專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將所接受的光輸出為電信號的光電轉(zhuǎn)換裝置以及包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
作為使用于電磁波的檢測的光電轉(zhuǎn)換裝置，從紫外線到紅外線具有感度的光電轉(zhuǎn)換裝置總結(jié)地被稱為光傳感器。其中，在波長為400nm至700nm的可見光線區(qū)域中具有感度的光電轉(zhuǎn)換裝置被稱為可見光傳感器，并且常常用于按照生活環(huán)境需要調(diào)節(jié)照度及開/關(guān)控制等的機器類(例如，參照專利文件1)。
在使用單晶硅(單晶Si)制造彩色傳感器的情況下，因為在單晶硅襯底的表面一側(cè)接受光，所以彩色濾光片被設(shè)置在襯底的最外表面。此外，使用單晶硅的彩色傳感器常常以使用紅外線去除濾波器來防止紅外線的吸收并具有所希望的分光感度的方式被制造。
另外，在使用非晶硅(a-Si)制造傳感器的情況下，因為可以在襯底上形成非晶硅膜，所以不但可以使光從襯底表面一側(cè)入射，而且還可以使光從襯底一側(cè)入射。就是說，可以使光透過襯底來使傳感器受光，從而可以高效率地引入光。因此，可以在與光的入射表面不同的表面設(shè)置取出電極，以容易進行傳感器的小型化。此外，非晶硅膜難以吸收紅外線，所以不需要提供紅外線去除濾波器。但是，在使用非晶硅膜制造彩色傳感器的情況下，在由非晶硅膜形成的光電轉(zhuǎn)換層和襯底之間設(shè)置有彩色濾光片。
專利文件1日本專利申請?zhí)亻_2005-129909號公報在制造彩色傳感器時使用的彩色濾光片包含銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)等的引起金屬污染的物質(zhì)。必須防止污染，以便不使這種物質(zhì)混入到傳感器的光電轉(zhuǎn)換層和晶體管中。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明中的課題在于提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，該光電轉(zhuǎn)換裝置不使這種污染物質(zhì)混入到光電轉(zhuǎn)換層和晶體管中，分光感度特性良好，并且輸出電流均勻。再者，在包括這種光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置中，獲得可靠性高的半導(dǎo)體裝置。
在設(shè)置有彩色濾光片的光電轉(zhuǎn)換裝置中，可以通過設(shè)置覆蓋層來防止污染。
但是，在后面進行的步驟中，當(dāng)覆蓋層因蝕刻等而消失時，污染物質(zhì)可能會擴散到光電轉(zhuǎn)換層中。
此外，當(dāng)為了防止污染物質(zhì)的擴散而僅在光電轉(zhuǎn)換層的內(nèi)側(cè)的區(qū)域設(shè)置彩色濾光片并在其上形成覆蓋層時，不經(jīng)過彩色濾光片的光會入射到覆蓋層端部和光電轉(zhuǎn)換層端部之間。因為這種光也被檢測，所以光電轉(zhuǎn)換裝置的分光感度特性惡化。
此外，雖然彩色傳感器特別需要根據(jù)其使用用途來抑制偏差，但是在使用通過印刷法而成的圖案來制造非晶硅膜作為光電轉(zhuǎn)換層的情況下，容易發(fā)生非晶硅膜的面積偏差。這種情況成為輸出值的偏差的原因。
在本發(fā)明中，在非晶硅膜的光電轉(zhuǎn)換層和襯底之間設(shè)置由金屬等形成的遮光層，只有光電轉(zhuǎn)換層端部附近被遮光層遮蓋?？梢酝ㄟ^設(shè)計規(guī)則比印刷法更細(xì)的光刻法等制造遮光層，將入射光的偏差在光刻法的偏差的程度內(nèi)。
此外，在本發(fā)明中彩色濾光片設(shè)置在至少光透過的所有區(qū)域以及光電轉(zhuǎn)換層端部的內(nèi)側(cè)。另外，覆蓋彩色濾光片地形成覆蓋層。該覆蓋層可以與至少除了與光電轉(zhuǎn)換層的電極的接觸部分以外的所有下面接觸的方式被形成。由此，當(dāng)進行作為光電轉(zhuǎn)換層的非晶硅膜的蝕刻步驟時，或者進行其后面的步驟時，即使因為過蝕刻而使覆蓋層被蝕刻，彩色濾光器也可以保持由覆蓋層覆蓋的狀態(tài)，以防止污染。
此外，如果需要，可以在覆蓋層上形成鈍化膜以抑制污染物質(zhì)混入到光電轉(zhuǎn)換層。此外，可以在彩色濾光片和晶體管的柵絕緣膜之間形成鈍化膜以抑制污染物質(zhì)混入到晶體管。鈍化膜可以由氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅或含氧的氮化硅形成。
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括遮光層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層。其中，遮光層至少對光電轉(zhuǎn)換層的端部遮光。
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括薄膜晶體管；遮光層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層。其中，遮光層至少對光電轉(zhuǎn)換層的端部遮光。
在本發(fā)明中，所述遮光層包括第一電極，并且所述第一電極和所述第一半導(dǎo)體層電連接。
在本發(fā)明中，所述遮光層包括第二電極，并且第二電極和所述光電轉(zhuǎn)換層因形成在其間的絕緣材料而不接觸。
在本發(fā)明中，所述遮光層至少對所述薄膜晶體管的溝道部遮光。
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括遮光層；彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及在所述覆蓋層上的包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層。其中，遮光層至少對光電轉(zhuǎn)換層的端部、彩色濾光片的端部以及覆蓋層的端部遮光。
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，包括薄膜晶體管；遮光層；彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及在所述覆蓋層上、包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層。其中，遮光層至少對光電轉(zhuǎn)換層的端部、彩色濾光片的端部以及覆蓋層的端部遮光。
在本發(fā)明中，在所述薄膜晶體管的柵絕緣膜和所述彩色濾光片之間具有鈍化層。
在本發(fā)明中，所述鈍化層為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅以及含氧的氮化硅中的任何一種。
在本發(fā)明中，所述遮光層至少對所述薄膜晶體管的溝道部遮光。
在本發(fā)明中，所述光電轉(zhuǎn)換層的端部位于所述彩色濾光片的端部的外側(cè)。
在本發(fā)明中，所述覆蓋層的端部位于所述光電轉(zhuǎn)換層的端部的外側(cè)。
在本發(fā)明中，所述遮光層具有導(dǎo)電性，并且所述遮光層和所述第一半導(dǎo)體層電連接。
在本發(fā)明中，所述遮光層具有導(dǎo)電性，并且所述遮光層和所述光電轉(zhuǎn)換層因形成在其間的絕緣材料而不接觸。
在本發(fā)明中，所述覆蓋層為有機樹脂絕緣材料、無機絕緣材料或有機絕緣材料和無機絕緣材料的疊層。
在本發(fā)明中，所述有機樹脂絕緣材料為丙烯酸或聚酰亞胺。
在本發(fā)明中，所述無機絕緣材料為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅以及含氧的氮化硅中的任何一種。
