(57)【要約】【課題】軽量で薄く、好ましくは可撓性を有する光センサ、光電変換素子、光電変換装置、及び半導体装置を作製することを課題とする。【解決手段】第１の絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、第２の絶縁膜上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子とを有し、前記第１の素子と前記第２の素子は、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜を接着材で接着することにより、貼り合わされている半導体装置に関する。また前記増幅回路は、薄膜トランジスタを有するカレントミラー回路である。またカラーフィルタに代えて、カラーフィルムを用いてもよい。【選択図】図１
2008135721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、
第２の絶縁膜上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子と、
を有し、
前記第１の素子と前記第２の素子は、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜を接着材で接着することにより、貼り合わされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、
基板上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子と、
を有し、
前記第１の素子と前記第２の素子は、前記絶縁膜と前記オーバーコート層を接着材で接着することにより、貼り合わされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
基板上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、
絶縁膜上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子と、
を有し、
前記第１の素子と前記第２の素子は、前記基板と前記絶縁膜を接着材で接着することにより、貼り合わされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する素子と、
前記絶縁膜と、接着材により接着されたカラーフィルムと、
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、
前記増幅回路は、薄膜トランジスタを有するカレントミラー回路であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項において、
前記接着材は、反応硬化型接着材、熱硬化型接着材、光硬化型接着材、嫌気硬化型接着材のいずれかであることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置及び光電変換素子を有する半導体装置に関し、特に薄膜半導体素子で構成された光電変換装置及びその作製方法に関する。また、光電変換装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に電磁波の検知用途に用いられる光電変換装置は数多く知られており、例えば紫外線から赤外線にかけて感度を有するものは総括して光センサ（フォトセンサともいう）と呼ばれている。その中でも波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光線領域に感度を持つものは特に可視光センサと呼ばれ、人間の生活環境に応じて照度調整やオン／オフ制御などが必要な機器類に数多く用いられている。
【０００３】
特に表示装置では表示装置の周囲の明るさを検出し、その表示輝度を調整することが行なわれている。なぜなら周囲の明るさを検出し、適度な表示輝度を得ることによって、無駄な電力を減らすことが可能であるからである。例えば、携帯電話やパーソナルコンピュータにそのような輝度調整用の光センサが用いられている。
【０００４】
また周囲の明るさだけではなく、表示装置、特に液晶表示装置のバックライトの輝度を光センサにより検出し、表示画面の輝度を調節することも行われている。
【０００５】
このような光センサにおいては、センシング部分にフォトダイオードを用い、フォトダイオードの出力電流を増幅回路にて増幅することが行われている。このような増幅回路としては、例えばカレントミラー回路が用いられる。
【０００６】
図２（Ａ）に従来の光センサの断面図及びその作製方法を示す（特許文献１参照）。
【０００７】
始めに、基板１１０１上に金属膜１１０２を形成する。金属膜１１０２としては、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの積層、或いは、これらの窒化物の単層、またはこれらの積層を用いればよい。金属膜１１０２の膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜７５ｎｍとする。
【０００８】
次に、金属膜１１０２上に絶縁膜１１０３を形成する。このとき、金属膜１１０２と絶縁膜１１０３との間にアモルファス状態の金属酸化膜１１００が２ｎｍ〜５ｎｍ程度形成される。後の工程で剥離する際、金属酸化膜１１００中、または金属酸化膜１１００と絶縁膜１１０３との界面、または金属酸化膜１１００と金属膜１１０２との界面で分離が生じる。
【０００９】
絶縁膜１１０３としては、スパッタリング法又はプラズマＣＶＤ法により、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、金属酸化材料からなる膜を形成すればよい。絶縁膜１１０３の膜厚は、金属膜１１０２の２倍以上、好ましくは、１５０ｎｍ〜２００ｎｍであることが望ましい。
【００１０】
次に、絶縁膜１１０３上に、少なくとも水素を含む材料の膜を形成する。少なくとも水素を含む材料の膜としては、半導体膜または窒化物膜等を用いることができる。ここでは、半導体膜を形成する。この後、水素を含む材料の膜中に含まれる水素を拡散するための熱処理を行う。この熱処理は４１０℃以上であればよく、結晶性半導体膜の形成プロセスとは別途行ってもよいし、兼用させて工程を省略してもよい。例えば、水素を含む材料膜として水素を含むアモルファスシリコン膜を用い、加熱してポリシリコン膜を形成する場合、結晶化させるため５００℃以上の熱処理を行えば、ポリシリコン膜を形成すると同時に水素の拡散を行うことができる。
【００１１】
次に、公知の手法により、ポリシリコン膜を所望の形状にエッチングし、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ））を形成する。図２（Ａ）のＴＦＴ１１０４においては、ソース領域、ドレイン領域、及びチャネル形成領域を有するポリシリコン膜１１０５、ポリシリコン膜１１０５を覆うゲート絶縁膜、ポリシリコン膜１１０５のチャネル形成領域上に形成されたゲート電極１１０６、層間絶縁膜１１１９を介してソース領域及びドレイン領域に接続されたソース電極１１０７及びドレイン電極１１０８を有する。なお、層間絶縁膜１１１９は、ソース電極、ドレイン電極とゲート電極とを絶縁する複数の絶縁膜で形成されている。
【００１２】
次に、層間絶縁膜１１１９上にＴＦＴのソース電極１１０７上に接続する光電変換素子を形成する。ここでは、光電変換素子としてダイオードを形成する。まず始めに、ソース電極１１０７に接続する第１の電極１１１０を形成し、その上に光電変換層であるアモルファスシリコン膜１１１１及び第２の電極１１１２を形成する。この後、アモルファスシリコン膜１１１１及び第２の電極１１１２を所望の形状にエッチングしてダイオードを形成する。この後、ダイオードの第２の電極に接続する配線１１１３を形成するとともに、ドレイン電極１１０８に接続され、かつ出力端子に接続される配線１１１４を形成する。
【００１３】
次いで、半導体膜を固定する支持体となる第２の基板１１１５を粘着材１１１６で貼りつける。なお、第２の基板１１１５は、第１の基板１１０１よりも剛性の高い基板を用いることが好ましい。代表的には、第２の基板１１１５としてガラス基板、石英基板、金属基板、セラミックス基板、プラスチック基板を適宜使用することができる。また、粘着材１１１６としては、有機材料からなる粘着材を用いればよい。このとき、粘着材の一部に平坦化層を形成しても良い。ここでは、平坦化層として、有機材料からなる粘着材に水溶性樹脂１１１６ａを塗布し、その上に両面が反応剥離型粘着材で覆われた部材１１１６ｂ（以下、両面シートと記す。）を接着してＴＦＴ１１０４及びダイオード（電極１１１０、アモルファスシリコン膜１１１１、電極１１１２を含む）と第２の基板１１１５を接着してもよい。この接着方法を用いることで、後の剥離工程を比較的小さな力で行うことができる。有機材料からなる粘着材としては、反応剥離型粘着材、熱剥離型粘着材、紫外線剥離型粘着材等の光剥離型粘着材、嫌気剥離型粘着材などの各種剥離型粘着材が挙げられる。
【００１４】
図２（Ｂ）において、第１の基板１１０１及びそれに形成された金属膜１１０２を剥離体１１５０と呼ぶ。また、絶縁膜１１０３からダイオードの第２の電極に接続する配線１１１３及び外部端子に接続される配線１１１４までの層を積層体１１５１という。
【００１５】
次いで、第１の基板１１０１の金属膜１１０２と絶縁膜１１０３とを、物理的手段により引き剥がす。物理的力とは、例えば、くさび等の鋭利な端部を有する部材を用いた負荷、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等の比較的小さな力である。金属酸化膜１１００内、絶縁膜１１０３と金属酸化膜１１００の界面又は金属酸化膜１１００と金属膜１１０２との界面で剥離が生じ、剥離体１１５０と積層体１１５１とを、比較的小さな力で引き剥がすことができる。こうして、積層体１１５１を剥離体１１５０から分離することができる。
【００１６】
次いで、図２（Ｃ）に示すように、接着材１１１８で第３の基板１１１７と絶縁膜１１０３（すなわち積層体１１５１）とを接着する。第３の基板１１１７としては、プラスチック基板、または有機樹脂で形成される部材を用いる。プラスチック基板としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、またはポリフタールアミドからなるプラスチック基板を用いることが好ましい。
【００１７】
接着材１１１８としては、有機材料からなる粘着材１１１６による第２の基板１１１５と被剥離層である積層体１１５１との密着性よりも、絶縁膜１１０３を含む積層体１１５１と第３の基板１１１７との密着性のほうが高い材料であることが重要である。
【００１８】
接着材１１１８としては、反応硬化型接着材、熱硬化型接着材、紫外線硬化型接着材等の光硬化型接着材、嫌気硬化型接着材などの各種硬化型接着材が挙げられる。
【００１９】
なお、上記工程に代えて、絶縁膜１１０３に粘着材を設けてもよい。この場合、粘着材が他の部材と接着しないように離型紙（剥離紙、即ちセパレーター等の基材片面又は両面に剥離面を有するシート）を設けてもよい。剥離紙を剥がせば、任意の部材に接着することが可能であるため、基板を必要とせず、さらに半導体装置を薄くすることが可能である。
【００２０】
次に、図２（Ｄ）に示すように積層体１１５１から粘着材１１１６及び第２の基板１１１５を剥離する。有機材料からなる粘着材１１１６を、熱反応、光反応、湿度による反応、または化学反応（例えば、水、酸素等を用いて粘着力を低下させる）させて、有機材料からなる粘着材１１１６及び第２の基板１１１５を積層体１１５１から剥離する。
【００２１】
以上の工程により、図２（Ｅ）に示すように、プラスチック基板１１１７上に、ポリシリコン膜からなるＴＦＴとアモルファスシリコン膜からなる素子、ダイオードを有する半導体装置を形成することができる。
【特許文献１】国際公開第０４／０６８５８２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ただし図２（Ａ）〜図２（Ｅ）に示す構成では、カラーフィルタは別の工程で形成しなければならず、作製工程及び作製コストが増えてしまう。
【００２３】
上述のように光センサは様々な用途に用いられている。例えば液晶表示装置はテレビジョンをはじめ、スチルカメラやビデオカメラのモニタ用ディスプレイとして広く普及しているが、色再現域を拡大して正しい色を再現できるディスプレイが求められている。色再現域を広げるためには、冷陰極管や発光ダイオードを用いたバックライトを精密に制御して点灯することが必要とされている。
【００２４】
光センサはバックライトを補正するためにキーデバイスとして用いられている。この場合、バックライト等の機器と一体をなして組み込む場合において、光センサが障害とならないように小型、薄型であって、色補正ができる機能が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明では、光電変換素子及びそれを駆動する回路を有する光電変換装置と、カラーフィルタを、それぞれ別々の基板に形成し、すくなくとも一方を剥離して貼り合わせ、軽量で薄く、好ましくは可撓性を有する装置を得ることを目的とする。
【００２６】
本発明は、第１の絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、第２の絶縁膜上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子とを有し、前記第１の素子と前記第２の素子は、前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜を接着材で接着することにより、貼り合わされていることを特徴とする半導体装置に関するものである。
【００２７】
また本発明は、絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、基板上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子とを有し、前記第１の素子と前記第２の素子は、前記絶縁膜と前記オーバーコート層を接着材で接着することにより、貼り合わされていることを特徴とする半導体装置に関するものである。
【００２８】
また本発明は、基板上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する第１の素子と、絶縁膜上に、カラーフィルタと、前記カラーフィルタ上にオーバーコート層とを有する第２の素子とを有し、前記第１の素子と前記第２の素子は、前記基板と前記絶縁膜を接着材で接着することにより、貼り合わされていることを特徴とする半導体装置に関するものである。
