(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面上に形成された第１の電極及び第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間にカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に、一導電型を有する第１の半導体膜と、第２の半導体膜と、前記第１の半導体膜とは逆の導電型を有する第３の半導体膜とを有する光電変換層とを有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記第１の電極と接しており、
前記第１の電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部、前記カラーフィルタの一方の端部、及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり、
前記第２の電極は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり、
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の半導体膜は前記オーバーコート層に接して設けられ、
前記第２の半導体膜は前記第１の半導体膜に接して設けられ、
前記第３の半導体膜は前記第２の半導体膜に接して設けられ、
前記第１の電極と前記第１の半導体膜は電気的に接していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記絶縁表面とは基板表面であり、
前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記絶縁表面とは、基板上に設けられた絶縁膜の表面であり、
前記絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のうちのいずれか１つであることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
基板上に形成された遮光層と、
前記遮光層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成された電極と、
前記絶縁膜上に形成され、前記電極に一部が接するカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に一導電型を有する第１の半導体膜と、第２の半導体膜と、前記第１の半導体膜とは逆の導電型を有する第３の半導体膜とを有する光電変換層とを有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記電極と接しており、
前記電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部、前記カラーフィルタの一方の端部、及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり、
前記遮光層は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり、
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
基板上に形成された第１及び第２の遮光層と、
前記第１及び第２の遮光層上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記電極に一部が接するカラーフィルタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に一導電型を有する第１の半導体膜と、第２の半導体膜と、前記第１の半導体膜とは逆の導電型を有する第３の半導体膜とを有する光電変換層とを有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記電極と接しており、
前記電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部、前記カラーフィルタの一方の端部、及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり、
前記第１の遮光層は、少なくとも前記薄膜トランジスタと重なり、
前記第２の遮光層は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり、
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の遮光層は、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル部と重なることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１項において、
前記第１の半導体膜は前記オーバーコート層に接して設けられ、
前記第２の半導体膜は前記第１の半導体膜に接して設けられ、
前記第３の半導体膜は前記第２の半導体膜に接して設けられ、
前記電極と前記第１の半導体膜は電気的に接していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
基板上に形成された第１及び第２の遮光層、前記第１及び第２の遮光層に接するカラーフィルタ、及び薄膜トランジスタと、
前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、
前記第１及び第２の遮光層、前記カラーフィルタ、及び前記薄膜トランジスタを覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された電極と、
前記層間絶縁膜上に形成され、前記電極に一部が接する光電変換層とを有し、
前記光電変換層は、一導電型を有する第１の半導体膜、第２の半導体膜、及び前記第１の半導体膜とは逆の導電型を有する第３の半導体膜を有し、
前記光電変換層の一方の端部は、前記電極と接しており、
前記電極は、少なくとも、前記光電変換層の一方の端部と重なり、
前記第１の遮光層は、少なくとも、前記カラーフィルタの一方の端部及び前記オーバーコート層の一方の端部と重なり、
前記第２の遮光層は、少なくとも、前記光電変換層の他方の端部、前記カラーフィルタの他方の端部、及び前記オーバーコート層の他方の端部と重なり、
前記カラーフィルタの他方の端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の半導体膜は前記層間絶縁膜に接して設けられ、
前記第２の半導体膜は前記第１の半導体膜に接して設けられ、
前記第３の半導体膜は前記第２の半導体膜に接して設けられることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項５乃至１０のいずれか１項において、
前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項において、
前記光電変換層の一方の端部及び他方の端部は、前記カラーフィルタの一方の端部及び他方の端部より外側にあることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項において、
前記オーバーコート層は、有機樹脂絶縁材料を含む層、無機絶縁材料を含む層、又は、有機絶縁材料と無機絶縁材料とを含む層であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記有機樹脂絶縁材料は、アクリル又はポリイミドであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１３において、
前記無機絶縁材料は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、又は、酸素を含む窒化珪素のいずれか１つであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項において、