在本發(fā)明中，所述第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及第三半導(dǎo)體層的分別為非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
本發(fā)明涉及一種光電轉(zhuǎn)換裝置，所述光電轉(zhuǎn)換裝置在絕緣表面上包括第一電極；第二電極；提供在所述第一電極和第二電極之間的彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及在所述覆蓋層上的、包括具有一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及具有與第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層。其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的一個端部與所述第一電極接觸，并且，所述彩色濾光片的端部位于所述光電轉(zhuǎn)換層的另一個端部的內(nèi)側(cè)。
在本發(fā)明中，所述絕緣表面是指襯底的表面，并且所述襯底為具有透光性的玻璃襯底或柔性襯底。
在本發(fā)明中，所述絕緣表面是指提供在襯底上的絕緣膜的表面，并且所述絕緣膜為氧化硅膜、氮化硅膜、含氮的氧化硅膜、含氧的氮化硅膜中的任何一種。
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置在襯底上包括具有有源層、柵絕緣膜、柵電極、源電極及漏電極的薄膜晶體管；覆蓋所述薄膜晶體管的有源層、柵絕緣膜及柵電極的層間絕緣膜；形成在所述層間絕緣膜上的第一電極及第二電極；提供在所述第一電極和第二電極之間的彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及在所述覆蓋層上的、包括具有一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層以及具有與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層。其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的一個端部與所述第一電極接觸，并且，所述彩色濾光片的端部位于所述光電轉(zhuǎn)換層的另一個端部的內(nèi)側(cè)。
在本發(fā)明中，所述襯底為具有透光性的玻璃襯底或柔性襯底。
在本發(fā)明中，所述覆蓋層為具有透光性的有機樹脂絕緣材料。
在本發(fā)明中，所述具有透光性的有機樹脂絕緣材料為丙烯酸或聚酰亞胺。
在本發(fā)明中，所述覆蓋層為具有透光性的無機絕緣材料。
在本發(fā)明中，所述具有透光性的無機絕緣材料為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅中的任何一種。
在本發(fā)明中，所述第一至第三半導(dǎo)體層分別為非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
注意，在本說明書中，半導(dǎo)體裝置是指利用半導(dǎo)體而工作的所有元件及裝置，將包括液晶顯示裝置等的電光學(xué)裝置及安裝有所述電光學(xué)裝置的電子設(shè)備包括在其范圍內(nèi)。即在本說明書中光電轉(zhuǎn)換裝置也包括在半導(dǎo)體裝置的范圍內(nèi)。
通過使用下層電極對入射光遮光，抑制入射到光電二極管的光的偏差。其結(jié)果，可以減少輸出電流的偏差。
在加工過程中，在發(fā)生過蝕刻的情況下也可以防止彩色濾光片的污染。并可以獲得良好的分光感度，因而可以提高元件特性。


圖1為表示具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的圖；圖2A和2B為表示具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的圖；圖3A和3B為表示具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的圖；圖4A和4B為表示具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的圖；圖5A和5B為表示具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制造步驟的圖；圖6為本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖；圖7為本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖；圖8A和8B為與本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的比較圖；圖9A和9B為與本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的比較圖；圖10為具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖11為具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖12為具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的電路圖；圖13為表示安裝有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設(shè)備的例子的圖；圖14A和14B為表示安裝有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設(shè)備的例子的圖；圖15A和15B為表示安裝有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設(shè)備的例子的圖；圖16為表示安裝有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設(shè)備的例子的圖；圖17A和17B為表示安裝有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的電子設(shè)備的例子的圖；圖18A至18D為表示本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造步驟的俯視圖；圖19為具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖20為具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖21為具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的截面圖。
具體實施例方式
注意，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在下述實施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在下面所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖中共同使用同一符號表示同一部分。
實施方式1參照圖1、圖2A和2B、圖3A和3B、圖4A和4B、圖5A和5B、圖6、圖7、圖8A和8B、圖9A和9B、圖12以及圖18A至18D說明本實施方式。
