專利名稱：光傳感器、半導(dǎo)體器件和液晶面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括薄膜二極管(Thin Film Diode :TFD)的光傳感器，該薄膜二極管具有至少包含η型區(qū)域和ρ型區(qū)域的半導(dǎo)體層。另外，本發(fā)明還涉及包括薄膜二極管和薄膜晶體管(Thin Film Transistor :TFT)的半導(dǎo)體器件。而且，本發(fā)明還涉及包括該半導(dǎo)體器件的液晶面板。
背景技術(shù)：
通過在顯示裝置中安裝包括薄膜二極管的光傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸傳感器功能。 在這樣的顯示裝置中，用手指、觸控筆觸碰顯示裝置的觀察者側(cè)的面(即，顯示面)會使從顯示面?zhèn)热肷涞墓獍l(fā)生變化，通過用光傳感器來檢測該入射光的變化，能夠進(jìn)行信息的輸入。在這樣的顯示裝置中，由于周圍的明亮度等的環(huán)境，用手指等接觸顯示面而引起的光的變化少。因此，存在有用光傳感器不能夠檢測出該光的變化的問題。在日本特開2008-287061號公報(bào)中，公開有在液晶顯示裝置中使用的半導(dǎo)體器件中，提高光傳感器的光檢測靈敏度的技術(shù)。對此，使用圖7進(jìn)行說明。該半導(dǎo)體器件包括在基板(有源矩陣基板)910上依次形成的絕緣層941、942、 943,944 ；薄膜二極管920 ；和薄膜晶體管930。薄膜二極管920是具有包括η型區(qū)域921η、 ρ型區(qū)域921ρ和低電阻區(qū)域921i的半導(dǎo)體層921的PIN型二極管。η型區(qū)域921η、ρ型區(qū)域921ρ分別與貫通絕緣層943、944的電極923a、92!3b連接。薄膜晶體管930具有包括溝道區(qū)域931c、作為源極區(qū)域的η型區(qū)域931a、作為漏極區(qū)域的η型區(qū)域931b的半導(dǎo)體層 931。在隔著絕緣層943與溝道區(qū)域931c相對的位置設(shè)置有柵極電極932。源極區(qū)域931a、 漏極區(qū)域931b分別與貫通絕緣層943、944的電極933a、93 連接。漏極區(qū)域931b通過電極93 與像素電極(未圖示)連接。薄膜二極管920受到從顯示面?zhèn)?圖7的紙面上側(cè))入射的光的光照。另一方面， 對基板910在與顯示面相反的一側(cè)(圖7的紙面下側(cè))配置有背光源(未圖示)，為了不使來自該背光源的光入射到薄膜二極管920，在薄膜二極管920與基板910之間設(shè)置有遮光層 990。遮光層990形成為沿著部分地除去絕緣層941而形成的凹部992的表面延伸。由于將凹部992形成為向上逐漸變寬的錐狀，因此在遮光層990形成沿著凹部992的傾斜面延伸的傾斜面991。遮光層990也具有作為反射層的功能。因此，從顯示面?zhèn)热肷?、未入射到薄膜二極管920而是入射到薄膜二極管920與遮光層990之間的光，在遮光層990被反射而入射到薄膜二極管920。在遮光層990形成的傾斜面991，將入射到傾斜面991的光反射向薄膜二極管920。在如圖7所示的半導(dǎo)體器件中，通過設(shè)置如上所述的遮光層990，能夠使從顯示面?zhèn)热肷涞墓飧嗟厝肷涞奖∧ざO管920。因此，能夠提高光檢測靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
但是，圖7所示的半導(dǎo)體器件存在以下問題。第一以薄膜二極管920不能夠得到充分的光檢測靈敏度。其理由如以下所述。薄膜二極管920的半導(dǎo)體層921與薄膜晶體管930的半導(dǎo)體層931同時(shí)形成。由此，半導(dǎo)體層921的膜厚度非常薄。因此，導(dǎo)致入射到半導(dǎo)體層921的光的一部分未被半導(dǎo)體層921吸收而通過。因此，在通過傾斜面991而使入射到薄膜二極管920與遮光層990之間的光反射向半導(dǎo)體層921時(shí)，反射向半導(dǎo)體層921的光的一部分有可能未被半導(dǎo)體層921 吸收而通過半導(dǎo)體層921。而且，傾斜面991只形成在遮光層990的端緣部附近。因此，在傾斜面991反射的光的大部分入射到薄膜二極管920的周邊部分。其結(jié)果是，入射到作為受光區(qū)域的低電阻區(qū)域921i的光很少。第二 有可能導(dǎo)致薄膜二極管920的電極923a與電極92 發(fā)生短路。其理由如以下所述。一般來說，電極923a、923b，通過在絕緣層944、943形成接觸孔，然后在該接觸孔內(nèi)堆疊金屬材料而形成。此處，接觸孔，在絕緣層944的表面通過干蝕刻(例如反應(yīng)性離子蝕刻(Reactive Ion Etching =RIE)法)以達(dá)到絕緣層943的程度為止的方式形成孔，此后通過進(jìn)行濕蝕刻(例如Buffer Hydrogen Fluoride :BHF)而形成。