前記第１の半導体膜、前記第２の半導体膜、及び、前記第３の半導体膜のそれぞれは、アモルファス半導体膜、又は、セミアモルファス半導体膜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】
本発明は受光した光を電気信号に出力する光電変換装置、及び光電変換装置を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波の検知に使われる光電変換装置として、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とも呼ばれている。その中で、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光線領域に感度を持つものは可視光センサとも呼ばれ、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
カラーセンサを単結晶珪素（単結晶シリコン（Ｓｉ））を用いて作製する場合、単結晶珪素基板の表面側で受光するため、カラーフィルタは基板の最表面に設置される。また、単結晶珪素を用いたカラーセンサは、赤外線カットフィルタを用いて赤外線の吸収を防ぎ、所望の分光感度を持つように作製されていることが多い。
【０００４】
一方、非晶質珪素（アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ））を用いてセンサを作製する場合、基板上に非晶質珪素膜を成膜できるため、基板表面側からだけでなく、光を基板側から入射させることができる。すなわち基板を透過させてセンサに受光させることができるので、効率的に光の導入ができる。そのため、取り出し電極を光の入射面と別の面に設置でき、センサの小型化を行いやすい。また、非晶質珪素膜は赤外光を吸収しにくいため、赤外線カットフィルタを設ける必要がない。ただし非晶質珪素膜を用いてカラーセンサを作製する場合は、非晶質珪素膜で形成された光電変換層と基板の間にカラーフィルタを設置している。
【特許文献１】特開２００５−１２９９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カラーセンサを作製する際に用いられるカラーフィルタには、銅（Ｃｕ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）などの金属汚染を引き起こす物質が含まれている。センサの光電変換層やトランジスタにこのような物質が混入しないよう、汚染防止をする必要がある。
【０００６】
本発明では、光電変換層やトランジスタにこのような汚染物質を混入させず、分光感度特性がよく、かつ出力電流にばらつきのない光電変換装置を得ることを課題とする。さらにこのような光電変換装置を有する半導体装置において、信頼性の高い半導体装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
カラーフィルタを設けた光電変換装置においては、オーバーコート層を設けることで汚染防止の対策を行うことができる。
【０００８】
しかし、その後の工程において、オーバーコート層がエッチングなどで消失した場合、汚染物質が光電変換層に拡散する可能性がある。
【０００９】
また、汚染物質の拡散を防ぐために、光電変換層の内側の領域にのみカラーフィルタを設置し、その上にオーバーコート層を形成した場合、オーバーコート層端部と光電変換層端部の間において、カラーフィルタを通過しない光が入射してしまう。このような光でもセンシングされてしまうので、光電変換装置の分光感度特性が悪くなる。
【００１０】
また、カラーセンサはその使用用途から特にばらつきを抑える必要があるが、光電変換層として非晶質珪素膜が印刷法を用いたパターンで作製される場合、非晶質珪素膜の面積がばらつきやすく、出力値のばらつきの要因となってしまう。
【００１１】
本発明では、非晶質珪素膜の光電変換層と基板の間に、金属などで遮光層を設け、光電変換層端部付近のみを遮光層で隠す。遮光層の作製には、印刷法よりもデザインルールが細かいフォトリソグラフィーなどで作製することで、フォトリソのばらつきのレベルに入射光のばらつきを抑えることができる。
【００１２】
また、本発明においてカラーフィルタは、少なくとも光が透過する領域の全て及び光電変換層端部より内側に設置されてもよい。またカラーフィルタを覆ってオーバーコート層が形成される。このオーバーコート層は、少なくとも光電変換層の電極との接触部を除いた下面全てと接触するように形成される。これにより、光電変換層である非晶質珪素膜のエッチング工程の際、もしくはそれ以降の工程において、オーバーエッチングによりオーバーコート層がエッチングされてしまっても、カラーフィルタはオーバーコート層に覆われた状態を保つことができるため、汚染を防ぐことができる。
【００１３】
また必要であればオーバーコート層上にパッシベーション膜を形成して、光電変換層への汚染物質混入を抑制してもよい。また、カラーフィルタとトランジスタのゲート絶縁膜の間にパッシべーション膜を形成して、トランジスタへの汚染物質混入を抑制しても良い。パッシベーション膜は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、又は、酸素を含む窒化珪素を用いて形成すればよい。
【００１４】
本発明は、遮光層と、一導電型の第１の半導体層と、第２の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第３の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも光電変換層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものとである。
【００１５】
本発明は、薄膜トランジスタと、遮光層と、一導電型の第１の半導体層と、第２の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第３の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも光電変換層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものである。
【００１６】
本発明において、前記遮光層は、導電性を有しており、前記第１の電極と前記第１の半導体層は電気的に接しているものである。
【００１７】
本発明において、前記遮光層は、導電性と有しており、前記遮光層と前記光電変換層は、間に形成されている絶縁材料により接していないものである。
【００１８】
本発明において、前記遮光層は、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル部を遮光しているものである。
【００１９】
本発明は、遮光層と、カラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型の第１の半導体層と、第２の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第３の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも、光電変換層の端部、カラーフィルタの端部、及び、オーバーコート層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものである。
【００２０】
本発明は、薄膜トランジスタと、遮光層と、カラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆うオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型の第１の半導体層と、第２の半導体層と、一導電型と逆の導電型の第３の半導体層を含む光電変換層を有し、遮光層は、少なくとも、光電変換層の端部、カラーフィルタの端部、及び、オーバーコート層の端部を遮光していることを特徴とする光電変換装置に関するものである。
【００２１】