在圖6中示出本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖。本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置在絕緣表面100上包括電極101和電極102、形成在電極101及102之間的彩色濾光片103、覆蓋彩色濾光片103地形成的覆蓋層104、以及形成在覆蓋層104上且通過部分地與電極101接觸并電連接的光電轉(zhuǎn)換層105。
絕緣表面100可以是襯底表面，也可以如下述那樣是設(shè)在襯底上的絕緣膜表面。當(dāng)使用襯底時，可以使用具有透光性的玻璃襯底或柔性襯底。當(dāng)使用設(shè)在襯底上的絕緣膜時，襯底及絕緣膜優(yōu)選具有透光性。作為這種絕緣膜，可以舉出氧化硅膜、氮化硅膜、含氮的氧化硅膜、含氧的氮化硅膜。
注意，在向著光電轉(zhuǎn)換層105的光從絕緣表面100一側(cè)入射的情況下，構(gòu)成絕緣表面100的材料如襯底或絕緣膜優(yōu)選具有高的光透射率。此外，可以通過使構(gòu)成絕緣表面100的材料對可見光范圍內(nèi)的波長具有透光波長的選擇性，制成在特定的波長范圍內(nèi)具有感度的光傳感器。
此外，使用鈦(Ti)作為電極101及102。電極101及102只要具有導(dǎo)電性即可，也可以是單層膜或疊層膜。但是，因為電極101及102也起到對光電轉(zhuǎn)換層105的遮光膜的作用，所以需要使用具有遮光性的材料。
可以使用具有透光性的絕緣材料來形成覆蓋彩色濾光片103的覆蓋層104。例如，可以使用如丙烯酸或聚酰亞胺等有機樹脂材料、或者如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅或含氧的氮化硅等無機材料。此外，可以使用層疊了上述材料的疊層膜形成。另外，電極102因彩色濾光片103、包含絕緣材料的覆蓋層104而與光電轉(zhuǎn)換層不接觸。
作為光電轉(zhuǎn)換層105，包括具有一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層、具有與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層。例如，在本實施方式中，使用p型半導(dǎo)體層105p、i型半導(dǎo)體層(也稱為本征半導(dǎo)體層)105i、n型半導(dǎo)體層105n作為光電轉(zhuǎn)換層105。在本實施方式中，使用硅層作為半導(dǎo)體層。半導(dǎo)體層可以是非晶或半非晶。注意，在本說明書中，i型半導(dǎo)體層是指如下半導(dǎo)體層半導(dǎo)體層所包含的賦予p型或n型的雜質(zhì)的濃度為1×1020cm-3以下，氧及氮的濃度為5×1019cm-3以下，相對于暗電導(dǎo)率的光電導(dǎo)率為100倍以上的半導(dǎo)體層。此外，i型半導(dǎo)體層可以添加有10ppm至1000ppm的硼(B)。
注意，半非晶半導(dǎo)體層是指包括非晶半導(dǎo)體和具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(包括單晶、多晶)之間的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的層。該半非晶半導(dǎo)體層為具有在自由能方面穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體層，并且具有短程有序且具有晶格畸變的結(jié)晶，可以使它以其粒徑為0.5nm至20nm分散在非單晶半導(dǎo)體層中而存在。在半非晶半導(dǎo)體層中，其拉更光譜轉(zhuǎn)移到比520cm-1低的頻率一側(cè)。此外，在進行X射線衍射時，觀測到Si晶格所導(dǎo)致的(111)、(220)的衍射峰值。此外，包含有至少1原子％或更多的氫或鹵素，以便終止懸掛鍵。在本說明書中，為方便起見，這種半導(dǎo)體層稱為半非晶半導(dǎo)體(SAS)層。另外，可以通過將氦、氬、氪、氖等的稀有氣體元素包含在半非晶半導(dǎo)體層而進一步促進晶格畸變來提高穩(wěn)定性以獲得良好的半非晶半導(dǎo)體層。注意，半非晶半導(dǎo)體層也包括微晶半導(dǎo)體層。
此外，可以通過對包含硅的氣體進行輝光放電分解來獲得SAS層。作為包含硅的氣體典型地可舉出SiH4，此外還可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，通過用氫或?qū)⑦x自氦、氬、氪、氖中的一種或多種稀有氣體元素添加到氫的氣體稀釋該包含硅的氣體來使用，可以容易地形成SAS層。優(yōu)選在稀釋比率為2倍至1000倍的范圍內(nèi)稀釋包含硅的氣體。另外，可以將CH4、C2H6等的碳化物氣體、GeH4、GeF4等的鍺化氣體、F2等混入在包含硅的氣體中，以將能帶寬度調(diào)節(jié)為1.5eV至2.4eV或者0.9eV至1.1eV。
如圖6所示，在本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置中，電極102的端部106位于彩色濾光片103的端部107的內(nèi)側(cè)。彩色濾光片103的端部107位于光電轉(zhuǎn)換層105的端部108的內(nèi)側(cè)。另外，彩色濾光片103的端部107位于覆蓋層104的端部109的內(nèi)側(cè)。另外，光電轉(zhuǎn)換層105的端部108優(yōu)選位于覆蓋層104的端部109的內(nèi)側(cè)。
在進行用于形成光電轉(zhuǎn)換層105的蝕刻步驟時，覆蓋層104因過蝕刻而被過量地去除了(參照圖7)。這導(dǎo)致即使端部109進一步移動到內(nèi)側(cè)，端部109也不會移動到光電轉(zhuǎn)換層105的端部108的內(nèi)側(cè)。因此彩色濾光片103的端部107與被過蝕刻了的覆蓋層104的端部109相比位于更內(nèi)側(cè)，所以彩色濾光片103可以保持被覆蓋層覆蓋的狀態(tài)。
在此，對具有未設(shè)置電極102的結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換裝置(參照圖8A至8B及圖9A至9B)和本實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置(圖6)進行比較。
圖8A示出光電轉(zhuǎn)換裝置的制造步驟中途的結(jié)構(gòu)。在圖8A中，在絕緣表面1001上形成有電極1002、與電極1002的一部分重疊的彩色濾光片1003、覆蓋彩色濾光片103地形成的覆蓋層1004。在電極1002及覆蓋層1004上形成有半導(dǎo)體層1005，該半導(dǎo)體層1005由p型半導(dǎo)體層1005p、i型半導(dǎo)體層1005i以及n型半導(dǎo)體層1005n構(gòu)成。
通過對半導(dǎo)體層1005進行蝕刻，形成光電轉(zhuǎn)換層1015，該光電轉(zhuǎn)換層1015具有p型半導(dǎo)體層1015p、i型半導(dǎo)體層1015i以及n型半導(dǎo)體層1015n。如果此時對覆蓋層1004進行過蝕刻，如圖8B所示那樣彩色濾光片1003的表面的一部分露出。此外，覆蓋層1014的端部向內(nèi)側(cè)移動Wo。
因為如上所述那樣彩色濾光片包含引起金屬污染的物質(zhì)，所以當(dāng)彩色濾光片1003的表面露出時，具有光電轉(zhuǎn)換裝置的特性有受到不良影響之虞。
在圖9A和9B中示出一個例子，其中彩色濾光片形成在形成有覆蓋層和光電轉(zhuǎn)換層的區(qū)域的內(nèi)部，以便避免上述問題。
在圖9A中，在絕緣表面1021上形成有電極1022、彩色濾光片1023、覆蓋彩色濾光片1023的覆蓋層1024、通過與電極1022部分地接觸并電連接的光電轉(zhuǎn)換層1025。光電轉(zhuǎn)換層1025具有p型半導(dǎo)體層1025p、i型半導(dǎo)體層1025i以及n型半導(dǎo)體層1025n。
