保護電極218的材料較佳地為蝕刻速率低於光電轉換層100的導電材料。此外，用於保護電極218的材料較佳地為不會與光電轉換層100反應成為合金之導電材料。保護電極245、248、246、及247也可以由與保護電極218相同的材料及製程所形成。
或者，可以採用一結構，其中，保護電極218、245、248、246、及247未設於接線219、連接電極220、及端電極251上。圖6B顯示具有此結構的可見光感測器。在圖6B中，接線284、連接電極285、端電極281、TFT 104的源極或汲極電極282、及TFT 105的源極或汲極電極283由單層導電膜製成，關於導電膜，鈦膜(Ti膜)是較佳的。可以使用選自鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、及鉑(Pt)的元素、或含有上述元素作為主成分的合金材料或化合物材料所製成的單層膜、或是由其氮化物製成的單層膜，舉例而言，氫化鈦、氮化鎢、氮化鉭、或氮化鉬，以取代鈦膜。以單層形成接線284、連接電極285、端電極281、TFT 104的源極或汲極電極282、以及TFT 105的源極或汲極電極283，可以降低製程中的沈積次數。
此外，在圖6A及6B中，顯示頂部閘極TFT的實施例，其中，n通道TFT104及105均包含一通道形成區(在本說明書中稱為「單閘極結構」)；但是，也可以採用包含複數個通道形成區的結構以降低ON電流值的變化。此外，n通道TFT 104和105均設有低濃度汲極(輕度摻雜汲極(LDD))區以降低OFF電流值。LDD區摻雜有雜質元素以在通道形成區與源極或汲極區之間形成低濃度區，源極或汲極區係摻雜有雜質元素之高濃度區。當提供此LDD區時，在汲極區近處的電場效應會減輕，藉以防止導因於熱電子注入之劣化。此外，為了防止導因於熱電子之ON電流值變差，n通道TFT 104及105可以具有LDD區與閘極電極重疊而以閘極絕緣膜介於其間之結構(在本說明書中稱為「GOLD」(閘極汲極重疊LDD)結構)。
在採用GOLD結構的情形中，比LDD區未與閘極電極重疊的情形，更能易取得藉由減輕汲極區的近處之電場以防止導因於載子注入的劣化之效果。由於汲極區的近處之電場強度減輕，藉以防止熱載子注入，所以採用此GOLD結構以防止劣化現象是有效的。
包含在電流鏡電路111中的TFT 104及105可為底部閘極，以及，舉例而言，可以使逆交錯TFT及頂部閘極TFT。在本情形中，希望閘極電極具有透光特性以致於不會干擾要被接收的光。
接線214是要連接至接線219並延伸至放大器電路的TFT 105的通道形成區以作為閘極電極。
此外，接線215是要連接至n型半導體層100n及連接至TFT 104的汲極接線(也稱為汲極電極)或源極接線(也稱為源極電極)。代號216代表絕緣膜；217代表絕緣膜；及220代表連接電極。要被接收的光通過絕緣膜216和217；因此，對於其所有材料而言，希望使用具有透光特性的材料。注意，較佳地使用以CVD法形成的氧化矽(SiOx )膜作為絕緣膜217。當由CVD法形成的氧化矽膜用於絕緣膜217時，固定強度增強。
以同於接線214和215的步驟，形成端電極250，以及，以同於接線219及連接電極220的步驟，形成端電極251。
端電極221連接至n型半導層100n並藉由銲材264安裝於基底260的電極261上。以同於端電極221的步驟，形成端電極222，並藉由銲材263安裝於基底260的電極262上。
在圖6A及6B中，如同圖中的箭頭所示般，光從基底210側進入光電轉換層100，藉以產生光電流。因此，可以偵測光。
但是，雖然未顯示，光不僅從箭頭所標示的方向進入，也從與基底210相反的側進入，亦即基底260側。進入的光通過密封層224並由均具有遮光特性的電極或接線所反射以進入光電轉換層100。因此，也可以產生光電流。
實施例1
將參考圖6A和6B、圖7A至7D、圖8A至8D、及圖9A至9C，說明本實施例。要注意，使用與「實施發明之最佳模式」一節中相同的代號。
首先，在基底(第一基底210)上形成元件。此處，AN 100是作為基底210的玻璃基底之一。
接著，以電漿CVD法，形成作為基部絕緣膜212(100 nm厚)的含氮氧化矽膜，以及，在其上堆疊例如含氫(54 nm厚)的非晶矽膜等半導體膜，而不會曝露至大氣中。此外，可以堆疊氧化矽膜、氮化矽膜、及含氮的氧化矽膜以形成基部絕緣膜212。舉例而言，可以堆疊具有50 nm厚度的含氧氮化矽膜以及具有100 nm厚度的含氮氧化矽膜以形成基部絕緣膜212。注意，含氮的氧化矽膜或氮化矽膜作為阻隔層以防止例如鹼金性等雜質從玻璃擴散。
然後，非晶矽膜特徵在於固相生長法、雷射晶化法、使用觸媒金屬的晶化法、或類似者，以形成例如多晶矽膜等具有晶體結構(或結晶半導體膜)的半導體膜。此處，藉由使用觸媒元素的晶化法以取得多晶矽膜。以旋轉器，將含有10 ppm重量比的含鎳溶液塗敷於非晶矽膜的表面上。注意，以濺射法取代旋轉器塗敷，將鎳元素散布於整個表面上。然後，執行用於晶化的熱處理，以形成具有晶體結構(此處，多晶矽膜)的半導體膜。此處，在熱處理之後(在500℃一小時)，藉由用於晶化的熱處理(550℃下4小時)而取得多晶矽膜。
接著，藉由稀釋的氫氟酸或類似者，移除多晶矽膜的表面上的氧化物膜。之後，執行雷射光照射，以提升晶化程度及修復餘留在晶粒中的缺陷。
注意，在藉由雷射晶化方法以晶化非晶矽膜的情形中，或是在取得具有晶體結構的半導體膜之後執行雷射照射以修復餘留在晶粒中的缺陷之情形中，取得結晶半導體膜的情形中，採用下述雷射照射法。
連續波雷射光(CW雷射光)或脈衝波雷射光(脈衝雷射光)可用於雷射照射。關於此處可以使用的雷射光，可以使用下述雷射之一或更多所發射的雷射光：從例如Ar雷射、Kr雷射、或準分子雷射等氣體雷射；使用單晶YAG、YVO4 、鎂橄欖石(Mg2 SiO4 )、YAlO3 、或GdVO4 或是摻雜、有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、及Ta摻雜劑之一或更多的多晶矽(陶瓷)YAG、Y2 O3 、YVO4 、YAlO3 、或GdVO4 作為介質的雷射；玻璃雷射、紅寶石雷射；變石雷射；Ti：藍寶石雷射；銅蒸汽雷射；及黃金蒸汽雷射。以這些雷射之具有基波的雷射光或是基波的第二、第三、及第四諧波之一的雷射光來照射，可以取得具有大晶粒尺寸的晶體。舉例而言，可以使用Nd：YVO4 雷射(1,064nm的基波)的第二諧波(532 nm)或第三諧波(355 nm)。在此情形中，雷射需要約0.01至100 MW/cm2 (較佳地，0.1至10 MW/cm2 )的功率密度。對照射而言，掃描速度設定在約10至2000 cm/秒。
注意，使用單晶YAG、YVO4 、鎂橄欖石(Mg2 SiO4 )、YAlO3 、或GdVO4 或是摻雜、有Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、及Ta摻雜劑之一或更多的多晶矽(陶瓷)YAG、Y2 O3 、YVO4 、YAlO3 、或GdVO4 作為介質的雷射；Ar離子雷射；Kr離子雷射；或Ti：藍寶石雷射可以連續振盪。此外，藉由執行Q切換操作或模式同步，以10 MHz或更高的重覆率，執行脈衝振盪。當雷射光光以10 MHz或更高的重覆率振盪時，在半導體膜由雷射光熔化及固化期間，半導體膜會由下一脈衝照射。因此，與使用具有低重覆率的脈衝雷射之情形不同，在半導體膜中固態－液態界面可以連續地移動，以致於可以取得朝向掃描方向連續地生長之晶粒。
當使用陶瓷(多晶)作為媒體時，可以以低成本，在短時間內形成具有自由形狀的媒體。當使用單晶時，通常使用直徑為數mm及長度為數十mm的柱狀介質。在使用陶瓷的情形中，可以形成大於使用單晶的情形之介質。
在單晶及多晶等二情形中，對於光發射直接貢獻之介質中例如Nd或Yb等摻雜劑的濃度無法大幅改變；因此，在藉由增加濃度而改進雷射輸出，會有某些程度的限制。但是，在陶瓷的情形中，相較於單晶的情形，可以顯著地增加介質的尺寸；因此，可以預期雷射輸出的急遽改變。
此外，在陶瓷的情形中，可以容易地形成具有平行六面體或立體狀的介質。在使用具有此形狀的介質之情形中，當使得振盪光在介質中以鋸齒狀行進時，可以取得振盪光的長路徑。因此，振幅增加且雷射光以高輸出振盪。此外，從具有此形狀的介質發射的雷射光的剖面狀是四邊形；因此，相較於具有圓形的雷射光，剖面為四邊形的雷射光具有被整形成線性光。使用光學系統，將上述方式發射的雷射光整形成雷射光，可以容易取得短邊長度為1 mm或更低以及長邊長度為數mm至數m的線性光。此外，當以激發光均勻地照射介質時，發射在長邊方向具有均勻的能量分佈之線性光。
當以此線性光照射半導體膜時，可以將半導體膜的整個表面均勻地退火。在需要從線光的一端至另一端均勻退火的情形中，需要精密的裝置，於其中，狹縫配置於線性光的二端以遮蔽來自光的衰減部份、等等。
在雷射照射於大氣氛圍中或氧氣氛圍執行的情形中，藉由雷射光照射，於表面上形成氧化物膜。
然後，除了以雷射照射所形成的氧化物膜之外，尚有以臭氧水處理表面120秒所形成的總厚度1至5 nm的氧化物膜所製成的障壁層。為了從膜中移除晶化時所添加的例如鎳(Ni)等觸媒元素，而形成障壁層。雖然此處藉由使用臭氧水以形成障壁層，但是，也可以使用下述方法以沈積約1至10 nm厚度的氧化物膜而形成障壁層：將氧氛圍中由UV光照射而具有晶體結構的半導體膜的表面氧化之方法；將藉由氧電漿處理而具有晶體結構的半導體膜之表面氧化之方法；電漿CVD法；濺射法；蒸鍍法；或類似者。此外，在形成障壁層之前，可以移除雷射光照射所形成的氧化物膜。
然後，在障壁層上，以濺射法形成含有氬元素的非晶矽膜至具有10 nm至400 nm的厚度，舉例而言，此處為100 nm，以作為吸氣場所。此處，使用矽靶材，在含氬的氛圍中，形成含有氬元素的非晶矽膜。當使用電漿CVD法以形成含有氬元素的非晶矽膜時，沈積條件如下所述：單矽烷對氬(SiH4 ：Ar)的流速比設定1：99；沈積壓力設為6.665 Pa；RF功率密度設為0,087 W/cm2 ；以及，沈積溫度設為350℃。
之後，使用加熱至650℃的加熱爐以熱處理3分鐘，以便移除觸媒元素(吸氣)。藉由此處理，在具有晶體結構的半導體膜中之觸媒元素濃度會降低。也可以使用燈退火設備以取代加熱爐。
接著，以障壁層作為蝕刻阻擋，選擇性地移除含有成為吸氣場之氬元素的非晶矽膜，接著，以稀釋的氫氟酸，選擇性地移除障壁層。注意，在吸氣時鎳趨向於容易移至具有高的氧濃度之區域，因此，在吸氣後希望移除氧化物膜製成的障壁層。
注意，在未執行使用觸媒元素的半導體膜晶化之情形中，例如障壁層的形成、吸氣場的形成、用於吸氣的熱處理、吸氣場的移除、及障壁層的移除等上述步驟並不需要。
接著，在所取得之具有晶體結構(例如結晶矽膜)的半導體膜的表面上，以臭氧水形成薄的氧化物膜，藉由使用第一光罩以形成光阻製成的掩罩，以及執行蝕刻處理以取得所需的形狀，藉以形成以島狀分離之半導體膜231及232(在本說明書中稱為「島狀半導體區」)(參考圖7)。在形成島狀半導體區之後，移除光阻製成的掩罩。
接著，假使需要時，摻雜非常少量的雜質元素(硼或磷)以控制TFT的臨界值。此處，使用離子摻雜，其中，二硼烷(B2 H6 )不是由質量分離而是由電漿激發。
接著，以含有氫氟酸的蝕刻劑移除氧化物膜，同時清洗島狀半導體區231及232的表面。之後，形成含有矽作為其主成分之絕緣膜，作為閘極絕緣膜213。此處，以電漿CVD法，形成厚度115 nm的含氮氧化矽膜(成份比：Si＝32%，O＝59%，N＝7%，H＝2%)。