本発明において、前記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と前記カラーフィルタの間には、パッシベーション層を有するものである。
【００２２】
本発明において、前記パッシベーション層は、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のいずれか１つである。
【００２３】
本発明において、前記遮光層は、前記薄膜トランジスタの少なくともチャネル部を遮光しているものである。
【００２４】
本発明において、前記光電変換層の端部は、前記カラーフィルタの端部より外側にあるものである。
【００２５】
本発明において、前記オーバーコート層の端部は、前記光電変換層の端部より外側にあるものである。
【００２６】
本発明において、前記遮光層は、導電性を有しており、前記遮光層と前記第１の半導体層は電気的に接しているものである。
【００２７】
本発明において、前記遮光層は、導電性を有しており、前記遮光層と前記光電変換層は、間に形成されている絶縁材料により接していないものである。
【００２８】
本発明において、前記オーバーコート層は、有機樹脂絶縁材料、無機絶縁材料、又は、有機絶縁材料と無機絶縁材料の積層である。
【００２９】
本発明において、前記有機樹脂絶縁材料は、アクリル、又は、ポリイミドであることを特徴とする光電変換装置。
【００３０】
本発明において、前記無機絶縁材料は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素、又は、酸素を含む窒化珪素のいずれか１つである。
【００３１】
本発明において、前記第１の半導体層、第２の半導体層、及び、第３の半導体層のそれぞれは、アモルファス半導体層、又は、セミアモルファス半導体層であるものである。
【００３２】
本発明は、絶縁表面上に、第１の電極と第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間にカラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆ってオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型を有する第１の半導体膜と、第２の半導体膜と、前記第１の半導体膜とは逆の導電型を有する第３の半導体膜とを有する光電変換層と、前記光電変換層の一方の端部は、前記第１の電極と接しており、前記カラーフィルタの端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする光電変換装置に関するものである。
【００３３】
本発明において、前記絶縁表面とは基板の表面であり、前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であるものである。
【００３４】
本発明において、前記絶縁表面とは、基板上に設けられた絶縁膜の表面であり、前記絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜のうちのいずれか１つであるものである。
【００３５】
本発明は、基板上に、活性層、ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの活性層、ゲート絶縁膜、ゲート電極を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成された、第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極と第２の電極との間にカラーフィルタと、前記カラーフィルタを覆ってオーバーコート層と、前記オーバーコート層上に、一導電型を有する第１の半導体膜と、第２の半導体膜と、前記第１の半導体膜とは逆の導電型を有する第３の半導体膜とを有する光電変換層と、前記光電変換層の一方の端部は、前記第１の電極と接しており、前記カラーフィルタの端部は、前記光電変換層の他方の端部より内側にあることを特徴とする半導体装置に関するものである。
【００３６】
本発明において、前記基板は、透光性を有するガラス基板または可撓性基板であるものである。
【００３７】
本発明において、前記オーバーコート層は、透光性のある有機樹脂絶縁材料であるものである。
【００３８】
本発明において、前記透光性のある有機樹脂絶縁材料は、アクリルまたはポリイミドであるものである。
【００３９】
本発明において前記オーバーコート層は、透光性のある無機絶縁材料であるものである。
【００４０】
本発明において、前記透光性のある無機絶縁材料は、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素のいずれか１つであるものである。
【００４１】
本発明において、前記第１乃至第３の半導体膜のそれぞれは、アモルファス半導体膜またはセミアモルファス半導体膜であるものである。
【００４２】
なお本明細書において、半導体装置とは、半導体を利用することで機能する素子及び装置全般を指し、液晶表示装置等を含む電気光学装置およびその電気光学装置を搭載した電子機器をその範疇とする。すなわち本明細書では光電変換装置も半導体装置の範疇であるともいえる。
【発明の効果】
【００４３】
入射光を下層電極で遮光することにより、フォトダイオードに入射する光のばらつきを抑え、結果として、出力電流のばらつきを減らすことができる。
【００４４】
プロセス中において、オーバーエッチングが発生した場合も、カラーフィルタ汚染を防ぐことができ、更に、よい分光感度が得られるため、素子特性の向上ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に本発明の実施の形態について説明する。ただし本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【００４６】
［実施の形態１］
本実施の形態を、図１、図２（Ａ）〜図２（Ｂ）、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）、図４（Ａ）〜図４（Ｂ）、図５（Ａ）〜図５（Ｂ）、図６、図７、図８（Ａ）〜図８（Ｂ）、図９（Ａ）〜図９（Ｂ）、図１２、並びに図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）を用いて説明する。
【００４７】
ただし本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
【００４８】
図６に本発明の光電変換装置の断面図を示す。本発明の光電変換装置は、絶縁表面１００上に、電極１０１及び電極１０２、電極１０１及び電極１０２の間に形成されたカラーフィルタ１０３、カラーフィルタ１０３を覆うように形成されたオーバーコート層１０４、オーバーコート層１０４上に形成され、電極１０１に部分的に接触することにより電気的に接続される光電変換層１０５を有している。
【００４９】
絶縁表面１００は基板表面でもよいし、後述するように基板上に設けられた絶縁膜表面でも構わない。基板を用いるときは、透光性を有する、ガラス基板や、可撓性基板を用いてもよい。基板上に設けられた絶縁膜を用いる場合は、基板及び絶縁膜が透光性を有していることが好ましい。このような絶縁膜としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜、酸素を含む窒化珪素膜が挙げられる。
【００５０】
なお、光電変換層１０５への光が絶縁表面１００側から入射する場合、絶縁表面１００を構成する材料、例えば、基板や絶縁膜は光の透過率が高いことが望ましい。また、絶縁表面１００を構成する材料に可視光の範囲の波長に対して、透過波長の選択性を持たせることで、特定の波長範囲に感度を持つ光センサとすることもできる。
【００５１】
また、電極１０１及び電極１０２として、チタン（Ｔｉ）を用いる。電極１０１及び電極１０２は導電性があればよく、単層膜でも積層膜でもよい。ただし電極１０１及び電極１０２は光電変換層１０５に対する遮光膜としても働くので、遮光性のある材料を用いる必要がある。