圖9B示出一種結(jié)構(gòu)，其中對圖9A所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的覆蓋層1024進行了過蝕刻。在圖9B的光電轉(zhuǎn)換裝置中，彩色濾光片1023的端部位于光電轉(zhuǎn)換層1025的端部的內(nèi)側(cè)，所以彩色濾光片1023可以保持被覆蓋層1034覆蓋的狀態(tài)。
但是，在圖9A及圖9B所示的結(jié)構(gòu)中存在光從覆蓋層1024及1034的端部入射到光電轉(zhuǎn)換層1025，而不經(jīng)過彩色濾光片1023的問題。因此，存在光電轉(zhuǎn)換層1025檢測到不經(jīng)過彩色濾光片1023的光而使分光感度特性惡化的問題。
另一方面，在圖6所示的光電轉(zhuǎn)換裝置中，因為覆蓋層104的端部形成有電極102，所以來自外部的光被遮斷且電極102也起到遮光膜的作用。就是說，不經(jīng)過彩色濾光片103的光不會從覆蓋層104的端部入射到光電轉(zhuǎn)換層105。
如上所述，可以知道如下情況即使覆蓋層被過蝕刻，圖6所示的光電轉(zhuǎn)換裝置可以防止彩色濾光片的露出，并且也可以通過提供遮光膜來防止不經(jīng)過彩色濾光片的光從覆蓋層的端部入射到光電轉(zhuǎn)換層中。
接著，參照圖1、圖2A和2B、圖3A和3B、圖4A和4B、圖5A和5B、圖12、圖18A至18D對具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制作進行說明。
在本實施方式中所示的半導(dǎo)體裝置將由薄膜晶體管構(gòu)成的放大電路和光電轉(zhuǎn)換裝置一體地形成在同一襯底上。圖12為示出其結(jié)構(gòu)的一個例子的電路圖。
半導(dǎo)體裝置141具備放大光電轉(zhuǎn)換裝置143的輸出的放大電路142。作為放大電路142，可以使用各種各樣的電路結(jié)構(gòu)。在本實施方式中由薄膜晶體管144和145構(gòu)成成為放大電路142的電流鏡電路。薄膜晶體管144及145的源端子或漏端子的一方與外部電源端子147相連接，并且被保持為恒壓，例如接地電壓。薄膜晶體管145的漏端子連接到輸出端子146。光電轉(zhuǎn)換裝置143如下所示。在使用光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換裝置143的情況下，其陽極(p層一側(cè))與薄膜晶體管144的漏端子連接，而陰極(n層一側(cè))與輸出端子146連接。
當(dāng)對光電轉(zhuǎn)換層143照射光時，光電流從陰極(n層一側(cè))流向陽極(p層一側(cè))。由此，電流流過放大電路142的薄膜晶體管144，并且在柵極上產(chǎn)生為流過電流而需要的電壓。當(dāng)薄膜晶體管145的柵極長度L、溝道寬度W等于薄膜晶體管144時，因為在飽和區(qū)域中薄膜晶體管144與薄膜晶體管145的柵電壓相等，所以流過相同的電流。如果需要放大輸出電流，可以將n個薄膜晶體管并聯(lián)作為薄膜晶體管145。在這種情況下，可以與并聯(lián)的數(shù)量(n個)成比例地獲得被放大了的電流。
注意，雖然圖12示出使用n溝道型的薄膜晶體管的情況，但是在使用p溝道型的薄膜晶體管時也可以形成具有同樣的功能的光電轉(zhuǎn)換裝置。
下面示出本實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造步驟。
首先在襯底201上形成基底膜202，然后形成薄膜晶體管(TFT)211及212。襯底201只要是具有透光性的材料即可，例如使用具有透光性的玻璃襯底或柔性襯底。薄膜晶體管211包括源區(qū)域、漏區(qū)域、具有溝道形成區(qū)域的有源層、柵絕緣膜、以及源電極或漏電極221。同樣，薄膜晶體管212包括源區(qū)域、漏區(qū)域、具有溝道形成區(qū)域的有源層、柵絕緣膜、源電極或漏電極222。
注意，薄膜晶體管211及212的有源層可以分別設(shè)有輕摻雜漏(LDD)區(qū)域。LDD區(qū)域是指一種區(qū)域，即在溝道形成區(qū)域和以高濃度添加了雜質(zhì)元素而形成的源區(qū)域或漏區(qū)域之間以低濃度添加了雜質(zhì)元素的區(qū)域。通過提供LDD區(qū)域，獲得緩和漏區(qū)域附近的電場以防止熱載流子注入所引起的劣化的效果。此外，薄膜晶體管211可以采用如下結(jié)構(gòu)，以便防止熱載流子所引起的導(dǎo)通電流值的劣化將LDD區(qū)域配置為隔著柵絕緣膜與柵電極重疊的結(jié)構(gòu)(在本說明書中稱為“GOLD(柵-漏重疊LDD)結(jié)構(gòu)”)。
此外，用來形成LDD區(qū)域的側(cè)壁可以形成在柵電極的側(cè)面。
覆蓋薄膜晶體管211及212的有源層、柵絕緣膜、柵電極地形成層間絕緣膜203。為了獲得薄膜晶體管211及212的有源層的氫化效果并作為鈍化膜以防止由彩色濾光片導(dǎo)致的金屬污染，優(yōu)選使用氮化硅膜來形成層間絕緣膜203。此外，使用如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅等無機材料來形成在層間絕緣膜203上形成的層間絕緣膜204。
薄膜晶體管211的源電極或漏電極221以及薄膜晶體管212的源電極或漏電極222形成在層間絕緣膜204上，并且分別電連接到薄膜晶體管的有源層。
此外，通過與源電極或漏電極221及222相同的制造步驟，在層間絕緣膜204上形成電極115、101、102、121、122、和116。
在本實施方式中，通過下述步驟形成源電極或漏電極221及222、電極101、102、121、122、115、和116。
首先，在層間絕緣膜204上通過濺射法來形成導(dǎo)電膜，在本實施方式中形成400nm的鈦(Ti)膜。雖然形成電極101、電極102、電極121、電極122的導(dǎo)電膜只要是導(dǎo)電材料即可，但是優(yōu)選使用當(dāng)與后面形成的光電轉(zhuǎn)換層(以非晶硅為典型)反應(yīng)時也不容易成為合金的導(dǎo)電金屬膜。除了鈦(Ti)以外，還可以使用鉬(Mo)、鎢(W)等。
接著，通過對導(dǎo)電膜進行蝕刻，形成源電極或漏電極221及222、電極101、102、121、122、115、和1 16。特別對于電極101、102、121、122，將導(dǎo)電膜蝕刻為各個電極的端部具有錐狀。
此時，電極101、102、121、122的錐形角形成為80°以下，優(yōu)選為45°以下。通過該步驟，后面形成的光電轉(zhuǎn)換層的覆蓋率變良好，可以提高可靠性(參照圖2A)。此外，對于與后面形成的光電轉(zhuǎn)換層接觸的部分，電極101、102、121、122的平面形狀形成為使頂點的角度大于90°，優(yōu)選為沒有角的形狀。
接著，在層間絕緣膜204上的電極101和102之間形成彩色濾光片103(參照圖2B)。
另外，在層間絕緣膜204上的電極121和122之間形成彩色濾光片123(參照圖3A)。
注意，為了進行顏色分離地檢測可見光，在彩色濾光片123中形成有對應(yīng)于紅色光的紅色濾光片123R、對應(yīng)于綠色光的綠色濾光片123G、對應(yīng)于藍(lán)色光的藍(lán)色濾光片123B。但是，當(dāng)制作讀取單色光的光電轉(zhuǎn)換裝置時，彩色濾光片123為單色濾光片即可。
通過對原材料進行涂敷、曝光、顯影、焙燒來制造彩色濾光片。
接著，形成覆蓋彩色濾光片103的覆蓋層104以及覆蓋彩色濾光片123的覆蓋層124(參照圖3B)。
覆蓋彩色濾光片103的覆蓋層104以及覆蓋彩色濾光片123的覆蓋層124分別可以使用具有透光性的絕緣材料來形成。例如，可以使用有機樹脂材料如丙烯酸或聚酰亞胺等、或者無機材料如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅等。此外，可以使用層疊這些材料的疊層膜。