【００２９】
また本発明は、絶縁膜上に、フォトダイオードと、前記フォトダイオードの出力電流を増幅する増幅回路とを有する素子と、前記絶縁膜と、接着材により接着されたカラーフィルムとを有することを特徴とする半導体装置に関するものである。
【００３０】
本発明において、前記増幅回路は、薄膜トランジスタを有するカレントミラー回路である。
【００３１】
また本発明において、前記接着材は、反応硬化型接着材、熱硬化型接着材、光硬化型接着材、嫌気硬化型接着材のいずれかである。
【００３２】
なお、本明細書において、半導体装置とは、半導体層を有する装置を言い、半導体層を有する素子を含む装置全体も半導体装置と呼ぶ。
【発明の効果】
【００３３】
本発明により、軽量で薄く、可撓性を有する光電変換装置、及び半導体装置を得ることが可能となる。また本発明により、作成コストが減少し、小型化された光電変換装置及び半導体装置を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施形態を、図面を用いて以下に説明する。
【００３５】
ただし本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明の実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３６】
なお、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３７】
［実施の形態１］
本実施の形態を、図１、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）、図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）、図１１、図１２（Ａ）〜図１２（Ｂ）、図１３、図１４、図１５、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）、図１７（Ａ）〜図１７（Ｂ）、図１８、図１９、図２０、図２１、図２２、図２３、図２４、図２５、図４５を用いて以下に説明する。
【００３８】
まず、基板１０１上に、絶縁膜１０２を形成する。基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板、シリコン基板、金属基板またはステンレス基板等のうちのいずれかを用いることが可能である。本実施の形態では、基板１０１としてガラス基板を用いる。
【００３９】
絶縁膜１０２としては、スパッタリング法又はプラズマＣＶＤ法により、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、金属酸化材料からなる膜を形成すればよい。
【００４０】
絶縁膜１０２上に金属膜１０３を形成する。金属膜１０３としては、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層、またはこれらの積層、或いは、これらの窒化物の単層、またはこれらの積層を用いればよい。金属膜１０３の膜厚は１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは２５ｎｍ〜７５ｎｍとする。
【００４１】
次に、金属膜１０３上に絶縁膜１０４を形成する。このとき、金属膜１０３と絶縁膜１０４との間にアモルファス状態の金属酸化膜１００が２ｎｍ〜５ｎｍ程度形成される（図１０（Ａ）参照）。後の工程で剥離する際、金属酸化膜１００中、または金属酸化膜１００と絶縁膜１０４との界面、または金属酸化膜１００と金属膜１０３との界面で分離が生じる。絶縁膜１０４としては、スパッタリング法又はプラズマＣＶＤ法により、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、金属酸化材料からなる膜を形成すればよい。絶縁膜１０４の膜厚は、金属膜１０３の２倍以上、好ましくは、１５０ｎｍ〜２００ｎｍであることが望ましい。
【００４２】
次に、絶縁膜１０４上に、少なくとも水素を含む材料の膜を形成する。少なくとも水素を含む材料の膜としては、半導体膜または窒化物膜等を用いることができる。本実施の形態では、半導体膜を形成する。この後、水素を含む材料の膜中に含まれる水素を拡散するための熱処理を行う。この熱処理は４１０℃以上であればよく、結晶性半導体膜の形成プロセスとは別途行ってもよいし、兼用させて工程を省略してもよい。
【００４３】
本実施の形態では、水素を拡散するための熱処理と活性層となる半導体膜形成を同時に行うために、水素を含む材料膜として水素を含む非晶質半導体膜、例えば非晶質珪素膜、を成膜し、加熱して結晶性半導体膜、例えば多結晶珪素膜を形成する。このとき非晶質半導体膜を結晶化させるため５００℃以上の熱処理を行えば、結晶性半導体膜を形成すると同時に水素の拡散を行うことができる。
【００４４】
もちろん水素を拡散するための熱処理と、活性層となる半導体膜形成を別の工程で行ってもよい。その場合は、水素を含む材料膜を成膜して加熱し、その上に活性層となる半導体膜を成膜すればよい。活性層となる半導体膜は、非晶質半導体膜を成膜してから結晶化することによって得てもよいし、最初から結晶性半導体膜を成膜してもよい。
【００４５】
次に、公知の手法により、結晶性半導体膜を島状にエッチングして島状半導体膜１０５を形成する。
【００４６】
島状半導体膜１０５中には、ソース領域、ドレイン領域、及びチャネル形成領域が形成されている。さらに島状半導体膜１０５を覆うゲート絶縁膜１０６、島状半導体膜１０５のチャネル形成領域上に形成された、下層ゲート電極１０７及び上層ゲート電極１０８が設けられている。図１０（Ｂ）では、ゲート電極は、下層ゲート電極１０７及び上層ゲート電極１０８の二層構造としたが、単層構造のゲート電極を作製してもよい。なお図示しないが下層ゲート電極１０７及び上層ゲート電極１０８を合わせてゲート電極１４５とする。以上のようにしてＴＦＴ１１０が形成される。
【００４７】
なお本実施の形態では、ＴＦＴ１１０はトップゲート型ＴＦＴを形成するが、ボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。またチャネル形成領域が１つであるシングルゲート型ＴＦＴであっても、チャネル形成領域が複数存在するマルチゲート型ＴＦＴであってもよい。
【００４８】
下層ゲート電極１０７及び上層ゲート電極１０８を有するゲート電極１４５、ゲート絶縁膜１０６を覆って、層間絶縁膜１０９を形成する。
【００４９】
なお、層間絶縁膜１０９は、単層の絶縁膜で形成されていてもよいし、異なる材料の絶縁層の積層膜であってもよい。
【００５０】
層間絶縁膜１０９上には、島状半導体膜１０５中のソース領域及びドレイン領域に電気的に接続された、ソース電極１１２及びドレイン電極１１３が形成されている。さらにゲート電極１４５に電気的に接続された、ゲート配線１１１が形成されている（図１０（Ｂ）参照）。
【００５１】
なお、図１０（Ｂ）までの工程では、ＴＦＴは１つしか示されていない。しかし実際は、ＴＦＴ１１０は、光電変換層１２１にて得られる光電流を増幅する増幅回路、例えばカレントミラー回路を構成するＴＦＴであり、少なくとも２つは形成される。図１１に、光電変換層１２１を含むフォトダイオード２０３、ＴＦＴ２０４及びＴＦＴ２０５からなるカレントミラー回路２１１の回路構成を示す。図１０（Ｂ）のＴＦＴ１１０は、ＴＦＴ２０４あるいはＴＦＴ２０５の一方である。
【００５２】
図１１では、カレントミラー回路２１１を構成するＴＦＴ２０４のゲート電極は、カレントミラー回路２１１を構成するもう１つのＴＦＴ２０５のゲート電極に電気的に接続され、更にＴＦＴ２０４のソース電極またはドレイン電極の一方であるドレイン電極（「ドレイン端子」ともいう）に電気的に接続されている。
【００５３】
ＴＦＴ２０４のドレイン端子は、フォトダイオード２０３、ＴＦＴ２０５のドレイン端子、及び高電位電源ＶＤＤに電気的に接続されている。
【００５４】
ＴＦＴ２０４のソース電極またはドレイン電極の他方であるソース電極（「ソース端子」ともいう）は、低電位電源ＶＳＳ及びＴＦＴ２０５のソース端子に電気的に接続されている。
【００５５】
またカレントミラー回路２１１を構成するＴＦＴ２０５のゲート電極は、ＴＦＴ２０４のゲート電極及びドレイン端子に電気的に接続されている。
【００５６】
また、ＴＦＴ２０４及びＴＦＴ２０５のゲート電極は互いに接続されているので共通の電位が印加される。
【００５７】
図１１では２個のＴＦＴによる、カレントミラー回路の例を図示している。この時、ＴＦＴ２０４とＴＦＴ２０５が同一の特性を有する場合、参照電流と出力電流の比は、１：１の関係となる。
【００５８】
出力値をｎ倍とするための回路構成を図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示す。図１２の回路構成は、図１１のＴＦＴ２０５をｎ個にしたものに相当する。図１２に示すようにＴＦＴ２０４とＴＦＴ２０５の比を１：ｎにすることで、出力値をｎ倍とすることが可能となる。これは、ＴＦＴのチャネル幅Ｗを増加させ、ＴＦＴに流すことのできる電流の許容量をｎ倍とすることと同様の原理である。
【００５９】
例えば、出力値を１００倍に設計する場合、ＴＦＴ２０４を１個、ＴＦＴ２０５を１００個並列接続することで、目標とした電流を得ることが可能となる。
【００６０】
図１２（Ａ）中の回路２１８ｉ（回路２１８ａ、回路２１８ｂ等）の詳細な回路構成を図１２（Ｂ）に示す。
【００６１】
図１２（Ｂ）の回路構成は、図１１及び図１２（Ａ）の回路構成を基にしており、同じ素子は同じ符号で表されている。すなわち、ＴＦＴ２０５ｉ（２０５ａ、２０５ｂ等）のゲート電極は、端子２１９ｉ（２１９ａ、２１９ｂ等）に電気的に接続されており、また端子２２０ｉ（２２０ａ、２２０ｂ等）に電気的に接続されている。またＴＦＴ２０５ｉのソース端子は、端子２２１ｉ（２２１ａ、２２１ｂ等）に電気的に接続されている。
【００６２】
なお図１２（Ａ）中の回路２１８ａ、回路２１８ｂ等を、説明するために、そのうちの１つである回路２１８ｉを図１２（Ｂ）に示している。回路２１８ｉは図１１の回路構成を基にしているので、図１２の符号において「ｉ」の付いている符号は、図１１の「ｉ」の付いていない符号と同じものである。すなわち、例えば図１１のＴＦＴ２０５と図１２（Ｂ）のＴＦＴ２０５ｉは同じものである。
【００６３】
したがって図１２（Ａ）においては、ＴＦＴ２０５は、ｎ個のＴＦＴ２０５ｉ、等から構成されていることとなる。これによりＴＦＴ２０４に流れる電流がｎ倍に増幅されて出力される。
【００６４】
尚、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）において図１１と同じものを指示している場合は、同じ符号で示してある。
【００６５】
また、図１１はカレントミラー回路２１１を、ｎチャネル型ＴＦＴを用いた等価回路として図示したものであるが、このｎチャネル型ＴＦＴに代えてｐチャネル型ＴＦＴを用いてもよい。
【００６６】
増幅回路をｐチャネル型ＴＦＴで形成する場合は、図１３に示す等価回路となる。図１３に示すように、カレントミラー回路２３１はｐチャネル型ＴＦＴ２３４及び２３５を有している。なお図１１〜図１２と図１３で同じものは同じ符号で示している。
【００６７】
以上のようにしてＴＦＴ１１０を作製したら、層間絶縁膜１０９上に、電極１１５、電極１１６を形成する。図１０（Ｃ）では電極１１６は複数形成しており、図１０（Ｄ）では電極１１６は１つしか形成されていない。
【００６８】
なお本実施の形態では、電極１１５及び電極１１６は、チタン（Ｔｉ）を４００ｎｍの厚さで成膜したチタン膜を用いて形成する。
【００６９】
なお電極１１５及び電極１１６は、ソース電極１１２及びドレイン電極１１３と同じ工程で作成してもよい。
【００７０】
図１０（Ｃ）における電極１１６及びその周辺部の上面図を図１５に、図１０（Ｄ）における電極１１６及びその周辺部の上面図を図１４に示す。
【００７１】
図１５において、電極１１６は格子状の電極であり、後述する工程で形成される光電変換層１２１と複数の箇所で接続されている。そのため電極１１６の断面を見ると、図１０（Ｃ）のように、電極１１６が複数形成されているように見えるが、全て同一材料及び同一工程により作製されるものである。図１５のように電極１１６を格子状に形成すると、光電変換層１２１の抵抗値が小さくなるという利点がある。
【００７２】
また図１４において、電極１１６は先端部が丸い矩形状の電極であるので、断面を見ると、図１０（Ｄ）のように、電極１１６は１つのみ形成されているように見える。
【００７３】
なお図１４及び図１５において、電極１１６はカレントミラー回路２１１と電気的に接続されている。カレントミラー回路２１１は、ＴＦＴ１１０を２個〜（ｎ＋１）個有している。
【００７４】
すなわち、上述のように、参照電流と出力電流の比を１：１としたい場合は、参照側のＴＦＴ及び出力側のＴＦＴを１個ずつ形成すればよく、その回路図は図１１となる。また参照電流と出力電流の比を１：ｎとしたい場合は、参照側のＴＦＴを１個及び出力側のＴＦＴをｎ個形成すればよい。その場合の回路図は図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）となる。
【００７５】
カレントミラー回路２１１は、高電位電源ＶＤＤに接続する接続電極２４１と配線２４４を介して電気的に接続されており、また低電位電源ＶＳＳに接続する接続電極２４２と配線２４５を介して電気的に接続されている。
【００７６】
次いで、図１６（Ａ）に示すように、電極１１６及び層間絶縁膜１０９上に、オーバーコート層１１７を設ける。なお図１６（Ａ）は、図１０（Ｃ）の構成にオーバーコート層１１７を形成した構成になっているが、もちろん図１０（Ｄ）の構成を用いても構わない。
【００７７】
オーバーコート層１１７は、後の工程で形成される光電変換層１２１のｐ型半導体層１２１ｐとｎ型半導体層１２１ｎがショートしないように、端部をなだらかにして形状を改善する機能と、光電変換層１２１への汚染物質の混入を抑制する機能と、光電変換層１２１に入射する光を調整する機能がある。またオーバーコート層１１７は、透光性のある絶縁材料を用いて形成すればよい。例えば、アクリル、ポリイミドというような有機樹脂材料、また窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、酸素を含む窒化珪素といった無機材料を用いることが可能である。またこれらの材料を積層した積層膜を用いて形成することが可能である。本実施の形態では、オーバーコート層１１７としてポリイミドを用いる。