【００５２】
カラーフィルタ１０３を覆うオーバーコート層１０４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膜、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。また電極１０２は、カラーフィルタ１０３、絶縁材料を含むオーバーコート層１０４によって光電変換層１０５と接しない。
【００５３】
光電変換層１０５としては、一導電性を有する第１の半導体膜、第２の半導体膜、前記第１の半導体膜とは逆の導電性を有する第３の半導体膜を有する。例えば、本実施の形態では、光電変換層１０５として、ｐ型半導体膜１０５ｐ、ｉ型半導体膜（真性半導体層ともいう）１０５ｉ、ｎ型半導体膜１０５ｎを用いる。本実施の形態では、半導体膜としては珪素膜（シリコン膜）を用いる。半導体膜はアモルファスでもセミアモルファスでもよい。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。
【００５４】
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）膜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）を終端化す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。
【００５５】
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。
【００５６】
図６に示すように、本発明の光電変換装置は、電極１０２の端部１０６は、カラーフィルタ１０３の端部１０７の内側に位置している。カラーフィルタ１０３の端部１０７は、光電変換層１０５の端部１０８より内側に位置している。またカラーフィルタ１０３の端部１０７は、オーバーコート層１０４の端部１０９より内側に位置している。さらに、光電変換層１０５の端部１０８は、オーバーコート層１０４の端部１０９の内側に位置していると望ましい。
【００５７】
光電変換層１０５の形成のためのエッチング工程の際に、オーバーコート層１０４がオーバーエッチングにより必要以上に除去されてしまったとする（図７参照）。その結果端部１０９がより内側に移動してしまったとしても、端部１０９が光電変換層１０５の端部１０８より内側にいくことはない。そのためカラーフィルタ１０３の端部１０７は、オーバーエッチされてしまったオーバーコート層１０４の端部１０９より、なお内側にあるのでカラーフィルタ１０３はオーバーコート層に覆われた状態を保つことができる。
【００５８】
ここで電極１０２を設けない構造を有する光電変換装置（図８（Ａ）〜図８（Ｂ）及び図９（Ａ）〜図９（Ｂ）参照）と、本実施の形態の光電変換装置（図６）を比較する。
【００５９】
図８（Ａ）は光電変換装置の作製途中の構造を示している。図８（Ａ）においては、絶縁表面１００１上に、電極１００２、電極１００２の一部に重なるカラーフィルタ１００３、カラーフィルタ１００３を覆うように形成されたオーバーコート層１００４が形成されている。そして電極１００２及びオーバーコート層１００４上には、ｐ型半導体膜１００５ｐ、ｉ型半導体膜１００５ｉ及びｎ型半導体膜１００５ｎからなる半導体膜１００５が形成されている。
【００６０】
半導体膜１００５をエッチングして、ｐ型半導体膜１０１５ｐ、ｉ型半導体膜１０１５ｉ及びｎ型半導体膜１０１５ｎを有する光電変換層１０１５を形成する。その際にオーバーコート層１００４をオーバーエッチングしてしまうと、図８（Ｂ）に示すように、カラーフィルタ１００３の一部の表面が露出してしまう。またオーバーコート層１０１４の端部がＷｏだけ内側になってしまう。
【００６１】
前述したようにカラーフィルタには金属汚染を引き起こす物質が含まれているので、カラーフィルタ１００３の表面が露出してしまうのは、光電変換装置の特性に悪影響を与える恐れがある。
【００６２】
これを避けるために、オーバーコート層と光電変換層が形成される領域の内部に、カラーフィルタを形成した例を、図９（Ａ）〜図９（Ｂ）に示す。
【００６３】
図９（Ａ）では、絶縁表面１０２１上に電極１０２２、カラーフィルタ１０２３、カラーフィルタ１０２３を覆ってオーバーコート層１０２４、電極１０２２に一部接触することで電気的に接続されている光電変換層１０２５が形成されている。光電変換層１０２５は、ｐ型半導体膜１０２５ｐ、ｉ型半導体層１０２５ｉ及びｎ型半導体膜１０２５ｎを有している。
【００６４】
図９（Ａ）に示す光電変換装置のオーバーコート層１０２４が、オーバーエッチングされてしまった構成を、図９（Ｂ）に示す。図９（Ｂ）の光電変換装置では、カラーフィルタ１０２３の端部が光電変換層１０２５の端部よりも内側にあるので、カラーフィルタ１０２３はオーバーコート層１０３４に覆われた状態を維持することができる。
【００６５】
ただし、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す構成では、オーバーコート層１０２４及び１０３４の端部から、光がカラーフィルタ１０２３を通過しないで光電変換層１０２５に入射してしまう恐れがある。そのためカラーフィルタ１０２３を通過しない光を光電変換層１０２５がセンシングしてしまい、分光感度特性が悪くなってしまう恐れがある。
【００６６】
一方、図６に示す光電変換装置では、オーバーコート層１０４の端部に電極１０２が形成されているため、外からの光は遮断され、電極１０２は遮光膜としても働いてしている。すなわちオーバーコート層１０４の端部から光電変換層１０５に、カラーフィルタ１０３を通過しない光が入射することはない。
【００６７】
以上から、図６に示す光電変換装置は、オーバーコート層のオーバーエッチングされたとしても、カラーフィルタの露出を防ぐことができ、かつカラーフィルタを通過しない光が、遮光膜を設けたことでオーバーコート層の端部から光電変換層へ入射することも防ぐことができることがわかる。
【００６８】
次に本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製について、図１、図２（Ａ）〜図２（Ｂ）、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）、図４（Ａ）〜図４（Ｂ）、図５（Ａ）〜図５（Ｂ）、図１２、図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）を用いて説明する。
【００６９】
本実施の形態で示す半導体装置は、薄膜トランジスタで構成される増幅回路と光電変換装置を同一基板上に一体形成している。図１２にその構成の一例を回路図で示す。
【００７０】
半導体装置１４１は、光電変換装置１４３の出力を増幅する増幅回路１４２を備えている。増幅回路１４２としてはさまざまな回路構成を適用することができるが、本実施の形態では薄膜トランジスタ１４４と薄膜トランジスタ１４５で増幅回路１４２であるカレントミラー回路を構成している。薄膜トランジスタ１４４及び１４５のソース端子またはドレイン端子の一方は外部電源端子１４７に接続されており、定電圧、例えば接地電圧に保たれている。。薄膜トランジスタ１４５のドレイン端子は出力端子１４６に接続されている。光電変換装置１４３は、以下に示すとおりである。光電変換装置１４３としてフォトダイオードを用いた場合、その陽極（ｐ層側）は薄膜トランジスタ１４４のドレイン端子と接続し、陰極（ｎ層側）は出力端子１４６と接続している。
【００７１】
光電変換装置１４３に光が照射されると、陰極（ｎ層側）から陽極（ｐ層側）に光電流が流れる。これによって、増幅回路１４２の薄膜トランジスタ１４４に電流が流れ、その電流を流すのに必要な電圧がゲートに発生する。薄膜トランジスタ１４５のゲート長Ｌ、チャネル幅Ｗが薄膜トランジスタ１４４と等しければ飽和領域において、薄膜トランジスタ１４４と薄膜トランジスタ１４５のゲート電圧が等しいため同じ電流が流れる。もし出力電流を増幅したい場合は、薄膜トランジスタ１４５として、ｎ個の薄膜トランジスタを並列接続すれば良い。その場合、並列した数（ｎ個）に比例して増幅された電流を得ることができる。