然後，在閘極絕緣膜213上形成金屬膜之後，使用第二光罩以形成閘極電極234和235、接線214和215、以及端電極250(參考圖7B)。舉例而言，關於金屬膜，使用堆疊分別為30 nm和370 nm的氮化鉭(TaN)及鎢(W)而形成的膜。
除了上述材料之外，關於閘極電極234及235、接214和215、及端電極250，可以使用選自鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、鋁(Al)、黃金(Au)、銀(Ag)、或銅組成的群組之元素、或含有上述元素作為主成分的合金材料或化合材料所製成的單層膜、或是由其氮化物製成的單層膜，舉例而言，氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、或氮化鉬。
然後，將造成一導電率型之雜質導至島狀半導體區231及232以形成TFT 105的源極區或汲極區237、或TFT 104的源極區或汲極區238。在本實施例中，形成n通道TFT；因此，舉例而言，將n型雜質磷(P)或砷(As)導至島狀半導體區231和232(請參考圖7C)。
接著，在以CVD法，形成50 nm厚的包含氧化矽膜(未顯示)之第一層間絕緣膜之後，執行用於添加至每一島狀半導體區的雜質元素之活化處理步驟。活化步驟是以使用燈光源的快速熱退火法(RTA法)、來自背側的YAG雷射或準分子雷射之照射方法、使用加熱爐的熱處理、或是任何上述方法之結合。
接著，形成包括含氫及氧的氮化矽膜之第二層間絕緣膜至例如10 nm的厚度。
接著，在第二層間絕緣膜216上形成絕緣體材料製成的第三層間絕緣膜217(請參考圖7D)。由CVD法所取得的絕緣膜可以用於第三層間絕緣膜217。在本實施例中，為了改進黏性，形成含氮的氧化矽膜至具有900 nm的厚度而作為第三層間絕緣膜217。
然後，執行熱處理(舉例而言，在氮氛圍中，在300至550℃熱處理1至12小時，在410℃熱處理一小時)以使島狀半導體膜氫化。執行此步驟以藉由包含於第二層間絕緣膜216中的氫來終結島狀半導體膜中的懸垂鍵。不論是否形成閘極絕緣膜213，均可將島狀半導體膜氫化。
此外，關於第三層間絕緣膜217，使用矽氧烷的絕緣膜及其堆疊結構也可被使用。矽氧烷是由矽(Si)及氧(O)的接合之骨架結構所構成。關於替代物，可以使用至少含有氫的化合物(例如烷基或芳族烴)。也可以使用氟作為替代物。此外，至少含有氫及氟的化合物也可以作為替代物。
當使用矽氧烷的絕緣膜及其堆疊結構被作為第三層間絕緣膜217時，在形成第二層間絕緣膜216之後，可以執行用於氫化島狀半導體膜的熱處理，然後，可以形成第三層間絕緣膜217。
然後，藉由使用第三光罩以形成光阻製成的掩罩，以及，選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜216、及第三層間絕緣膜217、或閘極絕緣膜213以形成接觸孔。然後，移除光阻製成的掩罩。
注意，假使需要時，可以形成第三層間絕緣膜217。當第三層間絕緣膜217未形成時，在形成第二層間絕緣膜216之後，選擇性地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜216、及閘極絕緣膜213以形成接觸孔。
接著，在以濺射法形成金屬堆疊膜之後，藉由使用第四光罩以形成光阻製成的掩罩，然後，選擇性地蝕刻金屬膜以形成接線219、連接電極220、端電極251、TFT 104的源極或汲極電極241、以及TFT 105的源極或汲極電極242。然後，移除光阻製成的掩罩。注意，本實施例的金屬膜具有三層的堆疊結構，此三分結構為100 nm厚的Ti膜、350 nm厚的含少量矽之Al膜、及100 nm厚的Ti膜。
然後，在形成不容易與稍後形成的光電轉換層(典型上非晶矽)反應成為合金之導電金屬膜(例如鈦(Ti)或鉬(Mo))之後，藉由使用第五光罩以形成光阻製成的掩罩，以及，選擇性地蝕刻導電金屬膜以形成遮蓋接線(219)的保護電極(請參考圖8A)。此處使用藉由濺射法取得的200 nm厚的Ti膜。同樣地，連接電極220、端電極251、TFT 104的源極或汲極電極241、及TFT 105的源極或汲極電極242也會由導電金屬膜遮蓋以分別形成保護電極245、保護電極248、保護電極246、及保護電極247。因此，導電金屬膜也會遮蓋側面，藉以防止鋁原子擴散至光電轉換層，在此側面處，這些電極中的第二層之鋁膜曝露。
但是，在接線219、連接電極220、端電極251、TFT 104的源極或汲極電極241、及TFT 105的源極或汲極電極242由單層導電膜形成的情形中，亦即，如圖6B所示般形成接線284、連接電極285、端電極281、TFT 104的源極或汲極電極282、及TFT 105的源極或汲極電極283以取代電極或接線之情形中，可以不用形成保護電極。
圖8B形成此結構。在接線284、連接電極285、端電極281、TFT 104的源極或汲極電極282、及TFT 105的源極或汲極電極283是由單層導電膜製成，以抗熱性、導電率、等等而言，鈦(Ti)膜是較佳的。可以使用選自鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、及鉑(Pt)的元素、或含有上述元素作為主成分的合金材料或化合物材料所製成的單層膜、或是由其氮化物製成的單層膜，舉例而言，氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、或氮化鉬，以取代鈦膜。藉由以單層形成接線284、連接電極285、端電極281、TFT 104的源極或汲極電極282、及TFT 105的源極或汲極電極283，可以降低製程中的沈積次數。
接著，在第三層間絕緣膜217上形成包含p型半導體層100p、i型半導體層100i、及n型半導體層100n之光電轉換層100。
藉由電漿CVD法形成含有例如硼(B)等屬於13族之雜質元素的非晶矽膜，可以形成p型半導體層100p。
接線219及保護電極218電連接至光電轉換層100中的最低層，在本實施例中為p型半導體層100p。
雖然未顯示，但是，在接線284、連接電極285、端電極281、TFT 104的源極或汲極電極282、及TFT 105的源極或汲極電極283由單層導電膜形成但未形成如圖8B所示的保護電極的情形中，光電轉換層100中的最低層與接線284上的接線284相接觸。
在形成p型半導體層100p之後，又依序地形成i型半導體層100i及n型半導體層100n。因此，形成包含p型半導體層100p、i型半導體層100i、及n型半導體層100n。
關於i型半導體層100i，可以藉由例如CVD法以形成非晶矽膜。關於n型半導體層100n，可以形成包含例如磷(P)等屬於第15族的雜質元素之非晶矽膜，或是在形成非晶矽膜之後，導入屬於第15族的雜質元素。
關於p型半導體層100p、本質半導體層100i、及n型半導體層100n，可以使用半非晶半導體膜與非晶半導體膜。
然後，在整個表面上形成厚度1至30 μ m的絕緣體材料製成的密封層224(舉例而言，含矽之無機絕緣膜)，以及取得圖8C的狀態。此處，以CVD法形成厚度1 μ m的含氮氧化矽膜作為絕緣體材料膜。刻意地，藉由使用以CVD法形成的絕緣膜，以改進黏性。
接著，在密封層224被蝕刻以設置開口時，藉由濺射法以形成端電極221和222。端電極221和222是由鈦膜(Ti膜，100 nm)、鎳膜(Ni膜，300 nm)、及黃金膜(Au膜，50 nm)的堆疊膜所製成。如上所述取得的端電極221和222的固定強度大於5N，對於端電極而言為足夠的固定強度。
經由上述步驟，形成可以由銲材連接的端電極221和222，以及取得圖8D中所示的結構。
接著，將基底切割成個別件以切出多個光感測器晶片。可以從大面積的基底(舉例而言，600 cm×720 cm)製造大量的光感測器晶片(2 mm×1.5 mm)。
切割出來的一光感測器(2 mm×1.5 mm)的剖面圖顯示於圖9A，其底視圖顯示於圖9B，以及，其上視圖顯示於圖9C。在圖9A至9C中，對於相同的部份，使用與圖6A至6C、圖7A至7C、及圖8A至8D相同的代號。注意，在圖9A中，基底210的厚度、元件形成區291、端電極221和222的厚度總共為0.8±0.05 mm。
此外，為了使光感測器晶片的總厚度製得更薄，在藉由CMP處理或類似處理以將基底210研磨及薄化之後，使用切割器以將藉由將基底切割成個別件，而切出多個光感測器晶片。
在圖9B中，端電極221和222之一的電極尺寸為0.6 mm×1.1 mm，以及，電極間隔為0.4 mm。此外，在圖9C中，光接收部份292的面積為1.57 mm2 。此外，放大器電路部份293設有約100個TFT。
最後，所取得的光感測器晶片安裝於基底260的安裝側上。使用銲材264和263以分別連接端電極221至電極261、以及連接端電極222至電極262。藉由網版印刷法或類似者，將銲材事先形成於基底260的電極261和262上，以及，藉由迴熔銲接處理，將銲材及端電極製成緊鄰狀態以執行安裝。舉例而言，在惰性氣體氛圍中，在約255至265℃下，執行迴熔銲接處理約10秒。此外，可以使用由金屬製成的凸塊(例如黃金或銀)、導電樹脂製成的凸塊、或類似者、以及銲材。此外，慮及環境問題，在安裝時，也可以使用無鉛銲材。
注意，本實施例可以與實施例模式的任何說明相結合。
實施例2
在本實施例中，將參考圖5及圖10A和10B，說明一實施例，其中，放大器電路是由p通道TFT製成。注意，與實施例模式及實施例1中相同的部份會以相同代號表示，以及，可以根據實施例模式及實施例1中所述的製程，形成相同部份。
在例如電流鏡電路203等放大器電路由p通道TFT 201及202製成的情形中，例如硼(B)等p型雜質可以代替實施例模式及實施例1中施加一導電率型給島狀半導體區的雜質。
圖5顯示本實施例的光感測器的等效電路圖，其中，電流鏡電路203由p通道TFT 201及202製成，圖10A及10B顯示其剖面視圖。
在圖5及圖10A中，端電極221和222分別連接至光電轉換層208及p通道TFT 201和202。p通道TFT 201電連接至光電轉換層208的陽極側之電極。在n型半導體層208n、i型半導體層208i、及p型半導體層208p依序地堆疊於連接至p通道TFT 201的第二電極(在陽極側的電極)之後，可以形成第一電極(在陰極側的電極)；因此，形成光電轉換層204。
此外，也可以使用堆疊次序相反的光電轉換層。在p型半導體層、i型半導體層、及n型半導體層依序地堆疊於第一電極之上(在陰極側的電極)之後、可以形成連接至p通道TFT 201的第二電極(在陽極側的電極)，也可以形成連接至第一電極的位於陰極側之端電極。
如圖10A所示，舉例而言，將例如硼(B)等p型雜質導至p通道TFT 201和202的島狀半導體區。在p通道TFT 201中形成源極或汲極區204，以及，在p通道TFT 202中形成源極或汲極區205。
如圖10B所示，取代接線219及其保護電極218；連接電極220及其保護電極245；端電極251及其保護電極248；TFT 201的源極或汲極電極242及其保護電極247；及TFT 202的源極或汲極電極241及其保護電極246，可以藉由使用單層導電膜以形成每一接線及電極。因此，形成接線284、連接電極285、端電極281、TFT 201的源極或汲極電極283、及TFT 202的源極或汲極電極282。
注意，本實施例可以與實施例模式及實施例1中的任何說明相結合。
在本實施例中，將參考圖11A至11E、圖12A至12D、及圖13A和13B，說明光感測器及其製法的實施例，其中，藉由使用底部閘極TFT以形成放大器電路。