【００７８】
次いで電極１１６及びオーバーコート層１１７上に、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、ｎ型半導体膜を成膜し、エッチングして、ｐ型半導体層１２１ｐ、ｉ型半導体層１２１ｉ及びｎ型半導体層１２１ｎを含む光電変換層１２１を形成する（図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）参照）。なお図１６（Ｂ）の点線で囲まれた領域を拡大したものが図１６（Ｃ）である。
【００７９】
ｐ型半導体層１２１ｐは、１３属の不純物元素、例えばホウ素（Ｂ）を含んだ非晶質半導体膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜して形成すればよい。
【００８０】
図１６（Ｂ）及び図１６（Ｃ）では、電極１１６は光電変換層１２１の最下層、本実施の形態ではｐ型半導体層１２１ｐと接している。
【００８１】
ｐ型半導体層１２１ｐを形成したら、さらにｉ型半導体層１２１ｉ及びｎ型半導体層１２１ｎを順に形成する。これによりｐ型半導体層１２１ｐ、ｉ型半導体層１２１ｉ及びｎ型半導体層１２１ｎを有する光電変換層１２１が形成される。
【００８２】
ｉ型半導体層１２１ｉとしては、例えばプラズマＣＶＤ法で非晶質半導体膜を形成すればよい。またｎ型半導体層１２１ｎとしては、１５属の不純物元素、例えばリン（Ｐ）を含む非晶質半導体膜を形成してもよいし、非晶質半導体膜を形成後、１５属の不純物元素を導入してもよい。
【００８３】
なお非晶質半導体膜として、非晶質珪素膜、非晶質ゲルマニウム膜等を用いてもよい。
【００８４】
なお本明細書においては、ｉ型半導体膜とは、半導体膜に含まれるｐ型もしくはｎ型を付与する不純物が１×１０２０ｃｍ−３以下の濃度であり、酸素及び窒素が５×１０１９ｃｍ−３以下の濃度であり、暗伝導度に対して光伝導度が１００倍以上である半導体膜を指す。またｉ型半導体膜には、ホウ素（Ｂ）が１０〜１０００ｐｐｍ添加されていてもよい。
【００８５】
またｐ型半導体層１２１ｐ、ｉ型半導体層１２１ｉ、ｎ型半導体層１２１ｎとして、非晶質半導体膜だけではなく、微結晶半導体膜（セミアモルファス半導体膜ともいう）を用いてもよい。
【００８６】
あるいは、ｐ型半導体層１２１ｐ及びｎ型半導体層１２１ｎを微結晶半導体膜を用いて形成し、ｉ型半導体層１２１ｉとして非晶質半導体膜を用いてもよい。
【００８７】
なおセミアモルファス半導体膜とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体膜は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体膜であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体膜中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体膜は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端化させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。本明細書では便宜上、このような半導体膜をセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）膜と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体膜が得られる。なお微結晶半導体膜（マイクロクリスタル半導体膜）もセミアモルファス半導体膜に含まれる。
【００８８】
またＳＡＳ膜は珪素（シリコン）を含む気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪素（シリコン）を含む気体としては、ＳｉＨ４であり、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪素（シリコン）を含む気体を希釈して用いることで、ＳＡＳ膜の形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪素（シリコン）を含む気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪素（シリコン）を含む気体中に、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４などのゲルマニウム化気体、Ｆ２などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。
【００８９】
なお、本明細書では、光電変換層１２１、光電変換層１２１を含むフォトダイオード２０３、さらにフォトダイオード２０３を含む素子を、光電変換素子、あるいは光電変換装置と呼ぶこともある。
【００９０】
次いで、光電変換層１２１の上面に補助電極１２２を形成する。補助電極１２２は、光電変換層１２１の抵抗が大きい場合にのみ形成すればよく、光電変換層１２１の抵抗が小さければ、補助電極１２２は形成しなくてもよい。本実施の形態では、補助電極１２２としてチタン（Ｔｉ）を２０〜３０ｎｍの厚さで形成する。
【００９１】
また、ｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、ｎ型半導体膜を成膜後、補助電極１２２となる導電膜を形成し、次いで導電膜をエッチングして補助電極１２２を形成し、さらにｐ型半導体膜、ｉ型半導体膜、ｎ型半導体膜をエッチングして光電変換層１２１を形成してもよい。
【００９２】
次いで露出している面を覆って、保護膜１２９を形成する（図１７（Ａ）参照）。保護膜１２９として、本実施の形態では窒化珪素膜を用いる。この保護膜１２９は、後の工程で層間絶縁膜１１８をエッチングする際に、ＴＦＴ１１０のゲート配線１１１、ソース電極１１２、ドレイン電極１１３がエッチングされないように保護するためのものである。
【００９３】
次いで保護膜１２９上に、層間絶縁膜１１８を形成する。層間絶縁膜１１８は平坦化膜としても機能する。本実施の形態では、層間絶縁膜１１８として、ポリイミドを２μｍの厚さで成膜する。
【００９４】
次に層間絶縁膜１１８をエッチングしてコンタクトホールを形成する。この際に保護膜１２９があるので、ＴＦＴ１１０のゲート配線１１１、ソース電極１１２、ドレイン電極１１３はエッチングされない。次いで電極１２５及び電極１２６が形成される領域の保護膜１２９をエッチングしてコンタクトホールを形成する。さらに層間絶縁膜１１８上に、層間絶縁膜１１８及び保護膜１２９中に形成されたコンタクトホールを介して電極１１５に電気的に接続される電極１２５、並びに、層間絶縁膜１１８及び保護膜１２９中に形成されたコンタクトホールを介して補助電極１２２と電気的に接続される電極１２６を形成する（図１８参照）。電極１２５および電極１２６としては、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、銀（Ａｇ）等を用いることが可能である。
【００９５】
本実施の形態では、電極１２５及び電極１２６として、チタン（Ｔｉ）を３０〜５０ｎｍで成膜した導電膜を用いる。
【００９６】
なお、補助電極１２２を形成しなかった場合は、光電変換層１２１の最上層、本実施の形態では、ｎ型半導体層１２１ｎに、電極１２６が電気的に接続されていればよい。
【００９７】
次いで、層間絶縁膜１１８上に、スクリーン印刷法あるいはインクジェット法にて、層間絶縁膜１１９を形成する（図１９参照）。その際には、電極１２５及び電極１２６上には、層間絶縁膜１１９は形成しない。本実施の形態では、層間絶縁膜１１９として、エポキシ樹脂を用いる。
【００９８】
次いで、例えばニッケル（Ｎｉ）ペーストを用いて印刷法により、電極１２５に電気的に接続される電極１４１、及び、電極１２６に電気的に接続される電極１４２を作製する。さらに電極１４１及び電極１４２上にそれぞれ、銅（Ｃｕ）ペーストを用いて印刷法により、電極１４３及び電極１４４を形成する（図２０参照）。
【００９９】
次いで、支持体となる第２の基板１５１を粘着材１５２で貼りつける。なお、第２の基板１５１は、基板１０１よりも剛性の高い基板を用いることが好ましい。代表的には、第２の基板１５１としてガラス基板、石英基板、金属基板、セラミックス基板、プラスチック基板を適宜使用することができる。
【０１００】
また、粘着材１５２としては、有機材料からなる粘着材を用いればよい。このとき、粘着材の一部に平坦化層を形成しても良い。本実施の形態では、平坦化層として、有機材料からなる粘着材に水溶性樹脂１５２ａを塗布し、その上に両面が反応剥離型粘着材で覆われた部材１５２ｂ（以下、両面シートと記す。）を接着して、層間絶縁膜１１９、電極１４１、電極１４３、電極１４２、電極１４４等と第２の基板１５１を接着してもよい。
【０１０１】
この接着方法を用いることで、後の剥離工程を比較的小さな力で行うことができる。有機材料からなる粘着材としては、反応剥離型粘着材、熱剥離型粘着材、紫外線剥離型粘着材等の光剥離型粘着材、嫌気剥離型粘着材などの各種剥離型粘着材が挙げられる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、電極１４３及び電極１４４までを形成してから、支持体となる第２の基板１５１を粘着材１５２で貼りつけたが、電極１４１、電極１４３、電極１４２、電極１４４を形成する前、すなわち図１９の工程が終了した段階で、第２の基板１５１を粘着材１５２で貼りつけてもよい（図４５参照）。
【０１０３】
図２１及び図２２において、基板１０１及び金属膜１０３を剥離体１６１と呼ぶ。また、絶縁膜１０４から電極１４３及び電極１４４までの層を積層体１６２という。
【０１０４】
次いで、基板１０１の金属膜１０３と絶縁膜１０４とを、物理的手段により引き剥がす（図２２参照）。物理的力とは、例えば、くさび等の鋭利な端部を有する部材を用いた負荷、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波等の比較的小さな力である。金属酸化膜１００内、絶縁膜１０４と金属酸化膜１００の界面又は金属酸化膜１００と金属膜１０３との界面で剥離が生じ、剥離体１６１と積層体１６２とを、比較的小さな力で引き剥がすことができる。こうして、積層体１６２を剥離体１６１から分離することができる。剥離体１６１を分離して、積層体１６２のみにしたものを図２３に示す。
【０１０５】
ここでカラーフィルタについて説明する。基板１３１上に、絶縁膜１３２、金属膜１３３、絶縁膜１３４を形成する。基板１３１としては基板１０１、絶縁膜１３２としては絶縁膜１０２、金属膜１３３としては金属膜１０３、絶縁膜１３４としては絶縁膜１０４と、同様の材料を用いればよい。また、金属膜１３３と絶縁膜１３４との間に金属酸化膜１３０が形成される。
【０１０６】
本実施の形態では、基板１３１としてガラス基板、絶縁膜１３２として窒素を含む酸化珪素膜、金属膜１３３としてタングステン（Ｗ）膜、絶縁膜１３４として窒素を含む酸化珪素膜を用いる。
【０１０７】
絶縁膜１３４上の、一部あるいは全面にカラーフィルタ１３５が形成される。
【０１０８】
カラーフィルタ１３５の作製方法としては、着色樹脂を用いたエッチング法、カラーレジストを用いたカラーレジスト法、染色法、電着法、ミセル電解法、電着転写法、フィルム分散法、インクジェット法（液滴吐出法）、銀塩発色法など公知の手法を用いることができる。
【０１０９】
本実施の形態では、顔料が分散された感光性樹脂を用いたエッチング法によって、カラーフィルタを形成する。赤色顔料、緑色顔料、又は青色顔料が分散された感光性アクリル樹脂を、塗布法により絶縁膜１３４上に塗布する。次に、アクリル樹脂を乾燥し、仮焼きした後、露光及び現像し、２２０度の加熱によりアクリルを硬化し、１．０〜２．５μｍのカラーフィルタ１３５を形成する。
【０１１０】
ただしカラーフィルタ１３５の位置は、接着材１３７で貼り合わせた後に、光電変換層１２１が形成されている領域に合うように調整する。
【０１１１】
カラーフィルタ１３５を覆って、オーバーコート層１３６を形成する（図３（Ａ）参照）。オーバーコート層１３６はオーバーコート層１１７と同様の材料で形成すればよい。
【０１１２】
次いで、図２２と同様に、基板１３１の金属膜１３３と絶縁膜１３４とを、物理的手段により引き剥がす。こうして、基板１３１、絶縁膜１３２、金属膜１３３、金属酸化膜１３０を、絶縁膜１３４、カラーフィルタ１３５、オーバーコート層１３６から分離することができる（図３（Ｂ）参照）。
【０１１３】
次いで、絶縁膜１０４と絶縁膜１３４を接着材１３７で接着する（図２４参照）。接着材１３７としては、有機材料からなる粘着材１５２による第２の基板１５１と被剥離層である積層体１６２との密着性よりも、絶縁膜１０４を含む積層体１６２と絶縁膜１３４との密着性のほうが高い材料であることが重要である。すなわち、接着材１３７の接着力の方が、粘着材１５２の接着力よりも高いことが好ましい。
【０１１４】
接着材１３７としては、反応硬化型接着材、熱硬化型接着材、紫外線硬化型接着材等の光硬化型接着材、嫌気硬化型接着材などの各種硬化型接着材が挙げられる。本実施の形態では、接着材１３７としてエポキシ樹脂を用いてもよい。
【０１１５】
なお上記工程に代えて、絶縁膜１０４に、粘着材が他の部材と接着しないように離型紙（剥離紙、即ちセパレーター等の基材片面又は両面に剥離面を有するシート）を設けた粘着材（以下「両面テープ」ともいう）を設けてもよい。剥離紙を剥がせば、任意の部材に接着することが可能である。このような両面テープの材料として、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが挙げられる。
【０１１６】
次に、積層体１６２から粘着材１５２及び第２の基板１５１を剥離する（図２５参照）。有機材料からなる粘着材１５２を、熱反応、光反応、湿度による反応、または化学反応（例えば、水、酸素等を用いて粘着力を低下させる）させて、有機材料からなる粘着材１５２及び第２の基板１５１を積層体１６２から剥離する。
【０１１７】
以上の工程により、図１に示すように、光電変換層１２１、ＴＦＴ１１０、カラーフィルタ１３５を有する光電変換装置でもある半導体装置が形成される。
【０１１８】
本実施の形態により作製した半導体装置は、軽量で薄い半導体装置となるので、従来の半導体装置よりも容積を小さくすることが可能となる。この結果、これらの半導体装置を用いた電子機器の小型化及び軽量化が図れる。また本実施の形態により、作成コストが減少し、小型化された半導体装置を作製することができる。さらに本実施の形態により作製した半導体装置は、可撓性を有するものである。