【００７２】
なお、図１２はｎチャネル型の薄膜トランジスタを用いた場合について示しているが、ｐチャネル型の薄膜トランジスタを用いても同様の機能を有する光電変換装置を形成することができる。
【００７３】
以下に本実施の形態の半導体装置の作製工程を示す。
【００７４】
まず基板２０１上に下地膜２０２を形成し、さらに薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ））２１１及び２１２を形成する。基板２０１は透光性を有する材料であればよく、例えば透光性を有する、ガラス基板や可撓性基板が用いられる。薄膜トランジスタ２１１は、ソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を有する活性層、ゲート絶縁膜、ソース電極またはドレイン電極２２１を有している。同様に、薄膜トランジスタ２１２は、ソース領域、ドレイン領域、チャネル形成領域を有する活性層、ゲート絶縁膜、ソース電極またはドレイン電極２２２を有している。
【００７５】
なお薄膜トランジスタ２１１及び２１２の活性層はそれぞれ、低濃度ドレイン（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ（ＬＤＤ））領域を設けてもよい。ＬＤＤ領域とは、チャネル形成領域と、高濃度に不純物元素を添加して形成するソース領域またはドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域のことであり、ＬＤＤ領域を設けると、ドレイン領域近傍の電界を緩和してホットキャリア注入による劣化を防ぐという効果がある。また、ホットキャリアによるオン電流値の劣化を防ぐため、薄膜トランジスタ２１１を、ゲート絶縁膜を介してＬＤＤ領域をゲート電極と重ねて配置させた構造（本明細書では「ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ−ｄｒａｉｎ  Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ＬＤＤ）構造」と呼ぶ）としてもよい。
【００７６】
またＬＤＤ領域を形成するためのサイドウォールをゲート電極の側面に形成してもよい。
【００７７】
薄膜トランジスタ２１１及び２１２の活性層、ゲート絶縁膜、ゲート電極を覆って、層間絶縁膜２０３を形成する。層間絶縁膜２０３は、薄膜トランジスタ２１１及び２１２の活性層の水素化効果、及びパッシベーション膜としてカラーフィルタからの金属汚染防止のため、窒化珪素膜で形成することが好ましい。また層間絶縁膜２０３上に形成される層間絶縁膜２０４は、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て形成する。
【００７８】
薄膜トランジスタ２１１のソース電極またはドレイン電極２２１、及び、薄膜トランジスタ２１２のソース電極またはドレイン電極２２２は、層間絶縁膜２０４上に形成され、それぞれ薄膜トランジスタの活性層に電気的に接続されている。
【００７９】
また電極１１５、電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２、電極１１６も、層間絶縁膜２０４上に、ソース電極またはドレイン電極２２１及び２２２と同様の作製工程で形成される。
【００８０】
本実施の形態では、ソース電極またはドレイン電極２２１及び２２２、電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２、電極１１５、電極１１６は、以下の工程により形成される。
【００８１】
まず層間絶縁膜２０４上に、スパッタ法を用いて導電膜、本実施の形態ではチタン（Ｔｉ）を４００ｎｍ成膜する。電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２を形成する導電膜は導電性材料であればよいが、後に形成する光電変換層（代表的にはアモルファスシリコン）と反応して合金になりにくい導電性の金属膜を用いることが望ましい。チタン（Ｔｉ）以外には、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等を用いてもよい。
【００８２】
次に、導電膜をエッチングしてソース電極またはドレイン電極２２１及び２２２、電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２、電極１１５、電極１１６を形成するのだが、電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２については特に、それぞれの端部がテーパ形状になるように導電膜をエッチングする。
【００８３】
このとき、電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２のテーパー角は８０度以下、望ましくは４５度以下になるように形成する。これにより、後に形成する光電変換層のカバレッジがよくなり、信頼性向上ができる（図２（Ａ）参照）。また、後に形成する光電変換層と接する部分について、電極１０１、電極１０２、電極１２１、電極１２２の平面形状は、頂点の角度が９０度より大きく、望ましくは、角が無い形状となるように形成する。
【００８４】
次に、層間絶縁膜２０４上の電極１０１と電極１０２との間に、カラーフィルタ１０３を形成する（図２（Ｂ）参照）
【００８５】
さらに、層間絶縁膜２０４上の電極１２１と電極１２２との間に、カラーフィルタ１２３を形成する（図３（Ａ）参照）。
【００８６】
なお可視光を色分離して検出するために、カラーフィルタ１２３には、赤色光に対応する赤色カラーフィルタ１２３Ｒ、緑色光に対応する緑色カラーフィルタ１２３Ｇ、青色光に対応する青色カラーフィルタ１２３Ｂが形成されている。ただし単色光を読み取る光電変換装置を作製するなら、カラーフィルタ１２３は単色カラーフィルタでよい。
【００８７】
カラーフィルタは、原材料を塗布し、露光、現像、焼成によって作製される。
【００８８】
次いでカラーフィルタ１０３を覆うオーバーコート層１０４、及びカラーフィルタ１２３を覆うオーバーコート層１２４を形成する（図３（Ｂ）参照）。
【００８９】
カラーフィルタ１０３を覆うオーバーコート層１０４、並びにカラーフィルタ１２３を覆うオーバーコート層１２４はそれぞれ、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ることも可能である。
【００９０】
オーバーコート層１０４の端部は、それぞれ電極１０１及び電極１０２の端部の内側に位置しており、基板２０１側からの光がオーバーコート層１０４の端部に入射することはない。またオーバーコート層１２４もオーバーコート層１０４と同様に、端部への光は電極１２１及び電極１２２で遮蔽される。
【００９１】
本実施の形態では、電極１２１、電極１２２で遮光しているが、薄膜トランジスタのゲート電極で遮光してもよい。また、図１９に示すように、薄膜トランジスタと基板の間に遮光層２１６、基板と光電変換装置１１１及び１１２の間に遮光層２１７〜２２０を設置してもよいが、光電変換層の端部を遮光すると同時に、薄膜トランジスタを遮光するように設置することで、薄膜トランジスタの信頼性向上も可能となる。なお遮光層２１６〜２２０は電極１０１及び電極１０２と同様の材料を用いて形成することができる。
【００９２】
次いでオーバーコート層１０４及びオーバーコート層１２４上に光電変換層を形成する。ここでは説明を簡便化するためにオーバーコート層１０４上の光電変換層１０５の作製工程について説明するが、オーバーコート層１２４上に光電変換層も同様に形成される。
【００９３】
また前述のように、可視光を色分離して検出するために、カラーフィルタ１２３を、ＲＧＢそれぞれに対応させてカラーフィルタ１２３Ｒ、カラーフィルタ１２３Ｇ、カラーフィルタ１２３Ｂを形成させる場合、光電変換層も各カラーフィルタに対応させて形成する。すなわち、ＲＧＢ用の光電変換層３つに対して、それぞれに対応するＲＧＢのカラーフィルタが形成されている、それらが１つのユニットとして数えられることができる。
