專利名稱：半導(dǎo)體裝置以及使用其的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明特別涉及具有光電轉(zhuǎn)換裝置和晶 體管的半導(dǎo)體裝置。此外，本發(fā)明還涉及使用半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般已知各種用于檢測(cè)電磁波的光電轉(zhuǎn)換裝置，例如對(duì)從紫外線到紅外線有感知功能的裝置被總稱為光傳感器。其中對(duì)波長(zhǎng)為400nm 至700nm的可見光區(qū)有感知功能的裝置特別被稱為可見光傳感器，并 且多種可見光傳感器被使用于根據(jù)人類的生活環(huán)境需要調(diào)節(jié)照度或控 制開/關(guān)等的設(shè)備。尤其是，在顯示裝置中，檢測(cè)出顯示裝置周圍的明亮度以調(diào)節(jié)其 顯示亮度。這是因?yàn)橥ㄟ^檢測(cè)出周圍的明亮度而獲得合適的顯示亮度 可以減少不必要的電力的緣故。例如，這種亮度調(diào)節(jié)用光傳感器被使 用于手機(jī)或個(gè)人電腦。此外，除了檢測(cè)出周圍的明亮度以外，還通過利用光傳感器檢測(cè) 出顯示裝置、尤其是液晶顯示裝置的背光燈的亮度，以調(diào)節(jié)顯示屏的 亮度。在這種光傳感器中，光電二極管被使用于檢測(cè)部分，并且該光電 二極管的輸出電流在放大器電路中被放大。例如，使用電流鏡電路作 為這種放大器電路(例如，參照專利文件1 )。[專利文件1]日本專利第3444093號(hào)公報(bào)現(xiàn)有的光傳感器具有如下問題當(dāng)要檢測(cè)到低照度時(shí)，由于晶體 管的特性上的限制，難于讀取到十分低的照度。圖33A表示光電二極 管以及與該光電二極管串聯(lián)連接的晶體管的電路圖。注意，圖33A所 示的晶體管3302是二極管連接(diode-connected)的晶體管，并且其 柵極(或柵電極)以及漏極(或漏電極)連接到光電二極管3301。當(dāng) 光被M射到光電二極管3301時(shí)，發(fā)生光電荷。并且，當(dāng)電壓被供給 給與光電二極管3301串聯(lián)連接的晶體管3302以及光電二極管3301 時(shí)，根據(jù)光強(qiáng)度電流流過。作為晶體管3302的柵極/源極之間的電壓
(Vgs)，發(fā)生對(duì)應(yīng)于流過晶體管3302的電流的大小的電壓。此時(shí)， 在光電二極管3301的電流(Ids)小于晶體管3302的Vgs-OV時(shí)的 電流的情況下，不能正常地讀取照度。就是說，在照射到光電二極管 3301的光弱且流過光電二極管3301的電流(Ids)小的情況下，不能 正常地讀取照度。圖33B表示晶體管的電流特性的圖表。在利用曲線3303表示與 光電二極管3301串聯(lián)連接的晶體管3302的電流特性的情況下，當(dāng)流 過光電二極管3301的電流Ids小于晶體管3302的Vgs-OV時(shí)的電流 I,時(shí)，不能正常地讀取照度。這是因?yàn)椴荒苁咕w管3302的Vgs變成 小于OV的緣故。因此，即使照射具有使流過光電二極管3301的電流 變成小于I,的強(qiáng)度的光，也不能正常地讀取照度。另一方面，在利用 曲線3304表示與光電二極管3301串聯(lián)連接的晶體管3302的電流特 性的情況下，因?yàn)榫w管3302的Vgs-OV時(shí)的電流值12小于電流值 In所以跟具有被曲線3303表示的電流特性的晶體管的情況相比，可 以讀取低照度的光。注意，圖33B表示晶體管3302的源極/漏極之間的電壓(Vds) 是預(yù)定電壓的情況。在圖33A的電路中，晶體管3302的漏極(或漏 電極)連接到柵極(或柵電極)。因此，更準(zhǔn)確地，應(yīng)該記載伴隨著 Vgs, Vds也變化的情況作為圖33B,但是為方便起見，圖33B表示 Vds是恒定的情況。這是因?yàn)槿缦戮壒十?dāng)Vds成為OV時(shí)，電流也 完全成為0，因此難于利用對(duì)數(shù)圖表說明Vds是OV時(shí)的電流。另一方面，要以低電壓驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備的需要越來越大，并且，對(duì) 光傳感器來說，以低電壓工作也是要緊的。當(dāng)以低電壓工作時(shí)，可以 減少耗電量。此外，可以容易與IC電連接。這是因?yàn)槿缦戮壒室?為IC的驅(qū)動(dòng)電壓也逐漸降低，所以當(dāng)光傳感器以低電壓工作時(shí)，沒 需要轉(zhuǎn)換電壓的大小。因此，可以使裝置小型化。為了以低電壓使光傳感器工作，而需要使構(gòu)成放大器電路的晶體 管的閾值電壓小。但是，閾值電壓小與在圖中Vgs是OV時(shí)的電 流大對(duì)應(yīng)。因此，難于以低電壓使光傳感器工作的同時(shí)讀取低照度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于得到即使在低照度下也可以進(jìn) 行讀取的半導(dǎo)體裝置?；蛘?，本發(fā)明的目的在于得到可以以低電壓進(jìn) 行工作的半導(dǎo)體裝置?；蛘撸景l(fā)明的目的在于得到耗電量低的半導(dǎo) 體裝置?；蛘?，本發(fā)明的目的在于得到容易與其他半導(dǎo)體裝置連接的 半導(dǎo)體裝置?；蛘撸景l(fā)明的目的在于得到小型化的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明之一是半導(dǎo)體裝置，它包括光電轉(zhuǎn)換元件、二極管連接 的第一晶體管、第二晶體管，其中，第一晶體管的柵極電連接到第二 晶體管的柵極，并且，第一晶體管的源極以及漏極中的另一方通過光 電轉(zhuǎn)換元件電連接到第二晶體管的源極以及漏極中的另 一方，并且， 第一晶體管的閾值電壓和第二晶體管的閾值電壓不同。在上述結(jié)構(gòu)中，第一晶體管優(yōu)選為增強(qiáng)型(enhancement type)晶 體管。此外，第二晶體管優(yōu)選為耗盡型(depletion type)晶體管。并 且，第一晶體管的閾值電壓和第二晶體管的閾值電壓的差數(shù)優(yōu)選為IV 以上，更優(yōu)選為3V以上。此外，第一晶體管和第二晶體管優(yōu)選是具 有相同導(dǎo)電型的晶體管。除了上述結(jié)構(gòu)以外，還可以以與第二晶體管并聯(lián)電連接的方式設(shè) 置一個(gè)以上的晶體管。在上述發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換元件例如是光電二極管。此外，光電轉(zhuǎn) 換元件例如由p型半導(dǎo)體層、n型半導(dǎo)體層、設(shè)置在p型半導(dǎo)體層和 n型半導(dǎo)體層之間的i型半導(dǎo)體層構(gòu)成。作為本文件所示的開關(guān)，可以使用各種方式的開關(guān)。作為實(shí)例， 有電開關(guān)、機(jī)械開關(guān)等。就是說，只要是可以控制電流流動(dòng)的，即可， 而不局限于特定的。例如，作為開關(guān)，可以使用晶體管(例如，雙極 晶體管、MOS晶體管等)、二極管(例如，PN二極管、PIN二極管、 肖特基二極管、MIM (金屬-絕緣體-金屬)二極管、MIS (金屬-絕緣 體-半導(dǎo)體)二極管、二極管連接的晶體管等)、可控硅整流器等。此 外，可以使用組合這些而成的邏輯電路作為開關(guān)。在使用晶體管作為開關(guān)的情況下，該晶體管的極性(導(dǎo)電型)并 不具體限定，因?yàn)槠渲皇怯米鏖_關(guān)。然而，當(dāng)截止電流優(yōu)選較小時(shí)， 就優(yōu)選地使用具有更小截止電流的極性的晶體管。作為具有更小截止 電流的晶體管，有具有LDD區(qū)的晶體管、具有多柵極結(jié)構(gòu)的晶體管 等。此外，當(dāng)用作開關(guān)的晶體管的源極端子的電位接近于低電位側(cè)電
源(Vss、 GND、 0V等)的電位時(shí)，優(yōu)選使用N溝道型晶體管。另一 方面，當(dāng)用作開關(guān)的晶體管的源極端子的電位接近于高電位側(cè)電源 (Vdd等)的電位時(shí)，優(yōu)選使用p溝道型晶體管。這是因?yàn)楫?dāng)用作開 關(guān)的N溝道型晶體管的源極端子的電位接近于低電位側(cè)電源時(shí)或用作 開關(guān)的P溝道型晶體管的源極端子的電位接近于高電位側(cè)電源時(shí)，柵 極/源極之間的電壓的絕對(duì)值可以增加，于是對(duì)作為開關(guān)而工作很有 用。其中的原因還有因?yàn)榫w管進(jìn)行源極跟隨工作很少，所以輸出電 壓的大小減小很少。也可以采用使用N溝道型晶體管和P溝道型晶體管而成的CMOS 開關(guān)。CMOS開關(guān)可以容易地用作開關(guān)，因?yàn)楫?dāng)P溝道型晶體管和N 溝道型晶體管中之一開啟時(shí)，電流就流通。例如，不管輸入到開關(guān)的 信號(hào)電壓為高或低，都可以適當(dāng)?shù)剌敵鲭妷?。進(jìn)一步，由于可以減小 用于開啟/關(guān)閉開關(guān)的信號(hào)的電壓振幅值，所以也可以減少耗電量。當(dāng)使用晶體管作為開關(guān)時(shí)，該開關(guān)包括輸入端子(源極端子和漏 極端子中之一)、輸出端子(源極端子和漏極端子中的另一個(gè))、以及 用于控制導(dǎo)通的端子(柵極端子)。另一方面，當(dāng)使用二極管作為開 關(guān)時(shí)，該開關(guān)在某些情況下沒有用于控制導(dǎo)通的端子。因此，當(dāng)使用 二極管作為開關(guān)時(shí)，相比于使用晶體管作為開關(guān)的情況而言，可以減 少用于控制端子的布線的數(shù)目。在本文件中，當(dāng)明確地記載A和B連接時(shí)，包括A和B電連接 的情況、A和B功能性連接的情況、以及A和B直接連接的情況。 這里，A和B都是對(duì)象物(例如裝置、元件、電路、布線、電極、 端子、導(dǎo)電膜、層等)。因此，在本文件所公開的結(jié)構(gòu)中，還包括附 圖和文章所示的連接關(guān)系以外的連接關(guān)系，而不局限于預(yù)定的連接關(guān) 系例如附圖和文章所示的連接關(guān)系。例如，當(dāng)A和B電連接時(shí)，也可以在A和B之間提供能夠電連 接A和B的一個(gè)以上元件(例如開關(guān)、晶體管、電容元件、電感器、 電阻元件、二極管等)。另外，當(dāng)A和B功能性連接時(shí)，也可以在A 和B之間提供能夠功能性連接A和B的一個(gè)以上電路(例如，邏輯 電路(反相器、NAND電路、NOR電路等)；信號(hào)變換電路(DA變 換電路、AD變換電路、伽馬校正電路等)；電平變換電路(電源電路 (升壓電路、降壓電路等)、用于改變信號(hào)的電平的電平移位器電路
等)；電壓源；電流源；切換電路；放大電路(能夠增大信號(hào)振幅、 電流等的電路、運(yùn)算放大器、差動(dòng)放大器電路、源極跟隨電路、緩沖 器電路等)；信號(hào)產(chǎn)生電路；存儲(chǔ)器電路；控制電路等)。此外，在A 和B直接連接的情況下，A和B就可以直接連接，而在它們之間不插 入另外的元件或另外的電路。當(dāng)明確地記栽A和B直接連接時(shí)，包括A和B直接連接的情況 (即A和B連接，而在它們之間不插入另外的元件或另外的電路的情 況)、以及A和B電連接的情況(即A和B通過在它們之間插入另外 的元件或另外的電路連接的情況)。當(dāng)明確地記栽A和B電連接時(shí)，包括A和B電連接的情況(即 A和B通過在它們之間插入另外的元件或另外的電路連接的情況)、A 和B功能性地連接的情況(即A和B通過在它們之間插入另外的電 路而功能性地連接的情況)、以及A和B直接連接的情況(即A和B是，明確地記載A和B電連接的情況與明確地記載A和B連接的情 況相同。顯示元件、作為包括顯示元件的裝置的顯示裝置、發(fā)光元件、 以及作為包括發(fā)光元件的裝置的發(fā)光裝置可以采用各種類型并且可 以包括各種元件。例如，作為顯示元件、顯示裝置、發(fā)光元件以及 發(fā)光裝置，可以使用通過電磁作用改變其對(duì)比度、亮度、反射率、 透過率等的顯示媒體諸如EL元件(包括有機(jī)物及無機(jī)物的EL元件、 有機(jī)EL元件、無機(jī)EL元件)、電子發(fā)射元件、液晶元件、電子墨 水、電泳元件、光柵閥(GLV)、等離子體顯示器(PDP)、數(shù)字微 鏡裝置(DMD)、壓電陶瓷顯示器、碳納米管等。注意，使用EL元 件的顯示裝置包括EL顯示器；使用電子發(fā)射元件的顯示裝置包括 場(chǎng)致發(fā)射顯示器(FED)、 SED型平板顯示器(SED:表面?zhèn)鲗?dǎo)電子 發(fā)射顯示器)等；使用液晶元件的顯示裝置包括液晶顯示器(透過 型液晶顯示器、半透過型液晶顯示器、反射型液晶顯示器、直觀型 液晶顯示器、投影型液晶顯示器)；使用電子墨水或電泳元件的顯示 裝置包括電子紙。作為本文件所記栽的晶體管，可以使用各種類型的晶體管，而 使用的晶體管的種類沒有限制。例如，可以使用包括非單晶半導(dǎo)體
膜的薄膜晶體管(TFT)等，并且作為該非單晶半導(dǎo)體，典型有非 晶硅、多晶硅、微晶(也稱之為微晶體、半非晶)硅等。該TFT的 使用有各種優(yōu)勢(shì)。例如，由于TFT可以在低于使用單晶硅的情況的 溫度下形成，所以就可以實(shí)現(xiàn)制造成本的減少或制造裝置的大型化。 此外，通過實(shí)現(xiàn)制造裝置的大型化，可以利用大型襯底形成晶體管。 因此，可以同時(shí)以低成本形成大量顯示裝置。進(jìn)一步，由于制造溫 度低，所以可以使用其耐熱性低的襯底。因此，可以在具有透光性 的襯底上形成晶體管。其結(jié)果，可以通過使用形成在具有透光性的 襯底上的晶體管，來控制顯示元件中的光透過?？商鎿Q地，由于晶 體管的膜厚度薄，所以構(gòu)成晶體管的薄膜的一部分可以透光。其結(jié) 果，可以提高開口率。當(dāng)制造多晶硅時(shí)，催化劑(例如鎳等)的使用可以進(jìn)一步提高結(jié) 晶性且制造具有優(yōu)良電特性的晶體管。其結(jié)果，可以在相同襯底上一 體形成柵極驅(qū)動(dòng)電路(掃描線驅(qū)動(dòng)電路)、源極驅(qū)動(dòng)電路(信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路)、信號(hào)處理電路(信號(hào)產(chǎn)生電路、伽馬校正電路、DA變換電 路等)。當(dāng)制造微晶硅時(shí)，催化劑(例如鎳等)的使用可以進(jìn)一步提高結(jié) 晶性且制造具有優(yōu)良電特性的晶體管。此時(shí)，通過只施加熱處理而不 使用激光，來可以提高結(jié)晶性。其結(jié)果，可以在村底上一體形成柵極 驅(qū)動(dòng)電路(掃描線驅(qū)動(dòng)電路)、源極驅(qū)動(dòng)電路的一部分(模擬開關(guān)等)。 再者，在為了進(jìn)行晶化而不使用激光的情況下，可以抑制硅的結(jié)晶性 的不均勻性。因此，可以顯示具有高圖像質(zhì)量的圖像。注意，可以不使用催化劑(例如鎳等)形成多晶硅和微晶硅。此外，可以通過使用半導(dǎo)體襯底、SOI襯底等來形成晶體管。在 該情況下，可以形成在特征、尺寸、形狀等的方面不均勻性少，且具 有高電流供給能力的小尺寸晶體管。通過使用這種晶體管，可以謀求 實(shí)現(xiàn)電路的低耗電量化、或者電路的高集成化。作為可以使用的晶體管，有包括化合物半導(dǎo)體或氧化物半導(dǎo)體， 諸如包括氧化鋅(ZnO)、非晶氧化物U-InGaZnO)、硅鍺(SiGe)、 砷化鎵(GaAs )、銦鋅氧化物(IZO )、銦錫氧化物(ITO )、氧化錫(SnO ) 等的晶體管；通過薄化這種化合物半導(dǎo)體或氧化物半導(dǎo)體而得到的薄 膜晶體管等。因此，可以降低制造溫度，并且例如，可以在室溫下形
成晶體管。其結(jié)果，可以在其耐熱性低的襯底諸如塑料襯底或薄膜襯 底上直接形成晶體管。注意，這種化合物半導(dǎo)體或氧化物半導(dǎo)體不僅可以用于晶體管的溝道部分，而且可以用于其它用途。例如，這種化 合物半導(dǎo)體或氧化物半導(dǎo)體可以用作電阻元件、像素電極、具有透光性的電極。進(jìn)一步，由于這種元件可以與晶體管同時(shí)成膜或形成，因 此可以減少成本。作為可以使用的晶體管，有通過使用噴墨法或印刷法形成的晶體 管等。相應(yīng)地，可以在室溫或低真空下，或者可以利用大型襯底形成 晶體管。另外，由于可以不使用掩膜(中間掩模)形成晶體管，所以 可以容易地改變晶體管的布局。進(jìn)一步，由于不需要使用抗蝕劑，所 以可以降低材料成本并且減少工序數(shù)目。而且，由于只在需要部分形 成薄膜，所以相比于在整個(gè)表面上形成薄膜之后執(zhí)行蝕刻的制造方法 而言，材料沒有浪費(fèi)，并且可以降低成本。作為可以使用的晶體管，有包括有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管的晶體管等。相應(yīng)地，可以利用能夠彎曲的襯底形成晶體管。因此，使用包括 有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管的晶體管等的裝置可以抵抗沖擊。并且，可以使用具有各種結(jié)構(gòu)的晶體管。例如，可以使用MOS 型晶體管、結(jié)晶體管、雙極晶體管等作為本文件所記載的晶體管。通 過使用MOS型晶體管，可以縮小晶體管的尺寸。因此，可以安裝多 個(gè)晶體管。通過使用雙極晶體管，可以使大電流流通。因此，可以使 電路高速工作。注意，也可以在一個(gè)襯底上以混在一起的方式形成MOS型晶體 管、雙極晶體管等。由此，可以實(shí)現(xiàn)低耗電量化、小型化、高速工作 等。另外，可以使用各種其它晶體管。形成有晶體管的襯底種.類可以是多種多樣的。該襯底的類型沒 有特別的限制。作為晶體管被形成的襯底，例如可以使用單晶襯底、 SOI村底、玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底、紙村底、玻璃紙襯底、 石襯底、木襯底、布襯底(包括天然纖維(例如絲、棉或麻)、合成 纖維(例如尼龍、聚氨酯或聚酯)、再生纖維(例如醋酸鹽、銅氨纖 維、人造絲或再生聚酯)等)、皮革襯底、橡膠襯底、不銹鋼襯底、 包括不銹鋼箔的襯底等?？商鎿Q地，也可以使用動(dòng)物諸如人類等的 皮膚(例如表皮或真皮)或皮下組織作為襯底。另外，也可以使用 一個(gè)襯底形成晶體管，然后將該晶體管轉(zhuǎn)置到另一襯底。作為晶體管被轉(zhuǎn)置的襯底，可以使用單晶襯底、SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、石村底、木襯底、布村底(包括天然纖維(例如絲、棉或麻)、合成纖維(例如尼龍、聚氨酯 或聚酯)、再生纖維(例如醋酸鹽、銅氨纖維、人造絲或再生聚酯) 等)、皮革襯底、橡膠村底、不銹鋼襯底、包括不銹鋼箔的襯底等。 可替換地，也可以使用動(dòng)物諸如人類等的皮膚(例如表皮或真皮) 或皮下組織作為晶體管被轉(zhuǎn)置的襯底。另外，也可以使用一個(gè)襯底 形成晶體管，然后研磨該村底來使它減薄。作為被研磨的襯底，可以使用單晶村底、soi襯底、玻璃村底、石英襯底、塑料襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、石村底、木村底、布村底(包括天然纖維(例 如絲、棉或麻)、合成纖維(例如尼龍、聚氨酯或聚酯)、再生纖維 (例如醋酸鹽、銅氨纖維、人造絲或再生聚酯)等)、皮革襯底、橡 膠襯底、不銹鋼襯底、包括不銹鋼箔的村底等?？商鎿Q地，也可以 使用動(dòng)物諸如人類等的皮膚(例如表皮或真皮)或皮下組織作為被 研磨的襯底。