CN101034723B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于获得一种可防止污染物质混入到光电转换层、分光感度特性良好、并输出电流的偏差小的光电转换装置。在包括光电转换装置的半导体装置中，获得一种可靠性高的半导体装置。本发明的提供一种半导体装置，其在绝缘表面上包括：第一电极；第二电极；在所述第一电极和第二电极之间的彩色滤光片；覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及在所述覆盖层上的、包括p型半导体层、i型半导体层及n型半导体层的光电转换层，其中所述光电转换层的一个端部与所述第一电极接触，并且所述彩色滤光片的端部位于所述光电转换层的另一个端部的内侧。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及将所接受的光输出为电信号的光电转换装置以及包括光电转换装置的半导体装置。
背景技术
作为使用于电磁波的检测的光电转换装置，从紫外线到红外线具有感度的光电转换装置总结地被称为光传感器。其中，在波长为400nm至700nm的可见光线区域中具有感度的光电转换装置被称为可见光传感器，并且常常用于按照生活环境需要调节照度及开/关控制等的机器类(例如，参照专利文件1)。
在使用单晶硅(单晶Si)制造彩色传感器的情况下，因为在单晶硅衬底的表面一侧接受光，所以彩色滤光片被设置在衬底的最外表面。此外，使用单晶硅的彩色传感器常常以使用红外线去除滤波器来防止红外线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)制造传感器的情况下，因为可以在衬底上形成非晶硅膜，所以不但可以使光从衬底表面一侧入射，而且还可以使光从衬底一侧入射。就是说，可以使光透过衬底来使传感器受光，从而可以高效率地引入光。因此，可以在与光的入射表面不同的表面设置取出电极，以容易进行传感器的小型化。此外，非晶硅膜难以吸收红外线，所以不需要提供红外线去除滤波器。但是，在使用非晶硅膜制造彩色传感器的情况下，在由非晶硅膜形成的光电转换层和衬底之间设置有彩色滤光片。
专利文件1日本专利申请特开2005-129909号公报
在制造彩色传感器时使用的彩色滤光片包含铜(Cu)、钠(Na)、钾(K)等的引起金属污染的物质。必须防止污染，以便不使这种物质混入到传感器的光电转换层和晶体管中。
发明内容
在本发明中的课题在于提供一种光电转换装置，该光电转换装置不使这种污染物质混入到光电转换层和晶体管中，分光感度特性良好，并且输出电流均匀。再者，在包括这种光电转换装置的半导体装置中，获得可靠性高的半导体装置。
在设置有彩色滤光片的光电转换装置中，可以通过设置覆盖层来防止污染。
但是，在后面进行的步骤中，当覆盖层因蚀刻等而消失时，污染物质可能会扩散到光电转换层中。
此外，当为了防止污染物质的扩散而仅在光电转换层的内侧的区域设置彩色滤光片并在其上形成覆盖层时，不经过彩色滤光片的光会入射到覆盖层端部和光电转换层端部之间。因为这种光也被检测，所以光电转换装置的分光感度特性恶化。
此外，虽然彩色传感器特别需要根据其使用用途来抑制偏差，但是在使用通过印刷法而成的图案来制造非晶硅膜作为光电转换层的情况下，容易发生非晶硅膜的面积偏差。这种情况成为输出值的偏差的原因。
在本发明中，在非晶硅膜的光电转换层和衬底之间设置由金属等形成的遮光层，只有光电转换层端部附近被遮光层遮盖。可以通过设计规则比印刷法更细的光刻法等制造遮光层，将入射光的偏差在光刻法的偏差的程度内。
此外，在本发明中彩色滤光片设置在至少光透过的所有区域以及光电转换层端部的内侧。另外，覆盖彩色滤光片地形成覆盖层。该覆盖层可以与至少除了与光电转换层的电极的接触部分以外的所有下面接触的方式被形成。由此，当进行作为光电转换层的非晶硅膜的蚀刻步骤时，或者进行其后面的步骤时，即使因为过蚀刻而使覆盖层被蚀刻，彩色滤光器也可以保持由覆盖层覆盖的状态，以防止污染。
此外，如果需要，可以在覆盖层上形成钝化膜以抑制污染物质混入到光电转换层。此外，可以在彩色滤光片和晶体管的栅绝缘膜之间形成钝化膜以抑制污染物质混入到晶体管。钝化膜可以由氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅或含氧的氮化硅形成。
本发明涉及一种光电转换装置，包括：遮光层；以及包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层。其中，遮光层至少对光电转换层的端部遮光。
本发明涉及一种光电转换装置，包括：薄膜晶体管；遮光层；以及包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层。其中，遮光层至少对光电转换层的端部遮光。
在本发明中，所述遮光层包括第一电极，并且所述第一电极和所述第一半导体层电连接。
在本发明中，所述遮光层包括第二电极，并且第二电极和所述光电转换层因形成在其间的绝缘材料而不接触。
在本发明中，所述遮光层至少对所述薄膜晶体管的沟道部遮光。
本发明涉及一种光电转换装置，包括：遮光层；彩色滤光片；覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及在所述覆盖层上的包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层、与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层。其中，遮光层至少对光电转换层的端部、彩色滤光片的端部以及覆盖层的端部遮光。
本发明涉及一种光电转换装置，包括：薄膜晶体管；遮光层；彩色滤光片；覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及在所述覆盖层上、包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层。其中，遮光层至少对光电转换层的端部、彩色滤光片的端部以及覆盖层的端部遮光。
在本发明中，在所述薄膜晶体管的栅绝缘膜和所述彩色滤光片之间具有钝化层。
在本发明中，所述钝化层为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅以及含氧的氮化硅中的任何一种。
在本发明中，所述遮光层至少对所述薄膜晶体管的沟道部遮光。
在本发明中，所述光电转换层的端部位于所述彩色滤光片的端部的外侧。
在本发明中，所述覆盖层的端部位于所述光电转换层的端部的外侧。
在本发明中，所述遮光层具有导电性，并且所述遮光层和所述第一半导体层电连接。
在本发明中，所述遮光层具有导电性，并且所述遮光层和所述光电转换层因形成在其间的绝缘材料而不接触。
在本发明中，所述覆盖层为有机树脂绝缘材料、无机绝缘材料或有机绝缘材料和无机绝缘材料的叠层。
在本发明中，所述有机树脂绝缘材料为丙烯酸或聚酰亚胺。
在本发明中，所述无机绝缘材料为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅以及含氧的氮化硅中的任何一种。
在本发明中，所述第一半导体层、第二半导体层以及第三半导体层的分别为非晶半导体层或半非晶半导体层。
本发明涉及一种光电转换装置，所述光电转换装置在绝缘表面上包括：第一电极；第二电极；提供在所述第一电极和第二电极之间的彩色滤光片；覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及在所述覆盖层上的、包括具有一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层以及具有与第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层。其中，所述光电转换层的一个端部与所述第一电极接触，并且，所述彩色滤光片的端部位于所述光电转换层的另一个端部的内侧。