【００９４】
オーバーコート層１０４上に、ｐ型半導体膜１０５ｐを形成する。本実施の形態ではｐ型半導体膜１０５ｐとして、例えばｐ型アモルファス半導体膜を形成する。ｐ型アモルファス半導体膜として、周期表第１３族の不純物元素、例えばボロン（Ｂ）を含んだアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜する。
【００９５】
ｐ型半導体膜１０５ｐを形成したら、さらに導電型を付与する不純物を含まない半導体膜（真性半導体膜、またはｉ型半導体膜という）１０５ｉ及びｎ型半導体膜１０５ｎを順に形成する。本実施の形態では、ｐ型半導体膜１０５ｐを１０〜５０ｎｍ、ｉ型半導体膜１０５ｉを２００〜１０００ｎｍ、ｎ型半導体膜１０５ｎを２０〜２００ｎｍの膜厚で形成する（図１参照）。以上のようにして、光電変換装置１１１及び１１２が作製される。
【００９６】
ｉ型半導体膜１０５ｉとしては、例えばプラズマＣＶＤ法でアモルファスシリコン膜を形成すればよい。またｎ型半導体膜１０５ｎとしては、１５属の不純物元素、例えばリン（Ｐ）を含むアモルファスシリコン膜を形成してもよいし、アモルファスシリコン膜を形成後、１５属の不純物元素を導入してもよい。
【００９７】
なおｐ型半導体膜１０５ｐ、ｉ型半導体膜１０５ｉ及びｎ型半導体膜１０５ｎは、逆の順番で積層されていてもよく、すなわちｎ型半導体膜、ｉ型半導体膜及びｐ型半導体膜の順で積層してもよい。
【００９８】
またｐ型半導体膜１０５ｐ、ｉ型半導体膜１０５ｉ及びｎ型半導体膜１０５ｎとして、アモルファス半導体膜だけではなく、セミアモルファス半導体膜を用いてもよい。
【００９９】
ｐ型半導体膜１０５ｐ、ｉ型半導体膜１０５ｉ及びｎ型半導体膜１０５ｎ、特に最下層のｐ型半導体膜１０５ｐの一方の端部は、電極１０１に電気的に接続されている。一方、ｐ型半導体膜１０５ｐの他方の端部はオーバーコート層１２４上にあり、電極１０２とは絶縁されている。電極１０２で遮光された光がカラーフィルタ１２３を通過するので、電極１０２は光電変換層１０５に光が達せるのを抑制する遮光膜としての機能も有している。
【０１００】
なお図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）および図１では、本実施の形態の光電変換装置の断面図について説明したが、図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）では、それぞれに対応する上面図の例を示す。
【０１０１】
図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）中、Ａ−Ａ’の断面図が図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）および図１である。図２（Ａ）では、遮光層として働く電極１０１及び電極１０２は分断されているかのように示されているが、図１８（Ａ）に示すように連続した導電層から形成されていてもよい。
【０１０２】
また図１８（Ｄ）において、光電変換層１０５は、最上層のｎ型半導体膜１０５ｎしか示していないが、ｉ型半導体膜１０５ｉ及びｐ型半導体膜１０５ｐはｎ型半導体膜１０５ｎの下に形成されている。
【０１０３】
次に、全面を覆って絶縁膜１５１をスクリーン印刷法、もしくはインクジェット法で形成する。本実施の形態では、絶縁膜１５１としてエポキシ樹脂を用いたが、他の感光性樹脂を用いてもよい（図４（Ａ）参照）。
【０１０４】
次いで絶縁膜１５１上に、電極１１５に電気的に接続される電極１５３を形成する。同様に絶縁膜１５１上に、光電変換装置１１１の光電変換層１０５の最上層（ここではｎ型半導体膜１０５ｎ）に接し、光電変換装置１１２の光電変換層の最上層に接し、電極１１６に電気的に接続される電極１５５が形成される（図４（Ｂ）参照）。
【０１０５】
電極１５３及び電極１５５は、チタン（Ｔｉ）をスパッタリング及びフォトリソを用いて形成される。また電極１５３及び電極１５５はスクリーン印刷法で形成してもよい。スクリーン印刷の場合は、電極１５３及び電極１５５はそれぞれ、後の工程で設けられる半田とのぬれ性向上と実装時の強度向上のため、チタン（Ｔｉ）単層、もしくはニッケル（Ｎｉ）と銅（Ｃｕ）の積層構造とする。
【０１０６】
次に封止樹脂として絶縁膜１６１を、絶縁膜１５１、電極１５３、電極１５５上にスクリーン印刷等形成する。絶縁膜１６１は絶縁膜１５１と同様の材料で形成すればよい。ただし絶縁膜１６１は、電極１５３の一部及び電極１５５の一部の上には形成されず、電極１５３及び電極１５５それぞれには、露出した領域が形成される（図５（Ａ）参照）。
【０１０７】
次いで絶縁膜１６１上に、電極１５３に電気的に接続される電極１６５と、電極１５５に電気的に接続される電極１６６が形成される。電極１６５及び電極１６６は半田電極であり、外部に対する出力電極としての機能を有する。
【０１０８】
以上、図６及び図７を用いて本発明の光電変換装置について説明し、さらに図８（Ａ）〜図８（Ｂ）及び図９（Ａ）〜図９（Ｂ）を用いて、本発明の光電変換装置の利点について説明した。さらに図１、図２（Ａ）〜図２（Ｂ）、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）、図４（Ａ）〜図４（Ｂ）、図５（Ａ）〜図５（Ｂ）を用いて、本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程について説明を行った。
【０１０９】
またさらに本実施の形態では、電極１０２、電極１２２で遮光しているが、薄膜トランジスタのゲート電極で遮光してもよい。また、図１９に示すように、薄膜トランジスタと基板の間に遮光層２１６を設置してもよいが、光電変換層の端部を遮光すると同時に、薄膜トランジスタを遮光するように設置することで、薄膜トランジスタの信頼性向上も可能となる。また基板と光電変換装置１１１の間に、遮光層２１６と同じ層に、光電変換装置１１１及び１１２の端部を遮光する遮光層２１７，２１８、２１９、２２０を形成してもよい。なお遮光層２１６〜２２０は電極１０１及び電極１０２と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１１０】
なお本実施の形態は、必要であれば他の実施の形態及び実施例と組み合わせることも可能である。
【０１１１】
［実施の形態２］
本実施の形態では、実施の形態１とは違う構成の半導体装置の例を示す。ただし実施の形態１と同じものは同じ符号を用い、特に言及しないものに関するものの説明は、実施の形態１を援用する。
【０１１２】
図１０に本実施の形態の光電変換装置を有する半導体装置の断面図を示す。図１０が図１と異なる点は、図１では層間絶縁膜２０４上に形成されていた電極１０２及び電極１２２が形成されないことである。電極１０２及び電極１２２の代わりに、下地膜２０２上に、薄膜トランジスタ２１１及び２１２と同様の材料及び同様の工程で形成された、遮光膜として機能する電極１１３及び遮光膜として機能する電極１１４が形成される。遮光膜として機能する電極１１３及び１１４は、層間絶縁膜２１３及び層間絶縁膜２０４に覆われている。
【０１１３】
遮光膜として機能する電極１１３は光電変換装置１１１における、カラーフィルタ１０３を通過せずオーバーコート層１０４の端部から光電変換層１０５に入射しようとする光を、遮断することができる。また遮光膜として機能する電極１１４は光電変換装置１１２に対して同様の働きを行う。
【０１１４】
本実施の形態の光電変換装置も、オーバーコート層１０４の端部から迷光がカラーフィルタ１０３を介しないで光電変換層１０５に入射することを抑制できる。
【０１１５】
図１０では、カラーフィルタ及び光電変換装置は２つしか示していないが、可視光を色分離して検出する場合は、カラーフィルタ及び光電変換装置はＲＧＢ用に２つ設ける必要がある。また図１０において、光電変換装置１１１及び１１２に設けられるカラーフィルタは、それぞれ違う色のカラーフィルタである。ただし、単色の画像を読み取る際には、カラーフィルタを単色にしてもよい。
【０１１６】