覆蓋層104的端部分別位于電極101、102的端部的內(nèi)側(cè)，來自襯底201一側(cè)的光不會入射到覆蓋層104的端部。此外，與覆蓋層104同樣，由電極121及122阻擋了向覆蓋層124的端部的光。
在本實施方式中由電極121、122遮光，但是也可以由薄膜晶體管的柵電極遮光。此外，如圖19所示，可以在薄膜晶體管和襯底之間設(shè)置遮光層216、而在襯底和光電轉(zhuǎn)換裝置111及112之間設(shè)置遮光層217至220，但通過將所述遮光層設(shè)置為在對光電轉(zhuǎn)換層的端部遮光的同時對薄膜晶體管遮光，也可以提高薄膜晶體管的可靠性。注意，可以使用與電極101及102同樣的材料來形成遮光層216至220。
接著，在覆蓋層104及124上形成光電轉(zhuǎn)換層。在此，為了簡單地說明，對于覆蓋層104上的光電轉(zhuǎn)換層105的制造步驟進行說明，但是光電轉(zhuǎn)換層同樣地形成在覆蓋層124上。
如上所述，在為了進行顏色分離并檢測可見光，通過使彩色濾光片123分別對應(yīng)于RGB地來形成彩色濾光片123R、123G、123B的情況下，光電轉(zhuǎn)換層也對應(yīng)于各個彩色濾光片地形成。就是說，形成有分別對應(yīng)于三個RGB用的光電轉(zhuǎn)換層的RGB彩色濾光片，這些可以算作一個單元。
在覆蓋層104上形成p型半導(dǎo)體層105p。在本實施方式中，作為p型半導(dǎo)體層105p，例如形成p型非晶半導(dǎo)體層。通過等離子體CVD法，形成含有元素周期表中第13組的雜質(zhì)元素例如硼(B)的非晶硅層的膜作為p型非晶半導(dǎo)體層。
在形成p型半導(dǎo)體層105p之后，還順序地形成不包含賦予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層(稱為本征半導(dǎo)體層或i型半導(dǎo)體層)105i及n型半導(dǎo)體層105n。在本實施方式中以10nm至50nm的厚度來形成p型半導(dǎo)體層105p、以200nm至1000nm的厚度來形成i型半導(dǎo)體層105i、以20nm至200nm的厚度來形成n型半導(dǎo)體層105n(參照圖1)。像這樣，制作光電轉(zhuǎn)換裝置111及112。
作為i型半導(dǎo)體層105i，例如可以通過等離子體CVD法形成非晶硅層。此外，作為n型半導(dǎo)體層105n，可以形成包含元素周期表中第15組的雜質(zhì)元素例如磷(P)的非晶硅層或者在形成非晶硅層之后引入元素周期表中第15組的雜質(zhì)元素。
注意，p型半導(dǎo)體層105p、i型半導(dǎo)體層105i以及n型半導(dǎo)體層105n可以以與此相反的順序來層疊，就是說，可以以n型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層以及p型半導(dǎo)體層的順序來層疊。
此外，作為p型半導(dǎo)體層105p、i性半導(dǎo)體層105i以及n型半導(dǎo)體層105n，不僅可以使用非晶半導(dǎo)體層，還可以使用半非晶半導(dǎo)體層。
p型半導(dǎo)體層105p、i型半導(dǎo)體層105i、n型半導(dǎo)體層105n，尤其是最下層的p型半導(dǎo)體層105p的一個端部電連接到電極101。另外，p型半導(dǎo)體層105p的另一個端部位于覆蓋層104上，并且與電極102絕緣。由電極102遮光的光經(jīng)過彩色濾光片123，因此電極102具有抑制光達到光電轉(zhuǎn)換層105的遮光膜的功能。
注意，在圖2A和2B、圖3B以及圖1中，說明了本實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面圖，而在圖18A至18D中示出了對應(yīng)于各個截面圖的俯視圖。
在圖18A至18D中，沿A-A’的截面圖為圖2A、圖2B、圖3B以及圖1。雖然在圖2A中示出了用作遮光層的電極101及102被分開了的情形，但是實際上如圖18A所示那樣由連續(xù)的導(dǎo)電層形成。
此外，雖然在圖18D中僅示出了光電轉(zhuǎn)換層105中的最上層的n型半導(dǎo)體層105n，但是i型半導(dǎo)體層105i及p型半導(dǎo)體層105p形成在n型半導(dǎo)體層105n的下面。
接著，通過絲網(wǎng)印刷法或噴墨法，覆蓋整個表面地形成絕緣膜151。在本實施方式中使用環(huán)氧樹脂作為絕緣膜151，然而也可以使用其他感光樹脂(參照圖4A)。
接著，在絕緣層151上形成電連接到電極115的電極153。同樣地在絕緣膜151上形成電極155，所述電極155與光電轉(zhuǎn)換裝置111的光電轉(zhuǎn)換層105的最上層(在此為n型半導(dǎo)體層105n)接觸，與光電轉(zhuǎn)換裝置112的光電轉(zhuǎn)換層的最上層接觸，并且電連接到電極116(參照圖4B)。
電極153及155通過濺射法、光刻法由鈦(Ti)形成。此外，電極153及155也可以通過絲網(wǎng)印刷法形成。在采用絲網(wǎng)印刷法的情況下，電極153及155分別為鈦(Ti)的單層或者鎳(Ni)和銅(Cu)的疊層結(jié)構(gòu)，以便提高相對于在后面的步驟中提供的焊料的可濕性以及組裝時的強度。
此外，在絕緣膜151、電極153、電極155上通過絲網(wǎng)印刷法等形成絕緣膜161作為密封樹脂。絕緣膜161可以使用與絕緣膜151相同的材料形成。但是，絕緣膜161不形成在電極153的一部分及電極155的一部分上，以在電極153及155上分別形成被露出的區(qū)域。
接著，在絕緣膜161上形成電連接到電極153的電極165和電連接到電極155的電極166。電極165及166為焊接電極，并且具有作為對外部的輸出電極的功能。
如上所述，參照圖6及圖7說明了本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置，并參照圖8A和8B以及圖9A和9B說明了本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的優(yōu)點。另外，對于具有本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的制造步驟參照圖1、圖2A和2B、圖3A和3B、圖4A和4B、以及圖5A和5B進行了說明。
另外，在本實施方式中使用電極102、122來遮光，但是也可以使用薄膜晶體管的柵電極來遮光。此外，如圖19所示那樣，在薄膜晶體管和襯底之間可以設(shè)置遮光層216，但是，通過將所述遮光層216設(shè)置為在對光電轉(zhuǎn)換層的端部遮光的同時對薄膜晶體管遮光的方式，也能夠提高薄膜晶體管的可靠性。另外，可以在襯底和光電轉(zhuǎn)換裝置1 11之間的與遮光層216相同的層中形成對光電轉(zhuǎn)換裝置111及112的端部遮光的遮光層217、218、219、220。注意，可以使用與電極101及102相同的材料來形成遮光層216至220。
注意，根據(jù)需要，本實施方式可以與其他實施方式及實施例組合。
實施方式2在本實施方式中示出與實施方式1不同的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的一個例子。但是，在與實施方式1相同的部分中使用相同的符號。特別對于未涉及的部分的說明援用實施方式1。
在圖10中示出具有本實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置的截面圖。在圖10中的與圖1不同這處在于不形成在圖1中形成在層間絕緣膜204上的電極102及122。代替電極102及122，在基底膜202上形成用作遮光膜的電極113及用作遮光膜的電極114，該電極113及114通過使用與薄膜晶體管211及212相同的材料及相同的步驟來形成。用作遮光膜的電極113及114被層間絕緣膜213及204覆蓋。