通過使用這種村底，可以形成具有優(yōu)良特性的晶體管 或具有低耗電量的晶體管，可以制造不容易損壞的裝置，可以賦予 耐熱性，可以實(shí)現(xiàn)輕量化或薄型化。晶體管的結(jié)構(gòu)可以有各種方式，而不局限于特定的結(jié)構(gòu)。例如， 也可以4吏用具有兩個(gè)以上柵電極的多柵極結(jié)構(gòu)。當(dāng)4吏用多初H及結(jié)構(gòu) 時(shí)，由于溝道區(qū)是串聯(lián)連接，提供其中多個(gè)晶體管串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。 通過使用多柵極結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)截止電流的降低及晶體管的耐壓提 高，而謀求實(shí)現(xiàn)可靠性的提高?；蛘撸ㄟ^使用多柵極結(jié)構(gòu)，即使當(dāng) 晶體管在飽和區(qū)工作時(shí)，漏極/源極之間的電壓改變，漏極/源極之間 的電流也不會(huì)改變太大，于是，可以得到具有平坦斜率的電壓/電流特 性。通過利用具有平坦斜率的電壓/電流特性，可以實(shí)現(xiàn)理想的電流源 電路或具有極高電阻值的有源負(fù)載。其結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)越特性 的差動(dòng)電路或電流鏡電路。另外，也可以使用柵電極形成于溝道之上 和之下的結(jié)構(gòu)。通過使用柵電極形成于溝道之上和之下的結(jié)構(gòu)，增大 溝道區(qū)，因此可以謀求實(shí)現(xiàn)電流的增加或者容易形成耗盡層所導(dǎo)致的s值的降低。當(dāng)柵電極形成于溝道之上和之下時(shí)，實(shí)現(xiàn)將多個(gè)晶體管 并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)?；蛘?，可以采用柵電極形成于溝道區(qū)之上的結(jié)構(gòu)、柵電極形成于 溝道區(qū)之下的結(jié)構(gòu)?；蛘?，也可以采用交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、反交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、溝道 區(qū)被分為多個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)、溝道區(qū)并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)、溝道區(qū)串聯(lián)連接 的結(jié)構(gòu)。另外，源電極或漏電極可以與溝道區(qū)(或其一部分)重疊。 通過使用源電極或漏電極與溝道區(qū)(或其一部分)重疊的結(jié)構(gòu)，可以 防止由于電荷在溝道區(qū)的一部分累積而產(chǎn)生不穩(wěn)定工作。此外，也可以提供LDD區(qū)。通過提供LDD區(qū)，可以謀求實(shí)現(xiàn)截止電流的降低或 者晶體管的耐壓提高所引起的可靠性的提高。或者，通過提供LDD 區(qū)，即使當(dāng)晶體管在飽和區(qū)工作時(shí)，漏極/源極之間的電壓改變，漏極 /源極之間的電流也不會(huì)改變太大，從而可以得到平坦斜率的電壓/電 流特性。作為本文件中的晶體管，可以使用各種類型的晶體管，并且可以 利用各種類型的襯底形成該晶體管。因此，也可以利用相同村底形成 有為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能而需要的所有電路。例如，也可以利用玻璃襯底、 塑料襯底、單晶襯底、SOI襯底、或任何其它襯底形成有為了實(shí)現(xiàn)預(yù) 定功能而需要的所有電路。通過利用相同襯底形成有為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功 能而需要的所有電路，可以減少零部件的數(shù)目，以縮減成本，并且可 以減少電路零部件之間的連接數(shù)目，以提高可靠性?；蛘?，也可以利 用一個(gè)襯底形成有為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能而需要的電路的一部分，并利用 另一個(gè)村底形成有為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能而需要的電路的另一部分。換言 之，也可以利用相同襯底不形成有為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能而需要的所有電 路。例如，也可以通過使用晶體管且利用玻璃襯底形成為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定 功能而需要的電路的一部分，并利用單晶襯底形成為了實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能 而需要的電路的另一部分，然后通過利用COG (玻璃上芯片安裝)將 利用單晶襯底的由晶體管構(gòu)成的IC芯片連接到玻璃襯底，來在玻璃 襯底上配置該IC芯片?；蛘?，也可以通過使用TAB(帶式自動(dòng)接合) 或印刷電路板將該IC芯片連接到玻璃襯底。如此，通過利用相同襯 底形成有電路的一部分，可以謀求實(shí)現(xiàn)零部件數(shù)目的降低所引起的成 本降低、或者電路零部件之間的連接數(shù)目的降低所引起的可靠性的提 高。此外，由于具有高驅(qū)動(dòng)電壓的部分或具有高驅(qū)動(dòng)頻率的部分中的 電路的耗電量大，所以利用相同襯底不形成這種部分中的電路，而代 替地，例如利用單晶襯底形成這種部分中的電路，并且使用由該電路構(gòu)成的IC芯片，就可以防止耗電量的增加。在本文件中， 一個(gè)像素對(duì)應(yīng)于可以控制明亮度的一個(gè)元件。 一個(gè)像素對(duì)應(yīng)于表現(xiàn)明亮度的一個(gè)顏色因素。因此，在具有R(紅)、G(綠) 和B (藍(lán))顏色因素的彩色顯示裝置的情況下，圖像的最小單元由R 像素、G像素和B像素三種像素形成。注意，顏色因素并不限于三種 顏色，并且可以使用三種顏色以上的顏色因素，或者可以添加RGB 之外的顏色。例如，可以通過添加W(白)而使用RGBW。另外，也 可以對(duì)RGB添加黃、藍(lán)綠、紫紅、翡翠綠、朱紅等中的一種顏色以 上。此外，也可以將類似于R、 G和B中的至少一種顏色添加到RGB 中，并且，例如可以使用R、 G、 B1和B2。雖然B1和B2都是藍(lán)色， 但是它們具有稍微不同的頻率。同樣地，例如也可以使用Rl、 R2、 G 和B。通過^f吏用這種顏色元件，可以執(zhí)4亍更加接近實(shí)物的顯示?；蛘?， 通過使用這種顏色元件，可以降低耗電量。作為另一實(shí)例，在通過使 用多個(gè)區(qū)域控制一個(gè)顏色因素的明亮度的情況下， 一個(gè)區(qū)域可以對(duì)應(yīng) 于一個(gè)像素。例如，在執(zhí)行區(qū)域灰度的情況下或者在包括子像素的情 況下，在每一顏色因素中提供控制明亮度的多個(gè)區(qū)域，并且利用所有 區(qū)域表示灰度，并且控制亮度的一個(gè)區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素。在那 種情況下， 一個(gè)顏色因素包括多個(gè)像素。此外，即使當(dāng)在一個(gè)顏色因 素中提供控制明亮度的多個(gè)區(qū)域時(shí)，也可以將匯總這些區(qū)域而成的一 個(gè)顏色因素對(duì)應(yīng)于一個(gè)《象素。因此，在那種情況下， 一個(gè)顏色因素包 括一個(gè)像素。此外，當(dāng)通過一個(gè)顏色因素中的多個(gè)區(qū)域控制明亮度時(shí)， 有時(shí)有助于顯示的區(qū)域的尺寸根據(jù)像素不同。此外，也可以在一個(gè)顏 色因素中控制明亮度的多個(gè)區(qū)域中，使提供給每一區(qū)域的信號(hào)稍微不 同，以擴(kuò)大視角。也就是，包括在每一顏色因素中的多個(gè)區(qū)域中的像 素電極的電位也可以彼此不同。其結(jié)果，施加到液晶分子的電壓根據(jù) 各像素電極而不同。因此，可以擴(kuò)大視角。當(dāng)明確地記載為一個(gè)像素(用于三種顏色的)時(shí)，其對(duì)應(yīng)于將三 個(gè)像素R、 G和B看作一個(gè)像素的情況。當(dāng)明確地記載為一個(gè)像素(用 于一種顏色的)時(shí)，其對(duì)應(yīng)于在每一顏色元件中提供有多個(gè)區(qū)域并且 將該多個(gè)區(qū)域匯總看作一個(gè)像素的情況。在本文件中，有時(shí)像素被配置(排列)為矩陣狀。在此，像素被
配置(排列)為矩陣狀的描述包括在縱方向或橫方向上像素設(shè)置成 直線的情況；像素設(shè)置成鋸齒線的情況。例如，也包括當(dāng)使用三種 顏色因素(例如RGB)執(zhí)行全彩色顯示時(shí)像素設(shè)置成條狀的情況；當(dāng) 使用三種顏色因素(例如RGB)執(zhí)行全彩色顯示時(shí)三種顏色因素的點(diǎn) 設(shè)置成三角洲配置的情況；當(dāng)使用三種顏色因素(例如RGB)執(zhí)行全 彩色顯示時(shí)三種顏色因素的點(diǎn)設(shè)置成拜耳(Bayer)配置的情況。注意， 顏色因素并不限于三種顏色，并且也可以采用三種顏色以上的顏色因 素，例如RGBW、對(duì)RGB添加黃、藍(lán)綠、紫紅等中的一種以上顏色 的等等。此外，顯示區(qū)域的尺寸在顏色因素的各個(gè)點(diǎn)之間可以不同。 于是，可以降低耗電量或者可以延長(zhǎng)顯示元件的壽命。在本文件中，可以使用在像素中包括主動(dòng)元件的有源矩陣方式、 或在像素中不包括有源元件的無源矩陣方式。在有源矩陣方式中，除了使用晶體管以外，還可以使用各種主動(dòng) 元件(有源元件、非線性元件)作為主動(dòng)元件(有源元件、非線性元 件)。例如，可以使用MIM (金屬-絕緣體-金屬)、TFD(薄膜二極管) 等。由于這種元件具有較少的制造工序，所以可以降低制造成本或者 可以提高成品率。此外，由于元件的尺寸小，所以可以提高開口率， 并且可以謀求實(shí)現(xiàn)低耗電量化或高亮度化。作為有源矩陣方式以外的方式，也可以使用不使用主動(dòng)元件(有 源元件、非線性元件)的無源矩陣方式。由于不使用主動(dòng)元件(有源 元件、非線性元件)，制造工序數(shù)目少，使得可以降低制造成本或者 可以提高成品率。此外，由于不使用主動(dòng)元件(有源元件、非線性元 件)，所以可以提高開口率，并且可以謀求實(shí)現(xiàn)低耗電量化或高亮度 化。晶體管是至少具有柵極、漏極、以及源極這三個(gè)端子的元件。該 晶體管包括漏區(qū)和源區(qū)之間的溝道區(qū)，并且電流可以流經(jīng)通過漏區(qū)、 溝道區(qū)以及源區(qū)。這里，由于源極和漏極根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)、工作條 件等而改變，所以就難以限定哪一個(gè)為源極或漏極。因此，在本文件 中，有時(shí)將用作源極及漏極的區(qū)域不稱為源極或漏極。在這種情況下， 將這些區(qū)域分別稱為第一端子、第二端子?；蛘撸灿袝r(shí)將這些區(qū)域 分別稱為第一電極、第二電極?；蛘?，也有時(shí)將這些區(qū)域分別稱為源 區(qū)、漏區(qū)。 晶體管也可以是至少具有基極、發(fā)射極、以及集電極這三個(gè)端子 的元件。在這種情況下，同樣地，有時(shí)將發(fā)射極和集電極分別記載為 第一端子和第二端子。柵極對(duì)應(yīng)于全部或部分的柵電極和柵極布線(也稱為柵極線、柵 極信號(hào)線、掃描線、掃描信號(hào)線等)。柵電極對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電膜，其與形 成溝道區(qū)的半導(dǎo)體重疊，并且在它們之間插有柵極絕緣膜。注意，也有時(shí)柵電極的一部分與LDD(輕摻雜漏)區(qū)、或者源區(qū)/漏區(qū)重疊， 并且在它們之間插有柵極絕緣膜。柵極布線對(duì)應(yīng)于用于將各晶體管的 柵電極相互連接的布線、用于將包括在各像素中的柵電極相互連接的 布線、或者用于將柵電極與另外的布線連接的布線。然而，也存在著用作柵電極和柵極布線的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、 布線等)。這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱為柵電極或 柵極布線。換言之，也存在著柵電極與柵極布線彼此之間不能明確區(qū) 分的區(qū)域。例如，在溝道區(qū)與延伸配置的4冊(cè)極布線的一部分重疊的情 況下，該重疊的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)用作柵極布線和柵電 極。因此，這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)可以稱為柵電極或柵 極布線。分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱為柵電極。同樣地，由與柵極 布線相同的材料形成且形成與4冊(cè)極布線相同的島而連4妾的部分(區(qū) 域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱為柵極布線。在嚴(yán)格意義上，在某些 情況下，這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)不與溝道區(qū)重疊，或者 不具有與另外的柵電極連接的功能。然而，存在著由與柵電極或柵極 布線相同的材料形成且形成與柵電極或柵極布線相同的島而連接的部 分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)。于是，這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布 線等)也可以稱為4冊(cè)電極或柵極布線。例如，在多柵極晶體管中， 一個(gè)柵電極通常通過使用由與柵電極 相同的材料形成的導(dǎo)電膜與另外的柵電極彼此連接。由于這種部分(區(qū) 域、導(dǎo)電膜、布線等)是用于連接?xùn)烹姌O與柵電極的部分(區(qū)域、導(dǎo) 電膜、布線等)，所以其可以稱為柵極布線，并且其也可以稱為柵電 極，因?yàn)槎鄸艠O晶體管可以當(dāng)作一個(gè)晶體管。換言之，由與柵電極或 柵極布線相同的材料形成且形成與柵電極或柵極布線相同的島而連接
的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱為柵電極或柵極布線。另外，例如，連接?xùn)烹姌O和柵極布線并且由與柵電才及或4冊(cè)極布線不同材料形成的導(dǎo)電膜也可以稱為柵電極或柵極布線。柵極端子對(duì)應(yīng)于一部分柵電極的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等) 或與柵電極電連接的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)。當(dāng)將柵極稱為柵極布線、柵極線、柵極信號(hào)線、掃描線、掃描信 號(hào)線等時(shí)，也存在晶體管的柵極不與布線連接的情況。在這種情況下， 柵極布線、柵極線、柵極信號(hào)線、掃描線、掃描信號(hào)線在某些情況下 對(duì)應(yīng)于由與晶體管的柵極相同的層形成的布線、由與晶體管的斥冊(cè)極相 同的材料形成的布線、或者在與晶體管的柵極同時(shí)形成的布線。作為 實(shí)例，可以給出存儲(chǔ)電容器用布線、電源線、基準(zhǔn)電位供給布線等。源極對(duì)應(yīng)于全部或部分的源區(qū)、源電極和源極布線(也稱為源極 線、源極信號(hào)線、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)信號(hào)線等)。源區(qū)對(duì)應(yīng)于包括大量P 型雜質(zhì)(硼、鎵等)或N型雜質(zhì)(磷、砷等)的半導(dǎo)體區(qū)域。因此， 包括少量P型雜質(zhì)或N型雜質(zhì)的區(qū)域即所謂的LDD (輕摻雜漏)區(qū) 不包括在源區(qū)中。源電極對(duì)應(yīng)于由與源區(qū)不同材料形成并且與源區(qū)電 連接而配置的部分的導(dǎo)電層。但是，也有時(shí)將源區(qū)和源電極當(dāng)作源電 極。源極布線對(duì)應(yīng)于用于連接各晶體管的源電極之間的布線、用于連 接各像素所具有的源電極之間的布線、或者用于連接源電極和另外的 布線的布線。然而，也存在著用作源電極和源極布線的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、 布線等)。這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱為源電極或 源極布線。換言之，也存在著源電極與源極布線彼此之間不能明確區(qū) 分的區(qū)域。例如，在延伸配置的源極布線的一部分和源區(qū)重疊的情況 下，該重疊的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)用作源極布線和源電極。 因此，這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)可以稱為源電極或源極布 線。由與源電極相同的材料形成且形成與源電極相同的島而連接的部 分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)、或者連接源電極和源電極的部分(區(qū) 域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱為源電極。并且，與源區(qū)重疊的部分 也可以稱為柵電極。同樣地，由與源極布線相同的材料形成且形成與 源極布線相同的島而連接的部分(區(qū)域、導(dǎo)電膜、布線等)也可以稱 為源極布線。在嚴(yán)格意義上，在某些情況下，這種部分(區(qū)域、導(dǎo)電 膜、布線等)不具有與另外的源電極連接的功能。然而，也存在著由;,區(qū)域^ ^電膜:布^等)。于是，::部分f^域、i電膜、; 線等)也可以稱為源電極或源極布線。例如，連接源電極和源極布線并且由與源電極或源極布線不同的 材料形成的部分導(dǎo)電膜也可以稱為源電極或源極布線。源極端子對(duì)應(yīng)于部分源區(qū)、源電極或與源電極電連接的部分(區(qū) 域、導(dǎo)電膜、布線等)。當(dāng)將源極稱為源極布線、源極線、源極信號(hào)線、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)信 號(hào)線等時(shí)，也存在著晶體管的源極(漏極)不與布線連接的情況。在 這種情況下，源極布線、源極線、源極信號(hào)線、數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)信號(hào)線 在某些情況下對(duì)應(yīng)于在與晶體管的源極(漏極)相同的層中形成的布 線、由與晶體管的源極(漏極)相同的材料形成的布線、或在與晶體 管的源極(漏極)同時(shí)形成的布線。作為實(shí)例，可以給出存儲(chǔ)電容器 用布線、電源線、基準(zhǔn)電位供給布線等。注意，漏極與源極同樣。