首先，在基底210上形成基部絕緣膜212和金屬膜311(參考圖11A)。關於金屬膜311，在本實施例中，舉例而言，使用30nm厚的氮化鉭(TaN)及370nm厚的鎢(W)堆疊的膜。
此外，關於金屬膜311與上述膜，可以使用選自鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、釹(Nd)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、鋁(Al)、黃金(Au)、銀(Ag)、或銅(Cu)的元素、或含有上述元素作為主成分的合金材料或化合物材料所製成的單層膜；或是由其氮化物製成的單層膜，舉例而言，氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭、或氮化鉬。
注意，可以在基底210上直接形成金屬膜311，不用在基底210上形成基部絕緣膜212。
接著，使用金屬膜311以形成閘極電極312和313、接線214和215、及端電極250(參考圖11B)。
接著，形成閘極絕緣膜314，遮蓋閘極電極312和313、接線214和215、及端電極250。在本實施例中，以電漿CVD法，藉由使用含矽作為主成份的絕緣膜，形成閘極絕緣膜，例如115nm厚的含氮氧化矽膜(成份比：Si＝32%，O＝59%，N＝7%，H＝2%)。
接著，在閘極絕緣膜314上形成島狀半導體區315和316。藉由類似於實施例2中所述的島狀半導體區231和232之材料及製程，形成島狀半導體區315和316(參考圖11C)。
在形成島狀半導體區315和316之後，形成掩罩318，以遮蔽接著會成為TFT 301的源極或汲極區321及TFT 302的源極或汲極區322的區域除外的部份，以導入施予一導電率型的雜質(參考圖11D)。關於一導電率型雜質，在形成n通道TFT的情形中，可以使用磷(P)或砷(As)作為n型雜質，而在形成p通道TFT的情形中，可以使用硼(B)作為p型雜質。在本實施例中，將n型雜質之磷(P)導至島狀半導體區315和316以形成TFT 301的源極或汲極區321以及在源極區和汲極區之間的通道形成區；以及，TFT 302的源極或汲極區322以及源極區與汲極區之間的通道形成區。
接著，移除掩罩318，以及，形成未顯示之第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜216、及第三層間絕緣膜217(參考圖11E)。第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜216、及第三層間絕緣膜217的材料及製程可以根據實施例2中的說明。
在第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜216、及第三層間絕緣膜217中形成接觸孔，以及，形成金屬膜，以及，選擇性地蝕刻金屬膜以形成接線219、連接電極220、端電極251、TFT 301的源極或汲極電極331、以及TFT 302的源極或汲極電極332。然後，移除光阻製成的掩罩。注意，本實施例中的金屬膜是厚度100 nm的Ti膜、厚度350 nm的含有非常少量的Si之Al膜、及厚度100 nm的Ti膜堆疊而成的三層膜。
此外，形成保護電極218、保護電極245、保護電極248、保護電極336、及保護電極337，以分別遮蓋接線219、連接電極220、端電極251、TFT 301的源極和汲極電極331、及TFT 302的源極或汲極電極332。
此外，取代接線219及其保護電極218；連接電極220及其保護電極245；端電極251及其保護電極248；TFT 301的源極或汲極電極331及其保護電極336；及TFT 302的源極或汲極電極332及其保護電極337，可以藉由使用單層導電膜以形成每一接線及電極。如圖12B所示，形成接線284、連接電極285、端電極281、TFT 301的源極或汲極電極341、及TFT 302的源極或汲極電極342。
經由上述步驟，可以製造底部閘極TFT 301和302。
接著，在第三層間絕緣膜217上形成包含p型半導體層100p的光電轉換層100、i型半導體層100i、及n型半導體層100n(圖12C)。光電轉換層100的材料、製程、等等可以參考實施例模式及實施例1。
接著，形成密封層224及端電極221和222(參考圖12D)。端電極221連接至n型半導體層100n，以及，端電極222由與端電極221相同的製程所形成。
此外，以銲材263和264，安裝具有電極261和262的基底260。注意，以銲材264，將基底260上的電極261安裝於端電極221上。此外，藉由銲材263，將基底260上的電極262安裝於端電極222上(參考圖13A)。
注意，圖13B顯示一實施例，其中，具有電極261和262的基底260安裝於圖12C中所示的結構上。
注意，本實施例可以與實施例模式及實施例1和2中的任何說明相結合。
實施例4
在本實施例中，將參考圖14、15、16A至16E、17A至17E、18A和18B、19A至19C、20A及20B、21A至21C、22A至22C、23A至23C、24A至24B、25A至25C，說明具有光電轉換元件的半導體裝置、藉由使用厚膜電路元件形成的被動元件、及藉由使用薄膜電路元件形成的主動元件。
藉由結合光電轉換元件基底501、薄膜電路元件基底503(503a、503b...)、及厚膜電路元件基底504(504a、504b...)，以製造圖14、15、16A至16E中所示的半導體裝置。注意，厚膜元件代表由網版印刷法、噴墨法、等等所形成的元件。
在光電轉換元件基底501上，形成具有多個光電轉換元件521的光電轉換區502。光電轉換區502電由端電極562電連接至另一基底。關於光電轉換元件521，可以使用實施例1中所述的光二極體103或實施例2和3中所述的光電轉換裝置。
包含多個薄膜電路元件522的薄膜電路511(511a、511b、511c...)分別形成於多個薄膜電路元件基底503中。薄膜電路511是包含薄膜形成的元件之電路，例如薄膜電晶體(TFT)電路、薄膜二極體、等等。圖1中所示的電流鏡電路111或開關102可以由此薄膜電路511所形成。此外，薄膜電路511由連接電極513(在本實施例中為513a、513c、及513e)電連接至另一基底。
此外，薄膜電路511可以堆疊於一基底上。其實施例顯示於圖16D上。在本實施例中，薄膜電路511c顯示於薄膜電路元件基底503c。連接至形成於接近基底503c的一側(下層)上的TFT之電極533a，經由連接電極534a，電連接至散佈於各向異性導電黏著材料531中的導電粒子532。此外，連接至形成於遠離基底503c之一側(上層)上的TFT之電極533b也會電連接至散佈於各向異性導電黏著材料531中的導電粒子532。如此，下層中的TFT與上層中的TFT彼此電連接。此外，電極533b連接至連接電極534b，因此，薄膜電路元件基底503c電連接至另一基底。此外，電連接至下層中的TFT之連接電極513e會通過基底503c的後表面。因此，膜電路511c電連接至另一基底。
均具有厚膜電路元件523的厚膜電路512(512a、512b...)分別形成於多個厚膜電路元件基底504上。厚膜電路512是包含例如線圈、電容器、或電阻等厚膜元件之電路，且可由網版印刷法、噴墨法、或使用導電膏或類似者等類似方法所形成。
厚膜電路512經由連接電極513(在本實施例中為513b和513d)電連接至另一基底。
此外，包含終端元件電路507的終端基底505形成在半導體裝置的最遠邊緣(請參考圖16E)。以印刷法或類似方法，經由設在終端基底505中的通孔，將終端電極506形成在基底的二表面。形成在終端基底505上的終端元件電路507可以為光電轉換元件、薄膜電路元件、或厚膜電路元件。但是，在形成光電轉換元件的情形中，具有透光特性的基底用於終端基底505。在本實施例中，形成具有TFT 535的薄膜電路元件。
膜、陶瓷、或類似者可以用於基底501、503、及504，以及，元件可以直接形成在基底上或是可以形成在另一基底上，然後剝離及附著。但是，在光電轉換元件基底501的情形中，光需要進入光電轉換元件521；因此，使用具有透光特性的基底。雖然，形成連接電極以電連接每一基底，但是，以下述方式形成連接電極：首先藉由雷射照射，形成通過基底的通孔(接觸孔)，然後，經過通孔，在基底的前表面及後表面上形成連接電極。因此，每一基底需要由通孔可以由雷射照射所形成的材料製成。
於下，將說明光電轉換元件的詳細製造方法。首先，在基底501上形成基部絕緣膜552、及在基部絕緣膜552上形成導電膜553(參考圖17A)。
接著，使用導電膜553，形成光電轉換元件的下電極554(參考圖17B)。
在下電極554上形成具有第一導電率型的半導體膜、本質半導體膜、及具有與第一導電率型相反的導電率型之半導體膜。在本實施例中，依序形成p型半導體膜555p、本質半導體膜555i、及n型半導體膜555n(參考圖17C)。
然後，使用p型半導體膜555p、本質半導體膜555i、及n型半導體膜555n，形成光電轉換層556之p型半導體層556p、本質半導體膜556i、及n型半導體膜556n(參考圖17D)。
然後，形成絕緣膜557以遮蓋基部絕緣膜552、下電極554、及光電轉換層556(參考圖17E)。
此外，接觸孔設在絕緣膜557中，以及，形成與光電轉換層的最上層(在本實施例中為n型半導體層556n)接觸之上電極558(參考圖17F)。
接著，形成保護膜561(參考圖18A)，在保護膜561中設置接觸孔，及形成端電極562以電連接至上電極558(參考圖18B)。端電極562是用於電連接至另一基底的電極。
注意，此處未細述基部絕緣膜552、下電極554、光電轉換層556、絕緣膜557、及上電極558之材料，詳細說明可以參考實施例模式及實施例1至3。
接著，將說明本實施例的TFT電路基底的詳細製造方法。在本實施例中，說明作為半導體元件的電隔離TFT的實施例；但是，用於積體電路的半導體元件不限於此，可以使用任何種類的電路元件。舉例而言，除了TFT之外，尚有記憶體元件、二極體、光電轉換元件、電阻元件、線圈、電容器元件、電感器、等等。
首先，如圖19A所示，以濺射法，在具有抗熱性的基底(第一基底)601上形成剝離層602。由於基底601會在稍後執行的步驟中被剝離，所以，可以使用例如硼矽酸鋇玻璃或硼矽酸鋁玻璃、石英基底、陶瓷基底等玻璃基底作為第一基底601。此外，可以使用具有絕緣膜形成於其表面上的半導體基底或包含不銹鋼基底的金屬基底。雖然由例如塑膠等合成樹脂製成的可撓基底在抗熱性上一般較上述基底差，但是，當基底可以抵抗製程中的熱溫度時，可以使用可撓基底。
剝離層602可以由含有例如非晶矽、多晶矽、單晶矽、或微晶矽(包含半非晶矽)作為其主成份之層所製成。可以藉由濺射法、低溫CVD法、電漿CVD法、或類似方法，形成剝離層602。在本實施例中，剝離層602是藉由低壓CVD法，由約50nm厚的非晶矽製成。剝離層602的材料不限於矽，可以使用能被選擇性地蝕刻之材料。較佳地，剝離層602具有50至60nm厚度。當剝離層602由半非晶矽製成時，可以形成為具有30至50nm的厚度。
接著，在剝離層602上形成基部膜603。基部膜603係設置來防止第一基底601中例如Na或鹼土金屬等鹼金屬擴散至半導體膜中。當鹼金屬或鹼土金屬在半導體中時，其對於例如TFT等半導體元件的特性具有不利效應。設置基部膜603的另一目的是在剝離半導體元件的後續製程中保護半導體元件。基部膜603可以是單層絕緣膜或是包含多個絕緣膜。因此，基部膜603可以由例如氧化矽、氮化矽、或氮氧化矽等能夠抑制鹼金屬或鹼土金屬擴散至半導體膜中的絕緣膜製成。