【０１１９】
［実施の形態２］
本実施の形態では、実施の形態１とは異なる構成の半導体装置を、図４、図５を用いて説明する。
【０１２０】
まず実施の形態１の記載を参考にして、図２３までの工程を行う。
【０１２１】
次いで図４に示すように、基板１３９上に、カラーフィルタ１３５及びオーバーコート層１３６を形成する。基板１３９は、基板１３１と同様の材料を用いればよく、カラーフィルタ１３５及びオーバーコート層１３６については実施の形態１と同様である。
【０１２２】
ただしカラーフィルタ１３５の位置は、接着材１３７で貼り合わせた後に、光電変換層１２１が形成されている領域に合うように調整する。
【０１２３】
そして、実施の形態１と同様に、接着材１３７でオーバーコート層１３６と絶縁膜１０４を接着し、第２の基板１５１及び粘着材１５２を剥離する。以上のようにして、本実施の形態の半導体装置が完成する（図５参照）。
【０１２４】
本実施の形態により作製した半導体装置は、軽量で薄い半導体装置となるので、従来の半導体装置よりも容積を小さくすることが可能となる。この結果、これらの半導体装置を用いた電子機器の小型化及び軽量化が図れる。また本実施の形態により、作成コストが減少し、小型化された半導体装置を作製することができる。
【０１２５】
［実施の形態３］
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２とは異なる半導体装置について、図６及び図７を用いて説明する。
【０１２６】
まず実施の形態１を基にして、図６に示す積層構造を作製する。図６に示す積層構造は、図２０の積層構造から、金属膜１０３、金属酸化膜１００、絶縁膜１０４を除いた構造である。すなわち、図６においては、基板１０１上の絶縁膜１０２を形成後、金属膜１０３、金属酸化膜１００、絶縁膜１０４を形成せずに、すぐにＴＦＴ１１０を形成すればよい。
【０１２７】
次いで図２１で示す工程を基にして、粘着材１５２により第２の基板１５１を貼り付ける。
【０１２８】
次いで実施の形態１と同様に、図３（Ｂ）に示す絶縁膜１３４、カラーフィルタ１３５、オーバーコート層１３６を用いて、絶縁膜１３４と基板１０１を接着材１３７で接着する。そして図２５で示す工程を基にして、粘着材１５２と第２の基板１５１を剥離する。以上のようにして、本実施の形態の半導体装置を得ることができる（図７参照）。
【０１２９】
本実施の形態により作製した半導体装置は、軽量で薄い半導体装置となるので、従来の半導体装置よりも容積を小さくすることが可能となる。この結果、これらの半導体装置を用いた電子機器の小型化及び軽量化が図れる。また本実施の形態により、作成コストが減少し、小型化された半導体装置を作製することができる。
【０１３０】
［実施の形態４］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態３とは異なる半導体装置について、図８を用いて説明する。
【０１３１】
まず実施の形態１の記載を参考にして、図２３までの工程を行う。
【０１３２】
そして、接着材１３７でカラーフィルム１３８と絶縁膜１０４を接着し、第２の基板１５１及び粘着材１５２を剥離する。以上のようにして、本実施の形態の半導体装置が完成する（図８参照）。
【０１３３】
カラーフィルム１３８は、赤色顔料、緑色顔料、又は青色顔料が分散された樹脂を用いればよい。
【０１３４】
本実施の形態により作製した半導体装置は、軽量で薄い半導体装置となるので、従来の半導体装置よりも容積を小さくすることが可能となる。この結果、これらの半導体装置を用いた電子機器の小型化及び軽量化が図れる。また本実施の形態により、作成コストが減少し、小型化された半導体装置を作製することができる。
【０１３５】
［実施の形態５］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態４とは異なる半導体装置について、図９、図２６、図４６、図４７を用いて説明する。
【０１３６】
まず実施の形態１の記載を参考にして、図２３までの工程を行う。
【０１３７】
そして、絶縁膜１０４全面の上に、インクジェット法で、赤色顔料、緑色顔料、又は青色顔料を含んだ樹脂を滴下する。樹脂は、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂等を用いればよい。顔料を含む樹脂をインクジェット法で滴下し、硬化させることにより、レンズとしても機能するカラーフィルム（以下、カラーレンズともいう）１５５が形成される（図９参照）。また、絶縁膜１０４上の、光電変換層１２１が形成されている領域に対応する領域のみに、カラーレンズ１５５を形成してもよい（図２６参照）。
【０１３８】
次いで、実施の形態１の記載を基にして、第２の基板１５１及び粘着材１５２を剥離する。以上のようにして、本実施の形態の半導体装置が完成する（図９及び図２６参照）。
【０１３９】
図９及び図２６の上面図がそれぞれ、図４６及び図４７である。図４６では、光電変換層１２１、カレントミラー回路２１１等の素子が形成されている面の全面にカラーレンズ１５５が形成されていることが分かる。また図４７では光電変換層１２１が形成されている領域にのみにカラーレンズ１５５が形成されていることが分かる。
【０１４０】
本実施の形態により作製した半導体装置は、軽量で薄い半導体装置となるので、従来の半導体装置よりも容積を小さくすることが可能となる。この結果、これらの半導体装置を用いた電子機器の小型化及び軽量化が図れる。また本実施の形態により、作成コストが減少し、小型化された半導体装置を作製することができる。
【０１４１】
［実施の形態６］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態５と異なる構成の半導体装置について、図４８、図４９（Ａ）〜図４９（Ｃ）、図５０（Ａ）〜図５０（Ｂ）、図５１、図５２、を用いて説明する。なお本実施の形態では、基本的には実施の形態１を基にしており、説明の省略されている部分については、実施の形態１を援用する。
【０１４２】
まず、実施の形態１に基づいて、図１０（Ｃ）までの工程を行う（図４９（Ａ）参照）。次いで、ゲート絶縁膜１０６、層間絶縁膜１０９、電極１１６の端部を、エッチングにて除去する（図４９（Ｂ）参照）。
【０１４３】
次いで実施の形態１と同様にオーバーコート層１１７を形成し（図４９（Ｃ）参照）、さらに光電変換層１２１及び補助電極１２２を作製する（図５０（Ａ）参照）。
【０１４４】
次いで、露出した、絶縁膜１０４の一部、ゲート絶縁膜１０６、層間絶縁膜１０９、電極１１５、ゲート配線１１１、ソース電極１１２、ドレイン電極１１３、電極１１６を覆って、保護膜１２９を形成する（図５０（Ｂ）参照）。保護膜１２９として、例えば窒化珪素膜を用いればよい。保護膜１２９により、ＴＦＴ１１０や光電変換層１２１に、水分や有機物等の不純物が混入するのを防ぐことができる。
【０１４５】
さらに実施の形態１に基づいて、層間絶縁膜１１８、電極１２５、電極１２６を形成する（図５１参照）。このとき、層間絶縁膜１１８は、保護膜１２９が形成された領域、特に、層間絶縁膜１０９、光電変換層１２１が形成された領域からはみ出さないようにする。
【０１４６】
次いで実施の形態１と同様に、層間絶縁膜１１９、電極１４１、電極１４２、電極１４３、電極１４４を作製する（図５２参照）。層間絶縁膜１１９は、例えばエポキシ樹脂等を用いればよい。層間絶縁膜１１９は、保護膜１２９を覆って下地膜として機能する絶縁膜１０４を覆って形成され、シール材としての機能を有する。
【０１４７】
その後、図３、図２１〜図２５及びその記載を基にして、カラーフィルタ１３５及びオーバーコート層１３６を、絶縁膜１３４と絶縁膜１０４との間に設けられた接着材１３７によって貼り付ける工程を行い、本実施の形態の半導体装置が完成する（図４８参照）。
【０１４８】
また、層間絶縁膜１１８について、実施の形態１及び本実施の形態ではポリイミドを用いて形成していたが、ポリイミド等の有機材料に代えて、無機材料、例えば、窒素を含む酸化珪素膜を用いてもよい。その場合を図５６に示す。図５６では、層間絶縁膜１１８に代えて層間絶縁膜１７１が形成されており、層間絶縁膜１７１は窒素を含む酸化珪素膜を用いて形成されている。
【０１４９】
本実施の形態の半導体装置は、水分や有機物等の不純物が混入するのを防ぐことができるので有用である。
【０１５０】
［実施の形態７］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態６と異なる構成の半導体装置について、図５３、図５４（Ａ）〜図５４（Ｃ）、図５５を用いて説明する。なお本実施の形態では、基本的には実施の形態１を基にしており、説明の省略されている部分については、実施の形態１を援用する。
【０１５１】
また本実施の形態は、実施の形態６の絶縁膜１０４を二層にし、下層絶縁膜１０４ａと上層絶縁膜１０４ｂを用いる以外は、ほぼ実施の形態６と同様なので、必要があれば実施の形態１と共に実施の形態６も援用する。
【０１５２】
まず実施の形態１と同様に、基板１０１上に、順に絶縁膜１０２、金属膜１０３、金属酸化膜１００、絶縁膜１０４を形成する。このとき絶縁膜１０４は、下層絶縁膜１０４ａと上層絶縁膜１０４ｂを有している（図５４（Ａ）参照）。下層絶縁膜１０４ａとして、例えば酸素を含む窒化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｙ＞ｘ）を用い、上層絶縁膜１０４ｂとして、例えば窒素を含む酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ＞ｙ）を用いるとよい。これにより、基板１０１側からの水分などの混入物を防ぐことが可能となる。
【０１５３】
次いで実施の形態１を援用して図１０（Ｂ）までの工程を行う（図５４（Ｂ）参照）。さらに実施の形態７の図４９（Ｂ）と同様に、ゲート絶縁膜１０６、層間絶縁膜１０９、電極１１６の端部を、エッチングにて除去する（図５４（Ｃ）参照）。
【０１５４】
次いで実施の形態１を援用して、露出した、絶縁膜１０４の一部、ゲート絶縁膜１０６、層間絶縁膜１０９、電極１１５、ゲート配線１１１、ソース電極１１２、ドレイン電極１１３、電極１１６を覆って、保護膜１２９を作製する（図５５参照）。保護膜１２９として、例えば窒化珪素膜を用いればよい。保護膜１２９により、ＴＦＴ１１０や光電変換層１２１に、水分や有機物等の不純物が混入するのを防ぐことができる。
【０１５５】
さらに実施の形態１及び実施の形態６と同様の工程により、図５３に示す半導体装置を完成する。
【０１５６】
本実施の形態の半導体装置は、水分や有機物等の不純物が混入するのを防ぐことができるので有用である。
【０１５７】
［実施の形態８］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態７において、高電位電源ＶＤＤ及び低電位電源ＶＳＳなどの電源として用いることのできるバッテリについて、図２７、図２８（Ａ）〜図２８（Ｂ）、図２９（Ａ）〜図２９（Ｅ）、図３０、図３１、図３２、図３３を用いて以下に説明する。
【０１５８】
本明細書において、バッテリと、アンテナと、アンテナが受信した電磁波により生ずる起電力をバッテリに充電する回路と、該起電力を充電する媒体とを備えた装置をＲＦバッテリ又は無線電池とも呼ぶ。
【０１５９】
また、本明細書において、バッテリとは、二次電池又は蓄電池とよばれるもので、外部電源から得た電気的エネルギーを化学的エネルギーの形に変化して蓄え、必要に応じて再び電力として取り出す装置をいう。また、コンデンサとは、絶縁した二つの導体が近接し、二つの導体の一方が正、他方が負の電荷を帯びることでその電気間の引力により電荷が蓄えられる装置をいう。
【０１６０】
なお、本明細書においてバッテリとは、充電することで連続使用時間を回復することができるものである。なおバッテリとしては、その用途により異なるが、薄膜なシート状や径の小さい筒状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【０１６１】
本実施の形態のバッテリとして用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電解二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に較べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは蓄電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【０１６２】
図２７において、ＲＦバッテリ４０１は、バッテリ４０７、充電回路４１３、充電制御回路４１４、内部アンテナ回路４１１、整流回路４１２を有している。ＲＦバッテリ４０１の外部に、外部アンテナ回路４１５が設けられている。内部アンテナ回路４１１は外部アンテナ回路４１５によって発生した無線信号を受信する。内部アンテナ回路４１１によって受信した信号は整流回路４１２に入力され、直流に変換される。充電回路４１３は整流回路４１２の電力をもとに電流を発生させ、バッテリ４０７に充電を行う。充電制御回路４１４はバッテリ４０７が過充電にならないように監視をおこない、充電量が増えた場合には充電回路４１３を制御し、充電量を抑える。なお、充電回路４１３は、例えば電圧制御回路（レギュレータとも言う）とスイッチ回路とにより構成することができる。なお、スイッチ回路をダイオードにすることにより、充電制御回路を省略する構成としてもよい。また、電圧制御回路は、電圧及び電流制御回路や定電流源回路であってもよい。
【０１６３】
なお、内部アンテナ回路４１１と外部アンテナ回路４１５として、例えば図２８（Ａ）に示すようなアンテナ５０１、共振容量５０２によって構成されるアンテナ回路５０３を用いることができる。また、整流回路４１２は、内部アンテナ回路４１１及び外部アンテナ回路４１５が受信する電磁波により誘導される交流信号を直流信号に変換する回路であればよい。例えば、図２８（Ｂ）に示すように、ダイオード５０４、ダイオード５０５、平滑容量５０６によって構成することができる。
【０１６４】
なお、本実施の形態において内部アンテナ回路４１１で受信する無線信号として、例えば、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚなどの周波数帯の信号を用いることができる。勿論、内部アンテナ回路で受信される信号の周波数はこれに限定されず、例えば、サブミリ波である３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのいずれの周波数も用いることができる。