半導(dǎo)體裝置對(duì)應(yīng)于具有包括半導(dǎo)體元件(例如晶體管、二極管、 可控硅整流器等)的電路的裝置。再者，也可以將利用半導(dǎo)體特性而 能夠工作的所有裝置稱為半導(dǎo)體裝置。此外，將具有半導(dǎo)體材料的裝 置稱為半導(dǎo)體裝置。顯示裝置對(duì)應(yīng)于包括顯示元件的裝置。顯示裝置也可以包括具有 顯示元件的多個(gè)像素。此外，顯示裝置也可以包括驅(qū)動(dòng)多個(gè)像素的外 圍驅(qū)動(dòng)電路。也可以在與多個(gè)像素相同的襯底上形成該驅(qū)動(dòng)多個(gè)像素 的外圍驅(qū)動(dòng)電路。顯示裝置也可以包括通過引線鍵合或凸塊等設(shè)置在襯底上的外圍驅(qū)動(dòng)電路、通過所謂的玻璃上芯片安裝(COG)連接的 IC芯片、或者通過TAB等連接的IC芯片。進(jìn)一步，顯示裝置也可以 包括柔性印刷電路(FPC),其中安裝有IC芯片、電阻元件、電容元 件、電感器、晶體管等。此外，顯示裝置也可以包括印刷線路板(PWB ), 其通過柔性印刷電路(FPC)連接，并且其安裝有IC芯片、電阻元件、 電容元件、電感器、晶體管等。此外，顯示裝置也可以包括光學(xué)薄片 諸如偏振片或者相位差板等。此外，顯示裝置也可以包括照明裝置、 框體、音頻輸入/輸出裝置、光傳感器等。這里，照明裝置諸如背光燈單元也可以包括導(dǎo)光板、棱鏡片、擴(kuò)散片、反射片、光源(LED、冷 陰極管等)、冷卻裝置(水冷卻裝置、空氣冷卻裝置)等等。顯示元件對(duì)應(yīng)于光調(diào)制元件、液晶元件、發(fā)光元件、EL元件(有 機(jī)EL元件、無才幾EL元件、或包括有才幾物和無才幾物的EL元件)、電 子發(fā)射元件、電泳元件、放電元件、光反射元件、光衍射元件、數(shù)字 微鏡裝置(DMD)等等。注意，本發(fā)明并不限于此。照明裝置對(duì)應(yīng)的裝置包括背光燈單元、導(dǎo)光板、棱鏡片、擴(kuò)散片、 反射片、光源(LED、冷陰極管、熱陰極管等)、冷卻裝置等。發(fā)光裝置對(duì)應(yīng)于包括發(fā)光元件等的裝置。在發(fā)光裝置包括發(fā)光元 件作為顯示元件的情況下，該發(fā)光裝置是顯示裝置的具體例子之一。反射裝置對(duì)應(yīng)于包括光反射元件、光衍射元件、光反射電極等的 裝置。液晶顯示裝置對(duì)應(yīng)于包括液晶元件的顯示裝置。液晶顯示裝置包 括直觀型液晶顯示裝置、投影型液晶顯示裝置、透過型液晶顯示裝置、 反射型液晶顯示裝置、半透過型液晶顯示裝置。驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)于包括半導(dǎo)體元件、電氣電路、電子電路的裝置。 例如，控制從源極信號(hào)線到像素中的信號(hào)輸入的晶體管(有時(shí)也稱之 為選擇晶體管、開關(guān)晶體管等)、將電壓或電流提供到像素電極的晶 體管、將電壓或電流提供到發(fā)光元件的晶體管等都是驅(qū)動(dòng)裝置的范 例。再者，將信號(hào)提供到柵極信號(hào)線的電路(有時(shí)也稱之為柵極驅(qū)動(dòng) 器、柵極線驅(qū)動(dòng)電路等)、將信號(hào)提供到源極信號(hào)線的電路(有時(shí)也 稱之為源極驅(qū)動(dòng)器、源極線驅(qū)動(dòng)電路等)等是驅(qū)動(dòng)裝置的范例。圖1A 和1B中的第一電路102、第二電路103也是驅(qū)動(dòng)裝置的范例。顯示裝置、半導(dǎo)體裝置、照明裝置、冷卻裝置、發(fā)光裝置、反射 裝置、驅(qū)動(dòng)裝置等在某些情況下彼此相互重疊。例如，顯示裝置在某 些情況下包括半導(dǎo)體裝置和發(fā)光裝置?；蛘?，半導(dǎo)體裝置在某些情況 下包括顯示裝置和驅(qū)動(dòng)裝置。在本文件中，當(dāng)明確地i己載B形成在A之上或B形成在A上時(shí)， 其并不一定限于B直接接觸地形成在A之上。該描述也包括A和B 不直接接觸的情況，也就是，另外的對(duì)象物介于A和B之間的情況。 這里，A和B分別對(duì)應(yīng)于對(duì)象物(例如裝置、元件、電路、布線、電
極、端子、導(dǎo)電膜、層等)。因此，例如當(dāng)明確地記載層B形成在層A之上(或者層A上) 時(shí)，其包括層B直接接觸地形成在層A之上的情況以及另外的層(例 如層C、層D等)直接接觸地形成在層A之上并且層B直接接觸地 形成在該另外的層(例如層C、層D等)之上的情況。注意，另外的 層(例如層C、層D等)可以是單層或多層。類似地，當(dāng)明確地記載B形成在A之上方時(shí)，其并不一定限于B 與A直接接觸，在A和B之間可以插入另外的對(duì)象物。例如，當(dāng)明 確地記載層B形成在層A之上方時(shí)，其包括層B形成與層A直接接 觸的情況以及另外的層(例如層C、層D等)直接接觸地形成在層A 之上并且層B直接接觸地形成在該另外的層(例如層C、層D等)上 的情況。注意，另外的層(例如層C、層D等)可以是單層或多層。當(dāng)明確地記載B直接接觸地形成在A之上時(shí)，其并不包括另外的 對(duì)象物介于A和B之間的情況，并且只包括B直接接觸地形成在A 之上的情況。當(dāng)B形成在A之下、或者B形成在A之下方的情況也是同樣的。 在本文件中，明確地記載為單數(shù)的優(yōu)選為單數(shù)。但是，不局限于 此，也可以為復(fù)數(shù)。同樣地，明確地記載為復(fù)數(shù)的優(yōu)選為復(fù)數(shù)。但是， 不局限于此，也可以為單凄t。根據(jù)本發(fā)明，可以得到能夠讀取低照度的半導(dǎo)體裝置。或者，可 以得到以低電壓進(jìn)行工作的半導(dǎo)體裝置?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明，可以得 到耗電量低的半導(dǎo)體裝置?；蛘撸鶕?jù)本發(fā)明，可以得到容易與其他 半導(dǎo)體裝置連接的半導(dǎo)體裝置?；蛘?，根據(jù)本發(fā)明，可以得到小型化 的半導(dǎo)體裝置。


圖1A和IB是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置以及所述半導(dǎo)體裝置所具有的晶體管的特性的圖；圖2是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖3是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖4是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖5是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖6是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖7A和7B是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置以及所述半導(dǎo)體裝置所具 有的二極管的特性的圖；圖8是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖9是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖IO是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖11是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖12是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖13是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖14是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖15是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖； 圖16是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖17是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖18是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖19是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖20A和20B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的圖；圖21A和21B是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的部分截面圖；圖22A至22D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖；圖23A至23C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖；圖24A至24C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖；圖25A至25E是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖；圖26A至26C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖；圖27A和27B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造工序的圖；圖28是表示安裝有本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的裝置的圖；圖29A和29B是表示安裝有本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的裝置的圖；圖30A和30B是表示安裝有本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的裝置的圖；圖31是表示安裝有本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的裝置的圖；圖32A和32B是表示安裝有本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的裝置的圖；圖33A和33B是說明現(xiàn)有技術(shù)的圖。本發(fā)明的選擇圖為圖1。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以通過多 種不同方式來實(shí)施，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個(gè) 事實(shí)，就是其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍下可以 被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在本 實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在 不同附圖中對(duì)同一部分或具有同樣功能的部分附加同一附圖標(biāo)記，并且省略詳細(xì)i兌明。 實(shí)施方式1參照?qǐng)D1A和1B說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)實(shí)施方式。圖1A 所示的半導(dǎo)體裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件101、第一電路102、第二電路 103、第一端子104、第二端子105。第一電路102與光電轉(zhuǎn)換元件101 串聯(lián)連接。并且，第一電路102具有產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于輸入的電流例如流過 光電轉(zhuǎn)換元件101的電流的電壓的功能。換言之，第一電路102具有 作為電流電壓變換電路的功能。第二電路103具有產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于輸入的 電壓例如光電轉(zhuǎn)換元件101或者第一電路102的電壓的電流的功能。 換言之，第二電路103具有作為電壓電流變換電路的功能。通常，高電壓被供給給第一端子104,并且低電壓被供給給第二 端子105。因此，通常電流從第一端子104向第二端子105流動(dòng)。但 是，不局限于此，也可以施加相反的電壓來使電流向相反方向流動(dòng)。圖1A表示使用光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換元件101的實(shí)例的情況。 在很多情況下，在反偏壓狀態(tài)下使用光電二極管。因此，光電二極管 的陰極端子連接到第一端子104，而光電二極管的陽(yáng)極端子連接到第 一電路102。當(dāng)對(duì)處于反偏壓狀態(tài)的光電二極管照射光時(shí)，流動(dòng)的電 流變化。因此，通過檢測(cè)出光電二極管的電流，可以讀取照度。作為光電轉(zhuǎn)換元件101,可以使用各種各樣的元件。例如，可以 使用PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管、MIS二極管等。在圖1A中，使用光電轉(zhuǎn)換元件101就是將光轉(zhuǎn)換為電子的元件， 但是不局限于此，可以使用各種各樣的元件。例如，可以使用壓力傳 感器元件(例如，將壓力轉(zhuǎn)換為電子的元件)、溫度傳感器元件(例 如，將溫度轉(zhuǎn)換為電子的元件)、加速度傳感器元件(例如，將加速 度轉(zhuǎn)換為電子的元件)、硬度傳感器元件(例如，將硬度轉(zhuǎn)換為電子 的元件)、音量傳感器元件(例如，將聲音轉(zhuǎn)換為電子的元件)等。在圖1A中，利用與光電轉(zhuǎn)換元件101串聯(lián)連接的第一電路102 將流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流轉(zhuǎn)換為電壓。在圖1A中，作為第一 電路102的實(shí)例，使用二極管連接的N溝道型晶體管。在圖1A的第 一電路102中，N溝道型晶體管的柵極(或者柵電極)連接到光電轉(zhuǎn) 換元件101。構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的漏極(或者漏電 極)連接到光電轉(zhuǎn)換元件101。構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管 的源極(或者源電極)連接到第二端子105。當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換元件101 的電流變大時(shí)，第一電路102的兩端的電壓也變大。第一電路102 (或者光電轉(zhuǎn)換元件101)所產(chǎn)生的電壓被供給給 第二電路103。第二電路103輸出對(duì)應(yīng)于第一電路102 (或者光電轉(zhuǎn) 換元件101)所產(chǎn)生的電壓的電流。圖1A表示使用N溝道型晶體管 作為第二電路103的實(shí)例的情況。在圖1A的第二電路103中，N溝 道型晶體管的柵極(或者柵電極)連接到第一電路102 (或者光電轉(zhuǎn) 換元件101)。構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的源極(或者源 電極)連接到第二端子105。構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的 漏極(或者漏電極)連接到第一端子104。因此，當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換元 件101的電流變大時(shí)，第一電路102的兩端的電壓也變大，從而構(gòu)成 第二電路103的N溝道型晶體管的柵極/源極之間的電壓變大。其結(jié) 果，構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的漏極/源極之間的電流變 大。換言之，放大對(duì)應(yīng)于照度的信號(hào)。構(gòu)成第二電路103的晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力優(yōu)選為大。這是因?yàn)?如下緣故當(dāng)使用電流驅(qū)動(dòng)能力大的晶體管時(shí)，大電流流過第一端子 104以及第二端子105，而進(jìn)一步放大對(duì)應(yīng)于照度的信號(hào)。作為增大 晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力的方法，可以舉出如下方法擴(kuò)大溝道寬度W; 縮小溝道長(zhǎng)度L;將多個(gè)晶體管并聯(lián)地連接(實(shí)質(zhì)上，與擴(kuò)大W相同) 等。光電轉(zhuǎn)換元件101和第二電路103都連接到相同端子(第一端子 104)，但是連接的端子不局限于此。通過還配置另外的端子，也可以 使光電轉(zhuǎn)換元件101和第二電路103分別連接到不同端子。注意，第 一電路102和第二電路103連接到相同端子(第二端子105),但是連 接的端子不局限于此。通過還配置另外的端子，也可以使第一電路102
和第二電路103分別連接到不同端子。接著，圖IB表示構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的當(dāng)預(yù)定 的Vds時(shí)的電流特性的圖表。橫軸是構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶 體管的Vgs,而縱軸是構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的Ids。 才艮椐圖IB,可以明白如下事實(shí)作為構(gòu)成第一電路102的N溝道型 晶體管的電流特性，當(dāng)Vgs-OV時(shí)電流小。結(jié)果，即使照射到光電轉(zhuǎn) 換元件101的光的照度小，就是說，流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流小， 也可以讀取電流。構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的閾值電壓Vth優(yōu)選為OV 以上。這種晶體管被稱為增強(qiáng)型等。接著，圖1B表示構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的當(dāng)預(yù)定 的Vds時(shí)的電流特性的圖表。橫軸是構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶 體管的Vgs,而縱軸是構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的Ids。 才艮據(jù)圖1B，可以明白如下事實(shí).'作為構(gòu)成第二電路103的N溝道型 晶體管的電流特性，當(dāng)Vgs-OV時(shí)電流大。結(jié)果，即使供給給第二電 路103的兩端的電壓就是說供給給第一端子104和第二端子105之間 的電壓小，也可以〗吏大電流流動(dòng)。構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的閾值電壓Vth優(yōu)選為OV 以下。這種晶體管被稱為耗盡型等。如此，通過使構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的閾值電壓和 構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的閾值電壓不同，可以實(shí)現(xiàn)讀取 低照度以及利用低電壓的工作。注意，優(yōu)選的是，構(gòu)成第一電路102 的N溝道型晶體管的閾值電壓大于構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶 體管的閾值電壓。更優(yōu)選的是，闊值電壓的差數(shù)為IV以上。特別優(yōu) 選的是，閾值電壓的差數(shù)為3V以上?；蛘?，優(yōu)選的是，構(gòu)成第一電 路102的N溝道型晶體管的電流特性和構(gòu)成第二電路103的N溝道 型晶體管的電流特性不同。作為實(shí)例，優(yōu)選的是， 一方是增強(qiáng)型，而 另一方是耗盡型。接著，圖2表示將圖1B的圖表中的縱軸成為對(duì)數(shù)時(shí)的晶體管的 電流特性。在構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的電流特性的曲線 中，將電流最小的點(diǎn)設(shè)定為點(diǎn)A,并且將該點(diǎn)A的Vgs設(shè)定為VgsA。 此外，在構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的電流特性的曲線中，