在本實施例中，依序堆疊100 nm厚的SiON膜、50 nm厚的SiNO膜、及100 nm厚的SiON膜。但是，每一膜的堆疊層的材料、厚度、及數目不限於此。舉例而言，藉由旋轉塗敷法、狹縫塗敷法、滴放法、或類似方法，形成0.5至3 μ m厚的矽氧烷為基礎的光阻，以取代下層中的SiON膜。可以使用氮化矽膜(SiNx、Si3 N4 、或類似者)以取代上層中的SiON膜。每一膜的厚度希望為0.05至3 μ m，可以自由地選擇此範圍內的厚度。
或者，最接近剝離層602的基部膜603的下層603a可以由SiON膜或SiO2 膜製成，中間層603b可以由矽氧烷為基礎的樹脂製成，以及，上層可以由SiO2 膜製成。
藉由熱CVD法、電漿CVD法、正常壓力CVD法、偏壓ECRCVD法、或類似方法，以SiH4 及O2 的混合氣體或TEOS(四乙氧矽烷)與O2 的混合氣體、及類似氣體，形成氧化矽膜。典型上，以電漿CVD法，使用SiH4 及NH3 的混合氣體，形成氮化矽膜。典型上，以電漿CVD法，使用SiH4 及N2 O的混合氣體，形成氮氧化矽膜(SiOX Ny ：x>y)。
接著，在基部膜603上形成半導體膜604。令人滿意地形成半導體膜604而不會在形成基部膜603之後曝露於空氣中。半導體604可以具有20至200 nm(令人滿意地40至170 nm，較佳地，50至150 nm)。半導體膜604可以為非晶半導體、半晶半導體、或是多晶半導體。也可以使用矽鍺與矽。在使用矽鍺的情形中，鍺的濃度較佳地約0.01至4.5原子%。
藉由含矽氣體的輝光放電分解，取得非晶半導體。SiH4 及Si2 H6 作為典型的含矽氣體。此含矽氣體可以由氫或氫與氦稀釋。
半非晶半導體是含有介於非晶半導體與具有晶體結構(包含單晶結構與多晶結構)的半導體之間的中間結構之半導體的膜。半非晶半導體是具有以能量觀點而言為穩定之第三條件的半導體膜，且具有短範圍次序及晶格扭曲的結晶物質。藉由將其晶粒尺寸設定在0.5至20nm，可以將其晶粒散佈在非單晶半導體中。其拉曼光譜偏向比520 cm－ 1 低的波數。以X光繞射，在半非晶半導體中觀測到被視為導因於Si晶體晶格的(111)及(220)的繞射峰值。半非晶半導體含有至少1原子%或更高的氫或鹵素以用於終止懸垂鍵。為了簡明起見，將此半導體稱為半非晶半導體(SAS)。藉由添加例如氦、氬、氪、及氖等稀有氣體，以進一步延伸晶格扭曲，以致於取得具有改進的穩定度之半晶半導體。
藉由含矽的氣體之輝光放電分解，取得SAS。SiH4 是典型的含矽氣體，此外，也可使用Si2 H6 、SiH2 Cl2 、SiHCl3 、SiCl4 、SiF4 、或類似者。藉由使用以氫或選自氦、氬、氪、及氖的一或更多稀有氣體元素添加至氫的氣體來稀釋之含矽氣體，輕易地形成SAS。以2至1000倍稀釋倍數，較佳地稀釋含矽氣體。此外，例如CH4 或C2 H6 等碳化物氣體；例如GeH4 及GeF4 等鍺氣體；及類似者可以混合含矽的氣體中以將能帶寬度調整在1.5至2.4Ev或0.9至1.1eV。
在使用H2 添加至SiH4 的氣體或F2 添加至SiH4 的氣體之情形中，藉由使用所形成的半非晶半導體以製造TFT，TFT的次臨界係數(S值)可以為0.35 V/sec或更低，典型上從0.25至0.09 V/sec，且遷移率可以為10 cm2 /Vsec。舉例而言，當藉由使用半非晶半導體的TFT來形成19級環振盪器時，可以取得功率電壓從3至5V的範圍中，振盪頻率為1 MHz或更高，較佳地，為100 MHz或更高。此外，在3至5V的功率電壓範圍中，反相器的每一級延遲時間可為26 ns，較佳地為0.26 ns或更低。
如圖19A所示，使用雷射光600，將半導體膜604晶化。但是，使用觸媒元素的晶化方法及使用雷射的雷射晶化法可以結合。
對半導體膜較佳地執行500℃的熱退火一小時，相對於雷射晶化前的雷射，增加半導體膜的電阻。藉由照射具有來自連續固態雷射的基波的第二、第三、及第四諧波之雷射光，可以取得具有大晶粒尺寸的晶體。舉例而言，典型上，較佳的是使用Nd：YVO4 雷射(基波為1064 nm)的第二諧波(532 nm)或第三諧波(355 nm)。具體而言，從連續波YVO4 發射的雷射光會被轉換以取得具有10W輸出的雷射光。較佳的是經由光學系統以將被照射表面上的雷射光整形成長方形或是橢圓形，以照射半導體膜。對於雷射而言，功率密度約為0.01至100 MW/cm2 (較佳地，0.1至10 MW/cm2 )。照射時掃描速度設定在約10至200 cm/sec。
可以使用已知的連續波氣體雷射或固態雷射作為雷射。關於氣體雷射，有Ar雷射、氪雷射、等等。關於固態雷射，有YAG雷射、YVO4 雷射、YLF雷射、YalO3 雷射、Y2 O3 雷射、玻璃雷射、紅寶石雷射、變石雷射、或Ti：藍寶石雷射、等等。
此外，可以採用脈衝雷射光以執行雷射晶化。在此情形中，脈衝重覆率設定在10 MHz或更多。此頻帶遠高於一般使用的數十Hz至數佰Hz的頻帶。在以脈衝雷射光照射半導體膜之後，要耗費數十至數佰n秒以完全地固化半導體膜。當脈衝雷射光具有上述頻帶時，在半導體膜由雷射光熔化及固化期間，以下一脈衝照射半導體膜。因此，在半導體膜中，固液界面可以連續地移動，以致於可以取得朝向掃描方向連續地生長之晶粒。具體而言，能夠形成含有晶粒的聚集體，每一晶粒在掃描方向上具有約10至30 μ m的寬度，以及，在垂直於掃描方向上具有約1至5 μ m的寬度。藉由形成延著掃描方向長度延伸的單晶之晶粒，也能夠形成至少在TFT通道方向幾乎無晶粒邊界的半導體膜。
可以在例如稀有氣體或氮氣等惰性氣體氛圍中，執行雷射光照射。這使得半導體表面的粗糙度能由雷射光的照射抑制且使界面狀態密度中的變化而產生的臨界值變化能夠受抑制。
接著，如圖19B所示，島狀半導體膜606、607、及608由晶化半導體膜605製成。然後，形成閘極絕緣膜609，以遮蓋島狀半導體膜606至608。閘極絕緣膜609可為藉由電漿CVD法、濺射法、等等，由包含氮化矽、氧化矽、氮氧化矽、或氧氮化矽所形成的單層或堆疊層。在堆疊層的情形中，舉例而言，藉由堆疊氧化矽膜、氮化矽膜、及氧化矽膜於基底側上，較佳地形成閘極絕緣膜609。
在形成閘極絕緣膜609之後，在300至450℃的溫度下，在含有3至100%的氫之氛圍中，執行熱處理1至12小時，以將島狀半導體膜606至608氫化。關於氫化的另一方式，可以執行電漿氫化(使用由電漿激發的氫)。在氫化製程中，可以藉由使用熱激發的氫以終結懸垂鍵。在後續製程中，將半導體元素附加至可撓第二基底之後，藉由彎曲第二基底，可以在半導體膜中形成缺陷。但是，即使在此情形中，當半導體膜中的氫濃度由氫化設定在1×102 2 cm－ 3 ，較佳地在1×101 9 至5×102 0 cm－ 3 時，缺陷仍可由半導體膜中的氫終結。此外，為了終止缺陷，鹵素可以包含在半導體膜中。
接著，如圖19C所示，形成閘極電極610至612。在本實施例中，以濺射法將Si與W形成為堆疊並接著使用光阻613作為掩罩以執行蝕刻之方式，形成閘極電極610至612。當然，閘極電極610至612的製造方法不限於此，且可以適當地選取。舉例而言，閘極電極610至612可以為包含摻有施予n型的雜質之矽及NiSi(矽化鎳)的堆疊結構，或是包含TaN(氮化鉭)及W(鎢)。此外，閘極電極610至612可為不同種類的導電材料製成的單層。
可以使用SiOx 或類似者製成的掩罩，取代光阻掩罩。在此情形中，執行其它步驟以形成SiOx 、SiON、或類似者製成的掩罩(參考硬掩罩)。但是，在蝕刻時掩罩厚度的損耗小於光阻掩罩的情形；因此，可以形成均具有所需寬度的閘極電極610至612。或者，以滴放法而不使用光阻613，形成閘極電極610至612。
根據導電膜的功能，從不同材料選取導電材料。當同時形成閘極電極及天線時，可以考慮材料的功能而選取材料。
雖然使用CF4 、Cl2 及O2 的混合氣體或是Cl2 的氣體作為藉由蝕刻以形成閘極電極的蝕刻氣體，但是，蝕刻氣體不限於此。
接著，如圖20A所示，要成為p通道TFT的島狀半導體膜607會由光阻615遮蓋，且施予n型導電率的雜質元素(典型上，藉由使用閘極電極610和612作為掩罩(第一摻雜製程)，將P(磷)或As(砷)摻雜至島狀半導體膜606和608以形成低濃度區)。在劑量為1×101 3 至6×101 3 /cm2 及加速電壓為50至70 keV的條件下，執行第一摻雜製程。但是，第一摻雜製程的條件不限於此。在第一摻雜製程中，經由閘極絕緣膜609，執行摻雜，以及，在島狀半導體膜606和608中，形成成對的低濃度雜質區616和617。此外，可以執行第一摻雜製程，而不用以光阻遮蓋要成為p通道TFT的島狀半導體膜607。
接著，如圖20B所示，在以灰化或類似方式移除光阻615之後，新近形成光阻618以遮蓋要成為n通道TFT之島狀半導體膜606及608。然後，藉由使用閘極電極611作為掩罩，將施予p型導電率的雜質元素(典型上為硼)摻雜至島狀半導體膜607以形成高濃度區(第二摻雜製程)。在劑量為1×101 6 至3×101 6 /cm2 及加速電壓為20至40 keV的條件下，執行第二摻雜製程。在第二摻雜製程中，經由閘極絕緣膜609，執行摻雜，以及，在島狀半導體膜607中，形成成對的p型高濃度雜質區620。
接著，如圖21A所示，在以灰化或類似方式移除光阻618之後，形成絕緣膜621以遮蓋閘極絕緣膜609及閘極電極610至612。在本實施例中，絕緣膜621由電漿CVD法形成厚度為100nm的SiO2 膜製成。之後，以回蝕法，將絕緣膜621及閘極絕緣膜609部份地蝕刻，如圖21B所示，以形成以自行對準方式要與閘極電極610至612的側邊接觸的側壁622至624。使用CHF3 及He的混合氣體作為蝕刻氣體。此外，形成側壁的步驟不限於此。
當形成絕緣膜621時，絕緣膜621也可以形成在基底的背面。在本情形中，藉由使用光阻，選擇性地蝕刻掉形成在基底的背面之絕緣膜。或者，當以背蝕刻法形成側壁時，所使用的光阻可以與絕緣膜621及閘極絕緣膜609同時被部份地移除。
接著，如圖21C所示，新近地形成光阻626以遮蓋要成為p通道TFT的島狀半導體膜607。然後，藉由使用閘極電極610及612以及側壁622和624作為掩罩以摻雜施予n型導電率(典型上為磷或砷)的雜質元素(第三摻雜製程)，而形成高濃度區。在劑量為1×101 3 至5×101 5 /cm2 及加速電壓為60至100 keV的條件下，執行第三摻雜製程。在第三摻雜製程中，經由閘極絕緣膜609，執行摻雜，以及，在島狀半導體膜606和608中，形成成對的n型高濃度雜質區627和628。
此外，後續在側壁622和624的下部中摻雜施予n型導電率的高濃度雜質時及形成低濃度雜質區或非摻雜偏移區時，側壁622及624作為掩罩。因此，為了控制偏移區的低濃度雜質區的寬度，藉由適當地改變形成側壁時的膜形成條件及回蝕刻方法的條件，可以調整側壁的尺寸。
在藉由灰化等等以移除光阻626之後，可以執行雜質區的熱活化。舉例而言，在沈積50 nm厚的SiON膜之後，在550℃下，在氮氛圍中執行熱處理4小時。在形成100 nm厚的包含氫之SiNx 膜之後，在410℃下，在氮氛圍中對其執行熱處理1小時。因此，可以恢復多晶半導體膜中的缺陷。舉例而言，此處理係終結多晶半導體膜中的懸垂鍵並被稱為氫化步驟或類似步驟。