【０１６５】
また、内部アンテナ回路４１１と外部アンテナ回路４１５との間で送受信される信号は、搬送波を変調した信号である。搬送波の変調方式は、アナログ変調であってもデジタル変調であってよく、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びスペクトラム拡散のいずれであってもよい。望ましくは、振幅変調、または、周波数変調にするとよい。また、無線信号として携帯電話の中継局の電波帯（８００〜９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ、１．９〜２．１ＧＨｚ帯等）、携帯電話から発振される電波、電波時計の電波（４０ｋＨｚ等）、家庭用の交流電源のノイズ（６０Ｈｚ等）等の外部から無作為に受信される信号を利用することも可能である。また、内部アンテナ回路４１１として、それぞれ長さや形状の異なるアンテナを用いた複数のアンテナ回路を設けることによって、バッテリ４０７の充電に様々な無線信号を利用することができる。
【０１６６】
また、内部アンテナ回路４１１及び外部アンテナ回路４１５に設けられるアンテナは、これらの無線信号を受信しやすい長さや形状で設ける。また、これらの電波を複数受信する場合には、長さや形状の異なるアンテナを含む複数のアンテナ回路を設けることが好ましい。
【０１６７】
また、内部アンテナ回路４１１又は外部アンテナ回路４１５に設けられるアンテナの形状についても特に限定されない。つまり、内部アンテナ回路４１１又は外部アンテナ回路４１５に適用する信号の伝送方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式又はマイクロ波方式等を用いることができる。伝送方式は、実施者が適宜使用用途を考慮して選択すればよく、伝送方式に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【０１６８】
例えば、伝送方式として、電磁結合方式又は電磁誘導方式（例えば、１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合には、電界密度の変化による電磁誘導を利用するため、アンテナとして機能する導電膜を輪状（例えば、ループアンテナ）、らせん状（例えば、スパイラルアンテナ、ヘリカルアンテナ）に形成する。
【０１６９】
また、伝送方式としてマイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電膜の長さや形状を適宜設定すればよく、アンテナとして機能する導電膜を例えば、線状（例えば、ダイポールアンテナ）、平坦な形状（例えば、パッチアンテナ）等に形成することができる。また、アンテナとして機能する導電膜の形状は線状に限られず、電磁波の波長を考慮して曲線状や蛇行形状またはこれらを組み合わせた形状で設けてもよい。
【０１７０】
ここで、内部アンテナ回路４１１又は外部アンテナ回路４１５に設けるアンテナの形状の一例を図２９（Ａ）〜図２９（Ｅ）に示す。例えば、図２９（Ａ）に示すように様々な回路等が設けられた回路素子５２２の周りに一面のアンテナ５２３を配した構造を取っても良い。ただし回路素子５２２とは、無線交信可能な半導体装置（ＲＦＩＤ、ＩＤチップ、ＩＣチップ、ＩＣタグ、ＩＤタグ、無線チップ、ともいう）２５１の各素子から、内部アンテナ回路４１１あるいは外部アンテナ回路４１５を除いたものを示している。
【０１７１】
また、図２９（Ｂ）に示すように様々な回路等が設けられた回路素子５２２の周りに細いアンテナ５２３を回るように配した構造をとってもよい。また、図２９（Ｃ）に示すように様々な回路等が設けられた回路素子５２２に対して、高周波数の電磁波を受信するためのアンテナ５２３の形状をとってもよい。また、図２９（Ｄ）に示すように様々な回路等が設けられた回路素子５２２に対して１８０度無指向性（どの方向からでも同じく受信可能）なアンテナ５２３の形状をとってもよい。また、図２９（Ｅ）に示すように、様々な回路等が設けられた回路素子５２２に対して、棒状に長く伸ばしたアンテナ５２３の形状をとってもよい。内部アンテナ回路４１１又は外部アンテナ回路４１５はこれらの形状のアンテナを組み合わせて用いることができる。
【０１７２】
また、図２９（Ａ）〜図２９（Ｅ）において、様々な回路等が設けられた回路素子５２２とアンテナ５２３との接続については特に限定されない。例えば、アンテナ５２３と回路等が設けられた回路素子５２２をワイヤボンディング接続やバンプ接続を用いて接続する、あるいは回路素子５２２の一部を電極にしてアンテナ５２３に貼り付けるという方法を取ってもよい。この方式ではＡＣＦ（ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｆｉｌｍ；異方性導電性フィルム）を用いて回路素子５２２をアンテナ５２３に貼り付けることができる。アンテナに必要な長さは受信に用いる周波数によって異なる。例えば周波数が２．４５ＧＨｚの場合、半波長ダイポールアンテナを設けるなら約６０ｍｍ（１／２波長）、モノポールアンテナを設けるなら約３０ｍｍ（１／４波長）の長さとするとよい。
【０１７３】
なお、内部アンテナ回路４１１は複数の周波数帯の電磁波を受信可能なマルチバンドアンテナ構造であってもよい。例えば、図３０に示すように内部アンテナ回路が複数のアンテナ回路によって形成されていてもよい。図３０に示す構造において、基板１７０１上に、第１のアンテナ回路１７０５ａ、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃと、制御回路を有する回路素子１７０２と、バッテリ１７０３とを有している。なお、第１のアンテナ回路１７０５ａ、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃと回路素子１７０２に設けられた制御回路とは電気的に接続されている。なお、１７０６はバッテリを充電するための電磁波を送信するための送信機であり、表示部等に設けられている。
【０１７４】
第１のアンテナ回路１７０５ａ、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃにより受信された電波は、回路素子１７０２に形成された制御回路における整流回路を介してバッテリ１７０３に入力され、バッテリ１７０３が充電される。
【０１７５】
ここでは、送信機１７０６から送信された電波を第１のアンテナ回路１７０５ａで受信し、外部の無線信号１７０７を第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃで受信している例を示している。また、第１のアンテナ回路１７０５ａ、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃの接続関係については特に限定されず、例えば、全てのアンテナが電気的に接続されていてもよいし、それぞれが電気的に接続せず独立に設けられていてもよい。
【０１７６】
なお、バッテリ１７０３の充電に用いられる第１のアンテナ回路１７０５ａ、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃのアンテナの長さや形状は図３０に示した構造に限られない。ここでは、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃのアンテナとして、長さの異なる線状のアンテナ（ダイポールアンテナ）を設けた例を示したが、例えば、ダイポールアンテナとコイル状のアンテナを組み合わせて用いてもよいし、ダイポールアンテナとパッチアンテナを組み合わせて用いてもよい。このように、バッテリ１７０３の充電に用いられるアンテナとして、長さや形状の異なるものを複数設けることによって、様々な無線信号を受信することができるため、充電効率を向上させることができる。特に、パッチアンテナとダイポールアンテナ等の形状の異なるアンテナを組み合わせて設けることによって（例えば、パッチアンテナの周囲に折り返しダイポールアンテナを設ける）、限られたスペースを有効に活用することが可能となる。本実施の形態で示すバッテリ１７０３は、３つのアンテナ回路１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃを設けた例を示したが、これに限られず、１つのアンテナ回路又は３つ以上のアンテナ回路を設けた構成としてもよい。
【０１７７】
また、例えば、第１のアンテナ回路１７０５ａと送信機１７０６間で送受信される信号として、１２５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚなどの周波数帯の信号を用いることができ、それぞれＩＳＯ規格などが設定される。勿論、第１のアンテナ回路１７０５ａと送信機１７０６間で送受信される信号の周波数はこれに限定されず、例えば、サブミリ波である３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのいずれの周波数も用いることができる。また、第１のアンテナ回路１７０５ａと送信機１７０６間で送受信される信号は、搬送波を変調した信号である。搬送波の変調方式は、アナログ変調であってもデジタル変調であってよく、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びスペクトラム拡散のいずれであってもよい。望ましくは、振幅変調、または、周波数変調にするとよい。
【０１７８】
また、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃのアンテナで受信する外部の無線信号１７０７として、例えば、携帯電話の中継局の電波（８００〜９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ、１．９〜２．１ＧＨｚ帯等）、携帯電話から発振される電波、電波時計の電波（４０ｋＨｚ等）、家庭用の交流電源のノイズ（６０Ｈｚ等）、他のリーダ／ライタ等から無作為に生じている電波等を利用することができる。外部の無線信号を受信してバッテリの充電を無線で行うことによって、バッテリを充電するための充電器等を別途必要としないため、より低コストでを作製することができる。また、図３０に示すように、それぞれ長さや形状の異なるアンテナを用いた複数のアンテナ回路を設けることによって、バッテリ１７０３の充電用として様々な無線信号を利用することができる。また、第２のアンテナ回路１７０５ｂ、第３のアンテナ回路１７０５ｃに設けられるアンテナの形状は、これらの無線信号を受信しやすい長さや形状で設けるとよい。また、図３０では、第１のアンテナ回路１７０５ａ路は送信機１７０６からの電磁波を受信する形態としたが、これに限定されず全てのアンテナ回路で外部の無線信号を受信してバッテリを充電する形態としてもよい。
【０１７９】
なお、図３０では、同一の基板１７０１上に複数のアンテナ回路１７０５ａ、１７０５ｂ、１７０５ｃ、回路素子１７０２及びバッテリ１７０３を設けた例を示したが、図３０に示す構造に限られることはなく、それぞれを別々の基板上に設けてもよい。
【０１８０】
次いで、図２７に示すバッテリ４０７として薄膜状のバッテリの構成例について説明する。本実施の形態では、リチウムイオン電池を用いた場合のバッテリの構成例を図３１に示す。
【０１８１】
図３１は薄膜状のバッテリの断面模式図である。まず、基板７１０１上に電極となる集電体薄膜７１０２を成膜する。集電体薄膜７１０２は負極活物質層７１０３と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。次に集電体薄膜７１０２上に負極活物質層７１０３を成膜する。一般には酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）などが用いられる。次に負極活物質層７１０３上に固体電解質層７１０４を成膜する。一般にはリン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）などが用いられる。次に固体電解質層７１０４上に正極活物質層７１０５を成膜する。一般にはマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）などが用いられる。コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）を用いても良い。次に正極活物質層７１０５上に電極となる集電体薄膜７１０６を成膜する。集電体薄膜７１０６は正極活物質層７１０５と密着性がよく、抵抗が小さいことが求められ、アルミニウム、銅、ニッケル、バナジウムなどを用いることができる。なお、リチウムイオン電池は、ニッカド電池、鉛電池などと比べて、メモリ効果がなく、電流量を大きく取ることができる。
【０１８２】
また、集電体薄膜７１０２、負極活物質層７１０３、固体電解質層７１０４、正極活物質層７１０５、集電体薄膜７１０６の薄膜層は、スパッタ技術を用いて形成しても良いし、蒸着技術を用いても良い。また集電体薄膜７１０２、負極活物質層７１０３、固体電解質層７１０４、正極活物質層７１０５、集電体薄膜７１０６の厚さは０．１μｍ〜３μｍが望ましい。
【０１８３】
次に以下に充電時、放電時の動作を説明する。充電時には、正極活物質層７１０５からリチウムがイオンとなって離脱する。そのリチウムイオンは固体電解質層７１０４を介して負極活物質層７１０３に吸収される。このときに、正極活物質層７１０５から外部へ電子が放出される。
【０１８４】
また放電時には、負極活物質層７１０３からリチウムがイオンとなって離脱する。そのリチウムイオンは固体電解質層７１０４を介して、正極活物質層７１０５に吸収される。このとき負極活物質層７１０３から外部に電子が放出される。この様にして薄膜二次電池は動作する。
【０１８５】
なお、再度、集電体薄膜７１０２、負極活物質層７１０３、固体電解質層７１０４、正極活物質層７１０５、集電体薄膜７１０６の薄膜層を重ねて形成することで、より大きい電力の充放電が可能になるため好適である。
【０１８６】
本実施の形態のバッテリは厚さ１０μｍ以下程度の薄膜状であり、且つ充放電可能なバッテリであるため、本実施の形態のバッテリを用いることにより小型で軽量な半導体装置を作製することができる。
【０１８７】
バッテリとして充電可能な電池を使用する場合、一般に、充放電の制御が必要である。つまり、充電をおこなう際に過充電にならないように、充電状況をモニターしながら充電を行う必要がある。本実施の形態において、充電制御をおこなうための回路について説明する。図３２に、図２７に示した充電回路４１３、充電制御回路４１４、バッテリ４０７のブロック図を示す。