將電流最小的點(diǎn)設(shè)定為點(diǎn)B,并且將該點(diǎn)B的Vgs設(shè)定為VgsB。作 為一個(gè)例子，VgsA優(yōu)選大于VgsB。或者，作為一個(gè)例子，VgsA優(yōu) 選為0V以上。其結(jié)果，可以以低照度進(jìn)行讀取?；蛘撸鳛橐粋€(gè)例 子，VgsB優(yōu)選為OV以下。其結(jié)果，可以以4氐電壓進(jìn)4亍工作。如此，為了使構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的電流特性和 構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的電流特性不同，使用不同溝道 摻雜用雜質(zhì)即可，而作為一個(gè)例子。通過使用掩模(中間掩模)，當(dāng) 將P型雜質(zhì)(硼、鎵等)摻雜到構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管 的溝道中，可以得到增強(qiáng)型晶體管?；蛘?，通過將N型雜質(zhì)(磷、砷 等)摻雜到構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的溝道中，可以得到 耗盡型晶體管。在圖1A中，構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管是一個(gè)，但是 構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的數(shù)目不局限于此。既可以將多 個(gè)N溝道型晶體管串聯(lián)連接，又可以將多個(gè)N溝道型晶體管并聯(lián)連 接。同樣地，在圖1A中，構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管是一 個(gè)，但是構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的數(shù)目不局限于此。既 可以將多個(gè)N溝道型晶體管串聯(lián)連接，又可以將多個(gè)N溝道型晶體 管并聯(lián)連接。布線、電極、導(dǎo)電層、導(dǎo)電膜、端子、通路、插頭等優(yōu)選由從鋁 (Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鴒(W)、釹(Nd )、鉻(Cr)、 鎳(Ni)、柏(Pt)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎂(Mg)、鈧(Sc)、 鈷(Co)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、硅(Si)、磷(P)、硼(B)、砷(As )、 鎵(Ga)、銦(In)、錫(Sn)和氧(O)等中選擇的一個(gè)或多個(gè)元素、或者包括一個(gè)或多個(gè)上述元素的化合物、合金材料(例如，氧化銦錫 (ITO)、氧化銦鋅(IZO)、包含氧化硅的氧化銦錫(ITSO)、氧化鋅 (ZnO)、氧化錫(SnO)、氧化錫鎘(CTO)、鋁釹(Al-Nd)、鎂銀 (Mg-Ag)、鉬鈮(Mo-Nb)等)形成?；蛘?，優(yōu)選地形成布線、電極、 導(dǎo)電層、導(dǎo)電膜、端子等，以包含組合上述化合物而成的物質(zhì)等?；?者，優(yōu)選地形成布線、電極、導(dǎo)電層、導(dǎo)電膜、端子等，以包含由選 自上述元素中的一個(gè)或多個(gè)和硅構(gòu)成的化合物(硅化物)(例如，鋁 硅、鉬硅、硅化鎳等)、由選自上述元素中的一個(gè)或多個(gè)和氮構(gòu)成的
化合物(例如，氮化鈦、氮化鉭、氮化鉬等)。硅(Si)也可以包含n型雜質(zhì)(磷等)或p型雜質(zhì)(硼等)。當(dāng)硅 包含雜質(zhì)時(shí)，可以提高導(dǎo)電率，并且可以實(shí)現(xiàn)類似于普通導(dǎo)體的功能。 于是，硅可以容易地作為布線、電極等。可以使用具有各種結(jié)晶性的硅，諸如單晶硅、多晶硅、微晶硅等。 或者，可以使用沒有結(jié)晶性的硅諸如非晶硅等。通過使用單晶硅或多 晶硅，可以降低布線、電極、導(dǎo)電層、導(dǎo)電膜、端子等的電阻。通過 使用非晶硅或微晶硅，可以利用簡(jiǎn)單工序來形成布線等。鋁或銀具有高導(dǎo)電率，從而可以減少信號(hào)延遲。再者，由于鋁或 銀容易被蝕刻及構(gòu)圖，所以可以對(duì)它們進(jìn)行細(xì)微加工。銅具有高導(dǎo)電率，從而可以減少信號(hào)延遲。當(dāng)使用銅時(shí)，優(yōu)選采 用層合結(jié)構(gòu)，以提高緊密性。鉬或鈥具有如下優(yōu)點(diǎn)即使鉬或鈦與氧化物半導(dǎo)體(ITO、 IZO等)或硅接觸也不會(huì)產(chǎn)生缺陷，容易被蝕刻，具有高耐熱性等，所以 優(yōu)選使用鉬或鈦。由于鴒具有耐熱性高等的優(yōu)點(diǎn)，所以優(yōu)選使用鎢。由于釹具有耐熱性高等的優(yōu)點(diǎn)，所以優(yōu)選使用釹。特別地，優(yōu)選 使用釹和鋁的合金，因?yàn)槟蜔嵝蕴岣卟⑶忆X難以產(chǎn)生小丘。硅具有如下優(yōu)點(diǎn)可以與晶體管所具有的半導(dǎo)體層同時(shí)形成，耐 熱性高等，所以優(yōu)選使用硅。由于ITO、 IZO、 ITSO、氧化鋅(ZnO)、珪(Si )、氧化錫(SnO)、 氧化錫鎘(CTO)具有透光性，所以它們可以用于使光透過的部分。 例如，它們可以用作〗象素電極或共同電極。優(yōu)選使用IZO，因?yàn)槠淙菀妆晃g刻和加工。在蝕刻IZO中，難以 留下渣滓。從而，當(dāng)IZO用作像素電極時(shí)，可以減少液晶元件或發(fā)光 元件的缺陷(短路、取向無序等)。布線、電極、導(dǎo)電層、導(dǎo)電膜、端子、通路、插頭等可以具有單 層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。通過采用單層結(jié)構(gòu)，布線、電極、導(dǎo)電層、導(dǎo)電 膜、端子等的制造工序可以簡(jiǎn)化。因此，可以減少工序數(shù)目，并且可 以減少成本?；蛘?，通過釆用多層結(jié)構(gòu)，可以在有效地利用各材料的 優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，減少缺點(diǎn)，以形成性能好的布線、電極等。例如，通過 在多層結(jié)構(gòu)中包括低電阻材料(鋁等)，可以謀求實(shí)現(xiàn)布線電阻的降
低。此外，通過采用將低耐熱性材料插入在高耐熱性材料之間的層合 結(jié)構(gòu)，可以提高布線、電極等的耐熱性，同時(shí)有效地利用低耐熱性材 料所具有的優(yōu)點(diǎn)。例如，優(yōu)選采用將包含鋁的層當(dāng)布線、電極等彼此直接接觸時(shí)，它們?cè)谀承┣闆r下彼此不利地 影響。例如，有時(shí)一個(gè)布線或電極等材料混合到另一個(gè)布線或電極等 的材料中并改變其性質(zhì)，于是不能發(fā)揮本來的作用。作為另一范例， 有時(shí)，當(dāng)形成或制造高電阻部分時(shí)，出現(xiàn)問題，而不能正常地制造。 在此情況下，優(yōu)選通過采用層合結(jié)構(gòu)來將容易反應(yīng)的材料插入在難以 反應(yīng)的材料中或者利用難以反應(yīng)的材料來覆蓋容易反應(yīng)的材料。例如，當(dāng)使ITO與鋁連接時(shí)，優(yōu)選在ITO與鋁之間插入鈦、鉬、釹的合 金。此外，當(dāng)使硅與鋁連接時(shí)，優(yōu)選在硅與鋁之間插入鈦、鉬、釹的 合金。布線意味著其中配置有導(dǎo)電體的。導(dǎo)電體既可以配置為長(zhǎng)線狀， 又可以配置為短線狀。因此，電極包4舌在布線中。也可以使用碳納米管作為布線、電極、導(dǎo)電層、導(dǎo)電膜、端子、 通路、插頭等。由于碳納米管具有透光性，所以其可以用于使光透過 的部分。例如，碳納米管可以用作像素電極或共同電極。雖然在本實(shí)施方式中說明使用N溝道型晶體管作為第二電路103 的情況，但是也可以如圖13所示地使用P溝道型晶體管作為第二電 路1303。第一電路1302只要具有產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流過光電轉(zhuǎn)換元件101 的電流的電壓的功能就可以，例如可以使用二極管連接的P溝道型晶 體管。在此情況下，為了在第一電路1302中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流過光電轉(zhuǎn) 換元件101的電流的電壓，使第一電路1302連接到第一端子104，而 使光電轉(zhuǎn)換元件101連接到第二端子105,即可。實(shí)施方式2在實(shí)施方式1中說明了第一電路102是二極管連接的N溝道型晶體管的情況。但是，不局限于此，可以采用各種各樣的結(jié)構(gòu)作為第一 電路102。例如，如圖3所示，也可以使用電流電壓變換電路102A 作為第一電路102。以下說明當(dāng)使用光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換元件101的實(shí)例時(shí)的連 接關(guān)系。在圖3中，光電二極管的陰極端子連接到第一端子104,光
電二極管的陽(yáng)極端子連接到電流電壓變換電路102A的第一端子。電 流電壓變換電路102A的第一端子連接到構(gòu)成第二電路103的N溝道 型晶體管的柵極(或者柵電極)。電流電壓變換電路102A的第二端子 連接到第二端子105。通過使用與光電轉(zhuǎn)換元件101串聯(lián)連接的電流電壓變換電路 102A,將流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流轉(zhuǎn)換為電壓。當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換 元件101的電流變大時(shí)，電流電壓變換電路102A的兩端的電壓也變 大。電流電壓變換電路102A (或者光電轉(zhuǎn)換元件101)所產(chǎn)生的電壓 被供給給第二電路103。第二電路103輸出對(duì)應(yīng)于電流電壓變換電路 102A (或者光電轉(zhuǎn)換元件101)所產(chǎn)生的電壓的電流。圖3表示與圖 1A同樣地使用N溝道型晶體管作為第二電路103的實(shí)例的情況。在 圖3的第二電路103中，N溝道型晶體管的柵極(或者柵電極)連接 到電流電壓變換電路102A (或者光電轉(zhuǎn)換元件101)。 N溝道型晶體 管的源極(或者源電極)連接到第二端子105。 N溝道型晶體管的漏 極(或者漏電極)連接到第一端子104。因此，當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換元件 101的電流變大時(shí)，電流電壓變換電路102A的兩端的電壓也變大， 從而N溝道型晶體管的柵極/源極之間的電壓變大。其結(jié)果，N溝道 型晶體管的漏極/源極之間的電流變大。換言之，放大對(duì)應(yīng)于照度的信注意，電流電壓變換電路102A和第二電路103都連接到相同的 端子(第二端子105)，但是連接的端子不局限于此。通過還配置另外 的端子，也可以使電流電壓變換電路102A和第二電路103分別連接 到不同端子。作為電流電壓變換電路102A,可以使用各種各樣的電路。圖4 表示使用電阻元件102B作為電流電壓變換電路102A的一個(gè)例子的情 況。當(dāng)對(duì)其兩端不施加電壓時(shí)電阻元件102B的電流為0,因此可以i人為它是一種增強(qiáng)型。優(yōu)選通過使用與晶體管的半導(dǎo)體層相同的層來形 成電阻元件102B。由此，可以防止過程工序數(shù)目的增加。圖5表示使用二極管連接的P溝道型晶體管102C作為電流電壓 變換電路102A的實(shí)例的情況。圖5所示的P溝道型晶體管102C的 柵極(或者柵電極)的連接地方與圖1A不同。這是因?yàn)闃O性不同的
緣故。P溝道型晶體管102C的源極(或者源電極)連接到光電轉(zhuǎn)換 元件101，并且其漏極(或者漏電極)連接到第二端子105。并且，P 溝道型晶體管102C的柵極(或者柵電極)連接到第二端子105。在使用P溝道型晶體管102C作為電流電壓變換電路102A的實(shí) 例的情況下,有如下優(yōu)點(diǎn)可以容易制造構(gòu)成電流電壓變換電路102A 的晶體管和構(gòu)成第二電路103的晶體管的閾值電壓的差數(shù)?；蛘撸?如下優(yōu)點(diǎn)可以容易使構(gòu)成電流電壓變換電路102A的晶體管成為增 強(qiáng)型。或者，有如下優(yōu)點(diǎn)可以容易使構(gòu)成第二電路103的晶體管成 為耗盡型。這是因?yàn)橥ㄟ^對(duì)構(gòu)成電流電壓變換電路102A的晶體管和 構(gòu)成第二電路103的晶體管溝道摻雜N型雜質(zhì)(磷、砷等)可以實(shí)現(xiàn) 的緣故。對(duì)雙方摻雜相同導(dǎo)電型的雜質(zhì)即可，因此不需要分別摻雜。 因此，不需要使用掩模(中間掩模)，而可以減少過程工序數(shù)目。換 言之，通過使構(gòu)成電流電壓變換電路102A的晶體管的溝道導(dǎo)電型和 構(gòu)成第二電路103的晶體管的溝道導(dǎo)電型成為相反，可以容易控制閾 值電壓。在圖5中，P溝道型晶體管102C是一個(gè)，但是P溝道型晶體管102C 的數(shù)目不局限于此。既可以將多個(gè)P溝道型晶體管串聯(lián)連接，又可以 將多個(gè)P溝道型晶體管并聯(lián)連接?；蛘撸部梢詫⒍鄠€(gè)另外的構(gòu)成電流電壓變換電路102A的元件 串聯(lián)或者并聯(lián)連接。作為實(shí)例，圖6表示電流電壓變換電路102D, 其中圖1A所示的二極管連接的N溝道型晶體管和圖5所示的二極管 連接的P溝道型晶體管并聯(lián)連接。同樣地，也可以通過組合圖4所示的電阻元件等，來將它們串聯(lián) 或者并聯(lián)連接。此外，圖7A和7B分別表示使用二極管102E作為電流電壓變換 電路102A的實(shí)例的情況以及那時(shí)的電流特性的圖表。作為二極管 102E，例如可以使用PN 二極管、PIN 二極管、肖特基二極管、MIM (金屬-絕緣體-金屬)二極管、MIS (金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)二極管等。也可以通過使用構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換元件101的材料或?qū)拥囊徊糠只蛉?部，來構(gòu)成二極管102E。由此，可以減少過程工序數(shù)目。雖然在本實(shí)施方式中說明了使用N溝道型晶體管作為第二電路 103的情況，但是如圖14所示，也可以使用P溝道型晶體管作為第二
電路1303。電流電壓變換電路1302A產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流過光電轉(zhuǎn)換元件101 的電流的電壓。在此情況下，為了在電流電壓變換電路1302A中產(chǎn)生 對(duì)應(yīng)于流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流的電壓，使電流電壓變換電路 1302A的第一端子連接到第一端子104,而使光電轉(zhuǎn)換元件101連接 到第二端子105。此外，與電流電壓變換電路102A同樣地可以使用各種各樣的電 路作為電流電壓變換電路1302A。例如，如圖15、圖16、圖17所示， 可以分別使用電阻元件1302B、 二極管連接的N溝道型晶體管1302C、 二極管1302E等。當(dāng)然，與電流電壓變換電路102A同樣地也可以使 用其他電路。雖然在本實(shí)施方式中參照各種附圖進(jìn)行說明，但是各附圖中所描 述的內(nèi)容(或其一部分)可以自由應(yīng)用于其它附圖中所描述的內(nèi)容(或 其一部分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合上述附圖中的 每一部分與其它部分，可以形成更多附圖。類似地，本實(shí)施方式中的各附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部分) 可以自由應(yīng)用于其它實(shí)施方式中的附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部 分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合本實(shí)施方式中的每一 附圖中的每一部分與其它實(shí)施方式中的部分，可以形成更多附圖。本實(shí)施方式顯示了具體表現(xiàn)、稍微變換、部分修改、改進(jìn)、詳細(xì) 描述、應(yīng)用其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容(或其一部分)的范例、其有 關(guān)部分的范例等。因此，其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容可以自由應(yīng)用于 本實(shí)施方式，與其組合，或者代替其。實(shí)施方式3在實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中示出了伴隨著照射到光電轉(zhuǎn)換元件 101的光強(qiáng)度變大，輸出電流也變大的情況。在本實(shí)施方式中，示出 伴隨著照射到光電轉(zhuǎn)換元件101的光強(qiáng)度變大，輸出電流變小的情況。圖8表示對(duì)應(yīng)于圖1A的本實(shí)施方式的圖。在圖8中，光電轉(zhuǎn)換 元件101和構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的連接與圖1A不同。圖8所示的半導(dǎo)體裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件101、第一電路802、 第二電路803、第一端子104、第二端子105。第一電路802與光電轉(zhuǎn) 換元件101串聯(lián)連接。并且，第一電路802具有產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于輸入的電