最后進(jìn)行濕蝕刻的原因是構(gòu)成絕緣層943的二氧化硅被進(jìn)行干蝕刻和濕蝕刻中的任意一種蝕刻，與此相對，構(gòu)成半導(dǎo)體層921的硅被進(jìn)行干蝕刻，幾乎不被進(jìn)行濕蝕刻。然而，干蝕刻的蝕刻深度的控制很難，有可能導(dǎo)致因干蝕刻而形成貫通半導(dǎo)體層921的孔。在這樣的情況下，因其后的濕蝕刻而導(dǎo)致絕緣層942被蝕刻，其結(jié)果是，導(dǎo)致形成到達(dá)遮光層990的接觸孔。此后，在接觸孔內(nèi)堆疊金屬材料時(shí)，將導(dǎo)致如圖8所示的電極923a和電極92 通過遮光層990發(fā)生短路。本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題而完成的，其目的在于即使薄膜二極管的半導(dǎo)體層的厚度薄，也能夠提高光利用效率并提高薄膜二極管的光檢測靈敏度。另外，本發(fā)明的目的還在于防止薄膜二極管的一對電極通過遮光層發(fā)生短路。本發(fā)明的光傳感器包括基板；設(shè)置在上述基板的一側(cè)且具有至少包含η型區(qū)域和P型區(qū)域的第一半導(dǎo)體層的薄膜二極管；和設(shè)置在上述基板與上述第一半導(dǎo)體層之間的遮光層。在上述遮光層的與上述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有氧化金屬層。在上述氧化金屬層的與上述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有凹凸。上述第一半導(dǎo)體層具有沿著上述氧化金屬層的上述凹凸的凹凸形狀。根據(jù)本發(fā)明，在氧化金屬層形成有凹凸。由此，入射到氧化金屬層的光，因氧化金屬層的凹凸而發(fā)生漫反射，入射到第一半導(dǎo)體層。第一半導(dǎo)體層具有沿著氧化金屬層的凹凸的凹凸形狀。由此，發(fā)生漫反射的反射光在第一半導(dǎo)體層內(nèi)前進(jìn)的距離變長。其結(jié)果是， 被第一半導(dǎo)體層吸收的光增加。因此，即使第一半導(dǎo)體層的厚度薄，也能夠提高光利用效率，提高光檢測靈敏度。另外，與第一半導(dǎo)體層相對地設(shè)置氧化金屬層。因此，在為了形成薄膜二極管的電極而通過蝕刻形成接觸孔時(shí)，氧化金屬層作為蝕刻停止層起作用。其結(jié)果是，防止形成到達(dá)遮光層的深的接觸孔。另外，氧化金屬層具有絕緣性。因此，即使形成到達(dá)氧化金屬層的接觸孔，電極與氧化金屬層接觸，一對電極也不會通過氧化金屬層發(fā)生短路。


圖1是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是圖1的部分II的放大截面圖，是用于說明在涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件中的薄膜二極管的光檢測靈敏度上升的原因的附圖。圖3A是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖;3B表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3C表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3D表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3E表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3F表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3G表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3H表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖31表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖3J表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的一個(gè)制造工序的截面圖。圖4是表示包括涉及本發(fā)明的實(shí)施方式2的液晶面板的液晶顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。圖5是涉及本發(fā)明的實(shí)施方式2的液晶面板的一個(gè)像素的等效電路圖。圖6是表示涉及本發(fā)明的實(shí)施方式2的其它的液晶顯示裝置的主要部分的立體圖。圖7是表示包括薄膜二極管和薄膜晶體管的現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體器件的截面圖。