【０１８８】
図３２に示す例では充電回路４１３は定電流源回路４２５、スイッチ回路４２６から構成され、充電制御回路４１４、バッテリ４０７と接続されている。なお、図３２に示す充電回路は一例であり、この様な構成に限定されるものではなく、他の構成であっても良い。本実施の形態は定電流によって、バッテリ４０７に充電をおこなっているが、定電流だけの充電ではなく、途中で定電圧充電に切り替えても良い。定電流を用いない別の方式であっても良い。また、以下の回路を構成するトランジスタは薄膜トランジスタであっても良いし、単結晶基板上のトランジスタや有機トランジスタであっても良い。
【０１８９】
図３３は図３２の回路をさらに詳細にしたものである。以下に動作を説明する。定電流源回路４２５、スイッチ回路４２６、充電制御回路４１４は高電位電源線９７６、低電位電源線９７７を電源線として用いている。図３３では低電位電源線９７７をＧＮＤ線として用いているが、ＧＮＤ線には限定されず他の電位であっても良い。
【０１９０】
定電流源回路４２５はトランジスタ９５２〜９６１、抵抗９５１、９６２によって構成されている。高電位電源線９７６より抵抗９５１を介してトランジスタ９５２、９５３に電流が流れ、トランジスタ９５２、９５３がオン（ＯＮ）する。
【０１９１】
トランジスタ９５４、９５５、９５６、９５７、９５８は帰還型の差動アンプを構成し、トランジスタ９５２のゲート電位はトランジスタ９５６のゲート電位とほぼ同じとなる。トランジスタ９６１のドレイン電流はトランジスタ９５７のゲート電位と低電位電源線９７７の差電位を抵抗９６２の抵抗値で割った値となる。その電流をトランジスタ９５９、９６０によって構成されるカレントミラー回路に入力し、カレントミラー回路の出力電流をスイッチ回路４２６に供給する。定電流源回路４２５は本構成に限定されず他の構成を用いても良い。
【０１９２】
スイッチ回路４２６はトランスミッションゲート９６５、インバータ９６３，９６４から構成され、インバータ９６４の入力信号によって定電流源回路４２５の電流をバッテリ４０７に供給するか、否かを制御する。スイッチ回路はこの構成に限定されず他の構成を用いても良い。
【０１９３】
充電制御回路４１４はトランジスタ９６６〜９７４、抵抗９７５によって構成される。高電位電源線９７６より抵抗９７５を介してトランジスタ９７３、９７４に電流が流れ、トランジスタ９７３、９７４がオン（ＯＮ）する。トランジスタ９６８、９６９、９７０、９７１、９７２は差動型のコンパレーターを構成している。トランジスタ９７０のゲート電位がトランジスタ９７１のゲート電位より低い場合、トランジスタ９６８のドレイン電位はほぼ高電位電源線９７６の電位とほぼ等しくなり、トランジスタ９７０のゲート電位がトランジスタ９７１のゲート電位より高い場合、トランジスタ９６８のドレイン電位はトランジスタ９７０のソース電位とほぼ等しくなる。
【０１９４】
トランジスタ９６８のドレイン電位が高電位電源線９７６とほぼ等しい場合、トランジスタ９６７、９６６で構成されるバッファを介して、充電制御回路４１４はロウを出力する。トランジスタ９６８のドレイン電位がトランジスタ９７０のソース電位とほぼ等しい場合、トランジスタ９６７、９６６で構成されるバッファを介して、充電制御回路４１４はハイを出力する。
【０１９５】
充電制御回路４１４の出力がロウの場合、バッテリ４０７にはスイッチ回路４２６を介して電流が供給される。また、充電制御回路４１４の出力がハイの場合は、スイッチ回路４２６はオフ（ＯＦＦ）して、バッテリ４０７に電流は供給されない。トランジスタ９７０のゲートはバッテリ４０７に接続されているため、バッテリ４０７が充電され、その電位が充電制御回路４１４のコンパレータのしきい値を超えると、充電が停止する。本実施の形態ではコンパレータのしきい値をトランジスタ９７３のゲート電位で設定しているが、この値に限定するものではなく、他の電位であっても良い。一般に設定電位は用途とバッテリの性能によって適宜決められるものである。なお、バッテリ用充電回路の構成は、この構成に限定されるものではない。
【０１９６】
［実施の形態９］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態７により得られる半導体装置（光電変換装置）、実施の形態８で得られるバッテリと、無線交信可能な半導体装置を有する装置について、図３４、図３５（Ａ）〜図３５（Ｂ）、図３６（Ａ）〜図３６（Ｂ）、図３７、図３８、図３９を用いて説明する。
【０１９７】
図３４に示す装置２１６は、ポリイミド等の樹脂からなる基板２１２と基板２１２上に設けられたチップ２１５と、銅などの導電体からなるアンテナ２１３と、基板２１２上に設けられた発光素子（発光ダイオード（ＬＥＤ））２１４と、チップ２１５上に設けられた透光性の保護膜２１７を有している。
【０１９８】
チップ２１５内には、センサとしてフォトセンサ（光電変換装置）２５２、無線交信可能な半導体装置２５１、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）２５３が設けられており（図３５（Ａ）参照）、必要であればそれぞれの素子に電源を供給する手段として、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）バッテリ２５４を配置してもよい（図３５（Ｂ）参照）。ただし後述のようにＬＥＤ２５３は設けなくてもよい。
【０１９９】
図３５（Ａ）及び図３５（Ｂ）では、同一平面上にフォトセンサ２５２、無線交信可能な半導体装置２５１、ＬＥＤ２５３、ＲＦバッテリ２５４を配置したが、それぞれを別々の基板に形成し、それらを貼り合わせて形成してもよい。図３６（Ａ）に、無線交信可能な半導体装置２５１、フォトセンサ２５２、ＬＥＤ２５３を貼り合わせたチップ２１５、図３６（Ｂ）に、無線交信可能な半導体装置２５１、フォトセンサ２５２、ＬＥＤ２５３、ＲＦバッテリ２５４を貼り合わせたチップ２１５を示す。無線交信可能な半導体装置２５１、フォトセンサ２５２、ＬＥＤ２５３、ＲＦバッテリ２５４の積層の順番は図３６（Ａ）あるいは図３６（Ｂ）に示すものでなくてもよい。各基板に貫通孔を設け、導電材料によって各基板を電気的に接続させる。またＬＥＤ２５３は面発光させてもよい。
【０２００】
なお、発光素子２１４と、チップ２１５に内蔵される発光ダイオード（ＬＥＤ）２５３は、いずれか一方のみ設けてもよいし、両方設けてもよい。さらに、発光素子２１４とＬＥＤ２５３は、フォトセンサ２５２が検知できるほど、外部から十分な光が得られた場合は設けなくてもよい。
【０２０１】
本実施の形態におけるフォトセンサ２５２は、実施の形態１〜実施の形態７により得られる半導体装置（光電変換装置）であるので、作製工程については実施の形態１〜実施の形態７を援用する。
【０２０２】
またＲＦバッテリ２５４は実施の形態８により得られるバッテリを用いればよいので作製工程は実施の形態８を援用する。
【０２０３】
ただし図３４に示すアンテナ２１３は、図３７に示すアンテナ９１７、図２７に示す内部アンテナ回路４１１、外部アンテナ回路４１５のそれぞれと、電気的に接続されていてもよい。あるいは、アンテナ２１３は、アンテナ９１７、内部アンテナ回路４１１、外部アンテナ回路４１５のいずれか１つもしくは複数と兼ねていてもよい。
【０２０４】
次いで、図３７、図３８、図３９を用いて、本実施の形態の無線交信可能な半導体装置２５１の構成と動作について説明する。
【０２０５】
始めに構成について説明する。図３７に示すように、本発明の無線交信可能な半導体装置（ＲＦＩＤ、ＩＤチップ、ＩＣチップ、ＩＣタグ、ＩＤタグ、無線チップ、ともいう）２５１は、整流回路９０６、復調回路９０７、アナログアンプ９０８、アンテナ９１７、高周波回路９１４、電源回路９１５、リセット回路９１１、クロック発生回路９０３、変調回路９０９、信号出力制御回路９０１、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｏｄｅ（巡回冗長コード））回路９０２およびメモリ回路９００の回路ブロックを有する。また、電源回路９１５は、整流回路９１３および保持容量９１２の回路ブロックを有する。さらに、図３８に示すように、メモリ回路９００は、メモリセルアレイ９２０、列デコーダ９２１および行デコーダ９２２を有する。
【０２０６】
ここで、アンテナ９１７は、ダイポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、及び八木アンテナのいずれのアンテナも用いることができる。
【０２０７】
また、アンテナ９１７において無線信号を送受信する方式は、電磁結合方式、電磁誘導方式、及び電波方式のいずれであってもよい。
【０２０８】
次に、本発明の無線交信可能な半導体装置２５１の動作について説明する。図３９に示すように、質問器（リーダ／ライタともいう）３４３に電気的に接続されたアンテナユニット３４２から無線信号が送信される。無線信号には質問器３４３から無線交信可能な半導体装置２５１への命令が含まれている。なお、図３９においては、無線交信可能な半導体装置２５１を含む装置２１６は、電子機器２１０に内蔵されているものとする。また電子機器２１０からの応答の無線信号は、アンテナユニット３４２及び質問器３４３を介して、記憶ユニット３４５に記憶される。
【０２０９】
アンテナ９１７により受信された無線信号は高周波回路９１４を介して各回路ブロックに送られる。高周波回路９１４を介して電源回路９１５に送られた信号が整流回路９１３に入力される。
【０２１０】
ここで、整流回路９１３は無線信号の極性を整える作用を持っている。当該信号は整流され、さらに保持容量９１２により平滑化される。そして、高電源電位（ＶＤＤ）が生成される。
【０２１１】
また、アンテナ９１７により受信された無線信号は高周波回路９１４を介して整流回路９０６にも送られる。当該信号は整流され、復調回路９０７により復調される。復調された信号は、アナログアンプ９０８により増幅される。
【０２１２】
さらに、アンテナ９１７により受信された無線信号は高周波回路９１４を介してクロック発生回路９０３にも送られる。クロック発生回路９０３に送られた信号は分周されて基本クロック信号となる。ここで、基本クロック信号は各回路ブロックに送られ、信号のラッチ、信号の選択等で用いられる。
【０２１３】
前記アナログアンプ９０８により増幅された信号および前記基本クロック信号は、コード抽出回路９０４に送られる。コード抽出回路９０４では、前記アナログアンプ９０８により増幅された信号から、前記質問器３４３から無線交信可能な半導体装置２５１へ送られた命令を抽出する。また、コード判定回路９０５を制御する信号も作成している。
【０２１４】
前記コード抽出回路９０４により抽出された命令は、コード判定回路９０５に送られる。コード判定回路９０５では、前記質問器３４３からどのような命令が送られてきたのかを判別する。また、ＣＲＣ回路９０２、メモリ回路９００、信号出力制御回路９０１を制御する役割も有している。
【０２１５】
こうして、前記質問器（リーダ／ライタともいう）３４３からどのような命令が送られてきたのかを判別し、判別された命令により、ＣＲＣ回路９０２、メモリ回路９００、信号出力制御回路９０１を動作させる。そして、メモリ回路９００に記憶または書き込まれたデータを含んだ信号を出力する。
【０２１６】
メモリ回路９００にはあらかじめ記憶されたデータを有している。あらかじめ記憶されたデータとは、個人情報等のデータ等であってもよい。必要であればフォトセンサ２５２からのデータが書き込まれておればよい。フォトセンサ２５２からのデータとは、外光の強度、表示パネルの光強度等であってもよい。
【０２１７】
メモリ回路９００はメモリセルアレイ９２０、列デコーダ９２１および行デコーダ９２２を有している。
【０２１８】
また、信号出力制御回路９０１は、メモリ回路９００に記憶または書き込まれたデータを含んだ信号を、ＩＳＯ等の規格に則った符号化方式で符号化した信号に変える役割ももっている。
【０２１９】
最後に、前記符号化された信号にしたがって、変調回路９０９により、アンテナ９１７に送られてきている信号に変調をかける。
【０２２０】
変調をかけられた信号は、質問器３４３に電気的に接続されたアンテナユニット３４２で受信される。そして、受信された信号は質問器３４３で解析され、本発明の無線交信可能な半導体装置２５１のデータを認識することができる。
【０２２１】
本発明を用いて作成された無線交信可能な半導体装置２５１を用いた無線通信システムでは、無線交信可能な半導体装置２５１と公知の構成の質問器３４３、質問器に電気的に接続されたアンテナ、及び質問器を制御する制御用端末を用いることができる。無線交信可能な半導体装置２５１と質問器に電気的に接続されたアンテナとの通信方式は、単方向通信または双方向通信であって、空間分割多重化方式、偏波面分割多重化方式、周波数分割多重化方式、時分割多重化方式、符号分割多重化方式、直交周波数分割多重化方式のいずれも用いることができる。
【０２２２】
前記無線信号は、搬送波を変調した信号である。搬送波の変調は、アナログ変調またはデジタル変調であって、振幅変調、位相変調、周波数変調、及びスペクトラム拡散のいずれであってもよい。
【０２２３】
また、搬送波の周波数は、サブミリ波である３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのいずれの周波数も用いることができる。
【０２２４】
本実施の形態では、装置２１６を電子機器２１０に内蔵したが、電子機器２１０の外側に貼り付ける構成にしてもよい。
【０２２５】
また装置２１６に接着部を設け着脱可能とすると装置２１６の再利用が可能である。
【０２２６】
［実施の形態１０］
本実施の形態では、本発明により得られた光電変換装置を様々な電子機器に組み込んだ例について説明する。本発明が適用される電子機器として、コンピュータ、ディスプレイ、携帯電話、テレビなどが挙げられる。それらの電子機器の具体例を、図４０、図４１（Ａ）〜図４１（Ｂ）、図４２（Ａ）〜図４２（Ｂ）、図４３及び図４４（Ａ）〜図４４（Ｂ）に示す。
【０２２７】
図４０は携帯電話であり、本体（Ａ）７０１、本体（Ｂ）７０２、筐体７０３、操作キー７０４、音声入力部７０５、音声出力部７０６、回路基板７０７、表示パネル（Ａ）７０８、表示パネル（Ｂ）７０９、蝶番７１０、透光性材料部７１１、光電変換素子７１２を有している。実施の形態１〜実施の形態７により得られる半導体装置、実施の形態１〜実施の形態７のいずれかと実施の形態８を組み合わせた装置、あるいは実施の形態９により得られる装置（以下単に「本発明の装置」ともいう）は、光電変換素子７１２に適用することができる。