根據一序列前述製程，形成n通道TFT 630、p通道TFT 631、及n通道TFT 632。當藉由適當地改變上述製程中的回蝕刻法的條件以調整側壁尺寸時，可以形成具有0.2至2 μ m的通道長度之TFT。雖然在本實施例中TFT 630至632具有頂部閘極結構，但是，它們可以具有底部閘極結構(反向交錯結構)。
之後，形成被動膜以保護TFT 630至632。希望被動膜由可以防止鹼金屬或鹼土金屬穿入TFT 630至632之氮化矽、氮氧化矽、氮化鋁、氧化鋁、氧化矽等製成。具體而言，舉例而言，具有約600 nm厚的SiON膜可以作為被動膜。在此情形中，在形成SiON膜之後，執行氫化步驟。以此方式，在TFT 630至632上形成SiON、SiNX 、及SiON的三層絕緣膜。但是，這些膜的結構及材料不限於此。根據上述結構，由於TFT 630及632由基部膜603及被動膜遮蓋，所以，能夠防止例如Na等鹼金屬或鹼土金屬擴散至用於半導體元件的半導體膜中。當用於半導體中時，鹼金屬或鹼土金屬對於半導體元件的特性具有不利效果。
接著，如圖22A所示，形成第一層間絕緣膜633以遮蓋TFT 630至632。第一層間絕緣膜633可以由例如聚醯亞胺、丙稀酸系、或聚醯胺。此外，可以使用低介電常數材料(低k材料)、包含藉由使用矽氧烷為基礎的材料作為啟始材料所形成的Si－O－Si鍵之樹脂(此後稱為矽氧烷為基礎的樹脂)、或類似者。矽氧烷是由矽(Si)與氧(O)的鍵結骨架結構所構成。關於替代物，使用含有至少氫的有機基團(例如烷基或芳族烴)。或者，氟基也可作為替代物。此外，或者可以使用含有至少氫及氟基的有機基團作為替代物。
視材料而以旋轉塗敷法、浸漬法、噴灑塗著法、滴放法(噴墨法、網版印刷法、偏移印刷法、等等)、手術刀法、滾塗法、幕式塗法、刀塗法、等等，形成第一層間絕緣膜633。此外，可以使用無機材料，而且，在本情形中，可以使用氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、PSG(磷玻璃)、BPSG(磷硼玻璃)、氧化鋁膜、或類似者。此外，藉由堆疊上述材料製成的絕緣膜，形成第一層間絕緣膜633。
此外，可在第一層間絕緣膜633上形成第二層間絕緣膜640。圖22B顯示形成第二層間絕緣膜640的實施例。以電漿CVD法、大氣壓電漿CVD法、或類似者，以包含例如DLC(類鑽石碳)或CN(氮化碳)的膜、氧化矽膜、氮化矽膜、或氧氮化矽膜製成第二層間絕緣膜640。此外，第二層間絕緣膜640可以由例如聚醯亞胺、丙烯酸系、聚醯胺、光阻、或苯並環丁烯、矽氧烷為基礎的樹脂、或類似者等感光或不感光有機材料。
填充器可以混入第一層間絕緣膜633或第二層間絕緣膜640中，以防止第一層間絕緣膜633及第二層間絕緣膜640因構成之後要形成的接線之導電材料或類似者與第一層間絕緣膜633或第二層間絕緣膜640之間的熱膨脹係數的差異所造成的應力而剝離及受損。
接著，如圖22B所示，在第一層間絕緣膜633中形成接觸孔，接著，形成接線634至639以連接至TFT 630至632。雖然使用CHF3 與He的混合氣體，但是，在打開接觸孔時要用於蝕刻的蝕刻氣體不限於此。在本實施例中，藉由濺射法以形成具有Ti、TiN、Al－Si、Ti、及TiN堆疊而成的五層結構之接線634至639，然後，蝕刻接線634至639。
藉由混合Si至Al中，能夠防止接線形成期間烘烤光阻時的丘狀物。可以混合約0.5%的Cu以取代Si。當Al－Si層夾在Ti與TiN之間時，能夠進一步改進抗丘狀物的能力。蝕刻時希望使用SiON或類似者所製成的上述硬掩罩。接線的材料及形成方法不限於此，可以使用上述用於閘極電極的材料。
接線634及635連接至n通道TFT 630的高濃度雜質區627，接線636及637連接至p通道TFT 631的高濃度雜質區620，以及，接線638及639連接至n通道TFT 632的高濃度雜質區628。
接著，如圖22C所示，第三層間絕緣膜641形成於第一層間絕緣膜633上，或者，在形成第二層間絕緣膜640的情形中，第三層間絕緣膜641形成於第二層間絕緣膜640上，以遮蓋接線634至639。第三層間絕緣膜641形成為在接線639部份曝露的位置處具有開口部份。使用與第一層間絕緣膜633相同的材料，可以形成第三層間絕緣膜。
然後，在第三層間絕緣膜641上形成電極642。電極642可以由具有選自Ag、Au、Cu、Pd、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Al、Fe、Co、Zn、Sn、及Ni之至少之一金屬或金屬化合物的導電材料製成。也要注意，電極642需要由後續蝕刻剝離層的步驟中不會被蝕刻的材料製成。因此，電極642由可以取得剝離層602與電極642之間的選擇性之材料製成。此外，電極642連接至接線639。
接著，如圖23A所示，形成溝槽646以將元件分開。溝槽646可以具有使剝離層602曝露之深度。溝槽646可以由、劃割法、切粒法、等等形成。
如圖23B所示，蝕刻掉剝離層602。在本實施例中，鹵素氟化物作為蝕刻氣體並將氣體從溝槽646導入。在本實施例中，舉例而言，在350℃的溫度、300 sccm的流速、800 Pa的壓力、以及蝕刻時間3小時的條件下，使用ClF3 (三氟化氯)。或者，可以使用氮氣混於ClF3 氣體中的氣體。藉由使用例如ClF3 等鹵素氟化物以選擇性地蝕刻剝離層602，以致於第一基底601可以從TFT 630至632剝離。鹵素氟化物可為氣體或液體。
如圖23C所示，藉由使用黏著劑652以將被剝離的TFT 630至632附著至第二基底651。黏著劑652由能夠將第二基底651及基部膜603彼此附著的材料製成。關於黏著劑652，舉例而言，可以使用例如反應固化黏著劑、熱固化黏著劑、例如紫外線可固化黏著劑等光固化黏著劑、及厭氧黏著劑不同黏著劑。
在使用有機樹劑於會與基部膜603接觸的黏著劑652以取得基底的可撓性之情形中，藉由使用氮化矽膜或含有氧的氮化矽膜作為基部膜603，能夠防止例如Na等鹼金屬或鹼土金屬從有機樹脂擴散至半導體膜中。
第二基底651可以由例如可撓紙或塑膠等有機材料製成。或者，可以使用可撓無機材料作為第二基底651。塑膠材料可以由包含具有極性基團的聚原冰片烯(由JSR製造)。此外，舉例而言，聚酯典型上可為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚碸(PES)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、尼龍、聚醚醚酮(PEEK)、聚碸(PSF)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚芳香族酯(PAR)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醯乙胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸樹脂、等等。希望第二基底651具有高至約2至30 W/Mk的導熱率以使積體電路中產生的熱散熱。
當第二基底651彎曲成因產生線的移動而拉出具有例如圓錐表面或圓柱表面等彎曲表面時，令人滿意的是將產生線的方向與TFT 630至632的載具的移動方向相對齊。藉由上述結構，即使當第二基底651彎曲時，能夠抑制導因於彎曲而對TFT630至632的特徵造成的影響。當積體電路中的島狀半導體膜的面積的比例為1至30%時，能夠進一步抑制導因於第二基底651的彎曲而對TFT 630至632的特徵的影響。
然後，以雷射光661(請參考圖24A)照射第二基底651。藉由雷射光661的照射，形成通過第二基底651、第一層間絕緣膜633、及第三層間絕緣膜641之接觸孔662。
然後，形成通過接觸孔662而要連接至外部元件的連接電極663。藉由網版印刷法、噴墨法、或類似者，形成連接電極663。
圖25A至25C顯示基底的實施例，在其上形成有厚膜元件電路。以網版印刷法、噴墨法、等等，在基底671上形成例如線圈672等厚膜元件。在線圈672的每一端形成通過基底671的接觸孔，以及形成通過接觸孔的連接電極673。
如上所述，藉由結合光電轉換元件基底與薄膜電路基底，以製造圖1中所示的結構。藉由進一步結合厚膜電路基底，可以製造同時具有電阻、電容器、等等之裝置。
實施例5
在本實施例中，將說明不同的電子裝置的實施例，其中，併有本發明取得的光電轉換裝置。應用本發明之電子裝置，可為電腦、顯示器、行動電話、電視機、等等。這些電子裝置的具體實施例顯示於圖26、圖27A和27B、圖28A和28B、及圖29中。
圖26顯示行動電話，其具有本體(A)701、本體(B)702、機殼733、操作鍵704、聲音輸入部705、聲音輸出部706、電路板707、顯示面板(A)708、顯示面板(B)709、鉸鏈710、透光材料部711、及光電轉換元件712。本發明可以應用至光電轉換元件712。
光電轉換元件712偵測通過透光材料711的光，以及視偵測到的外來光之照度來控制顯示面板(A)708及顯示面板(B)709的亮度或是根據光電轉換元件712取得的照度而控制操作鍵704的照度。依此方式，可以依據行動電話的電流消耗。
圖27A及27B顯示行動電話的其它實施例。在圖27A及27B中，代號721代表本體；722代表機殼；723代表顯示面板；724代表操作鍵；725代表聲音輸出部；726代表聲音輸入部；及727和728代表光電轉換元件。
在圖27A中所示的行動電話中，可以藉由設在本體721中的光電轉換元件727以偵測外來光，來控制顯示面板723及操作鍵724的亮度。
此外，在圖27B中所示的行動電話中，除了圖27A的結構之外，尚有光電轉換元件728設在本體721中。藉由光電轉換元件728，也可以偵測設在顯示面板723中的背照光的亮度。
圖28A顯示電腦，其具有本體731、機殼732、顯示部份733、鍵盤734、外部連接埠735、指標滑鼠736、等等。
此外，圖28B顯示例如電視接收器等顯示裝置。顯示裝置包含機殼741、支持件742、顯示部份743、等等。
圖29顯示用於圖28A中所示的電腦的顯示部份733之液晶面板及圖28B中所示的顯示裝置的顯示部份743。
圖29中所示的液晶面板762併入於機殼761中，並具有基底751a和751b、插入於基底751a與751b之間的液晶層752、偏光濾光器755a和755b、背照燈753、等等。此外，在機殼761中形成具有光電轉換元件的光電轉換元件形成區754。
藉由使用本發明而製造的光電轉換元件形成區754會偵測來自背照燈753光量，以及資訊會被回饋以調整液晶面板762的亮度。
圖30A及30B係顯示實施例，其中，本發明的光感測器併入於相機中，例如數位相機。圖30A是從數位相機的前側觀視之透視圖，圖30B係從其背側觀視的透視圖。在圖30A中，數位相機設有釋放鍵801、主開關802、視野取景器803、閃光燈部份804、透鏡805、鏡桶806及機殼807。
此外，在圖30B中，數位相機設有目鏡取景器811、監視器812、及操作鍵813。
當按下釋放鍵801到一半時，焦點調整機構及曝光調整機構會被操作，以及，當釋放鍵被按到最低點時，快門會打開。
藉由按下或旋轉主開關802，可以開啟或關閉數位相機的電源。
視野取景器803設於透鏡805上方，位於數位相機的正面，用以檢查拍攝範圍及離圖30B中所示的目鏡取景器811之焦點。
閃光燈部份設於數位相機的正面上的上方位置。當物體亮度不足時，輔助光會與釋放鍵被按下及快門開取的同時從閃光燈部份804發射。
透鏡805位於數位相機的正面且由聚焦透鏡、等等製成。透鏡與未顯示的快門及光圈形成照相光學系統。此外，在透鏡之後設有例如CCD(電耦合裝置)等成像裝置。