在本发明中，所述绝缘表面是指衬底的表面，并且所述衬底为具有透光性的玻璃衬底或柔性衬底。
在本发明中，所述绝缘表面是指提供在衬底上的绝缘膜的表面，并且所述绝缘膜为氧化硅膜、氮化硅膜、含氮的氧化硅膜、含氧的氮化硅膜中的任何一种。
本发明涉及一种半导体装置，所述半导体装置在衬底上包括：具有有源层、栅绝缘膜、栅电极、源电极及漏电极的薄膜晶体管；覆盖所述薄膜晶体管的有源层、栅绝缘膜及栅电极的层间绝缘膜；形成在所述层间绝缘膜上的第一电极及第二电极；提供在所述第一电极和第二电极之间的彩色滤光片；覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及在所述覆盖层上的、包括具有一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层以及具有与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层。其中，所述光电转换层的一个端部与所述第一电极接触，并且，所述彩色滤光片的端部位于所述光电转换层的另一个端部的内侧。
在本发明中，所述衬底为具有透光性的玻璃衬底或柔性衬底。
在本发明中，所述覆盖层为具有透光性的有机树脂绝缘材料。
在本发明中，所述具有透光性的有机树脂绝缘材料为丙烯酸或聚酰亚胺。
在本发明中，所述覆盖层为具有透光性的无机绝缘材料。
在本发明中，所述具有透光性的无机绝缘材料为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅中的任何一种。
在本发明中，所述第一至第三半导体层分别为非晶半导体层或半非晶半导体层。
注意，在本说明书中，半导体装置是指利用半导体而工作的所有元件及装置，将包括液晶显示装置等的电光学装置及安装有所述电光学装置的电子设备包括在其范围内。即在本说明书中光电转换装置也包括在半导体装置的范围内。
通过使用下层电极对入射光遮光，抑制入射到光电二极管的光的偏差。其结果，可以减少输出电流的偏差。
在加工过程中，在发生过蚀刻的情况下也可以防止彩色滤光片的污染。并可以获得良好的分光感度，因而可以提高元件特性。
附图说明
图1为表示具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制造步骤的图；
图2A和2B为表示具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制造步骤的图；
图3A和3B为表示具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制造步骤的图；
图4A和4B为表示具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制造步骤的图；
图5A和5B为表示具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制造步骤的图；
图6为本发明的光电转换装置的截面图；
图7为本发明的光电转换装置的截面图；
图8A和8B为与本发明的光电转换装置的比较图；
图9A和9B为与本发明的光电转换装置的比较图；
图10为具有本发明的光电转换装置的半导体装置的截面图；
图11为具有本发明的光电转换装置的半导体装置的截面图；
图12为具有本发明的光电转换装置的半导体装置的电路图；
图13为表示安装有本发明的光电转换装置的电子设备的例子的图；
图14A和14B为表示安装有本发明的光电转换装置的电子设备的例子的图；
图15A和15B为表示安装有本发明的光电转换装置的电子设备的例子的图；
图16为表示安装有本发明的光电转换装置的电子设备的例子的图；
图17A和17B为表示安装有本发明的光电转换装置的电子设备的例子的图；
图18A至18D为表示本发明的光电转换装置的制造步骤的俯视图；
图19为具有本发明的光电转换装置的半导体装置的截面图；
图20为具有本发明的光电转换装置的半导体装置的截面图；
图21为具有本发明的光电转换装置的半导体装置的截面图。
具体实施方式
注意，本发明不局限于以下说明，所属领域的普通人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式，而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下述实施方式所记载的内容中。注意，在下面所示的本发明的结构中，在不同的附图中共同使用同一符号表示同一部分。
实施方式1
参照图1、图2A和2B、图3A和3B、图4A和4B、图5A和5B、图6、图7、图8A和8B、图9A和9B、图12以及图18A至18D说明本实施方式。
在图6中示出本发明的光电转换装置的截面图。本发明的光电转换装置在绝缘表面100上包括电极101和电极102、形成在电极101及102之间的彩色滤光片103、覆盖彩色滤光片103地形成的覆盖层104、以及形成在覆盖层104上且通过部分地与电极101接触并电连接的光电转换层105。
绝缘表面100可以是衬底表面，也可以如下述那样是设在衬底上的绝缘膜表面。当使用衬底时，可以使用具有透光性的玻璃衬底或柔性衬底。当使用设在衬底上的绝缘膜时，衬底及绝缘膜优选具有透光性。作为这种绝缘膜，可以举出氧化硅膜、氮化硅膜、含氮的氧化硅膜、含氧的氮化硅膜。
注意，在向着光电转换层105的光从绝缘表面100一侧入射的情况下，构成绝缘表面100的材料如衬底或绝缘膜优选具有高的光透射率。此外，可以通过使构成绝缘表面100的材料对可见光范围内的波长具有透光波长的选择性，制成在特定的波长范围内具有感度的光传感器。
此外，使用钛(Ti)作为电极101及102。电极101及102只要具有导电性即可，也可以是单层膜或叠层膜。但是，因为电极101及102也起到对光电转换层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绝缘材料来形成覆盖彩色滤光片103的覆盖层104。例如，可以使用如丙烯酸或聚酰亚胺等有机树脂材料、或者如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅或含氧的氮化硅等无机材料。此外，可以使用层叠了上述材料的叠层膜形成。另外，电极102因彩色滤光片103、包含绝缘材料的覆盖层104而与光电转换层不接触。
作为光电转换层105，包括具有一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层、具有与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层。例如，在本实施方式中，使用p型半导体层105p、i型半导体层(也称为本征半导体层)105i、n型半导体层105n作为光电转换层105。在本实施方式中，使用硅层作为半导体层。半导体层可以是非晶或半非晶。注意，在本说明书中，i型半导体层是指如下半导体层：半导体层所包含的赋予p型或n型的杂质的浓度为1×1020cm-3以下，氧及氮的浓度为5×1019cm-3以下，相对于暗电导率的光电导率为100倍以上的半导体层。此外，i型半导体层可以添加有10ppm至1000ppm的硼(B)。
注意，半非晶半导体层是指包括非晶半导体和具有结晶结构的半导体(包括单晶、多晶)之间的结构的半导体的层。该半非晶半导体层为具有在自由能方面稳定的第三状态的半导体层，并且具有短程有序且具有晶格畸变的结晶，可以使它以其粒径为0.5nm至20nm分散在非单晶半导体层中而存在。在半非晶半导体层中，其拉曼光谱转移到比520cm-1低的频率一侧。此外，在进行X射线衍射时，观测到Si晶格所导致的(111)、(220)的衍射峰值。此外，包含有至少1原子％或更多的氢或卤素，以便终止悬挂键。在本说明书中，为方便起见，这种半导体层称为半非晶半导体(SAS)层。另外，可以通过将氦、氩、氪、氖等的稀有气体元素包含在半非晶半导体层而进一步促进晶格畸变来提高稳定性以获得良好的半非晶半导体层。注意，半非晶半导体层也包括微晶半导体层。