流例如流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流的電壓的功能。就是說，第一電 路802具有用作電流電壓變換電路的功能。第二電路803具有產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)于輸入的電壓例如光電轉(zhuǎn)換元件101或者第一電路802的電壓的電 流的功能。就是說，第二電路803具有用作電壓電流變換電路的功能。通常，高電壓被供給給第一端子104,并且低電壓被供給給第二 端子105。因此，通常電流從第一端子104向第二端子105流動(dòng)。但 是，不局限于此，也可以施加相反的電壓來使電流向相反方向流動(dòng)。圖8表示使用光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換元件101的實(shí)例的情況。 在很多情況下，在反偏壓狀態(tài)下使用光電二極管。在圖8中，光電二 極管的陰極端子連接到第一電路802，而光電二極管的陽(yáng)極端子連接 到第二端子105。當(dāng)對(duì)處于反偏壓狀態(tài)的光電二極管照射光時(shí)，流動(dòng) 的電流變化。因此，通過檢測(cè)出光電二極管的電流，可以讀取照度。作為光電轉(zhuǎn)換元件101，可以使用各種各樣的元件。例如，可以 使用PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管、MIS二極管等。在圖8中，利用與光電轉(zhuǎn)換元件101串聯(lián)連接的第一電路802將 流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流轉(zhuǎn)換為電壓。在圖8中，作為第一電路 802的實(shí)例，使用二極管連接的N溝道型晶體管。在圖8的第一電路 802中，N溝道型晶體管的柵極(或者柵電極)連接到第一端子104。 構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的漏極(或者漏電極)連接到第 一端子104。構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的源極(或者源電 極)連接到光電轉(zhuǎn)換元件101。當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流變大 時(shí)，第一電路802的兩端的電壓也變大。光電轉(zhuǎn)換元件101 (或者第一電路802 )所產(chǎn)生的電壓被供給給 第二電路803。第二電路803輸出對(duì)應(yīng)于光電轉(zhuǎn)換元件101 (或者第 一電路802)所產(chǎn)生的電壓的電流。圖8表示使用N溝道型晶體管作 為第二電路803的實(shí)例的情況。在圖8的第二電路803中，N溝道型 晶體管的柵極(或者柵電極)連接到光電轉(zhuǎn)換元件101 (或者第一電 路802 )。構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的源極(或者源電極) 連接到第二端子105。構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的漏極(或 者漏電極)連接到第一端子104。因此，當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換元件101的 電流變大時(shí)，第一電路802的兩端的電壓也變大，從而光電轉(zhuǎn)換元件 101的兩端的電壓與此相對(duì)應(yīng)地變小。因此，構(gòu)成第二電路803的N 溝道型晶體管的柵極/源極之間的電壓變小。其結(jié)果，構(gòu)成第二電路803 的N溝道型晶體管的漏極/源極之間的電流變小。換言之，伴隨著照 射到光電轉(zhuǎn)換元件101的光強(qiáng)度變大，輸出電流變小，而伴隨著光強(qiáng) 度變小，輸出電流變大。換言之，使信號(hào)反相而放大它。在此，構(gòu)成第二電路803的晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力優(yōu)選為大。這 是因?yàn)槿缦戮壒十?dāng)使用電流驅(qū)動(dòng)能力大的晶體管時(shí)，大電流流過第 一端子104以及第二端子105，而進(jìn)一步放大根據(jù)照度而反相的信號(hào)。 作為增大晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力的方法，可以舉出如下方法擴(kuò)大溝 道寬度W;縮小溝道長(zhǎng)度L;將多個(gè)晶體管并聯(lián)地連接(實(shí)質(zhì)上，與 擴(kuò)大W相同)等。第一電路802和第二電路803都連接到相同端子(第一端子104)， 但是連接的端子不局限于此。通過還配置另外的端子，也可以使第一 電路802和第二電路803分別連接到不同端子。注意，光電轉(zhuǎn)換元件 101和第二電路803連接到相同端子(第二端子105)，但是連接的端 子不局限于此。通過還配置另外的端子，也可以使光電轉(zhuǎn)換元件101 和第二電路803分別連接到不同端子。構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的電流特性優(yōu)選與圖1A所 示的構(gòu)成第一電路102的N溝道型晶體管的電流特性同樣。換言之， 作為構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的電流特性，優(yōu)選當(dāng)Vgs-OV時(shí)電流值小。結(jié)果，即使照射到光電轉(zhuǎn)換元件101的光的照度小， 就是說，流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流小，也可以讀取電流。構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的閾值電壓Vth優(yōu)選為OV 以上。就是說，構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管優(yōu)選為增強(qiáng)型。此外，構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的電流特性優(yōu)選與圖 1A所示的構(gòu)成第二電路103的N溝道型晶體管的電流特性同樣。換 言之，作為構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的電流特性，優(yōu)選當(dāng) Vgs-OV時(shí)電流大。結(jié)果，即使供給給第二電路803的兩端的電壓就 是說供給給第一端子104和第二端子105之間的電壓小，也可以使大 電流流動(dòng)。構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的閾值電壓Vth優(yōu)選為OV 以下。就是說，構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管優(yōu)選為耗盡型。 如此，通過使構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的閾值電壓和 構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的閾值電壓不同，可以實(shí)現(xiàn)讀取 低照度以及利用低電壓的工作。注意，優(yōu)選的是，構(gòu)成第一電路802 的N溝道型晶體管的閾值電壓大于構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶 體管的閾值電壓。更優(yōu)選的是，閾值電壓的差數(shù)為IV以上。特別優(yōu) 選的是，閾值電壓的差數(shù)為3V以上?；蛘撸瑑?yōu)選的是，構(gòu)成第一電 路802的N溝道型晶體管的電流特性和構(gòu)成第二電路803的N溝道 型晶體管的電流特性不同。作為實(shí)例，優(yōu)選的是， 一方是增強(qiáng)型，而 另一方是耗盡型。如此，為了使構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管的電流特性和 構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的電流特性不同，使用不同溝道 摻雜用雜質(zhì)即可，而作為一個(gè)例子。通過使用掩模(中間掩模)，當(dāng) 將P型雜質(zhì)(硼、鎵等)摻雜到構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管 的溝道中，可以得到增強(qiáng)型晶體管。或者，通過將N型雜質(zhì)(磷、砷 等)摻雜到構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的溝道中，可以得到 耗盡型晶體管。如圖8所示，通過在第一電路802和第二電路803中使用相同導(dǎo) 電型的晶體管，光和電流的關(guān)系接近比例關(guān)系(但是，傾斜是負(fù))。 因此，可以容易進(jìn)行光照射量的信號(hào)處理。在圖8中，構(gòu)成第一電路802的N溝道型晶體管是一個(gè)，但是構(gòu) 成第一電路802的N溝道型晶體管的數(shù)目不局限于此。既可以將多個(gè) N溝道型晶體管串聯(lián)連接，又可以將多個(gè)N溝道型晶體管并聯(lián)連接。同樣地，在圖8中，構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管是一個(gè)， 但是構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管的數(shù)目不局限于此。既可以 將多個(gè)N溝道型晶體管串聯(lián)連接，又可以將多個(gè)N溝道型晶體管并 聯(lián)連接。雖然在本實(shí)施方式中說明了使用N溝道型晶體管作為第二電路 803的情況，但是如圖18所示，也可以使用P溝道型晶體管作為第二 電路1803。注意，與上述實(shí)施方式同樣，在使用P溝道型晶體管作為 第二電路1803的情況下，倒轉(zhuǎn)當(dāng)使用N溝道型晶體管時(shí)的第一電路 和光電轉(zhuǎn)換元件的配置即連接關(guān)系，并將光電轉(zhuǎn)換元件101配置在第 一端子104 —側(cè)，而將第一電路1802配置在第二端子105 —側(cè)，且 將它們串聯(lián)連接。注意，圖18表示使用二極管連接的P溝道型晶體
管作為第一電路1802的情況。雖然在本實(shí)施方式中參照各種附圖進(jìn)行說明，但是各附圖中所描 述的內(nèi)容(或其一部分)可以自由應(yīng)用于其它附圖中所描述的內(nèi)容(或 其一部分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合上述附圖中的 每一部分與其它部分，可以形成更多附圖。類似地，本實(shí)施方式中的各附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部分) 可以自由應(yīng)用于其它實(shí)施方式中的附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部 分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合本實(shí)施方式中的每一 附圖中的每一部分與其它實(shí)施方式中的部分，可以形成更多附圖。本實(shí)施方式顯示了實(shí)現(xiàn)、稍微變換、部分修改、改進(jìn)、詳細(xì)描述、 應(yīng)用其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容(或其一部分)的范例、其有關(guān)部分 的范例等。因此，其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容可以自由應(yīng)用于本實(shí)施 方式，與其組合，或者代替其。實(shí)施方式4在實(shí)施方式2中說明了使用各種各樣的結(jié)構(gòu)作為實(shí)施方式1所示 的第一電路102的情況。另一方面，在實(shí)施方式3中說明了與實(shí)施方 式1相比第一電路102和光電轉(zhuǎn)換元件101的連接不同的情況。于是，示的^一電^ 802 二情況。 、" 々 >以下說明當(dāng)使用光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換元件101的實(shí)例時(shí)的連 接關(guān)系。在圖9中，光電二極管的陰極端子連接到電流電壓變換電路 802A的第一端子，光電二極管的陽(yáng)極端子連接到第二端子105。電流 電壓變換電路802A的第一端子連接到構(gòu)成第二電路803的N溝道型 晶體管的柵極(或者柵電極)。電流電壓變換電路802A的第二端子連 接到第一端子104。通過利用串聯(lián)連接到光電轉(zhuǎn)換元件101的電流電壓變換電路 802A，將流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流轉(zhuǎn)換為電壓。當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換 元件101的電流變大時(shí)，電流電壓變換電路802A的兩端的電壓也變 大。光電轉(zhuǎn)換元件101 (或者電流電壓變換電路802A)所產(chǎn)生的電壓 被供給給第二電路803。第二電路803輸出對(duì)應(yīng)于光電轉(zhuǎn)換元件101(或者電流電壓變換電路802A)所產(chǎn)生的電壓的電流。與圖8同樣， 圖9表示使用N溝道型晶體管作為第二電路803的實(shí)例的情況。在圖 9的第二電路803中，N溝道型晶體管的柵極(或者柵電極)連接到 光電轉(zhuǎn)換元件101 (或者電流電壓變換電路802A)。構(gòu)成第二電路803 的N溝道型晶體管的源極(或者源電極)連接到第二端子105。構(gòu)成 第二電路803的N溝道型晶體管的漏極(或者漏電極)連接到第一端 子104。因此，當(dāng)流過光電轉(zhuǎn)換元件101的電流變大時(shí)，電流電壓變 換電路802A的兩端的電壓也變大，從而光電轉(zhuǎn)換元件101的兩端的 電壓與此相對(duì)應(yīng)地變小。因此，構(gòu)成第二電路803的N溝道型晶體管 的柵極/源極之間的電壓也變小。其結(jié)果，構(gòu)成第二電路803的N溝 道型晶體管的漏極/源極之間的電流變小。換言之，伴隨照射到光電轉(zhuǎn) 換元件101的光強(qiáng)度變大，輸出電流變小，并且，伴隨照射到光電轉(zhuǎn) 換元件101的光強(qiáng)度變小，輸出電流變大。換言之，使信號(hào)反相而放 大它。電流電壓變換電路802A和第二電路803都連接到相同的端子(第 一端子104)，但是連接的端子不局限于此。通過還配置另外的端子， 也可以使電流電壓變換電路802A和第二電路803分別連接到不同端 子。作為電流電壓變換電路802A,可以使用各種各樣的電路。圖10 表示使用電阻元件802B作為電流電壓變換電路802A的一個(gè)例子的情 況。當(dāng)對(duì)其兩端不施加電壓時(shí)電阻元件802B的電流成為0,因此可以認(rèn)為它是一種增強(qiáng)型。優(yōu)選通過使用與晶體管的半導(dǎo)體層相同的層來 形成電阻元件802B。由此，可以防止過程工序數(shù)目的增加。圖11表示使用二極管連接的P溝道型晶體管802C作為電流電壓 變換電路802A的實(shí)例的情況。圖11所示的P溝道型晶體管802C的 柵極(或者柵電極)的連接地方與圖8不同。這是因?yàn)闃O性不同的緣 故。P溝道型晶體管802C的漏極(或者漏電極)連接到光電轉(zhuǎn)換元 件IOI,并且其源極(或者源電極)連接到第一端子104。并且，P溝 道型晶體管802C的柵極(或者柵電極)連接到光電轉(zhuǎn)換元件101。在使用P溝道型晶體管802C作為電流電壓變換電路802A的實(shí) 例的情況下，有如下優(yōu)點(diǎn)可以容易制造構(gòu)成電流電壓變換電路802A 的晶體管和構(gòu)成第二電路803的晶體管的閾值電壓的差數(shù)?；蛘撸?如下優(yōu)點(diǎn)可以容易使構(gòu)成電流電壓變換電路802A的晶體管成為增 強(qiáng)型。或者，有如下優(yōu)點(diǎn)可以容易使構(gòu)成第二電路803的晶體管成 為耗盡型。這是因?yàn)橥ㄟ^對(duì)構(gòu)成電流電壓變換電路802A的晶體管和 構(gòu)成第二電路803的晶體管溝道摻雜N型雜質(zhì)(磷、砷等)可以實(shí)現(xiàn) 的緣故。對(duì)雙方摻雜相同導(dǎo)電型的雜質(zhì)即可，因此不需要分別摻雜。 因此，不需要使用掩模(中間掩模)，而可以減少過程工序數(shù)目。換 言之，通過使構(gòu)成電流電壓變換電路802A的晶體管的溝道導(dǎo)電型和 構(gòu)成第二電路803的晶體管的溝道導(dǎo)電型成為相反，可以容易控制閾 值電壓。在圖11中，P溝道型晶體管802C是一個(gè)，但是P溝道型晶體管 的數(shù)目不局限于此。既可以將多個(gè)P溝道型晶體管串聯(lián)連接，又可以 將多個(gè)P溝道型晶體管并聯(lián)連接?；蛘?，也可以將多個(gè)另外的構(gòu)成電流電壓變換電路802A的元件 串聯(lián)或者并聯(lián)連接。換言之，也可以使二極管連接的P溝道型晶體管 和二極管連接的N溝道型晶體管并聯(lián)連接作為電流電壓變換電路 802A。同樣地，也可以通過組合圖10所示的電阻元件等，來將它們串聯(lián)或者并聯(lián)連接。此外，圖12表示使用二極管802E作為電流電壓變換電路802A 的實(shí)例的情況。此時(shí)的電流特性的圖表與圖7B同樣。作為二極管 802E,例如可以使用PN 二極管、PIN 二極管、肖特基二極管、MIM (金屬-絕緣體-金屬)二極管、MIS (金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)二極管等。也可以通過使用構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換元件101的材料或?qū)拥囊徊糠只蛉?部，來構(gòu)成二極管802E。由此，可以減少過程工序凄t目。雖然在本實(shí)施方式中說明了使用N溝道型晶體管作為第二電路 803的情況，但是如圖19所示，也可以使用P溝道型晶體管作為第二 電路1803。注意，與上述實(shí)施方式同樣，在使用P溝道型晶體管作為 第二電路1803的情況下，倒轉(zhuǎn)在使用N溝道型晶體管的情況下的電 流電壓變換電路和光電轉(zhuǎn)換元件的配置即連接關(guān)系，使光電轉(zhuǎn)換元件 101連接到第一端子104 —側(cè)，并且使電流電壓變換電路1802A連接 到第二端子105 —側(cè)，而將它們串聯(lián)連接，即可。此外，與電流電壓 變換電路802A同樣，作為電流電壓變換電路1802A,可以使用各種