鏡桶806會將透鏡位置移動以調整聚焦透鏡的焦點、變焦鏡頭、等等。在拍照時，鏡桶會滑出以將透鏡805向前移動。此外，當攜帶數位相機時，透鏡805會移回而成為輕巧的。注意，本實施例中所採用的結構係藉由滑動鏡桶而變焦地拍攝物體；但是，本發明不限於此結構，也可以採用一結構於數位相機，在此結構中，藉由使用機殼807內的照相光學系統的結構，而不滑動鏡桶，即可變焦地執行拍照。
目鏡取鏡器811位於數位相機的背面上之上方位置，在檢查拍攝範圍及焦點時，用於從此觀視。
操作鍵813均為用於設在數位相機的背面上之不同功能的鍵，包含設定鍵、目錄鍵、顯示鍵、功能鍵、選取鍵、等等。
當本發明的光感測器併入於圖30A及30B中所示的相機中時，光感測器可以偵測光是否存在、及光強度，因此可以執行相機的曝光調整等等。
此外，本發明的光感測器也可以應用至例如投影電視機及導航系統等其它電子裝置。換言之，其可以應用至任何需要偵測光的物體。
本實施例可以與實施例模式及實施例1至4的任何說明自由地結合。
產業利用性
根據本發明，可以製造能夠偵測從弱光至強光的廣範圍光強度之半導體裝置。
本發明係以2005年7月27號向日本專利局申請之日本專利申請序號2005－217757為基礎，其整體內容於此一併列入參考。
100．．．光電轉換層
100i．．．i型半導體層
100n．．．n型半導體層
100p．．．p型半導體層
101．．．電源
102．．．開關
103．．．光二極體
104．．．光二極體
105．．．TFT
105a．．．TFT
105b．．．TFT
105c．．．TFT
105d．．．TFT
107．．．輸出端
111．．．電流鏡
121．．．開關
124．．．控制部份
125．．．外部端子
201．．．TFT
202．．．TFT
203．．．電流鏡
204．．．源極或汲極區
205．．．源極或汲極區
208．．．光電轉換層
208i．．．i型半導體層
208n．．．n型半導體層
208p．．．p型半導體層
210．．．基底
212．．．基部絕緣膜
213．．．閘極絕緣膜
214．．．接線
215．．．接線
216．．．層間絕緣膜
217．．．層間絕緣膜
218．．．保護電極
219．．．接線
220．．．連接電極
221．．．端電極
222．．．端電極
224．．．密封層
231．．．島狀半導體區
232．．．島狀半導體區
234．．．閘極電極
235．．．閘極電極
237．．．汲極區
238．．．汲極區
241．．．源極電極或汲極電極
242．．．源極電極或汲極電極
245．．．保護電極
246．．．保護電極
247．．．保護電極
248．．．保護電極
250．．．端電極
251．．．端電極
260．．．基底
261．．．電極
262．．．電極
263．．．銲材
264．．．銲材
281．．．端電極
282．．．源極電極或汲極電極
283．．．源極電極或汲極電極
284．．．接線
285．．．連接電極
291．．．元件形成區
292．．．光接收部份
293．．．放大電路部份
301．．．TFT
302．．．TFT
303．．．電流鏡
311．．．金屬膜
312．．．閘極電極
313．．．閘極電極
314．．．閘極絕緣膜
315．．．島狀半導體區
316．．．島狀半導體區
318．．．掩罩
321．．．源極區或汲極區
322．．．源極或汲極區
331．．．源極電極或汲極電極
332．．．源極電極或汲極電極
336．．．保護電極
337．．．保護電極
341．．．源極電極或汲極電極
342．．．源極電極或汲極電極
501．．．光電轉換元件基底
502．．．光電轉換區
503．．．薄膜電路元件基底
503a．．．薄膜電路元件基底
503b．．．薄膜電路元件基底
503c．．．薄膜電路元件基底
504．．．厚膜電路元件基底
504a．．．厚膜電路元件基底
504b．．．厚膜電路元件基底
505．．．終端基底
506．．．終端電極
507．．．終端元件電路
511．．．薄膜電路
511a．．．薄膜電路
511b．．．薄膜電路
511c．．．薄膜電路
512．．．厚膜電路
512a．．．厚膜電路
512b．．．厚膜電路
513．．．連接電極
513a．．．連接電極
513b．．．連接電極
513c．．．連接電極
513d．．．連接電極
513e．．．連接電極
521．．．光電轉換元件
522．．．薄膜電路元件
523．．．厚膜電路元件
531．．．各向異性導電黏著材料
532．．．導電粒子
533a．．．電極
533b．．．電極
534a．．．連接電極
534b．．．連接電極
535．．．TFT
552．．．基部絕緣膜
553．．．導電膜
554．．．下電極
555i．．．本質半導體膜
555n．．．n型半導體膜
555p．．．p型半導體膜
556．．．光電轉換層
556i．．．本質半導體層
556n．．．n型半導體層
556p．．．p型半導體層
557．．．絕緣膜
558．．．上電極
561．．．保護膜
562．．．終端電極
600．．．雷射光
601．．．基底
602．．．剝離層
603．．．基部膜
603a．．．下層
603b．．．中間層
603c．．．上層
604．．．半導體膜
605．．．半導體膜
606．．．半導體膜
607．．．半導體膜
608．．．半導體膜
609．．．閘極絕緣膜
610．．．閘極電極
613．．．光阻
615．．．光阻
616．．．低濃度雜質區
617．．．低濃度雜質區
618．．．光阻
620．．．高濃度雜質區
621．．．絕緣膜
622．．．側壁
623．．．側壁
624．．．側壁
626．．．光阻
627．．．高濃度雜質區
628．．．高濃度雜質區
630．．．TFT
631．．．TFT
632．．．TFT
633．．．層間絕緣膜
634．．．接線
635．．．接線
636．．．接線
637．．．接線
638．．．接線
639．．．接線
640．．．層間絕緣膜
641．．．層間絕緣膜
642．．．電極
646．．．溝槽
651．．．基底
652．．．黏著劑
661．．．雷射光
662．．．接觸孔
663．．．連接電極
671．．．基底
672．．．線圈
673．．．連接電極
701．．．本體(A)
702．．．本體(B)
703．．．機殼
704．．．操作鍵
705．．．聲音輸入部
706．．．聲音輸出部
707．．．電路板
708．．．顯示面板(A)
709．．．顯示面板(B)
710．．．鉸鏈
711．．．透光材料
712．．．光電轉換元件
721．．．本體
722．．．機殼
723．．．顯示面板
724．．．操作鍵
725．．．聲音輸出部
726．．．聲音輸入部
727．．．光電轉換元件
728．．．光電轉換元件
731．．．本體
732．．．機殼
733．．．顯示部份
734．．．鍵盤
735．．．外部連接埠
736．．．指標滑鼠
741．．．機殼
742．．．支撐件
743．．．顯示部份
751a．．．基底
751b．．．基底
752．．．液晶層
755a．．．偏光濾光器
755b．．．偏光濾光器
753．．．背照燈
754．．．光電轉換層元件形成區
761．．．機殼
762．．．液晶面板
801．．．釋放鍵
802．．．主開關
803．．．取景器
804．．．閃光燈
805．．．透鏡
806．．．鏡桶
807．．．機殼
811．．．目鏡取景器
812．．．監視器
813．．．操作鍵
在附圖中，圖1係本發明的光電轉換裝置的電路圖；圖2係本發明的光電轉換裝置的電路圖；圖3係本發明的光電轉換裝置的電路圖；圖4係本發明的光電轉換裝置的電路圖；圖5係本發明的光電轉換裝置的電路圖；圖6A及6B係本發明的光電轉換裝置的剖面圖；圖7A至7D係視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖8A至8D係視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖9A至9C係視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖10A及10B係視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖11A至11E係視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖12A至12D係視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖13A及13B係本發明的光電轉換裝置的剖面視圖；圖14是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖15是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖16A至16E是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖17A至17F是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖18A及18B是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖19A至19C是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖20A及20B是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖21A至21C是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖22A至22C是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖23A至23C是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖24A及24B是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖25A至25C是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置的製程；圖26是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置安裝於其上的裝置；圖27A及27B是視圖，均顯示本發明的光電轉換裝置安裝於其上的裝置；圖28A及28B是視圖，均顯示本發明的光電轉換裝置安裝於其上的裝置；圖29是視圖，顯示本發明的光電轉換裝置安裝於其上的裝置；圖30A及30B是視圖，均顯示本發明的光電轉換裝置安裝於其上的裝置；圖31是本發明的光電轉換裝置的電路圖；圖32是本發明的光電轉換裝置的電路圖；及圖33是本發明的光電轉換裝置的電路圖；
101．．．電源
102．．．開關
103．．．光二極體
104．．．光二極體
105．．．TFT
111．．．電流鏡

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置，包括：光二極體，包含光電轉換層；電流放大器電路，包含電晶體；及開關，在該光二極體與該放大器電路之間，其中，當進入該光二極體的光的強度比預定強度低時，該光二極體與該電流放大器電路藉由該開關而彼此電連接，以致於光電電流由該電流放大器電路放大以輸出，及其中，當進入該光二極體的光的強度比預定強度高時，該光二極體與該電流放大器電路的至少部份藉由該開關而電斷開，以致於光電電流以降低的放大因數輸出。