此外，可以通过对包含硅的气体进行辉光放电分解来获得SAS层。作为包含硅的气体典型地可举出SiH4，此外还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。另外，通过用氢或将选自氦、氩、氪、氖中的一种或多种稀有气体元素添加到氢的气体稀释该包含硅的气体来使用，可以容易地形成SAS层。优选在稀释比率为2倍至1000倍的范围内稀释包含硅的气体。另外，可以将CH4、C2H6等的碳化物气体、GeH4、GeF4等的锗化气体、F2等混入在包含硅的气体中，以将能带宽度调节为1.5eV至2.4eV或者0.9eV至1.1eV。
如图6所示，在本发明的光电转换装置中，电极102的端部106位于彩色滤光片103的端部107的内侧。彩色滤光片103的端部107位于光电转换层105的端部108的内侧。另外，彩色滤光片103的端部107位于覆盖层104的端部109的内侧。另外，光电转换层105的端部108优选位于覆盖层104的端部109的内侧。
在进行用于形成光电转换层105的蚀刻步骤时，覆盖层104因过蚀刻而被过量地去除了(参照图7)。这导致即使端部109进一步移动到内侧，端部109也不会移动到光电转换层105的端部108的内侧。因此彩色滤光片103的端部107与被过蚀刻了的覆盖层104的端部109相比位于更内侧，所以彩色滤光片103可以保持被覆盖层覆盖的状态。
在此，对具有未设置电极102的结构的光电转换装置(参照图8A至8B及图9A至9B)和本实施方式的光电转换装置(图6)进行比较。
图8A示出光电转换装置的制造步骤中途的结构。在图8A中，在绝缘表面1001上形成有电极1002、与电极1002的一部分重叠的彩色滤光片1003、覆盖彩色滤光片103地形成的覆盖层1004。在电极1002及覆盖层1004上形成有半导体层1005，该半导体层1005由p型半导体层1005p、i型半导体层1005i以及n型半导体层1005n构成。
通过对半导体层1005进行蚀刻，形成光电转换层1015，该光电转换层1015具有p型半导体层1015p、i型半导体层1015i以及n型半导体层1015n。如果此时对覆盖层1004进行过蚀刻，如图8B所示那样彩色滤光片1003的表面的一部分露出。此外，覆盖层1014的端部向内侧移动Wo。
因为如上所述那样彩色滤光片包含引起金属污染的物质，所以当彩色滤光片1003的表面露出时，具有光电转换装置的特性有受到不良影响之虞。
在图9A和9B中示出一个例子，其中彩色滤光片形成在形成有覆盖层和光电转换层的区域的内部，以便避免上述问题。
在图9A中，在绝缘表面1021上形成有电极1022、彩色滤光片1023、覆盖彩色滤光片1023的覆盖层1024、通过与电极1022部分地接触并电连接的光电转换层1025。光电转换层1025具有p型半导体层1025p、i型半导体层1025i以及n型半导体层1025n。
图9B示出一种结构，其中对图9A所示的光电转换装置的覆盖层1024进行了过蚀刻。在图9B的光电转换装置中，彩色滤光片1023的端部位于光电转换层1025的端部的内侧，所以彩色滤光片1023可以保持被覆盖层1034覆盖的状态。
但是，在图9A及图9B所示的结构中存在光从覆盖层1024及1034的端部入射到光电转换层1025，而不经过彩色滤光片1023的问题。因此，存在光电转换层1025检测到不经过彩色滤光片1023的光而使分光感度特性恶化的问题。
另一方面，在图6所示的光电转换装置中，因为覆盖层104的端部形成有电极102，所以来自外部的光被遮断且电极102也起到遮光膜的作用。就是说，不经过彩色滤光片103的光不会从覆盖层104的端部入射到光电转换层105。
如上所述，可以知道如下情况：即使覆盖层被过蚀刻，图6所示的光电转换装置可以防止彩色滤光片的露出，并且也可以通过提供遮光膜来防止不经过彩色滤光片的光从覆盖层的端部入射到光电转换层中。
接着，参照图1、图2A和2B、图3A和3B、图4A和4B、图5A和5B、图12、图18A至18D对具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制作进行说明。
在本实施方式中所示的半导体装置将由薄膜晶体管构成的放大电路和光电转换装置一体地形成在同一衬底上。图12为示出其结构的一个例子的电路图。
半导体装置141具备放大光电转换装置143的输出的放大电路142。作为放大电路142，可以使用各种各样的电路结构。在本实施方式中由薄膜晶体管144和145构成成为放大电路142的电流镜电路。薄膜晶体管144及145的源端子或漏端子的一方与外部电源端子147相连接，并且被保持为恒压，例如接地电压。薄膜晶体管145的漏端子连接到输出端子146。光电转换装置143如下所示。在使用光电二极管作为光电转换装置143的情况下，其阳极(p层一侧)与薄膜晶体管144的漏端子连接，而阴极(n层一侧)与输出端子146连接。
当对光电转换层143照射光时，光电流从阴极(n层一侧)流向阳极(p层一侧)。由此，电流流过放大电路142的薄膜晶体管144，并且在栅极上产生为流过电流而需要的电压。当薄膜晶体管145的栅极长度L、沟道宽度W等于薄膜晶体管144时，因为在饱和区域中薄膜晶体管144与薄膜晶体管145的栅电压相等，所以流过相同的电流。如果需要放大输出电流，可以将n个薄膜晶体管并联作为薄膜晶体管145。在这种情况下，可以与并联的数量(n个)成比例地获得被放大了的电流。
注意，虽然图12示出使用n沟道型的薄膜晶体管的情况，但是在使用p沟道型的薄膜晶体管时也可以形成具有同样的功能的光电转换装置。
下面示出本实施方式的半导体装置的制造步骤。
首先在衬底201上形成基底膜202，然后形成薄膜晶体管(TFT)211及212。衬底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衬底或柔性衬底。薄膜晶体管211包括源区域、漏区域、具有沟道形成区域的有源层、栅绝缘膜、以及源电极或漏电极221。同样，薄膜晶体管212包括源区域、漏区域、具有沟道形成区域的有源层、栅绝缘膜、源电极或漏电极222。
注意，薄膜晶体管211及212的有源层可以分别设有轻掺杂漏(LDD)区域。LDD区域是指一种区域，即在沟道形成区域和以高浓度添加了杂质元素而形成的源区域或漏区域之间以低浓度添加了杂质元素的区域。通过提供LDD区域，获得缓和漏区域附近的电场以防止热载流子注入所引起的劣化的效果。此外，薄膜晶体管211可以采用如下结构，以便防止热载流子所引起的导通电流值的劣化：将LDD区域配置为隔着栅绝缘膜与栅电极重叠的结构(在本说明书中称为“GOLD(栅-漏重叠LDD)结构”)。
此外，用来形成LDD区域的侧壁可以形成在栅电极的侧面。
覆盖薄膜晶体管211及212的有源层、栅绝缘膜、栅电极地形成层间绝缘膜203。为了获得薄膜晶体管211及212的有源层的氢化效果并作为钝化膜以防止由彩色滤光片导致的金属污染，优选使用氮化硅膜来形成层间绝缘膜203。此外，使用如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅等无机材料来形成在层间绝缘膜203上形成的层间绝缘膜204。
薄膜晶体管211的源电极或漏电极221以及薄膜晶体管212的源电极或漏电极222形成在层间绝缘膜204上，并且分别电连接到薄膜晶体管的有源层。
此外，通过与源电极或漏电极221及222相同的制造步骤，在层间绝缘膜204上形成电极115、101、102、121、122、和116。
在本实施方式中，通过下述步骤形成源电极或漏电极221及222、电极101、102、121、122、115、和116。
首先，在层间绝缘膜204上通过溅射法来形成导电膜，在本实施方式中形成400nm的钛(Ti)膜。虽然形成电极101、电极102、电极121、电极122的导电膜只要是导电材料即可，但是优选使用当与后面形成的光电转换层(以非晶硅为典型)反应时也不容易成为合金的导电金属膜。除了钛(Ti)以外，还可以使用钼(Mo)、钨(W)等。