用作遮光膜的電極113可以遮斷在光電轉(zhuǎn)換裝置111中從覆蓋層104的端部入射到光電轉(zhuǎn)換層105而不經(jīng)過彩色濾光片103的光。此外，用作遮光膜的電極114對光電轉(zhuǎn)換裝置112進行同樣的動作。
本實施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置也可以抑制不經(jīng)過彩色濾光片103從覆蓋層104的端部入射到光電轉(zhuǎn)換層105的雜散光。
在圖10中，只示出兩個彩色濾光片及光電轉(zhuǎn)換裝置，然而在進行顏色分離并檢測可見光的情況下，需要提供RGB用的三個彩色濾光片及光電轉(zhuǎn)換裝置。此外，在圖10中，設(shè)在光電轉(zhuǎn)換裝置111及112中的彩色濾光片的顏色互不相同。但是，在讀取單色的圖像時，彩色濾光片可以為單色。
在本實施方式中使用電極113及114來遮光，但是可以使用薄膜晶體管的柵電極來遮光。此外，如圖20所示那樣，在薄膜晶體管和襯底之間可以設(shè)置遮光層216。但是，通過將所述遮光層216設(shè)置為在對光電轉(zhuǎn)換層的端部遮光的同時對薄膜晶體管遮光，也能夠提高薄膜晶體管的可靠性。注意，可以使用與電極101及102相同的材料來形成遮光層216。
注意，根據(jù)需要，本實施方式可以與其他實施方式及實施例組合。
實施方式3在本實施方式中，參照圖11及圖21說明在圖10中示出的結(jié)構(gòu)中還提供了在基底膜202和層間絕緣膜204之間的彩色濾光片133的結(jié)構(gòu)。
在圖11中示出在進行顏色分離并檢測可見光的半導(dǎo)體裝置中，彩色濾光片133、作為遮光層的電極113、覆蓋層135形成在基底膜202上。覆蓋薄膜晶體管211及212的有源層、柵電極、柵絕緣膜的層間絕緣膜213覆蓋覆蓋層135及電極113。同樣，層間絕緣膜213設(shè)在光電轉(zhuǎn)換裝置112之下，并且覆蓋設(shè)在基底膜202上的彩色濾光片134、用作遮光膜的電極114、覆蓋層136。在層間絕緣膜213上形成有層間絕緣膜204，薄膜晶體管21 1的源電極或漏電極221形成在層間絕緣膜204上，并且通過形成在層間絕緣膜204上的接觸孔連接到薄膜晶體管211及212各個的有源層。
在光電轉(zhuǎn)換裝置111中，包括p型半導(dǎo)體層125p、i型半導(dǎo)體層125i以及n型半導(dǎo)體層125n的光電轉(zhuǎn)換層125的一個端部與電極101接觸并電連接。另外，光電轉(zhuǎn)換層125的另一個端部可以利用由與薄膜晶體管的柵電極相同的材料以及相同的步驟形成的電極113來抑制雜散光入射到光電轉(zhuǎn)換層125的端部。注意，對于光電轉(zhuǎn)換裝置112的電極114具有同樣的功能。
光電轉(zhuǎn)換裝置111及112因?qū)娱g絕緣膜204而與彩色濾光片133分離。如上所述，使用無機材料如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅形成層間絕緣膜204。
在圖11中，只示出兩個彩色濾光片及光電轉(zhuǎn)換裝置，然而在進行顏色分離并檢測可見光的情況下，需要提供RGB用的三個彩色濾光片及光電轉(zhuǎn)換裝置。此外，在圖11中，彩色濾光片133及134的顏色互不相同。但是，在讀取單色光時，可以采用如圖21的結(jié)構(gòu)。圖11的彩色濾光片133為單色的彩色濾光片。
實施例1在本實施例中，示出本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于各種各樣的電子設(shè)備的例子。作為具體例子，可以舉出計算機、顯示器、移動電話機、電視機等。對于這些電子設(shè)備，參照圖13、圖14A和14B、圖15A和15B、圖16以及圖17進行說明。
圖13示出了一種移動電話機，包括主體(A)701、主體(B)702、外殼703、操作鍵704、聲音輸出部705、聲音輸入部706、電路板707、顯示面板(A)708、顯示面板(B)709、鉸鏈710以及透光材料部711，并且包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置712設(shè)在外殼703的內(nèi)側(cè)。
半導(dǎo)體裝置712檢測透過了透光材料部711的光，并根據(jù)檢測的外部光的照度控制顯示面板(A)708及顯示面板(B)709的亮度，或基于半導(dǎo)體裝置712獲得的照度控制操作鍵704的照明。像這樣，可以抑制移動電話機的電流消耗。通過包括這種半導(dǎo)體裝置712可以提高移動電話機的特性。
圖14A和14B示出了移動電話機的另一個實例。在圖14A和14B中，主體721包括外殼722、顯示面板723、操作鍵724、聲音輸出部725、聲音輸入部726以及包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置727及728。
在圖14A所示的移動電話機中，可以通過設(shè)在主體721中的包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置727檢測外部光來控制顯示面板723和操作鍵724的亮度。
此外，在圖14B所示的移動電話機中，除了圖14A的結(jié)構(gòu)以外，在主體721內(nèi)部還設(shè)有包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置728。通過包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置728，可以檢測提供在顯示面板723中的背光燈的亮度。
由于在圖13、圖14A和14B中，將具備放大光電流來取出該光電流作為電壓輸出的電路的光電轉(zhuǎn)換裝置使用于移動電話機，因此可以減少安裝在電路板的零件數(shù)量，以謀求移動電話機主體的小型化。
圖15A示出了一種計算機，包括主體731、外殼732、顯示部733、鍵盤734、外部連接端口735、鼠標(biāo)736等。
此外，圖15B示出了一種顯示裝置，例如電視接收機等。本顯示裝置由外殼741、支撐架742、顯示部743等構(gòu)成。
圖16中示出了一種詳細(xì)結(jié)構(gòu)，其中使用液晶面板作為提供在圖15A中示出的計算機的顯示部733以及圖15B中示出的顯示裝置的顯示部743。
圖16中示出的液晶面板762內(nèi)置于外殼761中，并包括襯底751a和751b、夾在襯底751a和751b之間的液晶層752、偏振濾波片755a和755b、背光燈753等。此外，在外殼761中形成有包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置754。
具有采用本發(fā)明而制造的光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置754分別對RGB的每個探測來自RGB的LED背光燈753的光量，并且其信息被反饋以調(diào)節(jié)液晶面板762的亮度。具體而言，因為RGB各個的LED溫度依賴性不同，因此分別檢出RGB LED背光燈的光量來校正LED的偏差。此外，通過補償LED的劣化來調(diào)節(jié)白平衡。
圖17A和17B為示出了將本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置或包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置安裝在照相機例如數(shù)字照相機中的例子的附圖。圖17A是當(dāng)從正面看時的數(shù)字照相機的透視圖，而圖17B是當(dāng)從背面看時的數(shù)字照相機的透視圖。圖17A中，該數(shù)字照相機具有釋放按鈕801、主開關(guān)802、取景器窗口803、閃光部分804、透鏡805、照相機鏡筒806、以及外殼807。