圖8是用于說明在包括薄膜二極管和薄膜晶體管的現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體器件中的薄膜二極管的一對電極短路的原因的截面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光傳感器的特征在于，包括基板；設(shè)置在上述基板的一側(cè)且具有至少包含η型區(qū)域和ρ型區(qū)域的第一半導(dǎo)體層的薄膜二極管；和設(shè)置在上述基板與上述第一半導(dǎo)體層之間的遮光層，在上述遮光層的與上述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有氧化金屬層，在上述氧化金屬層的與上述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有凹凸，上述第一半導(dǎo)體層具有沿著上述氧化金屬層的上述凹凸的凹凸形狀(第一結(jié)構(gòu))。在第一結(jié)構(gòu)中，在氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有凹凸。因此，能夠使入射到氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面的光發(fā)生漫反射。凹凸優(yōu)選沒有規(guī)則性的隨機(jī)的凹凸。因?yàn)槟軌蚴狗瓷涔庀蚋鞣N方向反射，所以能夠降低薄膜二極管的光檢測靈敏度的入射角依存性。第一半導(dǎo)體層具有沿著在上述氧化金屬層形成的上述凹凸的凹凸形狀。第一半導(dǎo)體層是否具有沿著氧化金屬層的凹凸的凹凸形狀，通過例如用SEM觀察厚度方向的截面 (以下記作“截面SEM觀察”)能夠容易地判斷。第一半導(dǎo)體層具有沿著氧化金屬層的凹凸的凹凸形狀，是指例如在截面SEM觀察中，在氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面中，在向上形成有凸部的地方，第一半導(dǎo)體層向上位移，在向下形成有凹部的地方，第一半導(dǎo)體層向下位移。其結(jié)果是，在大致一定厚度的第一半導(dǎo)體層的下表面(與氧化金屬層相對的面)和上表面(與氧化金屬層相反的一側(cè)的面)，形成沿著在氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成的凹凸的凹凸形狀。通過使第一半導(dǎo)體層具有沿著氧化金屬層的凹凸的凹凸形狀，能夠使在氧化金屬層發(fā)生漫反射的反射光在第一半導(dǎo)體層內(nèi)前進(jìn)的距離(反射光進(jìn)入到第一半導(dǎo)體層內(nèi)的距離)變長。在第一結(jié)構(gòu)中，上述第一半導(dǎo)體層的厚度，優(yōu)選比在上述第一半導(dǎo)體層的與上述氧化金屬層相對的一側(cè)的面形成的凹凸的頂部與底部的高低差薄(第二結(jié)構(gòu))。另外，第一半導(dǎo)體層的厚度，優(yōu)選比在氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成的凹凸的頂部與底部的高低差薄。通過將第一半導(dǎo)體層設(shè)置成這樣薄的厚度，能夠在與構(gòu)成薄膜晶體管的第二半導(dǎo)體層相同的工序中形成第一半導(dǎo)體層。其結(jié)果是，能夠使制造工藝變得簡單。 另外，第一半導(dǎo)體層的厚度、第一半導(dǎo)體層和氧化金屬層的凹凸的頂部與底部的高低差，都能夠通過截面SEM觀察來測定。另外，第一半導(dǎo)體層的厚度的下限，不作特別限制，但優(yōu)選例如在第一半導(dǎo)體層的與氧化金屬層相對的一側(cè)的面形成的凹凸的高低差、以及在氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成的凹凸的高低差的一半以上。當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體層過薄時(shí)，作為沒有針孔(Pin hole)的連續(xù)膜來形成薄的第一半導(dǎo)體層是困難的。在第一或第二結(jié)構(gòu)中，在上述氧化金屬層的與上述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成的上述凹凸的頂部與底部的高低差優(yōu)選為50 IOOnm(第三結(jié)構(gòu))。當(dāng)氧化金屬層的凹凸的高低差比該數(shù)值范圍小時(shí)，入射到氧化金屬層的光變得不容易發(fā)生漫反射。另外，當(dāng)氧化金屬層的凹凸的高低差比該數(shù)值范圍小時(shí)，第一半導(dǎo)體層的上表面與下表面的凹凸變小，第一半導(dǎo)體層接近平坦。因此，在氧化金屬層被反射的反射光在第一半導(dǎo)體層內(nèi)前進(jìn)的距離變短。其結(jié)果是，提高光檢測靈敏度變得困難。相反，當(dāng)氧化金屬層的凹凸的高低差比上述數(shù)值范圍大時(shí)，作為沒有針孔的連續(xù)膜形成薄的第一半導(dǎo)體層是困難的。