本実施の形態では、電極１１３、電極１１４で遮光しているが、薄膜トランジスタのゲート電極で遮光してもよい。また、図２０に示すように、薄膜トランジスタと基板の間に遮光層２１６を設置してもよいが、光電変換層の端部を遮光すると同時に、薄膜トランジスタを遮光するように設置することで、薄膜トランジスタの信頼性向上も可能となる。なお遮光層２１６は電極１０１及び電極１０２と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１１７】
なお本実施の形態は、必要であれば他の実施の形態及び実施例のと組み合わせることも可能である。
【０１１８】
［実施の形態３］
本実施の形態では、図１０に示す構成にさらに、下地膜２０２と層間絶縁膜２０４との間にカラーフィルタ１３３を設けた構成について図１１及び図２１を用いて説明する。
【０１１９】
図１１では、可視光を色分離して検出する半導体装置で、カラーフィルタ１３３、遮光層である電極１１３、オーバーコート層１３５は、下地膜２０２上に形成されている。薄膜トランジスタ２１１及び２１２の活性層、ゲート電極、ゲート絶縁膜を覆っている層間絶縁膜２１３は、オーバーコート層１３５及び電極１１３を覆っている。同様に、層間絶縁膜２１３は、光電変換装置１１２の下に設けられ、下地膜２０２上に設けられた、カラーフィルタ１３４、遮光膜としても働く電極１１４、オーバーコート層１３６を覆っている。層間絶縁膜２１３上には、層間絶縁膜２０４が形成されており、薄膜トランジスタ２１１のソース電極またはドレイン電極２２１は、層間絶縁膜２０４上に形成され、層間絶縁膜２０４に形成されたコンタクトホールを介して、薄膜トランジスタ２１１及び２１２それぞれの活性層に接続されている。
【０１２０】
光電変換装置１１１において、ｐ型半導体膜１２５ｐ、ｉ型半導体膜１２５ｉ及びｎ型半導体膜１２５ｎを有する光電変換層１２５の一方の端部は電極１０１に接触されかつ電気的に接続されている。一方光電変換層１２５の他方の端部は、薄膜トランジスタのゲート電極と同様の材料及び作製工程で形成された電極１１３により、光電変換層１２５の端部に迷光が入射されるのを抑制することができる。なお光電変換装置１１２に対する電極１１４も同様の機能を有する。
【０１２１】
光電変換装置１１１及び１１２は、層間絶縁膜２０４によって、カラーフィルタ１３３から分離されている。層間絶縁膜２０４は、上記のように窒化珪素、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て形成する。
【０１２２】
図１１では、カラーフィルタ及び光電変換装置は２つしか示していないが、可視光を色分離して検出する場合は、カラーフィルタ及び光電変換装置はＲＧＢ用に３つ設ける必要がある。また図１１において、カラーフィルタ１３３及び１３４は、それぞれ違う色のカラーフィルタである。ただし、単色光を読み取る際には、図２１にような構成にしても構わない。図１１のカラーフィルタ１３３は単色のカラーフィルタである。
【実施例１】
【０１２３】
本実施例では、本発明の光電変換装置を様々な電子機器について応用した例を示す。具体例としては、コンピュータ、ディスプレイ、携帯電話機、テレビなどが挙げられる。それらについて図１３、図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）、図１５（Ａ）〜図１５（Ｂ）、図１６及び図１７を参照して説明する。
【０１２４】
図１３は携帯電話機であり、本体（Ａ）７０１、本体（Ｂ）７０２、筐体７０３、操作キー７０４、音声出力部７０５、音声入力部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があり、光電変換装置を含む半導体装置７１２が筐体７０３の内側に設けられている。
【０１２５】
半導体装置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、半導体装置７１２で得られる照度に合わせて操作キー７０４の照明制御を行ったりする。これにより携帯電話機の消費電流を抑えることができる。この半導体装置７１２を有することにより、携帯電話機の特性を向上させることができる。
【０１２６】
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に、携帯電話の別の例を示す。図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）において、本体７２１は、筐体７２２、表示パネル７２３、操作キー７２４、音声出力部７２５、音声入力部７２６、光電変換装置を含む半導体装置７２７及び７２８を含んでいる。
【０１２７】
図１４（Ａ）に示す携帯電話では、本体７２１に設けられた光電変換装置を有する半導体装置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。
【０１２８】
また図１４（Ｂ）に示す携帯電話では、図１４（Ａ）の構成に加えて、本体７２１の内部に光電変換装置を有する半導体装置７２８を設けている。光電変換装置を有する半導体装置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。
【０１２９】
図１３及び図１４では、携帯電話機に光電流を増幅して電圧出力として取り出す回路を備えた光電変換装置が用いられているので、回路基板に実装する部品点数を削減することができ、携帯電話機本体の小型化を図ることができる。
【０１３０】
図１５（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、ポインティングマウス７３６等を含む。
【０１３１】
また図１５（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。
【０１３２】
図１５（Ａ）のコンピュータに設けられる表示部７３３、及び図１５（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１６に示す。
【０１３３】
図１６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には光電変換装置を有する半導体装置７５４が形成されている。
【０１３４】
本発明を用いて作製された光電変換装置を有する半導体装置７５４はＲＧＢのＬＥＤバックライト７５３からの光量をＲＧＢそれぞれに対して感知して、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。具体的には、ＲＧＢそれぞれのＬＥＤの温度依存性が異なるので、ＲＧＢＬＥＤバックライトの光量を、それぞれ検知して、ＬＥＤのばらつきの補正を行い。またＬＥＤの劣化の補正を行うことにより、ホワイトバランスを調節する。
【０１３５】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、本発明の光電変換装置、または光電変換装置を有する半導体装置をカメラ、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１７（Ａ）は、デジタルカメラの前面方向から見た斜視図、図１７（Ｂ）は、後面方向から見た斜視図である。図１７（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。
【０１３６】
また、図１７（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。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が開く。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オンとオフを切り替える。
【０１３７】