各樣的電路。雖然在本實(shí)施方式中參照各種附圖進(jìn)行說明，但是各附圖中所描 述的內(nèi)容(或其一部分)可以自由應(yīng)用于其它附圖中所描述的內(nèi)容(或 其一部分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合上述附圖中的 每一部分與其它部分，可以形成更多附圖。類似地，本實(shí)施方式中的各附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部分) 可以自由應(yīng)用于其它實(shí)施方式中的附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部 分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合本實(shí)施方式中的每一 附圖中的每一部分與其它實(shí)施方式中的部分，可以形成更多附圖。本實(shí)施方式顯示了具體表現(xiàn)、稍微變換、部分修改、改進(jìn)、詳細(xì) 描述、應(yīng)用其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容(或其一部分)的范例、其有 關(guān)部分的范例等。因此，其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容可以自由應(yīng)用于 本實(shí)施方式，與其組合，或者代替其。實(shí)施方式5參照?qǐng)D20A和20B說明實(shí)施方式1至4所記栽的半導(dǎo)體裝置的應(yīng) 用例子。圖20A和20B所示的半導(dǎo)體裝置包括光電轉(zhuǎn)換裝置2001A 以及2001B、電阻元件2002A以及2002B、電源2005。注意，光電轉(zhuǎn)換裝置2001A以及2001B是上述實(shí)施方式1至4所示的半導(dǎo)體裝置。光電轉(zhuǎn)換裝置2001A的第一端子104A連接到電源2005的一個(gè) 電極，而光電轉(zhuǎn)換裝置2001A的第二端子105A通過電阻元件2002A 連接到電源2005的另一個(gè)電極。注意，通過利用電阻元件2002A將 從光電轉(zhuǎn)換裝置2001A得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓而輸出。例如，作為電 壓從第二端子105A輸出，即可。在此，通過利用電阻元件2002A將 從光電轉(zhuǎn)換裝置2001A得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓而輸出，來檢測(cè)出照 度。此外，電源2005的一個(gè)電極也連接到光電轉(zhuǎn)換裝置2001B的第 一端子104B，而光電轉(zhuǎn)換裝置2001B的第二端子105B通過電阻元件 2002B連接到電源2005的另 一個(gè)電極。注意，也在光電轉(zhuǎn)換裝置2001B 中，通過利用電阻元件2002B將從光電轉(zhuǎn)換裝置2001B得到的電流轉(zhuǎn) 換為電壓而輸出。例如，作為電壓從第二端子105B輸出，即可。在 此，通過利用電阻元件2002B將從光電轉(zhuǎn)換裝置2001B得到的電流轉(zhuǎn) 換為電壓而輸出，來檢測(cè)出照度。光電轉(zhuǎn)換裝置2001A以及2001B并不需要是相同的，根據(jù)用途適 當(dāng)?shù)剡x擇，即可。例如，通過使用特別優(yōu)越于檢測(cè)低照度的光電轉(zhuǎn)換 裝置作為一方的光電轉(zhuǎn)換裝置，可以得到優(yōu)越于檢測(cè)低照度且其能夠 檢測(cè)的照度范圍廣大的半導(dǎo)體裝置。此外，如上述實(shí)施方式所述，也可以使用壓力傳感器元件(例如， 將壓力轉(zhuǎn)換為電子的元件)、溫度傳感器元件(例如，將溫度轉(zhuǎn)換為 電子的元件)、加速度傳感器元件(例如，將加速度轉(zhuǎn)換為電子的元 件)、硬度傳感器元件(例如，將硬度轉(zhuǎn)換為電子的元件)、音量傳感 器元件(例如，將聲音轉(zhuǎn)換為電子的元件)等，而代替光電轉(zhuǎn)換裝置 所具有的光電轉(zhuǎn)換元件。因此，也可以一方使用具有光電轉(zhuǎn)換元件的 光電轉(zhuǎn)換裝置，而另一方使用具有其他元件的轉(zhuǎn)換裝置。通過采用這 種結(jié)構(gòu)，可以在檢測(cè)出照度的同時(shí)也讀取其他外部環(huán)境。如此，光電轉(zhuǎn)換裝置2001A以及2001B不必需要是具有照度檢測(cè) 功能的。此外，只要是圖20A中的光電轉(zhuǎn)換裝置以及電阻元件串聯(lián)連接， 就如圖20B所示，也可以與圖20A相反地連接。此外，與圖20A的 光電轉(zhuǎn)換裝置2001A以及2001B同樣，圖20B的光電轉(zhuǎn)換裝置2003A 以及2003B也是上述實(shí)施方式1至4所示的半導(dǎo)體裝置。光電轉(zhuǎn)換裝置2003A的第一端子104A通過電阻元件2004A連接 到電源2005的一個(gè)電極，而光電轉(zhuǎn)換裝置2003A的第二端子10SA 連接到電源2005的另一個(gè)電極。注意，通過利用電阻元件2004A將 從光電轉(zhuǎn)換裝置2003A得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓而輸出。例如，作為電 壓從第一端子104A輸出，即可。在此，通過利用電阻元件2004A將 從光電轉(zhuǎn)換裝置2003A得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓而輸出，來檢測(cè)出照 度。光電轉(zhuǎn)換裝置2003B的第一端子104B通過電阻元件2004B連接 到電源2005的一個(gè)電極，而光電轉(zhuǎn)換裝置2003B的第二端子105B連 接到電源2005的另一個(gè)電極。注意，通過利用電阻元件2004B將從 光電轉(zhuǎn)換裝置2003B得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓而輸出。例如，作為電壓 從第一端子104B輸出，即可。在此，通過利用電阻元件2004B將從
光電轉(zhuǎn)換裝置2003B得到的電流轉(zhuǎn)換為電壓而輸出，來檢測(cè)出照度。注意，與光電轉(zhuǎn)換裝置2001A以及2001B同樣，光電轉(zhuǎn)換裝置 2003A以及2003B不必需要是光電轉(zhuǎn)換裝置，也可以是具有其它元件 的轉(zhuǎn)換裝置。此外，雖然在圖20A和20B中記栽了其中將兩組串聯(lián)連接的光電 轉(zhuǎn)換裝置和電阻元件并聯(lián)連接的半導(dǎo)體裝置，但是并聯(lián)連接的數(shù)目可 以是兩組以上或一組。注意，也可以將開關(guān)與光電轉(zhuǎn)換裝置2001A、 電阻元件2002A、光電轉(zhuǎn)換裝置2001B、電阻元件2002B、光電轉(zhuǎn)換 裝置2003A、電阻元件2004A、光電轉(zhuǎn)換裝置2003B、電阻元件2004B 等串聯(lián)連接而配置。通過利用該開關(guān)的開/關(guān)，可以轉(zhuǎn)換信號(hào)的輸出。 此外，當(dāng)有不需要工作的光電轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，通過使該開關(guān)成為關(guān)掉狀 態(tài)，可以減少耗電量。雖然在本實(shí)施方式中參照各種附圖進(jìn)行說明，但是各附圖中所描 述的內(nèi)容(或其一部分)可以自由應(yīng)用于其它附圖中所描述的內(nèi)容(或 其一部分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合上述附圖中的 每一部分與其它部分，可以形成更多附圖。類似地，本實(shí)施方式中的各附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部分) 可以自由應(yīng)用于其它實(shí)施方式中的附圖中所描述的內(nèi)容(或其一部 分)，與其組合，或者代替其。再者，通過組合本實(shí)施方式中的每一 附圖中的每一部分與其它實(shí)施方式中的部分，可以形成更多附圖。本實(shí)施方式顯示了實(shí)現(xiàn)、稍微變換、部分修改、改進(jìn)、詳細(xì)描述、 應(yīng)用其它實(shí)施方式中所迷的內(nèi)容(或其一部分)的范例、其有關(guān)部分 的范例等。因此，其它實(shí)施方式中所述的內(nèi)容可以自由應(yīng)用于本實(shí)施 方式，與其組合，或者代替其。實(shí)施方式6圖21A及21B表示圖1A所示的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例子的部 分截面圖。注意，圖21A及21B表示當(dāng)使用n溝道型薄膜晶體管U2 作為圖1A中的第一電路102并且使用n溝道型薄膜晶體管113作為 第二電路103時(shí)的部分截面圖。此外，圖1A中的第一端子104相當(dāng) 于端子121，而第二端子105相當(dāng)于端子122。在圖21A中，附圖標(biāo)記310、 312、 313分別表示襯底、基底絕緣
膜、柵極絕緣膜。由于檢測(cè)的光通過襯底310、基底絕緣膜312、以 及柵極絕緣膜313，所以優(yōu)選利用透光性高的材料來形成襯底310、 基底絕緣膜312、以及柵極絕緣膜313。圖1A中的光電轉(zhuǎn)換元件101包括圖21A中的布線319、保護(hù)電 極318、光電轉(zhuǎn)換層111、以及端子121。注意，光電轉(zhuǎn)換層111包括 p型半導(dǎo)體層lllp、 n型半導(dǎo)體層llln、以及夾在p型半導(dǎo)體層lllp 和n型半導(dǎo)體層llln之間的本征(i型)半導(dǎo)體層llli。但是，不局 限于此，光電轉(zhuǎn)換元件包括第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層、夾在這些兩個(gè) 導(dǎo)電層之間的光電轉(zhuǎn)換層，即可。注意，作為光電轉(zhuǎn)換層，不局限于 上述結(jié)構(gòu)，而采用至少包括p型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層的層合結(jié)構(gòu)， 即可。作為p型半導(dǎo)體層lllp，既可以通過等離子體CVD法形成包含 屬于周期表第13族的雜質(zhì)元素如硼(B)的半非晶硅膜，又可以在形 成半非晶硅膜之后，導(dǎo)入屬于第13族的雜質(zhì)元素。半非晶硅膜是指具有非晶體半導(dǎo)體和包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(包括單晶、多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的膜。該半非晶半導(dǎo)體膜是 具有自由能方面很穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體膜，并且具有短程序列且 具有晶格畸變的結(jié)晶，可以使它以0.5至20mn的粒徑分散存在于非 單晶半導(dǎo)體膜中。半非晶半導(dǎo)體膜的拉曼光譜偏移到比520cnT'低的 頻率一側(cè)，此外，通過X線衍射可以觀察到來源于Si晶格的(111)、 (220)的衍射峰值。此外，使半非晶半導(dǎo)體膜包含至少1原子％或其 以上的氫或囟素，以便終止懸空鍵。在本說明書中，為方便起見，將 這種半導(dǎo)體膜稱為半非晶半導(dǎo)體(SAS)膜。再者，通過包含氦、氬、氪、氖等的稀有氣體元素來進(jìn)一步促進(jìn)晶格畸變，而增加穩(wěn)定性，由 此，可以荻得良好半非晶半導(dǎo)體膜。注意，微晶半導(dǎo)體膜也包含于半 非晶半導(dǎo)體膜。此外，SAS膜可以通過對(duì)含硅的氣體進(jìn)行輝光放電分解來獲得。 作為典型的含硅的氣體，有SiH4。并且，還可以使用Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF4等。此外，通過使用氫或在氫中添加了選自氦、 氬、氪、氖中的一種或多種稀有氣體元素的氣體來稀釋上述含硅的氣 體，可以容易形成SAS膜。優(yōu)選以稀釋比率為2至1000倍的范圍稀 釋含硅的氣體。此外，也可以將CA或(:2116等的碳化物氣體、GeH4 或GeF4等的鍺化氣體、F2等混入包含硅的氣體中以將其能帶幅度調(diào) 節(jié)為1.5至2.4eV或0.9至l.leV。在形成p型半導(dǎo)體層lllp之后，進(jìn)一步順序形成不含有賦予導(dǎo) 電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層(稱為本征半導(dǎo)體層或i型半導(dǎo)體層)llli以 及n型半導(dǎo)體層llln。由此，形成包括p型半導(dǎo)體層lllp、 i型半導(dǎo) 體層llli、以及n型半導(dǎo)體層llln的光電轉(zhuǎn)換層111。注意，在本說明書中，i型半導(dǎo)體層是指半導(dǎo)體層所包括的賦予p 型或n型的雜質(zhì)濃度為lxl02°cm —3以下并且氧和氮的濃度為5xl019cm _3以下的半導(dǎo)體層。注意，優(yōu)選的是，光導(dǎo)電率為暗導(dǎo)電率的1000 倍以上。此外，10至1000ppm的硼(B)也可以添加于i型半導(dǎo)體層?？梢酝ㄟ^等離子體CVD法形成半非晶硅膜作為i型半導(dǎo)體層 llli。此外，可以形成包含屬于周期表第15族的雜質(zhì)元素例如磷(P) 的半非晶硅膜作為n型半導(dǎo)體層llln，也可以在形成半非晶硅膜之后 導(dǎo)入屬于周期表第15族的雜質(zhì)元素。此外，作為p型半導(dǎo)體層lllp、本征半導(dǎo)體層llli、 n型半導(dǎo)體 層llln,可以不僅使用半非晶半導(dǎo)體膜，也可以使用非晶半導(dǎo)體膜。布線319、連接電極320、端子電極351、薄膜晶體管112的源電 極及漏電極341、以及薄膜晶體管113的源電極及漏電極342都具有 高熔點(diǎn)金屬膜和低電阻金屬膜(鋁合金或純鋁等)的層合結(jié)構(gòu)。這里， 這些布線及電極具有鈦膜(Ti膜)、鋁膜(Al膜)和Ti膜順序堆疊的 三層結(jié)構(gòu)。再者，形成保護(hù)電極318、 345、 348、 346和347以分別覆蓋布 線319、連接電極320、端子電極351、薄膜晶體管112的源電極及 漏電極341、以及薄膜晶體管113的源電極及漏電極342。這些保護(hù)電極在當(dāng)形成光電轉(zhuǎn)換層111時(shí)的蝕刻工序中保護(hù)布線 319等。注意，作為保護(hù)電極的材料，優(yōu)選使用如下導(dǎo)電材料相對(duì) 于光電轉(zhuǎn)換層111的蝕刻氣體(或者蝕刻劑)，具有比光電轉(zhuǎn)換層低 的蝕刻速度。此外，作為保護(hù)電極318的材料，優(yōu)選使用不與光電轉(zhuǎn) 換層111反應(yīng)變成合金的導(dǎo)電材料。注意，通過利用與保護(hù)電極318 同樣的材料以及制造工序來形成其它保護(hù)電極345、 348、 346和347。此外，也可以采用不設(shè)置保護(hù)電極318、 345、 348、 346和347 的結(jié)構(gòu)。圖21B表示不設(shè)置這些保護(hù)電極的實(shí)例。在圖21B中，布線 404、連接電極405、端子電極401、薄膜晶體管112的源電極及漏電 極402、以及薄膜晶體管113的源電極及漏電極403都由單層導(dǎo)電膜 形成，優(yōu)選使用鈦膜(Ti膜)用作這種導(dǎo)電膜。此外，也可以使用由 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)和鉑(Pt)單層膜，或由這些元素的氮化物例如氮化鈦、氮^鎢、氮化鉭^氮化 鉬構(gòu)成的單層膜，或者這些的層合膜，而代替鈦膜。通過使用單層膜 形成布線404、連接電極405、端子電極401、薄膜晶體管112的源 電極及漏電極402、以及薄膜晶體管113的源電極及漏電極403，可以減少制造工序中的成膜次數(shù)。圖21A和21B中的n溝道型薄膜晶體管112、 113的電流特性不同，在此，兩者的閾值電壓不同。此外，雖然在此表示具有一個(gè)溝道 形成區(qū)(在本說明書中稱為單柵極結(jié)構(gòu))的頂柵型薄膜晶體管的實(shí)例， 但是也可以通過采用具有多個(gè)溝道形成區(qū)的結(jié)構(gòu)來減少導(dǎo)通電流的不 均勻性。此外，為了降低截止電流，也可以在n溝道型薄膜晶體管112、 113中設(shè)置低濃度漏極(輕摻雜漏(LDD))區(qū)。LDD區(qū)是指以低濃 度將雜質(zhì)元素添加到溝道形成區(qū)和源區(qū)或漏區(qū)之間的區(qū)域，該源區(qū)或 漏區(qū)通過以高濃度添加雜質(zhì)元素來形成。并且，該LDD區(qū)具有緩和 漏區(qū)附近的電場(chǎng)來防止熱載流子的注入所導(dǎo)致的退化的效果。為了防止熱載流子所導(dǎo)致的導(dǎo)通電流的退化，也可以使n溝道型 薄膜晶體管112、 113具有中間夾著柵絕緣膜將LDD區(qū)與柵電極重疊 而配置的結(jié)構(gòu)(在本說明書中，稱為GOLD (柵極重疊輕摻雜漏區(qū)) 結(jié)構(gòu))。在使用GOLD結(jié)構(gòu)的情況下，與不將LDD區(qū)與柵電極重疊而 配置的情況相比，進(jìn)一步緩和漏區(qū)附近的電場(chǎng)來防止熱載流子的注入 所導(dǎo)致的退化。如此，通過采用GOLD結(jié)構(gòu)，可以緩和漏區(qū)附近的電 場(chǎng)強(qiáng)度來防止熱載流子的注入，而有效地防止退化現(xiàn)象。薄膜晶體管112、 113不局限于上述頂柵型薄膜晶體管，也可以 是底柵型薄膜晶體管例如反交錯(cuò)型薄膜晶體管。圖21A中的布線314與布線319連接，還成為延伸到薄膜晶體管 113的溝道形成區(qū)的上方來成為^5"電極。圖21A中的布線315中間夾著連接電極320以及保護(hù)電極345與