接着，通过对导电膜进行蚀刻，形成源电极或漏电极221及222、电极101、102、121、122、115、和116。特别对于电极101、102、121、122，将导电膜蚀刻为各个电极的端部具有锥状。
此时，电极101、102、121、122的锥形角形成为80°以下，优选为45°以下。通过该步骤，后面形成的光电转换层的覆盖率变良好，可以提高可靠性(参照图2A)。此外，对于与后面形成的光电转换层接触的部分，电极101、102、121、122的平面形状形成为使顶点的角度大于90°，优选为没有角的形状。
接着，在层间绝缘膜204上的电极101和102之间形成彩色滤光片103(参照图2B)。
另外，在层间绝缘膜204上的电极121和122之间形成彩色滤光片123(参照图3A)。
注意，为了进行颜色分离地检测可见光，在彩色滤光片123中形成有对应于红色光的红色滤光片123R、对应于绿色光的绿色滤光片123G、对应于蓝色光的蓝色滤光片123B。但是，当制作读取单色光的光电转换装置时，彩色滤光片123为单色滤光片即可。
通过对原材料进行涂敷、曝光、显影、焙烧来制造彩色滤光片。
接着，形成覆盖彩色滤光片103的覆盖层104以及覆盖彩色滤光片123的覆盖层124(参照图3B)。
覆盖彩色滤光片103的覆盖层104以及覆盖彩色滤光片123的覆盖层124分别可以使用具有透光性的绝缘材料来形成。例如，可以使用有机树脂材料如丙烯酸或聚酰亚胺等、或者无机材料如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅等。此外，可以使用层叠这些材料的叠层膜。
覆盖层104的端部分别位于电极101、102的端部的内侧，来自衬底201一侧的光不会入射到覆盖层104的端部。此外，与覆盖层104同样，由电极121及122阻挡了向覆盖层124的端部的光。
在本实施方式中由电极121、122遮光，但是也可以由薄膜晶体管的栅电极遮光。此外，如图19所示，可以在薄膜晶体管和衬底之间设置遮光层216、而在衬底和光电转换装置111及112之间设置遮光层217至220，但通过将所述遮光层设置为在对光电转换层的端部遮光的同时对薄膜晶体管遮光，也可以提高薄膜晶体管的可靠性。注意，可以使用与电极101及102同样的材料来形成遮光层216至220。
接着，在覆盖层104及124上形成光电转换层。在此，为了简单地说明，对于覆盖层104上的光电转换层105的制造步骤进行说明，但是光电转换层同样地形成在覆盖层124上。
如上所述，在为了进行颜色分离并检测可见光，通过使彩色滤光片123分别对应于RGB地来形成彩色滤光片123R、123G、123B的情况下，光电转换层也对应于各个彩色滤光片地形成。就是说，形成有分别对应于三个RGB用的光电转换层的RGB彩色滤光片，这些可以算作一个单元。
在覆盖层104上形成p型半导体层105p。在本实施方式中，作为p型半导体层105p，例如形成p型非晶半导体层。通过等离子体CVD法，形成含有元素周期表中第13组的杂质元素例如硼(B)的非晶硅层的膜作为p型非晶半导体层。
在形成p型半导体层105p之后，还顺序地形成不包含赋予导电类型的杂质的半导体层(称为本征半导体层或i型半导体层)105i及n型半导体层105n。在本实施方式中以10nm至50nm的厚度来形成p型半导体层105p、以200nm至1000nm的厚度来形成i型半导体层105i、以20nm至200nm的厚度来形成n型半导体层105n(参照图1)。像这样，制作光电转换装置111及112。
作为i型半导体层105i，例如可以通过等离子体CVD法形成非晶硅层。此外，作为n型半导体层105n，可以形成包含元素周期表中第15组的杂质元素例如磷(P)的非晶硅层或者在形成非晶硅层之后引入元素周期表中第15组的杂质元素。
注意，p型半导体层105p、i型半导体层105i以及n型半导体层105n可以以与此相反的顺序来层叠，就是说，可以以n型半导体层、i型半导体层以及p型半导体层的顺序来层叠。
此外，作为p型半导体层105p、i性半导体层105i以及n型半导体层105n，不仅可以使用非晶半导体层，还可以使用半非晶半导体层。
p型半导体层105p、i型半导体层105i、n型半导体层105n，尤其是最下层的p型半导体层105p的一个端部电连接到电极101。另外，p型半导体层105p的另一个端部位于覆盖层104上，并且与电极102绝缘。由电极102遮光的光经过彩色滤光片123，因此电极102具有抑制光达到光电转换层105的遮光膜的功能。
注意，在图2A和2B、图3B以及图1中，说明了本实施方式的光电转换装置的截面图，而在图18A至18D中示出了对应于各个截面图的俯视图。
在图18A至18D中，沿A-A’的截面图为图2A、图2B、图3B以及图1。虽然在图2A中示出了用作遮光层的电极101及102被分开了的情形，但是实际上如图18A所示那样由连续的导电层形成。
此外，虽然在图18D中仅示出了光电转换层105中的最上层的n型半导体层105n，但是i型半导体层105i及p型半导体层105p形成在n型半导体层105n的下面。
接着，通过丝网印刷法或喷墨法，覆盖整个表面地形成绝缘膜151。在本实施方式中使用环氧树脂作为绝缘膜151，然而也可以使用其他感光树脂(参照图4A)。
接着，在绝缘层151上形成电连接到电极115的电极153。同样地在绝缘膜151上形成电极155，所述电极155与光电转换装置111的光电转换层105的最上层(在此为n型半导体层105n)接触，与光电转换装置112的光电转换层的最上层接触，并且电连接到电极116(参照图4B)。
电极153及155通过溅射法、光刻法由钛(Ti)形成。此外，电极153及155也可以通过丝网印刷法形成。在采用丝网印刷法的情况下，电极153及155分别为钛(Ti)的单层或者镍(Ni)和铜(Cu)的叠层结构，以便提高相对于在后面的步骤中提供的焊料的可湿性以及组装时的强度。
此外，在绝缘膜151、电极153、电极155上通过丝网印刷法等形成绝缘膜161作为密封树脂。绝缘膜161可以使用与绝缘膜151相同的材料形成。但是，绝缘膜161不形成在电极153的一部分及电极155的一部分上，以在电极153及155上分别形成被露出的区域。
接着，在绝缘膜161上形成电连接到电极153的电极165和电连接到电极155的电极166。电极165及166为焊接电极，并且具有作为对外部的输出电极的功能。
如上所述，参照图6及图7说明了本发明的光电转换装置，并参照图8A和8B以及图9A和9B说明了本发明的光电转换装置的优点。另外，对于具有本发明的光电转换装置的半导体装置的制造步骤参照图1、图2A和2B、图3A和3B、图4A和4B、以及图5A和5B进行了说明。
另外，在本实施方式中使用电极102、122来遮光，但是也可以使用薄膜晶体管的栅电极来遮光。此外，如图19所示那样，在薄膜晶体管和衬底之间可以设置遮光层216，但是，通过将所述遮光层216设置为在对光电转换层的端部遮光的同时对薄膜晶体管遮光的方式，也能够提高薄膜晶体管的可靠性。另外，可以在衬底和光电转换装置111之间的与遮光层216相同的层中形成对光电转换装置111及112的端部遮光的遮光层217、218、219、220。注意，可以使用与电极101及102相同的材料来形成遮光层216至220。
注意，根据需要，本实施方式可以与其他实施方式及实施例组合。
实施方式2
在本实施方式中示出与实施方式1不同的结构的半导体装置的一个例子。但是，在与实施方式1相同的部分中使用相同的符号。特别对于未涉及的部分的说明援用实施方式1。
在图10中示出具有本实施方式的光电转换装置的半导体装置的截面图。在图10中的与图1不同这处在于不形成在图1中形成在层间绝缘膜204上的电极102及122。代替电极102及122，在基底膜202上形成用作遮光膜的电极113及用作遮光膜的电极114，该电极113及114通过使用与薄膜晶体管211及212相同的材料及相同的步骤来形成。用作遮光膜的电极113及114被层间绝缘膜213及204覆盖。