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１７（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。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８０１が押下されてシャッターが開くと同時に補助光を照射する。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８０５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。
【０１３８】
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８０６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を沈銅させてコンパクトにする。なお、本実施例においては、鏡胴８０６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８０６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。
【０１３９】
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。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。
【０１４０】
本発明の光電変換装置を図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すカメラに組み込むと、光電変換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。また本発明の光電変換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。
【０１４１】
また本発明の光電変換装置は、上記に限定されるものではなく、光を検出する必要があるもの、例えばファクシミリ装置や自動販売機等に用いることが可能である。
【０１４２】
なお本実施例は、必要であれば実施の形態、実施例と組み合わせることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、バラツキが小さく、特性の向上した光電変換装置、及び光電変換装置を有する半導体装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。
【図２】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。
【図３】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。
【図４】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。
【図５】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の作製工程を示す図。
【図６】本発明の光電変換装置の断面図。
【図７】本発明の光電変換装置の断面図。
【図８】本発明の光電変換装置との比較図。
【図９】本発明の光電変換装置との比較図。
【図１０】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。
【図１１】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。
【図１２】本発明の光電変換装置を有する半導体装置回路図。
【図１３】本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。
【図１４】本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。
【図１５】本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。
【図１６】本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。
【図１７】本発明の光電変換装置を組み込んだ電気機器の例を示す図。
【図１８】本発明の光電変換装置の作製工程を示す上面図。
【図１９】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。
【図２０】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。
【図２１】本発明の光電変換装置を有する半導体装置の断面図。
【符号の説明】
【０１４５】
１００    絶縁表面
１０１    電極
１０２    電極
１０３    カラーフィルタ
１０４    オーバーコート層
１０５    光電変換層
１０５ｐ  ｐ型半導体膜
１０５ｉ  ｉ型半導体膜
１０５ｎ  ｎ型半導体膜
１０６    端部
１０７    端部
１０８    端部
１０９    端部
１１１    光電変換装置
１１２    光電変換装置
１１３    電極
１１４    電極
１１５    電極
１１６    電極
１２１    電極
１２２    電極
１２３    カラーフィルタ
１２３Ｒ    カラーフィルタ
１２３Ｇ    カラーフィルタ
１２３Ｂ    カラーフィルタ
１２４    オーバーコート層
１２５    光電変換層
１２５ｐ  ｐ型半導体膜
１２５ｉ  ｉ型半導体膜
１２５ｎ  ｎ型半導体膜
１３３    カラーフィルタ
１３４    カラーフィルタ
１３５    オーバーコート層
１３６    オーバーコート層
１４１    半導体装置
１４２    増幅回路
１４３    光電変換装置
１４４    薄膜トランジスタ
１４５    薄膜トランジスタ
１４６    端子
１４７    端子
１５１    絶縁膜
１５３    電極
１５５    電極
１６１    絶縁膜
１６５    電極
１６６    電極
２０１    基板
２０２    下地膜
２０３    層間絶縁膜
２０４    層間絶縁膜
２１１    薄膜トランジスタ
２１２    薄膜トランジスタ
２１３    層間絶縁膜
２２１    ソース電極またはドレイン電極
２２２    ソース電極またはドレイン電極
７０１    本体（Ａ）
７０２    本体（Ｂ）
７０３    筐体
７０４    操作キー
７０５    音声出力部
７０６    音声入力部
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    半導体装置
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    半導体装置
７２８    半導体装置
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    ポインティングマウス
７４１  筐体
７４２    支持台
７４３    表示部
７６１  筐体
７５１ａ  基板
７５１ｂ  基板
７５２    液晶層
７５５ａ  偏光フィルタ
７５５ｂ  偏光フィルタ
７５３    バックライト
７５４    半導体装置
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
１００１    絶縁表面
１００２    電極
１００３    カラーフィルタ
１００４    オーバーコート層
１００５    半導体膜
１００５ｐ  ｐ型半導体膜
１００５ｉ  ｉ型半導体膜
１００５ｎ  ｎ型半導体膜
１０１４    オーバーコート層
１０１５    光電変換層
１０１５ｐ  ｐ型半導体膜
１０１５ｉ  ｉ型半導体膜
１０１５ｎ  ｎ型半導体膜
１０２１    絶縁表面
１０２２    電極
１０２３    カラーフィルタ
１０２４    オーバーコート層
１０２５    光電変換層
１０２５ｐ  ｐ型半導体膜
１０２５ｉ  ｉ型半導体層
１０２５ｎ  ｎ型半導体膜
１０３４    オーバーコート層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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