【０２２８】
光電変換素子７１２は透光性材料部７１１を透過した光を検知し、検知した外部光の照度に合わせて表示パネル（Ａ）７０８及び表示パネル（Ｂ）７０９の輝度コントロールを行ったり、光電変換素子７１２で得られる照度に合わせて操作キー７０４の照明制御を行う。これにより携帯電話の消費電流を抑えることができる。
【０２２９】
図４１（Ａ）及び図４１（Ｂ）に携帯電話の別の例を示す。図４１（Ａ）及び図４１（Ｂ）において、７２１は本体、７２２は筐体、７２３は表示パネル、７２４は操作キー、７２５は音声出力部、７２６は音声入力部、７２７及び７２８は光電変換素子である。
【０２３０】
実施の形態１〜実施の形態７により得られる半導体装置、実施の形態１〜実施の形態７のいずれかと実施の形態８を組み合わせた装置、あるいは実施の形態９により得られる装置（本発明の装置）は、光電変換素子７２７及び７２８に適用することが可能である。
【０２３１】
図４１（Ａ）に示す携帯電話では、本体７２１に設けられた光電変換素子７２７により外部の光を検知することにより表示パネル７２３及び操作キー７２４の輝度を制御することが可能である。
【０２３２】
また図４１（Ｂ）に示す携帯電話では、図４１（Ａ）の構成に加えて、本体７２１の内部に光電変換素子７２８を設けている。光電変換素子７２８により、表示パネル７２３に設けられているバックライトの輝度を検出することも可能となる。
【０２３３】
図４２（Ａ）はコンピュータであり、本体７３１、筐体７３２、表示部７３３、キーボード７３４、外部接続ポート７３５、ポインティングデバイス７３６等を含む。
【０２３４】
また図４２（Ｂ）は表示装置でありテレビ受像器などがこれに当たる。本表示装置は、筐体７４１、支持台７４２、表示部７４３などによって構成されている。
【０２３５】
図４２（Ａ）のコンピュータに設けられる表示部７３３、及び図４２（Ｂ）に示す表示装置の表示部７４３として、液晶パネルを用いた場合の詳しい構成を図４３に示す。
【０２３６】
図４３に示す液晶パネル７６２は、筐体７６１に内蔵されており、基板７５１ａ及び７５１ｂ、基板７５１ａ及び７５１ｂに挟まれた液晶層７５２、偏光フィルタ７５５ａ及び７５５ｂ、及びバックライト７５３等を有している。また筐体７６１には光電変換素子を有する光電変換素子形成領域７５４が形成されている。
【０２３７】
図４３においても、本発明の装置は、光電変換素子に適用することが可能である。
【０２３８】
本発明を用いて作製された光電変換素子形成領域７５４はバックライト７５３からの光量を感知し、その情報がフィードバックされて液晶パネル７６２の輝度が調節される。
【０２３９】
図４４（Ａ）及び図４４（Ｂ）は、本発明の装置を、カメラ、例えばデジタルカメラに組み込んだ例を示す図である。図４４（Ａ）は、デジタルカメラの前面方向から見た斜視図、図４４（Ｂ）は、後面方向から見た斜視図である。図４４（Ａ）において、デジタルカメラには、リリースボタン８０１、メインスイッチ８０２、ファインダ窓８０３、フラッシュ８０４、レンズ８０５、鏡胴８０６、筺体８０７が備えられている。
【０２４０】
また、図４４（Ｂ）において、ファインダ接眼窓８１１、モニタ８１２、操作ボタン８１３が備えられている。
【０２４１】
リリースボタン８０１は、半分の位置まで押下されると、焦点調整機構および露出調整機構が作動し、最下部まで押下されるとシャッターボタンが開く。
【０２４２】
メインスイッチ８０２は、押下又は回転によりデジタルカメラの電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。
【０２４３】
ファインダ窓８０３は、デジタルカメラの前面のレンズ８０５の上部に配置されており、図４４（Ｂ）に示すファインダ接眼窓８１１から撮影する範囲やピントの位置を確認するための装置である。
【０２４４】
フラッシュ８０４は、デジタルカメラの前面上部に配置され、被写体輝度が低いときに、リリースボタンが押下されてシャッターボタンが開くと同時に補助光を照射する。
【０２４５】
レンズ８０５は、デジタルカメラの正面に配置されている。レンズは、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等により構成され、図示しないシャッターボタン及び絞りと共に撮影光学系を構成する。また、レンズの後方には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子が設けられている。
【０２４６】
鏡胴８０６は、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等のピントを合わせるためにレンズの位置を移動するものであり、撮影時には、鏡胴を繰り出すことにより、レンズ８０５を手前に移動させる。また、携帯時は、レンズ８０５を沈胴させてコンパクトにする。なお、本実施の形態においては、鏡胴を繰り出すことにより被写体をズーム撮影することができる構造としているが、この構造に限定されるものではなく、筺体８０７内での撮影光学系の構成により鏡胴を繰り出さずともズーム撮影が可能なデジタルカメラでもよい。
【０２４７】
ファインダ接眼窓８１１は、デジタルカメラの後面上部に設けられており、撮影する範囲やピントの位置を確認する際に接眼するために設けられた窓である。
【０２４８】
操作ボタン８１３は、デジタルカメラの後面に設けられた各種機能ボタンであり、セットアップボタン、メニューボタン、ディスプレイボタン、機能ボタン、選択ボタン等により構成されている。
【０２４９】
本発明の装置を、図４４（Ａ）及び図４４（Ｂ）に示すカメラに組み込むと、本発明の装置が光の有無及び強さを感知することができ、これによりカメラの露出調整等を行うことができる。
【０２５０】
また本発明の装置はその他の電子機器、例えばプロジェクションテレビ、ナビゲーションシステム等に応用することが可能である。すなわち光を検出する必要のあるものであればいかなるものにも用いることが可能である。
【０２５１】
なお本実施の形態は、他の実施の形態と組み合わせてもよい。
【０２５２】
［実施の形態１１］
本実施の形態では、実施の形態１〜実施の形態７とは異なる構成の半導体装置について、図５７及び図５８を用いて説明する。なお本実施の形態の半導体装置（光電変換装置）は、実施の形態８〜実施の形態１０に適応可能である。
【０２５３】
図５７に示す半導体装置は、絶縁膜１２８１、絶縁膜１２０２、ＴＦＴ１２１１、ゲート絶縁膜１２０５、層間絶縁膜１２０６、電極１２２１、電極１２２２、電極１２２３を有する。さらにｐ型半導体層１２２５ｐ、ｉ型半導体層１２２５ｉ、ｎ型半導体層１２２５ｎを含む光電変換層１２２５を有する。
【０２５４】
絶縁膜１２８１は絶縁膜１０４、ゲート絶縁膜１２０５はゲート絶縁膜１０６、層間絶縁膜１２０６は層間絶縁膜１０９、電極１２２１〜電極１２２３は電極１１６と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２５５】
ＴＦＴ１２１１はＴＦＴ１１０と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２５６】
ｐ型半導体層１２２５ｐ、ｉ型半導体層１２２５ｉ、ｎ型半導体層１２２５ｎはそれぞれ、ｐ型半導体層１２１ｐ、ｉ型半導体層１２１ｉ、ｎ型半導体層１２１ｎと同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２５７】
さらに、絶縁膜１２８１、絶縁膜１２０２、ＴＦＴ１２１１、ゲート絶縁膜１２０５、層間絶縁膜１２０６、電極１２２１、電極１２２２、電極１２２３、光電変換層１２２５を覆う保護膜１２２７ａが形成されている。
【０２５８】
保護膜１２２７ａ上には、層間絶縁膜１２３５が形成されている。層間絶縁膜１２３５上には、電極１２２１と電気的に接続される電極１２３１、並びに、光電変換層１２２５の最上層（本実施の形態ではｎ型半導体層１２２５ｎ）及び電極１２２３に電気的に接続される電極１２３２が形成されている。
【０２５９】
層間絶縁膜１２３５は層間絶縁膜１７１と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。電極１２３１及び電極１２３２は、電極１２５と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２６０】
電極１２３１、電極１２３２、層間絶縁膜１２３５を覆って保護膜１２２７ｂが形成されている。ただし電極１２３１及び電極１２３２それぞれにおいて、一部の領域は保護膜１２２７ｂに覆われておらず、開口部が存在する。これは電極１２３１及び電極１２３２と電気的接続を有する電極が形成されるためである。また保護膜１２２７ｂは保護膜１２２７ａと共に保護膜１２２７を構成する。
【０２６１】
保護膜１２２７ａ及び保護膜１２２７ｂは、保護膜１２９と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２６２】
保護膜１２２７ｂ上に、電極１２３１及び電極１２３２にそれぞれ電気的に接続する電極１２７１及び電極１２７２が形成される。電極１２７１及び電極１２７２はそれぞれ、電極１４１と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２６３】
さらに電極１２７１及び電極１２７２を覆って層間絶縁膜１２６１が形成されており、電極１２７１及び電極１２７２それぞれの上には、電極１２７１及び電極１２７２にそれぞれ電気的に接続される、電極１２６３及び電極１２６４が形成されている。電極１２６３及び電極１２６４は、銀（Ａｇ）ペーストを用いて印刷法により形成される。
【０２６４】
層間絶縁膜１２６１により、電極１２７１及び電極１２６３、並びに、電極１２７２及び電極１２６４は、電気的に絶縁されており、ショートカットを防いでいる。層間絶縁膜１２６１は、層間絶縁膜１１９と同様の材料及び同様の作製工程で形成すればよい。
【０２６５】
層間絶縁膜１２６１上には、層間絶縁膜１２６５が形成されている。層間絶縁膜１２６５は、有機絶縁樹脂、例えばプラスチックを用いて形成すればよい。電極１２６３及び電極１２６４のそれぞれが、層間絶縁膜１２６５中に設けられ、チップに実装するための端子として機能するインターポーザ１２６７及びインターポーザ１２６８と電気的に接続されている。
【０２６６】
図５８に示す半導体装置は、保護膜１２２７ｂまでの積層構造が図５７と同じである。保護膜１２２７ｂ上には、封止材として機能する絶縁膜１２４１、絶縁膜１２４２、絶縁膜１２４３が形成されている。
【０２６７】
また、保護膜１２２７ｂ上に、電極１２３１及び電極１２３２にそれぞれ電気的に接続する電極１２５１及び電極１２５２が形成される。電極１２５１及び電極１２５２はそれぞれ、電極１４１と同様の材料及び同様の作製工程で形成される。
【０２６８】
さらに電極１２５１に接して、電極１２５３、電極１２５５、電極１２５７が形成されている。また電極１２５２に接して、電極１２５４、電極１２５６、電極１２５８が形成されている。
【０２６９】
本実施の形態において、電極１２５３及び電極１２５４は、スパッタ法により成膜されたチタン膜により形成されている。また電極１２５５及び電極１２５６は、スパッタ法により成膜されたニッケル膜により形成されている。また電極１２５７及び電極１２５８は、スパッタ法により成膜された金膜により形成されている。
【０２７０】
電極１２５１及び電極１２５２との間、電極１２５３及び電極１２５４との間、電極１２５５及び電極１２５６との間、電極１２５７及び電極１２５８との間には、開口部が存在しており、さらに開口部は絶縁膜１２４２に接している。
【０２７１】
電極１２５１、電極１２５３、電極１２５５、電極１２５７の積層電極、並びに、電極１２５２、電極１２５４、電極１２５６、電極１２５８の積層電極は、その間に開口部及び絶縁膜１２４２を挟むことにより、電気的に絶縁されている。
【０２７２】
図５７及び図５８に示す半導体装置は、保護膜１２２７ａ及び保護膜１２２７ｂを有することにより、水分や有機物等の不純物が混入するのを防ぐことができる。従って、本実施の形態により、高い信頼性を有する半導体装置を得ることが可能となる。
【０２７３】
図５７及び図５８に示す半導体装置が形成されたら、実施の形態１〜実施の形態７に基づいて、絶縁膜１２８１、並びに、オーバーコート層に覆われたカラーフィルタを、接着材により貼り合わせればよい。あるいは、絶縁膜１２８１にカラーレンズを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２７４】
本発明により、光感度の低下を抑制することが可能な、半導体装置や光電変換装置を作製することができる。また本発明の半導体装置や光電変換装置を組み込むことにより、回路動作の安定性や信頼性の高い電子機器を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２７５】
【図１】本発明の半導体装置の断面図。
【図２】従来の半導体装置の断面図。
【図３】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図４】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５】本発明の半導体装置の断面図。
【図６】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図７】本発明の半導体装置の断面図。
【図８】本発明の半導体装置の断面図。
【図９】本発明の半導体装置の断面図。
【図１０】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１１】本発明の半導体装置の回路図。
【図１２】本発明の半導体装置の回路図。
【図１３】本発明の半導体装置の回路図。
【図１４】本発明の半導体装置の上面図。
【図１５】本発明の半導体装置の上面図。
【図１６】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１７】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１８】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図１９】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２０】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２１】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２２】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２３】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２４】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２５】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図２６】本発明の半導体装置の断面図。