此外，圖17B中，設(shè)有取景器目鏡窗口811、監(jiān)視器812以及操作按鈕813。當(dāng)釋放按鈕801按到一半位置時，聚焦機構(gòu)和曝光機構(gòu)工作，當(dāng)釋放按鈕按到最低位置時，快門開啟。通過按下主開關(guān)802或使主開關(guān)802旋轉(zhuǎn)，來切換數(shù)字照相機的電源的ON/OFF。
取景器窗口803配置在數(shù)字照相機的正面的透鏡805的上部，它是用于使用圖17B所示的取景器目鏡窗口811識別照相范圍或焦點位置的裝置。閃光部分804配置在數(shù)字照相機的前表面的上部，當(dāng)目標(biāo)亮度低時，在快門因按下釋放按鈕801而開啟的同時發(fā)射輔助光。透鏡805配置在數(shù)字照相機的正面。透鏡805由聚焦透鏡、變焦透鏡等構(gòu)成，并與未圖示的快門和光圈一起構(gòu)成照相光學(xué)系統(tǒng)。此外，在透鏡的后面提供攝像元件，例如CCD(電荷耦合裝置；Charge CoupledDevice)等。
照相機鏡筒806移動透鏡位置以調(diào)節(jié)聚焦透鏡、變焦透鏡等的焦點。當(dāng)攝影時，通過使照相機鏡筒806滑出，使透鏡805向前移動。此外，當(dāng)攜帶時，將透鏡805向后移動成緊縮狀態(tài)。注意，本實施例中采用一種結(jié)構(gòu)，其中可以通過滑出照相機鏡筒806對拍攝目標(biāo)進行變焦攝影，然而，其結(jié)構(gòu)不限于此，可以使用一種數(shù)字照相機，其中通過外殼807內(nèi)部的照相光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，不滑出照相機鏡筒806也可以縮放拍攝。
取景器目鏡窗口811設(shè)在數(shù)字照相機背面的上部，該取景器目鏡窗口是為了當(dāng)確認(rèn)拍攝范圍或焦點時通過它進行查看而提供的窗口。操作按鈕813是提供在數(shù)字照相機的背面的各種功能按鈕，由調(diào)整按鈕、菜單按鈕、顯示按鈕、功能按鈕、以及選擇按鈕等構(gòu)成。
當(dāng)將本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置安裝在圖17A和17B所示的照相機中時，光電轉(zhuǎn)換裝置能夠探測光是否存在以及光強度。因此，可以進行照相機的曝光調(diào)整等。此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置可以應(yīng)用到其他電子設(shè)備，例如，投影電視機和導(dǎo)航系統(tǒng)等。
此外，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置不局限于上述電子設(shè)備，可以使用于需要檢測光的電子設(shè)備例如傳真機、自動售貨機等。
注意，根據(jù)需要，本實施例可以與實施方式組合。
本發(fā)明可以提供偏差小且特性提高的光電轉(zhuǎn)換裝置及包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括遮光層；彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，其中，所述遮光層與所述光電轉(zhuǎn)換層的端部和所述彩色濾光片的端部相重疊。
2.一種半導(dǎo)體裝置，包括薄膜晶體管；彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；電連接到所述薄膜晶體管的遮光層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，其中，所述遮光層與所述光電轉(zhuǎn)換層的端部和所述彩色濾光片的端部相重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層電連接到所述第一半導(dǎo)體層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層電連接到所述第一半導(dǎo)體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層由所述覆蓋層與所述光電轉(zhuǎn)換層隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層由所述覆蓋層與所述光電轉(zhuǎn)換層隔離。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層至少部分地與所述薄膜晶體管的溝道部相重疊。
8.一種半導(dǎo)體裝置，包括遮光層；彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層在所述覆蓋層上，其中，所述遮光層與所述光電轉(zhuǎn)換層的端部、所述彩色濾光片的端部及所述覆蓋層的端部相重疊。
9.一種半導(dǎo)體裝置，包括薄膜晶體管；電連接到所述薄膜晶體管的遮光層；彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層在所述覆蓋層上，其中，所述遮光層與所述光電轉(zhuǎn)換層的端部、所述彩色濾光片的端部及所述覆蓋層的端部相重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，還包括在所述薄膜晶體管的柵絕緣膜和所述彩色濾光片之間的鈍化層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述鈍化層為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層至少部分地與所述薄膜晶體管的溝道部相重疊。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層至少部分地與所述薄膜晶體管的溝道部相重疊。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述彩色濾光片的端部與所述光電轉(zhuǎn)換層相重疊。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述彩色濾光片的端部與所述光電轉(zhuǎn)換層相重疊。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的端部與所述覆蓋層相重疊。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的端部與所述覆蓋層相重疊。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層電連接到所述第一半導(dǎo)體層。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層電連接到所述第一半導(dǎo)體層。
20.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層由所述覆蓋層與所述光電轉(zhuǎn)換層隔離。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述遮光層為導(dǎo)電材料，并且所述遮光層由所述覆蓋層與所述光電轉(zhuǎn)換層隔離。