在第一至第三結(jié)構(gòu)的任意一個(gè)中，優(yōu)選在上述氧化金屬層的與上述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面的整個(gè)面形成上述凹凸(第四結(jié)構(gòu))。由此，向氧化金屬層入射的光，與其入射位置無關(guān)地發(fā)生漫反射。其結(jié)果是，光傳感器(薄膜二極管)的光檢測靈敏度進(jìn)一步上升。另外，與只在被限定的區(qū)域形成凹凸的情況相比，能夠使凹凸的形成工藝變得簡單。在第一 第四結(jié)構(gòu)的任意一個(gè)中，可以還包括覆蓋上述第一半導(dǎo)體層的層間絕緣膜；和貫通上述層間絕緣膜且分別與上述η型區(qū)域和上述ρ型區(qū)域電連接的一對電極。 在該情況下，上述一對電極的至少一個(gè)可以到達(dá)上述氧化金屬層(第五結(jié)構(gòu))。這樣，在涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光傳感器中，能夠以使電極到達(dá)氧化金屬層的程度地較深地形成電極形成用的接觸孔。其結(jié)果是，沒必要嚴(yán)密地管理用于形成接觸孔的蝕刻深度。涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件，包括涉及上述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光傳感器；和在上述基板的與上述薄膜二極管相同的一側(cè)設(shè)置的薄膜晶體管，上述薄膜晶體管具有包括溝道區(qū)域、源極區(qū)域和漏極區(qū)域的第二半導(dǎo)體層；控制上述溝道區(qū)域的導(dǎo)電性的柵極電極；和在上述第二半導(dǎo)體層與上述柵極電極之間設(shè)置的柵極絕緣膜(第六結(jié)構(gòu))。因?yàn)樵诠灿玫幕迳显O(shè)置薄膜二極管與薄膜晶體管，所以涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件能夠利用于要求光檢測功能的廣泛的用途中。在第六結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選上述第一半導(dǎo)體層和上述第二半導(dǎo)體層形成在同一絕緣層上 (第七結(jié)構(gòu))。由此，能夠在同一工序中并行地形成第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層。其結(jié)果是，能夠使制造工藝變得簡單。在第六或第七結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選上述第二半導(dǎo)體層的與上述基板相對的一側(cè)的面是平坦的(第八結(jié)構(gòu))。由此，能夠不對薄膜晶體管的柵極耐壓特性等產(chǎn)生不良影響地提高薄膜二極管的光檢測靈敏度。另外，第二半導(dǎo)體層的與基板相對的一側(cè)的面沒必要完全地平坦， 只要實(shí)質(zhì)上平坦即可。在第六 第八結(jié)構(gòu)的任意一個(gè)中，優(yōu)選上述第一半導(dǎo)體層的厚度與上述第二半導(dǎo)體層的厚度相同(第九結(jié)構(gòu))。由此，能夠在同一工序中并行地形成第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層。其結(jié)果是，能夠使制造工藝變得簡單。另外，第一半導(dǎo)體層的厚度與第二半導(dǎo)體層的厚度沒必要完全相同，只要實(shí)質(zhì)上相同即可。涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的液晶面板，包括上述半導(dǎo)體器件；與上述基板的設(shè)置有上述薄膜二極管和上述薄膜晶體管的一側(cè)的面相對地配置的相對基板；和被封入在上述基板與上述相對基板之間的液晶層(第十結(jié)構(gòu))。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有觸摸傳感器功能、檢測周圍的亮度的環(huán)境傳感器功能的液晶面板。以下，表示適當(dāng)?shù)膶?shí)施方式而對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，理所當(dāng)然地本發(fā)明不被以下的實(shí)施方式所限定。在以下說明中參照的各附圖，為了方便說明，在本發(fā)明的實(shí)施方式的構(gòu)成部件中，只簡略地表示有用于說明本發(fā)明的必要的主要部件。因此，本發(fā)明可以包括未在以下的各附圖中表示的任意構(gòu)成部件。另外，以下的各附圖中的部件的尺寸，并非忠實(shí)地表示實(shí)際的構(gòu)成部件的尺寸和各部件的尺寸比例等。(實(shí)施方式1)圖1是表示涉及本發(fā)明實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。