  2. 一種半導體裝置，包括：電流鏡電路，包括第一電晶體及第二電晶體，該第一電晶體及第二電晶體彼此連接以致於共同電位施加至每一閘極電極；光二極體，其第一端子連接至電源及第二端子連接至該第一電晶體的源極區和汲極區之一以及該第一電晶體的閘極電極；及開關，串聯地插入於該光二極體的第一端子與該第二電晶體的源極區和汲極區之一之間， 其中，該開關根據該光二極體收到的光的強度而開啟或關閉。
  3. 一種半導體裝置，包括：電流鏡電路，包括第一電晶體及第二電晶體，該第一電晶體及第二電晶體彼此連接以致於共同電位施加至每一閘極電極；光二極體，其第一端子連接至電源及第二端子連接至該第一電晶體的源極區和汲極區之一以及該第一電晶體的閘極電極；及開關，串聯地插入於該光二極體的第一端子與該第二電晶體的源極區和汲極區之一之間，其中，當該光二極體收到的光的強度高於預定值時，該開關關閉，及當該光二極體收到的光的強度低於該預定值時，該開關開啟。
  4. 一種半導體裝置，包括：電流鏡電路，包括第一電晶體及第二電晶體，該第一電晶體及第二電晶體彼此連接以致於共同電位施加至每一閘極電極；光二極體，其第一端子連接至電源及第二端子連接至該第一電晶體的源極區和汲極區之一以及該第一電晶體的閘極電極；及開關，串聯地插入於該光二極體的第一端子與該第二電晶體的源極區和汲極區之一之間， 其中，控制部份根據該光二極體收到的光的強度而切換該開關。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該光電轉換層包含p型半導體層、i型半導體層、及n型半導體層。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該電晶體是薄膜電晶體。
  7. 如申請專利範圍第2項之半導體裝置，其中，該第一電晶體及第二電晶體均為薄膜電晶體。
  8. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中，該第一電晶體及第二電晶體均為薄膜電晶體。
  9. 如申請專利範圍第4項之半導體裝置，其中，該第一電晶體及第二電晶體均為薄膜電晶體。
  10. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，該電晶體具有源極區、汲極區、通道形成區、閘極絕緣膜、及閘極電極。
TW095127148A 2005-07-27 2006-07-25 半導體裝置 TWI392102B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005217757 2005-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200721521A TW200721521A (en) 2007-06-01
TWI392102B true TWI392102B (zh) 2013-04-01

Family

ID=37683425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095127148A TWI392102B (zh) 2005-07-27 2006-07-25 半導體裝置

Country Status (6)

Country Link
US (3) US7485838B2 (zh)
JP (2) JP2011164111A (zh)
KR (1) KR101281991B1 (zh)
CN (1) CN101233394B (zh)
TW (1) TWI392102B (zh)
WO (1) WO2007013534A1 (zh)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142715B (zh) 2005-03-15 2012-08-22 株式会社半导体能源研究所 半导体器件以及具有该半导体器件的电子器件
CN101233394B (zh) * 2005-07-27 2014-02-26 株式会社半导体能源研究所 半导体装置
WO2007023284A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Fry's Metals Inc. Reducing joint embrittlement in lead-free soldering processes
JP4936071B2 (ja) * 2005-09-28 2012-05-23 日本電気株式会社 受光回路およびディジタルシステム
WO2007058183A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device
KR101315282B1 (ko) 2006-04-27 2013-10-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체 장치 및 이를 사용한 전자기기
JP4187006B2 (ja) * 2006-04-28 2008-11-26 エプソンイメージングデバイス株式会社 電子回路、電気光学装置およびこれを備える電子機器
JP4201804B2 (ja) * 2006-08-10 2008-12-24 シャープ株式会社 半導体装置
US7791012B2 (en) * 2006-09-29 2010-09-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device comprising photoelectric conversion element and high-potential and low-potential electrodes
US7923800B2 (en) * 2006-12-27 2011-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic device
US8058675B2 (en) 2006-12-27 2011-11-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic device using the same
US8514165B2 (en) 2006-12-28 2013-08-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US20080173350A1 (en) * 2007-01-18 2008-07-24 Applied Materials, Inc. Multi-junction solar cells and methods and apparatuses for forming the same
US7759629B2 (en) 2007-03-20 2010-07-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
WO2008123119A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and electronic device provided with the photoelectric conversion device
KR101401528B1 (ko) 2007-06-29 2014-06-03 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 광전변환장치 및 그 광전변환장치를 구비하는 전자기기
WO2009014155A1 (en) 2007-07-25 2009-01-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and electronic device having the same
JP5581106B2 (ja) * 2009-04-27 2014-08-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US8330093B2 (en) * 2009-11-17 2012-12-11 Sharp Kabushiki Kaisha Apparatus and method for preventing charge pumping in series connected diode stacks
US9059347B2 (en) * 2010-06-18 2015-06-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
US9117958B2 (en) 2010-06-25 2015-08-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device comprising photoelectric conversion element
US8400219B2 (en) * 2011-03-24 2013-03-19 Suvolta, Inc. Analog circuits having improved transistors, and methods therefor
JP5529203B2 (ja) 2011-09-21 2014-06-25 シャープ株式会社 光センサおよび電子機器
US9443872B2 (en) 2014-03-07 2016-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US9541939B2 (en) * 2014-05-30 2017-01-10 Mediatek Inc. Switching current source circuit and control method thereof
JP6917700B2 (ja) 2015-12-02 2021-08-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP6877872B2 (ja) * 2015-12-08 2021-05-26 キヤノン株式会社 光電変換装置およびその製造方法
DE102016220492A1 (de) * 2016-10-19 2018-04-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ladungslawinen-Photodetektor-System
US10622468B2 (en) 2017-02-21 2020-04-14 QROMIS, Inc. RF device integrated on an engineered substrate
CN107677366A (zh) * 2017-09-27 2018-02-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种大动态范围的辐照度计观测系统
US11211421B2 (en) * 2019-01-23 2021-12-28 Omnivision Technologies, Inc. Sensor comprising gate modulation with inductor to form a resonant circuit