用作遮光膜的电极113可以遮断在光电转换装置111中从覆盖层104的端部入射到光电转换层105而不经过彩色滤光片103的光。此外，用作遮光膜的电极114对光电转换装置112进行同样的动作。
本实施方式的光电转换装置也可以抑制不经过彩色滤光片103而从覆盖层104的端部入射到光电转换层105的杂散光。
在图10中，只示出两个彩色滤光片及光电转换装置，然而在进行颜色分离并检测可见光的情况下，需要提供RGB用的三个彩色滤光片及光电转换装置。此外，在图10中，设在光电转换装置111及112中的彩色滤光片的颜色互不相同。但是，在读取单色的图像时，彩色滤光片可以为单色。
在本实施方式中使用电极113及114来遮光，但是可以使用薄膜晶体管的栅电极来遮光。此外，如图20所示那样，在薄膜晶体管和衬底之间可以设置遮光层216。但是，通过将所述遮光层216设置为在对光电转换层的端部遮光的同时对薄膜晶体管遮光，也能够提高薄膜晶体管的可靠性。注意，可以使用与电极101及102相同的材料来形成遮光层216。
注意，根据需要，本实施方式可以与其他实施方式及实施例组合。
实施方式3
在本实施方式中，参照图11及图21说明在图10中示出的结构中还提供了在基底膜202和层间绝缘膜204之间的彩色滤光片133的结构。
在图11中示出在进行颜色分离并检测可见光的半导体装置中，彩色滤光片133、作为遮光层的电极113、覆盖层135形成在基底膜202上。覆盖薄膜晶体管211及212的有源层、栅电极、栅绝缘膜的层间绝缘膜213覆盖覆盖层135及电极113。同样，层间绝缘膜213设在光电转换装置112之下，并且覆盖设在基底膜202上的彩色滤光片134、用作遮光膜的电极114、覆盖层136。在层间绝缘膜213上形成有层间绝缘膜204，薄膜晶体管211的源电极或漏电极221形成在层间绝缘膜204上，并且通过形成在层间绝缘膜204上的接触孔连接到薄膜晶体管211及212各个的有源层。
在光电转换装置111中，包括p型半导体层125p、i型半导体层125i以及n型半导体层125n的光电转换层125的一个端部与电极101接触并电连接。另外，光电转换层125的另一个端部可以利用由与薄膜晶体管的栅电极相同的材料以及相同的步骤形成的电极113来抑制杂散光入射到光电转换层125的端部。注意，对于光电转换装置112的电极114具有同样的功能。
光电转换装置111及112因层间绝缘膜204而与彩色滤光片133分离。如上所述，使用无机材料如氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅形成层间绝缘膜204。
在图11中，只示出两个彩色滤光片及光电转换装置，然而在进行颜色分离并检测可见光的情况下，需要提供RGB用的三个彩色滤光片及光电转换装置。此外，在图11中，彩色滤光片133及134的颜色互不相同。但是，在读取单色光时，可以采用如图21的结构。图11的彩色滤光片133为单色的彩色滤光片。
实施例1
在本实施例中，示出本发明的光电转换装置应用于各种各样的电子设备的例子。作为具体例子，可以举出计算机、显示器、移动电话机、电视机等。对于这些电子设备，参照图13、图14A和14B、图15A和15B、图16以及图17进行说明。
图13示出了一种移动电话机，包括主体(A)701、主体(B)702、外壳703、操作键704、声音输出部705、声音输入部706、电路板707、显示面板(A)708、显示面板(B)709、铰链710以及透光材料部711，并且包括光电转换装置的半导体装置712设在外壳703的内侧。
半导体装置712检测透过了透光材料部711的光，并根据检测的外部光的照度控制显示面板(A)708及显示面板(B)709的亮度，或基于半导体装置712获得的照度控制操作键704的照明。像这样，可以抑制移动电话机的电流消耗。通过包括这种半导体装置712可以提高移动电话机的特性。
图14A和14B示出了移动电话机的另一个实例。在图14A和14B中，主体721包括外壳722、显示面板723、操作键724、声音输出部725、声音输入部726以及包括光电转换装置的半导体装置727及728。
在图14A所示的移动电话机中，可以通过设在主体721中的包括光电转换装置的半导体装置727检测外部光来控制显示面板723和操作键724的亮度。
此外，在图14B所示的移动电话机中，除了图14A的结构以外，在主体721内部还设有包括光电转换装置的半导体装置728。通过包括光电转换装置的半导体装置728，可以检测提供在显示面板723中的背光灯的亮度。
由于在图13、图14A和14B中，将具备放大光电流来取出该光电流作为电压输出的电路的光电转换装置使用于移动电话机，因此可以减少安装在电路板的零件数量，以谋求移动电话机主体的小型化。
图15A示出了一种计算机，包括主体731、外壳732、显示部733、键盘734、外部连接端口735、鼠标736等。
此外，图15B示出了一种显示装置，例如电视接收机等。本显示装置由外壳741、支撑架742、显示部743等构成。
图16中示出了一种详细结构，其中使用液晶面板作为提供在图15A中示出的计算机的显示部733以及图15B中示出的显示装置的显示部743。
图16中示出的液晶面板762内置于外壳761中，并包括衬底751a和751b、夹在衬底751a和751b之间的液晶层752、偏振滤波片755a和755b、背光灯753等。此外，在外壳761中形成有包括光电转换装置的半导体装置754。
具有采用本发明而制造的光电转换装置的半导体装置754分别对RGB的每个探测来自RGB的LED背光灯753的光量，并且其信息被反馈以调节液晶面板762的亮度。具体而言，因为RGB各个的LED温度依赖性不同，因此分别检出RGB LED背光灯的光量来校正LED的偏差。此外，通过补偿LED的劣化来调节白平衡。
图17A和17B为示出了将本发明的光电转换装置或包括光电转换装置的半导体装置安装在照相机例如数字照相机中的例子的附图。图17A是当从正面看时的数字照相机的透视图，而图17B是当从背面看时的数字照相机的透视图。图17A中，该数字照相机具有释放按钮801、主开关802、取景器窗口803、闪光部分804、透镜805、照相机镜筒806、以及外壳807。
此外，图17B中，设有取景器目镜窗口811、监视器812以及操作按钮813。当释放按钮801按到一半位置时，聚焦机构和曝光机构工作，当释放按钮按到最低位置时，快门开启。通过按下主开关802或使主开关802旋转，来切换数字照相机的电源的ON/OFF。
取景器窗口803配置在数字照相机的正面的透镜805的上部，它是用于使用图17B所示的取景器目镜窗口811识别照相范围或焦点位置的装置。闪光部分804配置在数字照相机的前表面的上部，当目标亮度低时，在快门因按下释放按钮801而开启的同时发射辅助光。透镜805配置在数字照相机的正面。透镜805由聚焦透镜、变焦透镜等构成，并与未图示的快门和光圈一起构成照相光学系统。此外，在透镜的后面提供摄像元件，例如CCD(电荷耦合装置；Charge CoupledDevice)等。
照相机镜筒806移动透镜位置以调节聚焦透镜、变焦透镜等的焦点。当摄影时，通过使照相机镜筒806滑出，使透镜805向前移动。此外，当携带时，将透镜805向后移动成紧缩状态。注意，本实施例中采用一种结构，其中可以通过滑出照相机镜筒806对拍摄目标进行变焦摄影，然而，其结构不限于此，可以使用一种数字照相机，其中通过外壳807内部的照相光学系统的结构，不滑出照相机镜筒806也可以缩放拍摄。
取景器目镜窗口811设在数字照相机背面的上部，该取景器目镜窗口是为了当确认拍摄范围或焦点时通过它进行查看而提供的窗口。操作按钮813是提供在数字照相机的背面的各种功能按钮，由调整按钮、菜单按钮、显示按钮、功能按钮、以及选择按钮等构成。