連接到n型半導(dǎo)體層llln的端子121連接，并且與薄膜晶體管113的 漏極布線(也稱為漏電極)和源極布線(也稱為源電極)中的任一個(gè)。由于檢測(cè)的光通過圖21A中的層間絕緣膜316以及層間絕緣膜 317，所以優(yōu)選利用透光性高的材料來形成該層間絕緣膜316以及層 間絕緣膜317。注意，作為層間絕緣膜317，為了提高粘著強(qiáng)度而優(yōu) 選使用無機(jī)材料例如氧化硅(SiOx)膜。也優(yōu)選使用無機(jī)材料作為密 封層324，并且通過利用CVD法等來形成這些絕緣膜。此外，通過利用與布線314以及布線315相同的工序來形成圖21A 中的端子電極350，并且通過利用與布線319以及連接電極320相同 的工序來形成端子電極351。注意，端子122中間夾著保護(hù)電極348 和端子電極351與端子電極350連接。通過利用焊料364將圖21A中的端子121安裝到襯底360的電極 361。此外，通過利用與端子121相同的工序來形成端子122,并且通 過利用焊料363將它安裝到襯底360的電極362。在圖21A和21B中，如附圖中的箭頭所示，光從襯底310—側(cè)入射到光電轉(zhuǎn)換層lll。由此，發(fā)生電流，而可以檢測(cè)光。可以將本實(shí)施方式與本說明書中的其它實(shí)施方式所記載的內(nèi)容適當(dāng)?shù)亟M合。實(shí)施方式7將說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置以及其制造方法。在本實(shí)施方式中， 利用圖22A至24C表示半導(dǎo)體裝置的部分截面圖的一個(gè)例子，并且利 用此進(jìn)行說明。此外，對(duì)于與圖21A和21B相同的部分使用相同的附 圖標(biāo)記，而省略其詳細(xì)iJt明。首先，在襯底(第一襯底310)上形成元件。這里，將一種玻璃 襯底AN 100用作襯底310。接著，通過等離子體CVD法形成成為基底絕緣膜312的包含氮 的氧化硅膜(厚度為100 nm)，其上層合形成半導(dǎo)體膜例如包含氫的 非晶硅薄膜(厚度為54nm)而不暴露于空氣。此外，基底絕緣膜312 也可以是使用氧化硅膜、氮化硅膜和包含氮的氧化硅膜的層合。例如， 也可以形成層合厚度為50 nm的包含氧的氮化硅膜和厚度為100 nm 的包含氮的氧化硅膜而成的薄膜作為基底絕緣膜312。注意，包含氮 的氧化硅膜或氮化硅膜用作防止堿金屬等雜質(zhì)從玻璃村底擴(kuò)散的阻擋 層。接著，通過固相生長(zhǎng)法、激光晶化法、使用催化金屬的晶化方法 等使上述非晶硅膜晶化，以形成具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(晶體半導(dǎo) 體膜)，例如多晶硅膜。這里，通過利用使用催化元素的晶化方法來獲得多晶硅膜。首先，利用旋涂器涂敷包含重量計(jì)算為10 ppm的鎳 的醋酸鎳溶液。注意，也可以使用通過濺射法在整個(gè)表面上散布鎳元 素的方法而代替涂敷。然后，執(zhí)行加熱處理使非晶硅膜晶化來形成具 有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜。這里，在熱處理(50(TC, —個(gè)小時(shí))之后， 執(zhí)行用于晶化的熱處理(550。C,四個(gè)小時(shí))以獲得多晶硅膜。接著，使用稀氫氟酸等去除多晶硅膜表面上的氧化膜。此后，在 空氣中或在氧氣氛中執(zhí)行激光束照射(XeCl:308 nm波長(zhǎng))以提高結(jié) 晶程度且修復(fù)晶粒中留下的缺陷。使用其波長(zhǎng)為400 nm以下的受激準(zhǔn)分子激光束或YAG激光器的 二次諧波或三次諧波作為激光束。這里，使用其重復(fù)頻率大約為10 至1000Hz的脈沖激光束，利用光學(xué)系統(tǒng)將該激光束聚集為100至500 mJ/cm2,執(zhí)行其重疊比率為90至95%的照射，來掃描硅膜表面，即 可。在本實(shí)施方式中，在空氣中執(zhí)行30 Hz的重復(fù)頻率和470 mJ/cm2 的能量密度的激光束照射。因?yàn)樵诳諝饣蜓鯕夥罩袌?zhí)行激光束照射，所以在表面上形成氧化 膜。注意，雖然在本實(shí)施方式中示出了使用脈沖激光器的實(shí)例，但是 也可以使用連續(xù)振蕩激光器。為了當(dāng)使半導(dǎo)體膜晶化時(shí)得到大粒徑的 結(jié)晶，優(yōu)選使用能夠連續(xù)振蕩的固體激光器，并適用基波的二次至四 次諧波。典型地，可以適用Nd:YV04激光器(基波為1064 nm)的二 次諧波(532 nm)或三次諧波(355 nm)。在使用連續(xù)振蕩激光器的情況下，通過利用非線性光學(xué)元件將從 IOW輸出的連續(xù)振蕩YV04激光器發(fā)射的激光束轉(zhuǎn)換為高次諧波，即 可。此外，還有將YV04結(jié)晶和非線性光學(xué)元件放入共振器中并發(fā)射 高次諧波的方法。并且，優(yōu)選通過光學(xué)系統(tǒng)在照射面上形成具有矩形 形狀或橢圓形狀的激光束，而將它照射到被處理體。此時(shí)，需要大約 0.01至100 MW/cm2 (優(yōu)選為0.1至10 MW/cm2)的能量密度。然后， 以10至2000cm/s左右的速度使半導(dǎo)體膜相對(duì)于激光束地移動(dòng)來進(jìn)行
照射，即可。接著，除了通過上述激光束照射形成氧化膜之外，通過使用臭氧水處理表面120秒形成由總厚度為1至5 nm的氧化膜構(gòu)成的阻擋層。 形成該阻擋層以從薄膜中去除用于使非晶硅膜晶化時(shí)添加的催化元素 例如鎳(Ni)。雖然這里通過使用臭氧水形成阻擋層，但是也可以利 用如下方法來形成阻擋層通過在氧氣氛中照射紫外線來使具有晶體 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面氧化的方法；通過氧等離子體處理使具有晶體 結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜的表面氧化的方法；通過等離子體CVD法、濺射法、 氣相沉積法等堆積1至10nm左右的氧化膜的方法。此外也可以在形 成阻擋層之前去除通過激光束照射而形成的氧化膜。然后，通過濺射法在阻擋層上形成10至400 nm厚的成為吸雜位 置的包括氬元素的非晶硅膜，這里其厚度為100 nm。這里，通過在包 含氬的氣氛中利用硅靶來形成包含氬元素的非晶硅膜。當(dāng)利用等離子 體CVD法形成包含氬元素的非晶硅膜時(shí)，成膜條件是如下甲硅烷 和氬的流量比(SiH4:Ar)為1:99，成膜壓力為6.665Pa， RF功率密度 為0.087 W/cm2，成膜溫度為35(TC。此后，將形成有包含氬元素的非晶硅膜的襯底放入加熱到650°C 的爐中且執(zhí)行三分鐘熱處理以去除催化元素(吸雜)。由此，具有晶 體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)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。接著，通過使用阻擋層作為蝕刻停止層選擇性地去除作為吸雜位 置的包含氬元素的非晶硅膜，此后，通過利用稀氫氟酸選擇性地去除 阻擋層。注意，在吸雜時(shí)，鎳具有移動(dòng)到具有高氧濃度區(qū)域的趨勢(shì)， 因此優(yōu)選在吸雜之后去除由氧化膜構(gòu)成的阻擋層。當(dāng)不對(duì)半導(dǎo)體膜執(zhí)行使用催化元素的晶化時(shí)，則不需要上述工 序，例如形成阻擋層、形成吸雜位置、用于吸雜的熱處理、去除吸雜 位置以及去除阻擋層等。接著，使用臭氧水在荻得的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜(例如晶體 硅膜)的表面上形成薄氧化膜，此后，使用第一光掩模形成由抗蝕劑 構(gòu)成的掩模，將該半導(dǎo)體膜蝕刻為所希望的形狀以形成分為島狀的半 導(dǎo)體膜(在本說明書中，稱為島狀半導(dǎo)體區(qū))3"以及332 (參照?qǐng)D 22A)。在形成島狀半導(dǎo)體區(qū)之后，去除由抗蝕劑構(gòu)成的掩模。
必須制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置所包括的薄膜晶體管以使它們的電 流特性分別不同。因此，例如，為了控制薄膜晶體管的閾值，對(duì)一個(gè) 島狀半導(dǎo)體區(qū)摻雜孩t量雜質(zhì)元素(硼或磷)。在此，使用離子摻雜法，其中不對(duì)乙硼烷(B2H6)進(jìn)行質(zhì)量分離而進(jìn)行等離子體激發(fā)。注意， 只要可以形成電流特性不同的薄膜晶體管，就沒需要局限于上述方 法。接著，在利用包含氬氟酸的蝕刻劑來除去氧化膜，同時(shí)清洗島狀 半導(dǎo)體區(qū)331以及332的表面后，形成用作柵極絕緣膜313的含有硅 作為主要成分的絕緣膜。這里，通過等離子體CVD法形成厚度為115nm 的包含氮的氧化硅膜(組成比Si=32%， 0=59%, N=7%， H=2%)。然后，在柵極絕緣膜313上形成金屬膜之后，使用第二光掩模進(jìn) 行構(gòu)圖，來形成柵電極334和335、布線314和315、以及端子電極350 (參照?qǐng)D22B)。例如，通過使用層合分別為30nm和370nm的氮化 鉭和鵠而形成的膜作為金屬膜。除上述材料之外，還可以使用由選自鈦(Ti)、鴒(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)、金(Au)、銀(Ag) 和銅(Cu)中的元素、或者含有上述元素作為主要成分的合金材料或 化合物材料構(gòu)成的單層膜，或者由其氮化物諸如氮化鈦、氮化鴒、氮 化鉭、氮化鉬構(gòu)成的單層膜，或者這些的層合膜作為柵電極334和335、 布線314和315、以及端子電極350。然后，通過對(duì)島狀半導(dǎo)體區(qū)331和332導(dǎo)入賦予一種導(dǎo)電型的雜 質(zhì)，來形成薄膜晶體管112的源區(qū)及漏區(qū)337、以及薄膜晶體管113 的源區(qū)及漏區(qū)338。在本實(shí)施方式中，形成n溝道型薄膜晶體管，于 是對(duì)島狀半導(dǎo)體區(qū)331以及332導(dǎo)入n型雜質(zhì)例如磷(P)、砷(As) (參照?qǐng)D22C)。接著，在通過CVD法形成50nm厚的包含氧化硅膜的第一層間絕 緣膜(未圖示)之后，執(zhí)行對(duì)各島狀半導(dǎo)體區(qū)添加的雜質(zhì)元素的激活 處理的工序。通過利用燈光源的快速熱退火法(RTA法)、將YAG激 光或受激準(zhǔn)分子激光從村底310的背面照射的方法、利用爐的熱處理、 或這些方法的組合方法，來執(zhí)行該激活工序。接著，形成膜厚例如為10nm的包括含有氫和氧的氮化硅膜的第
二層間絕緣膜316。接著，在第二層間絕緣膜316上形成由絕緣物材料構(gòu)成的第三層 間絕緣膜3i7 (參照?qǐng)D22D)?？梢允褂猛ㄟ^CVD法而獲得的絕緣膜 作為第三層間絕緣膜317。在本實(shí)施方式中，為了提高粘著強(qiáng)度，形 成膜厚為900nm的包含氮的氧化硅膜作為第三層間絕緣膜317。然后，進(jìn)行熱處理(在300至550'C的溫度下進(jìn)行1至12個(gè)小時(shí) 熱處理，例如在氮?dú)夥罩星?1(TC的溫度下進(jìn)行一個(gè)小時(shí)熱處理)，以 氬化島狀半導(dǎo)體膜。進(jìn)行該工序以利用包含在第二層間絕緣膜316中 的氫來終止島狀半導(dǎo)體膜中的懸空鍵。注意，可以氫化島狀半導(dǎo)體膜 而不管是否存在有柵極絕緣膜3B。此外，還可以使用利用硅氧烷的絕緣膜及其層合結(jié)構(gòu)作為第三層 間絕緣膜317。硅氧烷的骨架結(jié)枸由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成。作為取代基，使用至少含有氫的有機(jī)基(諸如烷基、芳基)。此外，也 可以使用氟基作為取代基。當(dāng)將利用硅氧烷的絕緣膜和其層合結(jié)構(gòu)用作第三層間絕緣膜317 時(shí)，也可以在形成第二層間絕緣膜316之后，進(jìn)行使島狀半導(dǎo)體膜氫 化的熱處理，來形成第三層間絕緣膜317。接著，通過利用第三光掩模來形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并選擇 性地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜316、第三層間絕緣膜！317、 以及柵極絕緣膜313,以形成接觸孔。然后，去除由抗蝕劑構(gòu)成的掩 模。注意，只要根據(jù)需要形成第三層間絕緣膜317,就可以。當(dāng)不形 成第三層間絕緣膜317時(shí)，在形成第二層間絕緣膜316之后，選擇性 地蝕刻第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜316以及柵極絕緣膜313， 以形成4矣觸孔。接著，在通過濺射法形成金屬層合膜之后，利用第四光掩模來形 成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并且選擇性地蝕刻金屬膜，來形成布線319、 連接電極320、端子電極351、薄膜晶體管112的源電極及漏電極341、 以及薄膜晶體管113的源電極及漏電極342。然后，去除由抗蝕劑構(gòu) 成的掩模。注意，本實(shí)施方式的金屬膜是層合100nm厚的Ti膜、350nm 厚的含有微量Si的Al膜、100nm厚的Ti膜這三層而構(gòu)成的。根據(jù)上述工序，可以制造利用多晶硅膜的頂柵型薄膜晶體管112 以及113。注意，根據(jù)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性或半導(dǎo)體膜和柵極絕緣膜之 間的界面狀態(tài)，來可以使薄膜晶體管112以及113的S值。然后，在形成不容易與以后形成的光電轉(zhuǎn)換層(典型為非晶硅) 反應(yīng)而成為合金的導(dǎo)電金屬膜(鈦(Ti)或鉬(Mo)等)之后，通過 利用第五光掩模來形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并且選擇性地蝕刻導(dǎo)電 金屬膜以形成覆蓋布線319的保護(hù)電極318 (參照?qǐng)D23A)。這里使用 通過濺射法獲得的200nm厚的Ti膜。類似地，連接電極320、端子電 極351以及薄膜晶體管的源電極及漏電極也被由與保護(hù)電極318同樣 的金屬膜構(gòu)成的保護(hù)電極345、 348、 346以及347覆蓋。導(dǎo)電金屬膜 還覆蓋這些電極中的第二層的Al膜露出的側(cè)面，因此該導(dǎo)電金屬膜 也可以防止鋁原子擴(kuò)散到光電轉(zhuǎn)換層中。注意，如圖21B所示，也可以采用如下結(jié)構(gòu)在布線404、連接 端子405、端子電極401、薄膜晶體管112的源電極及漏電極402、薄 膜晶體管113的源電極及漏電極403上不設(shè)置保護(hù)電極。接著，在第三層間絕緣膜317上形成包括p型半導(dǎo)體層lllp、 i 型半導(dǎo)體層llli和n型半導(dǎo)體層llln的光電轉(zhuǎn)換層111。p型半導(dǎo)體層lllp既可以通過等離子體CVD法成膜包含屬于元 素周期表第13族的雜質(zhì)元素(例如硼(B))的半非晶硅膜形成，又 可以在形成半非晶硅膜之后導(dǎo)入屬于元素周期表第13族的雜質(zhì)元素 來形成。注意，布線319和保護(hù)電極318與光電轉(zhuǎn)換層111的最下層接觸， 就是說，在本實(shí)施方式中與p型半導(dǎo)體層lllp接觸。在形成p型半導(dǎo)體層lllp之后，順序形成i型半導(dǎo)體層llli和n 型半導(dǎo)體層llln。由此，形成包括p型半導(dǎo)體層lllp、 i型半導(dǎo)體層 llli和n型半導(dǎo)體層llln的光電轉(zhuǎn)換層111。例如，通過等離子體CVD法形成半非晶硅膜作為i型半導(dǎo)體層 llli。此外，作為n型半導(dǎo)體層llln，可以形成包含屬于元素周期表 第15族的雜質(zhì)元素例如磷(P)的半非晶硅膜，或者，也可以在形成 非晶硅膜之后，導(dǎo)入屬于元素周期表第15族的雜質(zhì)元素。此外，不僅可以使用半非晶半導(dǎo)體膜，而且可以使用非晶半導(dǎo)體 膜作為p型半導(dǎo)體層Ulp、本征半導(dǎo)體層llli和n型半導(dǎo)體層llln。接著，在整個(gè)表面上形成厚度為1至30 pm的由絕緣物材料(例
如，包含硅的無機(jī)絕緣膜)構(gòu)成的密封層324以獲得如圖23B所示的 狀態(tài)。這里，通過CVD法形成厚度為1 nm的包含氮的氧化硅膜作為 絕緣物材料膜。通過使用無機(jī)絕緣膜，來謀求實(shí)現(xiàn)緊密性的提高。接著，在蝕刻密封層324以提供開口部分之后，通過濺射法形成 端子121和122。端子121和122是由鈦膜(Ti膜)(100 nm )、鎳膜 (Ni膜)(300 nm)和金膜(Au膜)(50nm)構(gòu)成的層合膜。這樣獲 得的端子121和端子122具有大于5N的粘著強(qiáng)度，這是作為端子電 極足夠的粘著強(qiáng)度。通過上述工序，形成可以進(jìn)行焊料連接的端子121和端子122， 荻得如圖23C所示的結(jié)構(gòu)。如此，例如可以從一個(gè)大面積襯底(例如600cmx 720cm)制造 大量光傳感器芯片(2mmxl.5mm)即本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的芯片。然后，將其截?cái)酁楦鱾€(gè)來獲得多個(gè)光傳感器芯片。圖24A表示獲得了的一個(gè)光傳感器芯片(2mmxl.5mm)的截面 圖，并圖24B表示其俯視圖，且圖24C表示其底視圖。注意，在圖24A 中，襯底310、元件形成區(qū)410、端子121及端子122的總膜厚度為0.8 土0.05mm。此外，為了減少光傳感器芯片的總膜厚度，也可以通過利用CMP 處理等削減襯底310來使其薄后，利用切割器將襯底310截?cái)酁楦鱾€(gè)來獲得多個(gè)光傳感器芯片。在圖24B中，端子121和122的一個(gè)電極尺寸為0.6mmx l.lmm， 電極之間的間隔為0.4mm。此外，在圖24C中，光接收部分411的面 積是1.57mm2。而且，電路部分412提供有許多薄膜晶體管。最后，將獲得了的光傳感器芯片安裝到襯底360的安裝表面上(參 照?qǐng)D21A)。注意，為了連接端子121和電極361并連接端子122和 電極362,分別使用焊料364和363。預(yù)先，通過絲網(wǎng)印刷法等在襯 底360的電極361和362上形成焊料，來使焊料和端子電極處于接觸 狀態(tài)，然后進(jìn)行焊料回流處理來實(shí)現(xiàn)安裝。例如在惰性氣氛中且利用 255至265。C左右的溫度進(jìn)行約十秒焊料回流處理。此外，除了焊料 以外，還可以使用由金屬(金、銀等)形成的凸塊、或者由導(dǎo)電樹脂 形成的凸塊等。此外，考慮到環(huán)境問題，也可以使用無鉛焊料來實(shí)現(xiàn) 安裝。
如上所述，可以制造半導(dǎo)體裝置。注意，為了檢測(cè)出光，也可以在將光從襯底310 —側(cè)入射到光電轉(zhuǎn)換層111以外的地方使用框體等 以遮斷光。注意，作為框體，只要是具有遮斷光的功能的材料就可以 使用任何材料，例如通過使用金屬材料或具有黑色顏料的樹脂材料等 來形成框體，即可。通過采用這樣結(jié)構(gòu)，可以制造具有更高可靠性的 光檢測(cè)功能的半導(dǎo)體裝置。雖然在本實(shí)施方式中說明了利用n溝道型薄膜晶體管形成半導(dǎo)體 裝置所具有的電路的情況，但是也可以利用p溝道型薄膜晶體管形成 半導(dǎo)體裝置所具有的電路。注意，只要作為對(duì)島狀半導(dǎo)體區(qū)賦予一種 導(dǎo)電型的雜質(zhì)代替使用p型雜質(zhì)例如硼(B)，就可以與n溝道型薄膜 晶體管同樣地形成p溝道型薄膜晶體管。此外，雖然說明了光電轉(zhuǎn)換元件所具有的光電轉(zhuǎn)換層也具有順序 層合p型半導(dǎo)體層lllp、 i型半導(dǎo)體層llli、 n型半導(dǎo)體層llln的結(jié) 構(gòu)的情況，但是也可以按相反的順序?qū)雍稀８鶕?jù)半導(dǎo)體裝置的電路結(jié) 構(gòu)適當(dāng)?shù)剡x擇該層合順序，即可?？梢詫⒈緦?shí)施方式與本i兌明書中的其它實(shí)施方式所記載的內(nèi)容適當(dāng)?shù)亟M合。實(shí)施方式8在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D25A至27B說明使用底柵型薄膜晶體管 而形成的半導(dǎo)體裝置以及其制造方法的實(shí)例。此外，對(duì)于與上述實(shí)施 方式同樣的部分使用相同的附圖標(biāo)記，而省略其詳細(xì)說明。首先，在襯底310上形成基底絕緣膜312和金屬膜511 (參照?qǐng)D 25A)。在本實(shí)施方式中，例如，使用層合厚度分別為30 nm、 370nm 的氮化鉭以及鎢而成的膜作為金屬膜511。此外，除了上述以外，還可以使用由選自鈦(Ti)、鴒(W)、鉭 (Ta )、鉬(Mo )、釹(Nd )、鈷(Co )、鋯(Zr )、鋅(Zn )、釕(Ru )、 銠(Rh)、 4巴(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、鋁(Al)、金(Au)、 銀(Ag)、銅(Cu)中的元素、包含上述元素作為其主要成分的合金 材料或化合物材料構(gòu)成的單層膜，或者由這些元素的氮化物例如氮化 鈦、氮化鎢、氮化鉭、氮化鉬構(gòu)成的單層膜作為金屬膜511。注意，也可以將金屬膜511直接形成在襯底310上，而在襯底310