CN110729348B (zh) * 2019-10-29 2021-01-08 中国科学院半导体研究所 一种红外传感器及其制备方法
CN115472636A (zh) * 2021-06-11 2022-12-13 群创光电股份有限公司 感测装置以及电子装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693934A (en) * 1995-08-18 1997-12-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Luminance detecting circuit in which plural photoinduced currents are amplified and combined onto a common current conductor
US5969809A (en) * 1997-08-04 1999-10-19 Advantest Corporation Light-measuring device for accurate and continuous measurement of light intensity
US20030052252A1 (en) * 2001-09-20 2003-03-20 Toshinobu Sugiyama Solid-state image pickup apparatus and control method thereof
US20050082463A1 (en) * 2003-09-19 2005-04-21 Jun Koyama Optical sensor device and electronic apparatus

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5004901A (en) * 1987-06-04 1991-04-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Current mirror amplifier for use in an optical data medium driving apparatus and servo-circuit
JP2594992B2 (ja) * 1987-12-04 1997-03-26 株式会社日立製作所 固体撮像装置
EP0445757A3 (en) 1990-03-07 1992-04-08 Tdk Corporation Electric discharge lamp unit
US5198673A (en) * 1992-01-23 1993-03-30 General Electric Company Radiation image detector with optical gain selenium photosensors
DE9213278U1 (zh) 1992-10-02 1992-12-03 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft Fuer Mess- Und Regeltechnik Mbh & Co., 7016 Gerlingen, De
JPH0767152B2 (ja) 1993-03-25 1995-07-19 日本電気株式会社 イメージセンサとその駆動方法
US5760760A (en) 1995-07-17 1998-06-02 Dell Usa, L.P. Intelligent LCD brightness control system
JP3444093B2 (ja) 1996-06-10 2003-09-08 株式会社デンソー 光センサ回路
JPH10150198A (ja) * 1996-11-18 1998-06-02 Mitsubishi Electric Corp 薄膜トランジスタおよびその製造方法
JPH10256841A (ja) 1997-03-14 1998-09-25 Sony Corp フォトダイオード増幅回路
US6287888B1 (en) 1997-12-26 2001-09-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and process for producing photoelectric conversion device
JPH11205247A (ja) * 1998-01-16 1999-07-30 Mitsubishi Electric Corp 光電変換回路
US6057738A (en) 1999-02-08 2000-05-02 Industrial Technology Research Insititute High dynamic range optical receiver preamplifier
JP4211167B2 (ja) * 1999-12-15 2009-01-21 株式会社デンソー 光センサ
US7030551B2 (en) 2000-08-10 2006-04-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Area sensor and display apparatus provided with an area sensor
JP4012743B2 (ja) * 2002-02-12 2007-11-21 浜松ホトニクス株式会社 光検出装置
JP2004022051A (ja) 2002-06-14 2004-01-22 Sharp Corp 受光アンプ素子
JP4373063B2 (ja) 2002-09-02 2009-11-25 株式会社半導体エネルギー研究所 電子回路装置
JP4147094B2 (ja) 2002-11-22 2008-09-10 キヤノン株式会社 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
KR20050032369A (ko) * 2003-10-01 2005-04-07 삼성전기주식회사 이득 스위칭 회로를 채용한 ｐｄｉｃ용 전류 전압 변환 회로
CN100477240C (zh) 2003-10-06 2009-04-08 株式会社半导体能源研究所 半导体器件以及制造该器件的方法
JP4827396B2 (ja) * 2003-10-06 2011-11-30 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP4295075B2 (ja) * 2003-12-05 2009-07-15 日本電信電話株式会社 光・電気変換回路および電界検出光学装置
WO2005114749A1 (en) 2004-05-21 2005-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
DE602006001686D1 (de) 2005-05-23 2008-08-21 Semiconductor Energy Lab Photoelektrische Umwandleranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
CN101233394B (zh) * 2005-07-27 2014-02-26 株式会社半导体能源研究所 半导体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693934A (en) * 1995-08-18 1997-12-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Luminance detecting circuit in which plural photoinduced currents are amplified and combined onto a common current conductor
US5969809A (en) * 1997-08-04 1999-10-19 Advantest Corporation Light-measuring device for accurate and continuous measurement of light intensity
US20030052252A1 (en) * 2001-09-20 2003-03-20 Toshinobu Sugiyama Solid-state image pickup apparatus and control method thereof
US20050082463A1 (en) * 2003-09-19 2005-04-21 Jun Koyama Optical sensor device and electronic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN101233394B (zh) 2014-02-26
JP2011164111A (ja) 2011-08-25
KR20080032245A (ko) 2008-04-14
TW200721521A (en) 2007-06-01
CN101233394A (zh) 2008-07-30
KR101281991B1 (ko) 2013-07-04
US20110062543A1 (en) 2011-03-17
US8049157B2 (en) 2011-11-01
WO2007013534A1 (en) 2007-02-01
US7838812B2 (en) 2010-11-23
US7485838B2 (en) 2009-02-03
JP2012047756A (ja) 2012-03-08
US20090121119A1 (en) 2009-05-14
US20070045672A1 (en) 2007-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI392102B (zh) 半導體裝置
KR101227022B1 (ko) 광전 변환 장치 및 그 제작 방법과, 반도체 장치
US8138004B2 (en) Photoelectric conversion device, manufacturing method thereof and semiconductor device
TWI423431B (zh) 光電轉換裝置和其製造方法
US8106474B2 (en) Semiconductor device
TWI437214B (zh) 光電轉換裝置及具有光電轉換裝置之電子裝置
TWI444600B (zh) 光電轉換裝置及提供該光電轉換裝置的電子裝置
JP5250661B2 (ja) 半導体装置
JP5844858B2 (ja) 半導体装置の作製方法、及び、半導体装置
JP4809715B2 (ja) 光電変換装置及びその作製方法、並びに半導体装置
JP2007059889A (ja) 半導体装置
JP4750070B2 (ja) 半導体装置及びそれを用いた電子機器
JP4532418B2 (ja) 光センサ及びその作製方法