当将本发明的光电转换装置安装在图17A和17B所示的照相机中时，光电转换装置能够探测光是否存在以及光强度。因此，可以进行照相机的曝光调整等。此外，本发明的光电转换装置可以应用到其他电子设备，例如，投影电视机和导航系统等。
此外，本发明的光电转换装置不局限于上述电子设备，可以使用于需要检测光的电子设备例如传真机、自动售货机等。
注意，根据需要，本实施例可以与实施方式组合。
本发明可以提供偏差小且特性提高的光电转换装置及包括光电转换装置的半导体装置。

Claims (46)

1.一种半导体装置，包括：
遮光层；
彩色滤光片；
覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及
包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层，
其中，所述遮光层与所述光电转换层的端部和所述彩色滤光片的端部相重叠，以及
所述遮光层与所述光电转换层相接触。
2.一种半导体装置，包括：
薄膜晶体管；
彩色滤光片；
覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；
电连接到所述薄膜晶体管的遮光层；以及
包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层，
其中，所述遮光层与所述光电转换层的端部和所述彩色滤光片的端部相重叠，以及
所述遮光层与所述光电转换层相接触。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层电连接到所述第一半导体层。
4.根据权利要求2所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层电连接到所述第一半导体层。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层由所述覆盖层与所述光电转换层隔离。
6.根据权利要求2所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层由所述覆盖层与所述光电转换层隔离。
7.根据权利要求2所述的半导体装置，
其中，所述遮光层至少部分地与所述薄膜晶体管的沟道部相重叠。
8.一种半导体装置，包括：
遮光层；
彩色滤光片；
覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及
包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层，该光电转换层在所述覆盖层上，
其中，所述遮光层与所述光电转换层的端部、所述彩色滤光片的端部及所述覆盖层的端部相重叠，以及
所述遮光层与所述光电转换层相接触。
9.一种半导体装置，包括：
薄膜晶体管；
电连接到所述薄膜晶体管的遮光层；
彩色滤光片；
覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及
包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层，该光电转换层在所述覆盖层上，
其中，所述遮光层与所述光电转换层的端部、所述彩色滤光片的端部及所述覆盖层的端部相重叠，以及
所述遮光层与所述光电转换层相接触。
10.根据权利要求9所述的半导体装置，
还包括在所述薄膜晶体管的栅绝缘膜和所述彩色滤光片之间的钝化层。
11.根据权利要求10所述的半导体装置，
其中，所述钝化层为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一种。
12.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述遮光层至少部分地与所述薄膜晶体管的沟道部相重叠。
13.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中，所述遮光层至少部分地与所述薄膜晶体管的沟道部相重叠。
14.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述彩色滤光片的端部与所述光电转换层相重叠。
15.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中，所述彩色滤光片的端部与所述光电转换层相重叠。
16.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述光电转换层的端部与所述覆盖层相重叠。
17.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中，所述光电转换层的端部与所述覆盖层相重叠。
18.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层电连接到所述第一半导体层。
19.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层电连接到所述第一半导体层。
20.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层由所述覆盖层与所述光电转换层隔离。
21.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中，所述遮光层为导电材料，并且
所述遮光层由所述覆盖层与所述光电转换层隔离。
22.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述覆盖层由有机树脂绝缘材料、无机绝缘材料或有机绝缘材料和无机绝缘材料的叠层形成。
23.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中，所述覆盖层由有机树脂绝缘材料、无机绝缘材料或有机绝缘材料和无机绝缘材料的叠层形成。
24.根据权利要求22所述的半导体装置，
其中，所述有机树脂绝缘材料为丙烯酸或聚酰亚胺。
25.根据权利要求23所述的半导体装置，
其中，所述有机树脂绝缘材料为丙烯酸或聚酰亚胺。
26.根据权利要求22所述的半导体装置，
其中，所述无机绝缘材料为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一种。
27.根据权利要求23所述的半导体装置，
其中，所述无机绝缘材料为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一种。
28.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层的每个是非晶半导体层或半非晶半导体层。
29.根据权利要求2所述的半导体装置，
其中，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层的每个是非晶半导体层或半非晶半导体层。
30.根据权利要求8所述的半导体装置，
其中，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层的每个是非晶半导体层或半非晶半导体层。
31.根据权利要求9所述的半导体装置，
其中所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层分别为非晶半导体层或半非晶半导体层。
32.一种半导体装置，包括：
在绝缘表面上的第一电极；
在所述绝缘表面上的第二电极；
在所述第一电极和所述第二电极之间的彩色滤光片；
覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及
包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层，该光电转换层在所述覆盖层上，