22.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述覆蓋層由有機樹脂絕緣材料、無機絕緣材料或有機絕緣材料和無機絕緣材料的疊層形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述覆蓋層由有機樹脂絕緣材料、無機絕緣材料或有機絕緣材料和無機絕緣材料的疊層形成。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述有機樹脂絕緣材料為丙烯酸或聚酰亞胺。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述有機樹脂絕緣材料為丙烯酸或聚酰亞胺。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述無機絕緣材料為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一種。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述無機絕緣材料為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一種。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層及所述第三半導(dǎo)體層的每個是非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
29.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層及所述第三半導(dǎo)體層的每個是非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
30.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層及所述第三半導(dǎo)體層的每個是非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
31.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層及所述第三半導(dǎo)體層分別為非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
32.一種半導(dǎo)體裝置，包括在絕緣表面上的第一電極；在所述絕緣表面上的第二電極；在所述第一電極和所述第二電極之間的彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層在所述覆蓋層上，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的端部電連接到所述第一電極，并且所述彩色濾光片的端部與所述光電轉(zhuǎn)換層相重疊。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述絕緣表面為襯底的表面，并且所述襯底為透光玻璃襯底或柔性襯底。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述絕緣表面為設(shè)在襯底上的絕緣膜的表面，并且所述絕緣膜為氮化硅膜、氧化硅膜、含氮的氧化硅膜及含氧的氮化硅膜中的任何一種。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述覆蓋層由透光性有機樹脂絕緣材料形成。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述透光性有機樹脂絕緣材料為丙烯酸或聚酰亞胺。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述覆蓋層由透光性無機絕緣材料形成。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述透光性無機絕緣材料為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一種。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層及所述第三半導(dǎo)體層的每個是非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
40.一種半導(dǎo)體裝置，包括包括有源層、柵絕緣膜、柵電極的薄膜晶體管；覆蓋所述薄膜晶體管的有源層、柵絕緣膜及柵電極的層間絕緣膜；在所述層間絕緣膜上的第一電極，該第一電極電連接到所述有源層；在所述層間絕緣膜上的第二電極；在所述第一電極和所述第二電極之間的彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及包括一種導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層及與所述第一半導(dǎo)體層相反的導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，該光電轉(zhuǎn)換層在所述覆蓋層上，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的端部電連接到所述第一電極，并且所述彩色濾光片的端部與所述光電轉(zhuǎn)換層相重疊。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的半導(dǎo)體裝置，其中，絕緣表面為襯底的表面，并且所述襯底為透光玻璃襯底或柔性襯底。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述覆蓋層由透光性有機樹脂絕緣材料形成。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述透光性有機樹脂絕緣材料為丙烯酸或聚酰亞胺。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述覆蓋層由透光性無機絕緣材料形成。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述透光性無機絕緣材料為氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一種。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述第一半導(dǎo)體層、所述第二半導(dǎo)體層及所述第三半導(dǎo)體層的每個是非晶半導(dǎo)體層或半非晶半導(dǎo)體層。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于獲得一種可防止污染物質(zhì)混入到光電轉(zhuǎn)換層、分光感度特性良好、并輸出電流的偏差小的光電轉(zhuǎn)換裝置。在包括光電轉(zhuǎn)換裝置的半導(dǎo)體裝置中，獲得一種可靠性高的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，其在絕緣表面上包括第一電極；第二電極；在所述第一電極和第二電極之間的彩色濾光片；覆蓋所述彩色濾光片的覆蓋層；以及在所述覆蓋層上的、包括p型半導(dǎo)體層、i型半導(dǎo)體層及n型半導(dǎo)體層的光電轉(zhuǎn)換層，其中所述光電轉(zhuǎn)換層的一個端部與所述第一電極接觸，并且所述彩色濾光片的端部位于所述光電轉(zhuǎn)換層的另一個端部的內(nèi)側(cè)。
文檔編號H01L27/144GK101034723SQ20071008623
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者荒尾達也, 山田大干, 高橋秀和, 楠本直人, 西和夫, 菅原裕輔, 高橋?qū)挄?申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所