【図２７】本発明のバッテリを示すブロック図。
【図２８】本発明のバッテリに含まれる回路図。
【図２９】本発明のバッテリに含まれる回路の上面図。
【図３０】本発明のバッテリに含まれる回路を示す図。
【図３１】本発明のバッテリの断面図。
【図３２】本発明のバッテリに含まれる回路を示すブロック図。
【図３３】本発明のバッテリに含まれる回路図。
【図３４】本発明を用いて作製される装置の断面図。
【図３５】本発明を用いて作製される装置のブロック図。
【図３６】本発明を用いて作製される装置のブロック図。
【図３７】本発明の無線交信可能な半導体装置を示すブロック図。
【図３８】本発明のメモリ回路を示すブロック図。
【図３９】本発明の無線交信のシステムを示す図。
【図４０】本発明の半導体装置を実装した装置を示す図。
【図４１】本発明の半導体装置を実装した装置を示す図。
【図４２】本発明の半導体装置を実装した装置を示す図。
【図４３】本発明の半導体装置を実装した装置を示す図。
【図４４】本発明の半導体装置を実装した装置を示す図。
【図４５】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図４６】本発明の半導体装置の上面図。
【図４７】本発明の半導体装置の上面図。
【図４８】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図４９】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５０】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５１】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５２】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５３】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５４】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５５】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５６】本発明の半導体装置の作製工程を示す断面図。
【図５７】本発明の半導体装置の断面図。
【図５８】本発明の半導体装置の断面図。
【符号の説明】
【０２７６】
１００    金属酸化膜
１０１    基板
１０２    絶縁膜
１０３    金属膜
１０４    絶縁膜
１０４ａ    絶縁膜
１０４ｂ    絶縁膜
１０５    島状半導体膜
１０６    ゲート絶縁膜
１０７    下層ゲート電極
１０８    上層ゲート電極
１０９    層間絶縁膜
１１０    ＴＦＴ
１１１    ゲート配線
１１２    ソース電極
１１３    ドレイン電極
１１５    電極
１１６    電極
１１７    オーバーコート層
１１８    層間絶縁膜
１１９    層間絶縁膜
１２１    光電変換層
１２１ｉ    ｉ型半導体層
１２１ｎ    ｎ型半導体層
１２１ｐ    ｐ型半導体層
１２２    補助電極
１２５    電極
１２６    電極
１２９    保護膜
１３０    金属酸化膜
１３１    基板
１３２    絶縁膜
１３３    金属膜
１３４    絶縁膜
１３５    カラーフィルタ
１３６    オーバーコート層
１３７    接着材
１３８    カラーフィルム
１３９    基板
１４１    電極
１４２    電極
１４３    電極
１４４    電極
１４５    ゲート電極
１５１    基板
１５２    粘着材
１５２ａ    水溶性樹脂
１５２ｂ    部材
１５５    カラーレンズ
１６１    剥離体
１６２    積層体
１７１    層間絶縁膜
２０３    フォトダイオード
２０４    ＴＦＴ
２０５    ＴＦＴ
２０５ａ    ＴＦＴ
２０５ｂ    ＴＦＴ
２０５ｉ    ＴＦＴ
２１０    電子機器
２１１    カレントミラー回路
２１２    基板
２１３    アンテナ
２１４    発光素子
２１５    チップ
２１６    装置
２１７    保護膜
２１８ａ    回路
２１８ｂ    回路
２１８ｉ    回路
２１９ａ    端子
２１９ｂ    端子
２１９ｉ    端子
２２０ａ    端子
２２０ｂ    端子
２２０ｉ    端子
２２１ａ    端子
２２１ｂ    端子
２２１ｉ    端子
２３１    カレントミラー回路
２３４    ＴＦＴ
２３５    ＴＦＴ
２４１    接続電極
２４２    接続電極
２４４    配線
２４５    配線
２５１    無線交信可能な半導体装置
２５２    フォトセンサ
２５３    ＬＥＤ
２５４    ＲＦバッテリ
３４２    アンテナユニット
３４３    質問器
３４５    記憶ユニット
４０１    ＲＦバッテリ
４０７    バッテリ
４１１    内部アンテナ回路
４１２    整流回路
４１３    充電回路
４１４    充電制御回路
４１５    外部アンテナ回路
４２５    定電流源回路
４２６    スイッチ回路
５０１    アンテナ
５０２    共振容量
５０３    アンテナ回路
５０４    ダイオード
５０５    ダイオード
５０６    平滑容量
５２２    回路素子
５２３    アンテナ
７０１    本体（Ａ）
７０２    本体（Ｂ）
７０３    筐体
７０４    操作キー
７０５    音声入力部
７０６    音声出力部
７０７    回路基板
７０８    表示パネル（Ａ）
７０９    表示パネル（Ｂ）
７１０    蝶番
７１１    透光性材料部
７１２    光電変換素子
７２１    本体
７２２    筐体
７２３    表示パネル
７２４    操作キー
７２５    音声出力部
７２６    音声入力部
７２７    光電変換素子
７２８    光電変換素子
７３１    本体
７３２    筐体
７３３    表示部
７３４    キーボード
７３５    外部接続ポート
７３６    ポインティングデバイス
７４１    筐体
７４２    支持台
７４３    表示部
７５１ａ    基板
７５１ｂ    基板
７５２    液晶層
７５３    バックライト
７５４    光電変換素子形成領域
７５５ａ    偏光フィルタ
７５５ｂ    偏光フィルタ
７６１    筐体
７６２    液晶パネル
８０１    リリースボタン
８０２    メインスイッチ
８０３    ファインダ窓
８０４    フラッシュ
８０５    レンズ
８０６    鏡胴
８０７    筺体
８１１    ファインダ接眼窓
８１２    モニタ
８１３    操作ボタン
９００    メモリ回路
９０１    信号出力制御回路
９０２    ＣＲＣ回路
９０３    クロック発生回路
９０４    コード抽出回路
９０５    コード判定回路
９０６    整流回路
９０７    復調回路
９０８    アナログアンプ
９０９    変調回路
９１１    リセット回路
９１２    保持容量
９１３    整流回路
９１４    高周波回路
９１５    電源回路
９１７    アンテナ
９２０    メモリセルアレイ
９２１    列デコーダ
９２２    行デコーダ
９５１    抵抗
９５２    トランジスタ
９５３    トランジスタ
９５４    トランジスタ
９５５    トランジスタ
９５６    トランジスタ
９５７    トランジスタ
９５８    トランジスタ
９５９    トランジスタ
９６０    トランジスタ
９６１    トランジスタ
９６２    抵抗
９６３    インバータ
９６４    インバータ
９６５    トランスミッションゲート
９６６    トランジスタ
９６７    トランジスタ
９６８    トランジスタ
９６９    トランジスタ
９７０    トランジスタ
９７１    トランジスタ
９７２    トランジスタ
９７３    トランジスタ
９７４    トランジスタ
９７５    抵抗
９７６    高電位電源線
９７７    低電位電源線
１１００    金属酸化膜
１１０１    基板
１１０２    金属膜
１１０３    絶縁膜
１１０４    ＴＦＴ
１１０５    ポリシリコン膜
１１０６    ゲート電極
１１０７    ソース電極
１１０８    ドレイン電極
１１１０    電極
１１１１    アモルファスシリコン膜
１１１２    電極
１１１３    配線
１１１４    配線
１１１５    基板
１１１６    粘着材
１１１６ａ    水溶性樹脂
１１１６ｂ    部材
１１１７    基板
１１１８    接着材
１１１９    層間絶縁膜
１１５０    剥離体
１１５１    積層体
１２０２    絶縁膜
１２０５    ゲート絶縁膜
１２０６  層間絶縁膜
１２１１    ＴＦＴ
１２２１    電極
１２２２    電極
１２２３    電極
１２２５ｐ    ｐ型半導体層
１２２５ｉ    ｉ型半導体層
１２２５ｎ    ｎ型半導体層
１２２５    光電変換層
１２２７    保護膜
１２２７ａ    保護膜
１２２７ｂ    保護膜
１２３１    電極
１２３２    電極
１２３５    層間絶縁膜
１２４１    絶縁膜
１２４２    絶縁膜
１２４３    絶縁膜
１２５１    電極
１２５２    電極
１２５３    電極
１２５４    電極
１２５５    電極
１２５６    電極
１２５７  電極
１２５８    電極
１２６１    層間絶縁膜
１２６３    電極
１２６４    電極
１２６５    層間絶縁膜
１２６７    インターポーザ
１２６８    インターポーザ
１２７１  電極
１２７２  電極
１２８１    絶縁膜
１７０１    基板
１７０２    回路素子
１７０３    バッテリ
１７０５ａ    アンテナ回路
１７０５ｂ    アンテナ回路
１７０５ｃ    アンテナ回路
１７０６    送信機
１７０７    無線信号
７１０１    基板
７１０２    集電体薄膜
７１０３    負極活物質層
７１０４    固体電解質層
７１０５    正極活物質層
７１０６    集電体薄膜
【図１】
2008135721.tif 000003
【図２】
2008135721.tif 000004
【図３】
2008135721.tif 000005
【図４】
2008135721.tif 000006
【図５】
2008135721.tif 000007
【図６】
2008135721.tif 000008
【図７】
2008135721.tif 000009
【図８】
2008135721.tif 000010
【図９】
2008135721.tif 000011
【図１０】
2008135721.tif 000012
【図１１】
2008135721.tif 000013
【図１２】
2008135721.tif 000014
【図１３】
2008135721.tif 000015
【図１４】
2008135721.tif 000016
【図１５】
2008135721.tif 000017
【図１６】
2008135721.tif 000018
【図１７】
2008135721.tif 000019
【図１８】
2008135721.tif 000020
【図１９】
2008135721.tif 000021
【図２０】
2008135721.tif 000022
【図２１】
2008135721.tif 000023
【図２２】
2008135721.tif 000024
【図２３】
2008135721.tif 000025
【図２４】
2008135721.tif 000026
【図２５】
2008135721.tif 000027
【図２６】
2008135721.tif 000028
【図２７】
2008135721.tif 000029
【図２８】
2008135721.tif 000030
【図２９】
2008135721.tif 000031
【図３０】
2008135721.tif 000032
【図３１】
2008135721.tif 000033
【図３２】
2008135721.tif 000034
【図３３】
2008135721.tif 000035
【図３４】
2008135721.tif 000036
【図３５】
2008135721.tif 000037
【図３６】
2008135721.tif 000038
【図３７】
2008135721.tif 000039
【図３８】
2008135721.tif 000040
【図３９】
2008135721.tif 000041
【図４０】
2008135721.tif 000042
【図４１】
2008135721.tif 000043
【図４２】
2008135721.tif 000044
【図４３】
2008135721.tif 000045
【図４４】
2008135721.tif 000046
【図４５】
2008135721.tif 000047
【図４６】
2008135721.tif 000048
【図４７】
2008135721.tif 000049
【図４８】
2008135721.tif 000050
【図４９】
2008135721.tif 000051
【図５０】
2008135721.tif 000052
【図５１】
2008135721.tif 000053
【図５２】
2008135721.tif 000054
【図５３】
2008135721.tif 000055
【図５４】
2008135721.tif 000056
【図５５】
2008135721.tif 000057
【図５６】
2008135721.tif 000058
【図５７】
2008135721.tif 000059
【図５８】
2008135721.tif 000060