其中，所述光电转换层的端部电连接到所述第一电极，并且
所述彩色滤光片的端部与所述光电转换层相重叠。
33.根据权利要求32所述的半导体装置，
其中，所述绝缘表面为衬底的表面，并且
所述衬底为透光玻璃衬底或透光柔性衬底。
34.根据权利要求32所述的半导体装置，
其中，所述绝缘表面为设在衬底上的绝缘膜的表面，并且
所述绝缘膜为氮化硅膜、氧化硅膜、含氮的氧化硅膜及含氧的氮化硅膜中的任何一种。
35.根据权利要求32所述的半导体装置，
其中，所述覆盖层由透光性有机树脂绝缘材料形成。
36.根据权利要求35所述的半导体装置，
其中，所述透光性有机树脂绝缘材料为丙烯酸或聚酰亚胺。
37.根据权利要求32所述的半导体装置，
其中，所述覆盖层由透光性无机绝缘材料形成。
38.根据权利要求37所述的半导体装置，
其中，所述透光性无机绝缘材料为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一种。
39.根据权利要求32所述的半导体装置，
其中，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层的每个是非晶半导体层或半非晶半导体层。
40.一种半导体装置，包括：
包括有源层、栅绝缘膜、栅电极的薄膜晶体管；
覆盖所述薄膜晶体管的有源层、栅绝缘膜及栅电极的层间绝缘膜；
在所述层间绝缘膜上的第一电极，该第一电极电连接到所述有源层；
在所述层间绝缘膜上的第二电极；
在所述第一电极和所述第二电极之间的彩色滤光片；
覆盖所述彩色滤光片的覆盖层；以及
包括一种导电类型的第一半导体层、第二半导体层及与所述第一半导体层相反的导电类型的第三半导体层的光电转换层，该光电转换层在所述覆盖层上，
其中，所述光电转换层的端部电连接到所述第一电极，并且
所述彩色滤光片的端部与所述光电转换层相重叠。
41.根据权利要求40所述的半导体装置，
其中，绝缘表面为衬底的表面，并且
所述衬底为透光玻璃衬底或透光柔性衬底。
42.根据权利要求40所述的半导体装置，
其中，所述覆盖层由透光性有机树脂绝缘材料形成。
43.根据权利要求42所述的半导体装置，
其中，所述透光性有机树脂绝缘材料为丙烯酸或聚酰亚胺。
44.根据权利要求40所述的半导体装置，
其中，所述覆盖层由透光性无机绝缘材料形成。
45.根据权利要求44所述的半导体装置，
其中，所述透光性无机绝缘材料为氮化硅、氧化硅、含氮的氧化硅及含氧的氮化硅中的任何一种。
46.根据权利要求40所述的半导体装置，
其中，所述第一半导体层、所述第二半导体层及所述第三半导体层的每个是非晶半导体层或半非晶半导体层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9450133B2 (en) 2008-11-28 2016-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photosensor and display device

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100850383B1 (ko) * 2007-12-27 2008-08-04 주식회사 동부하이텍 이미지 센서 및 그 제조방법
US8035107B2 (en) 2008-02-26 2011-10-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing display device
US8101442B2 (en) * 2008-03-05 2012-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing EL display device
JP5518381B2 (ja) 2008-07-10 2014-06-11 株式会社半導体エネルギー研究所 カラーセンサ及び当該カラーセンサを具備する電子機器
US8941617B2 (en) * 2008-11-07 2015-01-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Image input-output device with color layer between photodetector and display elements to improve the accuracy of reading images in color
US8232617B2 (en) * 2009-06-04 2012-07-31 Wisconsin Alumni Research Foundation Flexible lateral pin diodes and three-dimensional arrays and imaging devices made therefrom
JP5553707B2 (ja) 2009-08-21 2014-07-16 株式会社半導体エネルギー研究所 光検出装置
TWI523240B (zh) * 2009-08-24 2016-02-21 半導體能源研究所股份有限公司 光檢測器和顯示裝置
KR101084278B1 (ko) * 2009-11-05 2011-11-16 삼성모바일디스플레이주식회사 표시장치 및 표시장치의 제조방법
JP5663900B2 (ja) * 2010-03-05 2015-02-04 セイコーエプソン株式会社 分光センサー装置及び電子機器
US8679986B2 (en) 2010-10-14 2014-03-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing display device
JP5708025B2 (ja) 2011-02-24 2015-04-30 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
KR20120111637A (ko) * 2011-04-01 2012-10-10 삼성디스플레이 주식회사 광 감지 센서
CN103888640A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 上海良相智能化工程有限公司 一种刑侦用全光谱数码照相机
CN109037249B (zh) * 2017-06-12 2021-11-02 上海耕岩智能科技有限公司 一种影像侦测显示装置、器件及其制备方法
CN109755257A (zh) * 2017-11-03 2019-05-14 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制备方法、显示面板和显示装置
CN109560098A (zh) * 2018-11-27 2019-04-02 德淮半导体有限公司 图像传感器及其形成方法
CN112596305A (zh) * 2020-12-10 2021-04-02 惠科股份有限公司 液晶面板以及液晶面板的生产控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4885622A (en) * 1984-03-23 1989-12-05 Oki Electric Industry Co., Ltd. Pin photodiode and method of fabrication of the same
US6407415B2 (en) * 1989-06-16 2002-06-18 Lg Semicon Co., Ltd. Solid state image sensor and method for fabricating the same