上不形成基底絕緣膜312。接著，通過對(duì)金屬膜511進(jìn)行構(gòu)圖，來形成柵電極512和513、 布線314和315、以及端子電極350 (參照?qǐng)D"B)。接著，形成覆蓋柵電極512和513、布線314和315、以及端子 電極350的柵極絕緣膜514。在實(shí)施方式中，通過利用以硅為主要成 分的絕緣膜例如通過等離子體CVD法形成的厚度為115 nm的包含氮 的氧化硅膜(組成比Si = 32%， 0 = 59%， N = 7%， H = 2%),來 形成柵極絕緣膜514。接著，在柵極絕緣膜514上形成島狀半導(dǎo)體區(qū)515和516。通過 利用與上述實(shí)施方式所述的島狀半導(dǎo)體區(qū)331和332同樣的材料及制 造工序形成島狀半導(dǎo)體區(qū)515和516,即可(參照?qǐng)D25C)。注意，必須制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置所包括的薄膜晶體管以使它們的電流特性 分別不同。因此，接著，例如為了控制薄膜晶體管的閾值，對(duì)一個(gè)島 狀半導(dǎo)體區(qū)摻雜微量雜質(zhì)元素(硼或磷)。在此，使用離子摻雜法，其中不對(duì)乙硼烷(B2H6)進(jìn)行質(zhì)量分離而進(jìn)行等離子體激發(fā)。注意， 只要可以形成電流特性不同的薄膜晶體管501、 502，就沒需要局限于 上述方法。接著，通過覆蓋以后成為薄膜晶體管501的源區(qū)及漏區(qū)521、薄 膜晶體管502的源區(qū)及漏區(qū)522的區(qū)域以外的區(qū)域來形成掩模518, 然后導(dǎo)入賦予一種導(dǎo)電型的雜質(zhì)(參照?qǐng)D25D)。作為賦予一種導(dǎo)電 型的雜質(zhì)，在形成n溝道型薄膜晶體管的情況下，磷(P)、砷(As) 可以用作n型雜質(zhì)，而在形成p溝道型薄膜晶體管的情況下，硼(B) 可以用作p型雜質(zhì)。在本實(shí)施方式中，通過對(duì)島狀半導(dǎo)體區(qū)515和516 導(dǎo)入n型雜質(zhì)的磷(P),來形成薄膜晶體管501的源區(qū)及漏區(qū)521、 以及這些區(qū)域之間的溝道形成區(qū)、薄膜晶體管502的源區(qū)及漏區(qū)522、 以及這些區(qū)i或之間的溝道形成區(qū)。接著，去除掩模518,形成未圖示的第一層間絕緣膜、第二層間 絕緣膜316和第三層間絕緣哮317 (參照?qǐng)D"E)。第一層間絕緣膜、 第二層間絕緣膜316和第三層間絕緣膜317的材料和制造工序基于上 述實(shí)施方式所記載的內(nèi)容，即可。接著，在第一層間絕緣膜、第二層間絕緣膜316和第三層間絕緣 膜317中形成接觸孔，并且成膜金屬膜。然后，選擇性地蝕刻金屬膜 來形成布線319、連接電極320、端子電極351、薄膜晶體管501的 源電極及漏電極531、以及薄膜晶體管502的源電極及漏電極532。 然后，去除由抗蝕劑構(gòu)成的掩模。注意，本實(shí)施方式的金屬膜是層合 100nm厚的Ti膜、350nm厚的包含孩i量Si的Al膜和100 nm厚的Ti 膜這三層而成的。此外，也可以與圖21B所示的布線404、連接電極405、端子電 極401、薄膜晶體管112的源電極及漏電極402、以及薄膜晶體管113 的源電極及漏電極403同樣地使用單層導(dǎo)電膜，來分別形成布線或電 極，而代替布線319和其保護(hù)電極318、連接電極320和其保護(hù)電極 533、端子電極351和其保護(hù)電極538、薄膜晶體管501的源電極及 漏電極531及其保護(hù)電極536、以及薄膜晶體管502的源電極及漏 電極532及其保護(hù)電極537。通過上述工序，可以制造底柵型薄膜晶體管501及502 (參照?qǐng)D 26A)。接著，在第三層間絕緣膜317上形成包括p型半導(dǎo)體層lllp、 i 型半導(dǎo)體層llli和n型半導(dǎo)體層llln的光電轉(zhuǎn)換層lll(參照?qǐng)D26B )。 對(duì)于光電轉(zhuǎn)換層111的材料和制造工序等可以參照上述實(shí)施方式。接著，形成密封層324、端子121和122 (參照?qǐng)D26C)。端子121 與n型半導(dǎo)體層llln連接，而端子122以與端子121相同工序形成。再者，通過利用焊料364和363安裝具有電極361和362的襯底 360。注意，襯底360上的電極361通過焊料364安裝到端子121。此在圖27A所示的半導(dǎo)體裝置中，光主要從襯底310 二側(cè)入射到光 電轉(zhuǎn)換層lll，但是光入射的方向不局限于此。此外，如圖27B所示， 也可以在村底360 —側(cè)的形成光電轉(zhuǎn)換層111的區(qū)域以外的區(qū)域設(shè)置 框體550。注意，作為框體550，只要是具有遮斷光的功能的材料就 可以使用任何材料，例如通過使用金屬材料或具有黑色顏料的樹脂材 料等來形成框體，即可。通過采用這樣結(jié)構(gòu)，可以制造具有更高可靠 性的光檢測(cè)功能的半導(dǎo)體裝置?？梢詫⒈緦?shí)施方式與本i兌明書中的其它實(shí)施方式所記栽的內(nèi)容適當(dāng)?shù)亟M合。
實(shí)施方式9在本實(shí)施方式中，說明將通過本發(fā)明獲得的半導(dǎo)體裝置作為光傳 感器編入到各種各樣的電子設(shè)備中的例子。作為適用本發(fā)明的電子設(shè) 備，可以舉出計(jì)算機(jī)、顯示器、手機(jī)、電視等。利用圖28至圖32B 表示這些電子設(shè)備的具體例子。注意，顯示器具有多個(gè)像素。圖28表示將本發(fā)明適用于手機(jī)的一個(gè)例子，該手機(jī)具有主體 A701、主體B702、框體703、操作鍵704、聲音輸出部705、聲音輸 入部706、電路村底707、顯示面板A708、顯示面板B709、鉸鏈710、 透光性材料部711、光傳感器712。本發(fā)明可以適用于光傳感器712。光傳感器712檢測(cè)穿過透光性材料部711的光，并根據(jù)所檢測(cè)的 外部光的照度控制顯示面板A708以及顯示面板B709的亮度，且根據(jù) 從光傳感器712獲得的照度控制操作鍵704的照明。由此，可以降低 手機(jī)的耗電量。接著，利用圖29A以及29B表示與上述不同的手機(jī)的例子。在圖 29A以及29B中，附圖標(biāo)記721、 722、 723、 724、 725、 726分別表 示主體、框體、顯示面板、操作鍵、聲音輸出部、聲音輸入部，并且 附圖標(biāo)記727以及728表示光傳感器。當(dāng)使用圖29A所示的手機(jī)時(shí)，通過利用設(shè)置在主體721中的適用 本發(fā)明的光傳感器"7來檢測(cè)外部的光，可以控制顯示面板"3以及 操作鍵724的亮度。此外，在圖29B所示的手才幾中，除了圖29A所示的結(jié)構(gòu)以外，還 設(shè)置有主體721的內(nèi)部的光傳感器728。通過利用光傳感器728，可 以檢測(cè)出設(shè)置在顯示面板723中的背光燈的亮度，來控制亮度。因此， 可以進(jìn)一步降低耗電量。圖30A表示計(jì)算機(jī)，其包括主體731、框體732、顯示部733、 鍵盤734、外接端口 735、定位設(shè)備736等。此外，圖30B表示顯示 裝置，并且電視圖像接收機(jī)等相當(dāng)于此。本顯示裝置由框體741、支 撐臺(tái)742、顯示部7"等構(gòu)成。圖31表示當(dāng)使用液晶面板作為設(shè)置在圖30A所示的計(jì)算機(jī)中的 顯示部733、以及圖30B所示的顯示裝置的顯示部743時(shí)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。 圖31所示的液晶面板762被安裝在框體761中，并且它包括襯底751a 和751b、夾在襯底751a和751b之間的液晶層752、偏振濾波片752a
和752b、背光燈753等。注意，在框體761中形成有光傳感器部754。通過使用本發(fā)明制造的光傳感器部754感知來自背光燈753的光 量，并且該信息被反饋，以調(diào)節(jié)液晶面板762的亮度。圖32A以及32B表示將本發(fā)明的光傳感器編入到照相機(jī)例如數(shù)碼 相機(jī)中的例子。圖32A是數(shù)碼相機(jī)的正視圖，而圖32B是數(shù)碼相機(jī)的 后視圖。在圖32A中，數(shù)碼相機(jī)具有釋放按鈕3201、主開關(guān)3202、 取景器窗口 3203、閃光3204、透鏡3205、照相機(jī)鏡筒3206、框體3207、 光傳感器3214。此外，在圖32B中，提供有取景器目鏡窗口 3211、 監(jiān)視器3212、操作按鈕3213。當(dāng)釋放按鈕3201被按到一半位置時(shí)，焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)和曝光調(diào)整 機(jī)構(gòu)工作，并且當(dāng)釋放按鈕3201被按到最低位置時(shí)，快門開啟。通 過按下或旋轉(zhuǎn)主開關(guān)3202而轉(zhuǎn)換數(shù)碼相機(jī)的電源的開/關(guān)。取景器窗 口 3203被配置在數(shù)碼相機(jī)前面的透4竟3205的上部，它是為了從圖32B 所示的取景器目鏡窗口 3211確認(rèn)照相范圍或焦點(diǎn)位置的裝置。閃光 3204被配置在數(shù)碼相機(jī)的前面的上部，并且當(dāng)拍照的對(duì)象的亮度低 時(shí)，在按下釋放按鈕來使快門開啟的同時(shí)照射輔助光。透鏡3205被 配置在數(shù)碼相機(jī)的正面。透鏡3205由聚焦透鏡、變焦透4免等構(gòu)成， 其與未圖示的快門和光圏一起構(gòu)成照相光學(xué)系統(tǒng)。此外，在透鏡3205 的后面設(shè)置有CCD (電荷耦合裝置)等的成像元件。照相機(jī)鏡筒3206 是移動(dòng)透鏡3205的位置以調(diào)節(jié)聚焦透鏡、變焦透鏡等的焦點(diǎn)的，并 且當(dāng)攝影時(shí)，通過使照相機(jī)鏡筒3206滑出，來使透鏡3205向前移動(dòng)。 此外，當(dāng)攜帶時(shí)，使透鏡3205向后移動(dòng)成緊縮狀態(tài)。注意，雖然在 本實(shí)施方式中采用通過使照相機(jī)鏡筒滑出，可以對(duì)拍照的對(duì)象進(jìn)行縮 放拍攝的結(jié)構(gòu)，但是不局限于該結(jié)構(gòu)，也可以使用具有如下結(jié)構(gòu)的數(shù) 碼相機(jī)，其中通過利用框體3207中的照相光學(xué)系統(tǒng)，可以進(jìn)行縮放 拍攝而不使照相機(jī)鏡筒滑出。取景器目鏡窗口 3211被設(shè)置在數(shù)碼相 機(jī)的后面的上部，并且它是為了當(dāng)確認(rèn)拍攝范圍或焦點(diǎn)位置時(shí)目鏡而 提供的窗戶。操作按鈕3213是設(shè)置在數(shù)碼相機(jī)的后面的各種功能按 鈕，其包括設(shè)定按鈕、菜單按鈕、顯示按鈕、功能按鈕、選擇按鈕等。當(dāng)將本發(fā)明的光傳感器編入于圖32A和32B所示的照相機(jī)中時(shí)， 光傳感器可以感知光是否存在以及其強(qiáng)度，因此，可以執(zhí)行照相機(jī)的 曝光調(diào)整等。
此外，本發(fā)明的光傳感器可以應(yīng)用于其它電子設(shè)備例如投影電 視、導(dǎo)航系統(tǒng)等。即，本發(fā)明的光傳感器可以用于需要檢測(cè)光的任何 電子設(shè)備。通過使檢測(cè)光的結(jié)果反饋，可以降低耗電量?？梢詫⒈緦?shí)施方式與其他實(shí)施方式所記栽的內(nèi)容適當(dāng)?shù)亟M合。本說明書根據(jù)2006年12月27日在日本專利局受理的日本專利 申請(qǐng)編號(hào)2006-352817而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括光電轉(zhuǎn)換元件；二極管連接的第一晶體管；以及第二晶體管，其中，所述第一晶體管的柵極電連接到所述第二晶體管的柵極，并且，所述第一晶體管的源極以及漏極中的一方通過所述光電轉(zhuǎn)換元件電連接到所述第二晶體管的源極以及漏極中的一方，并且，所述第一晶體管的源極以及漏極中的另一方電連接到所述第二晶體管的源極以及漏極中的另一方，并且，所述第一晶體管以及所述第二晶體管具有不同的閾值電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換元件 是光電二極管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管是 增強(qiáng)型晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二晶體管是 耗盡型晶體管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管的 閾值電壓和所述第二晶體管的閾值電壓的差數(shù)是1V以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管和 所述第二晶體管具有相同導(dǎo)電型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中一個(gè)或其以上的晶 體管平行地電連接到所述第一晶體管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中一個(gè)或其以上的晶 體管平行地電連接到所述第二晶體管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置電 連接到電阻元件。
10. —種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備，其中所述電子設(shè)備是手 機(jī)、計(jì)算機(jī)、影像拍攝裝置、顯示裝置或者電視接收機(jī)。
12. —種半導(dǎo)體裝置，包括 光電轉(zhuǎn)換元件； 第一晶體管；以及 第二晶體管，其中，所述第一晶體管的柵極電連接到所述第一晶體管的源極以 及漏極中的一方，并且，所述第二晶體管的柵極電連接到所述第一晶體管的源極以 及漏極中的另一方，并且，所述第一晶體管的源極以及漏極中的一方電連接到所述第 二晶體管的源極以及漏極中的 一方，并且，所述第一晶體管的源極以及漏極中的另一方通過所述光電 轉(zhuǎn)換元件電連接到所述第二晶體管的源極以及漏極中的另 一方，并且，所述第一晶體管以及所述第二晶體管具有不同的閾值電壓。
13. 根椐權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換元件 是光電二極管。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管是 增強(qiáng)型晶體管。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二晶體管是 耗盡型晶體管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管的 閾值電壓和所述第二晶體管的閾值電壓的差數(shù)是IV以上。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管和 所述第二晶體管具有相同導(dǎo)電型。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中一個(gè)或其以上的晶體管平行地電連接到所述第一晶體管。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中一個(gè)或其以上的晶體管平行地電連接到所述第二晶體管。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置電 連接到電阻元件。
21. —種包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電子設(shè)備，其中所述電子設(shè)備是手 機(jī)、計(jì)算機(jī)、影像拍攝裝置、顯示裝置或者電視接收機(jī)。
23. —種半導(dǎo)體裝置，包括 第一端子；第二端子； 光電轉(zhuǎn)換元件；二極管連接的第一晶體管；以及 第二晶體管，其中，所述第一晶體管的源極以及漏極中的一方通過所述光電轉(zhuǎn) 換元件電連接到所述第 一端子，并且，所述第一晶體管的源極以及漏極中的另一方電連接到所述 第二端子，并且，所述第二晶體管的源極以及漏極中的一方電連接到所述第 一端子，并且，所述第二晶體管的源極以及漏極中的另 一方電連接到所述 第二端子，并且，所述第一晶體管以及所述第二晶體管具有不同的閾值電壓。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換元件 是光電二極管。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管是 增強(qiáng)型晶體管。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二晶體管是 耗盡型晶體管。
27. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管的 閾值電壓和所述第二晶體管的閾值電壓的差數(shù)是IV以上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管和所述第二晶體管具有相同導(dǎo)電型。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中一個(gè)或其以上的晶體管平行地電連接到所述第一晶體管。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中一個(gè)或其以上的晶體管平行地電連接到所述第二晶體管。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置電 連接到電阻元件。
32. —種包括根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的電子設(shè)備，其中所述電子設(shè)備是手 機(jī)、計(jì)算機(jī)、影像拍攝裝置、顯示裝置或者電視接收機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠讀取低照度的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括光電轉(zhuǎn)換元件、二極管連接的第一晶體管、第二晶體管，其中，第一晶體管的柵極電連接到第二晶體管的柵極，并第一晶體管的源極以及漏極中的一方通過光電轉(zhuǎn)換元件電連接到第二晶體管的源極以及漏極中的一方，且第一晶體管的源極以及漏極中的另一方電連接到第二晶體管的源極以及漏極中的另一方。通過使用閾值電壓不同的晶體管作為第一晶體管和第二晶體管，可以獲得能夠讀取低照度的半導(dǎo)體裝置。
文檔編號(hào)G01J1/44GK101210845SQ20071016084
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者木村肇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所