CN1487601A (zh) * 2002-08-26 2004-04-07 住友电气工业株式会社 p型GaAs基板ZnSe系pin光电二极管及p型GaAs基板ZnSe系雪崩光电二极管
CN1606174A (zh) * 2003-10-06 2005-04-13 株式会社半导体能源研究所 半导体器件及其制造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61199676A (ja) * 1985-03-01 1986-09-04 Fuji Electric Co Ltd カラ−センサ
JPS6316659A (ja) * 1986-07-09 1988-01-23 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置
JP2717015B2 (ja) 1990-03-16 1998-02-18 シャープ株式会社 カラーセンサ
GB2245741A (en) * 1990-06-27 1992-01-08 Philips Electronic Associated Active matrix liquid crystal devices
JPH04124883A (ja) 1990-09-15 1992-04-24 Matsushita Electric Works Ltd 光電変換装置
JPH05218374A (ja) 1992-01-31 1993-08-27 Canon Inc 光電変換装置
US5736756A (en) * 1994-09-29 1998-04-07 Sony Corporation Solid-state image sensing device with lght shielding film
KR970016690A (ko) 1995-09-30 1997-04-28 윤종용 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스 형성 방법
JP2000058839A (ja) * 1998-08-05 2000-02-25 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体素子からなる半導体回路を備えた半導体装置およびその作製方法
US6747638B2 (en) * 2000-01-31 2004-06-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Adhesion type area sensor and display device having adhesion type area sensor
US7030551B2 (en) * 2000-08-10 2006-04-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Area sensor and display apparatus provided with an area sensor
US6636284B2 (en) * 2000-08-11 2003-10-21 Seiko Epson Corporation System and method for providing an electro-optical device having light shield layers
US6747290B2 (en) * 2000-12-12 2004-06-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Information device
JP2002365614A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Nec Kagoshima Ltd 液晶表示装置の製造方法
KR100776756B1 (ko) * 2001-08-01 2007-11-19 삼성전자주식회사 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법
US7276749B2 (en) * 2002-02-05 2007-10-02 E-Phocus, Inc. Image sensor with microcrystalline germanium photodiode layer
AU2003270212A1 (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Quantum Semiconductor Llc Light-sensing device
US7253391B2 (en) * 2003-09-19 2007-08-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Optical sensor device and electronic apparatus
JP2005129909A (ja) 2003-09-19 2005-05-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 光センサー装置および電子機器
KR101058458B1 (ko) * 2004-09-22 2011-08-24 엘지디스플레이 주식회사 저분자 유기 반도체물질을 이용한 액정표시장치용 어레이기판 및 그의 제조 방법
JP4486043B2 (ja) * 2004-12-30 2010-06-23 東部エレクトロニクス株式会社 Ｃｍｏｓイメージセンサー及びその製造方法
JP4597736B2 (ja) * 2005-03-28 2010-12-15 富士フイルム株式会社 インク組成物、インクジェット記録方法、印刷物、平版印刷版の作製方法、及び平版印刷版
EP1727120B1 (en) * 2005-05-23 2008-07-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP5137418B2 (ja) * 2006-03-10 2013-02-06 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4885622A (en) * 1984-03-23 1989-12-05 Oki Electric Industry Co., Ltd. Pin photodiode and method of fabrication of the same
US6407415B2 (en) * 1989-06-16 2002-06-18 Lg Semicon Co., Ltd. Solid state image sensor and method for fabricating the same
CN1487601A (zh) * 2002-08-26 2004-04-07 住友电气工业株式会社 p型GaAs基板ZnSe系pin光电二极管及p型GaAs基板ZnSe系雪崩光电二极管
CN1606174A (zh) * 2003-10-06 2005-04-13 株式会社半导体能源研究所 半导体器件及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9450133B2 (en) 2008-11-28 2016-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Photosensor and display device

Also Published As

Publication number Publication date
US20070210344A1 (en) 2007-09-13
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