該半導(dǎo)體器件100包括基板101、在基板101上隔著作為絕緣層的基底層103而形成的薄膜二極管130、具有在基板101與薄膜二極管130之間設(shè)置的遮光層160的光傳感器132和薄膜晶體管150?；?01優(yōu)選具有透光性。在圖1中，為了使附圖簡單，只表示有單一的光傳感器132和單一的薄膜晶體管150，但在共用的基板101上可以形成多個(gè)光傳感器132和多個(gè)薄膜晶體管150。另外，在圖1中，為了容易理解，在相同的附圖內(nèi)表示有光傳感器132的截面圖與薄膜晶體管150截面圖，但這些截面圖沒必要是沿著共用的單一平面的截面圖。薄膜二極管130具有至少包括η型區(qū)域131η和ρ型區(qū)域131ρ的半導(dǎo)體層(第一半導(dǎo)體層)131。在本實(shí)施方式中，在半導(dǎo)體層131的η型區(qū)域131η與ρ型區(qū)域131ρ之間設(shè)置本征區(qū)域131i。η型區(qū)域131η和ρ型區(qū)域131ρ分別連接至電極133a、133b。薄膜晶體管150包括包含溝道區(qū)域151c、源極區(qū)域151a和漏極區(qū)域151b的半導(dǎo)體層(第二半導(dǎo)體層)151 ；控制溝道區(qū)域151c的導(dǎo)電性的柵極電極152 ；和設(shè)置在半導(dǎo)體層151與柵極電極152之間的柵極絕緣膜105。源極區(qū)域151a和漏極區(qū)域151b分別連接至電極153a、153b。柵極絕緣膜105擴(kuò)展到半導(dǎo)體層131之上。薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131與薄膜晶體管150的半導(dǎo)體層151的結(jié)晶性可以相互不同，也可以相同。如果兩者的結(jié)晶性相同的話，不必分別控制半導(dǎo)體層131、151的結(jié)晶狀態(tài)。其結(jié)果是，即使不使制造工藝復(fù)雜，也能夠得到可靠性高的高性能的半導(dǎo)體器件 100。在薄膜二極管130和薄膜晶體管150之上，形成有層間絕緣膜107。在基板101與薄膜二極管130之間的與薄膜二極管130相對的位置設(shè)置有遮光層160。由此，防止光對基板101從與設(shè)置有薄膜二極管130的一側(cè)相反的一側(cè)通過(穿過) 基板101入射到半導(dǎo)體層131。詳細(xì)而言，遮光層160形成在包括基板101上的與半導(dǎo)體層 131相對的區(qū)域的位置。在遮光層160的與半導(dǎo)體層131相對的一側(cè)的面設(shè)置氧化金屬層180。在氧化金屬層180的與薄膜二極管130相對的面(上表面)形成微小且隨機(jī)的凹凸。薄膜二極管 130的半導(dǎo)體層131具有沿著氧化金屬層180的凹凸的凹凸形狀。S卩，在如圖1所示的沿著厚度方向的截面中，具有大致一定的厚度的第一半導(dǎo)體層131，相對于氧化金屬層180的上表面的凹凸，保持大致一定的間隔地在上下方向位移(彎曲)。對氧化金屬層180的上表面的凹凸和構(gòu)成薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131的凹凸形狀的作用進(jìn)行說明。圖2是包括遮光層160、氧化金屬層180和半導(dǎo)體層131的圖1的部分II的放大截面圖。從上方射向薄膜二極管130的入射光Li，入射到薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131后被半導(dǎo)體層131吸收。但是，因?yàn)榘雽?dǎo)體層131薄，所以入射光Ll之中的一部分通過半導(dǎo)體層131。通過半導(dǎo)體層131的入射光Ll通過基底層103，入射到氧化金屬層180的上表面。入射光Ll不能夠通過氧化金屬層180。另外，在氧化金屬層180的上表面形成有隨機(jī)的凹凸。因此，氧化金屬層180使入射光Ll發(fā)生漫反射。在氧化金屬層180 的上表面發(fā)生漫反射的反射光L2射向各個(gè)方向，通過基底層103，入射到半導(dǎo)體層131。反射光L2之中，以比較大的反射角度被反射的反射光，總的來說以大的入射角度入射到半導(dǎo)體層131。其結(jié)果是，以比較大的反射角度被反射的反射光在半導(dǎo)體層131內(nèi)前進(jìn)的距離容易變長。另外，半導(dǎo)體層131大致沿著氧化金屬層180的凹凸形成。因此，即使是相對于基板101的法線呈比較小的角度的入射光Ll和反射光L2，與半導(dǎo)體層131是平坦的情況相比，在半導(dǎo)體層131內(nèi)前進(jìn)的距離也更容易變長。這樣，本發(fā)明能夠使入射光Ll和反射光 L2在半導(dǎo)體層131內(nèi)前進(jìn)的距離變長。由此，被半導(dǎo)體層131吸收的光增加。其結(jié)果是，光的利用效率上升，使得薄膜二極管130的光檢測靈敏度上升。另外，氧化金屬層180的上表面的凹凸和半導(dǎo)體層131的形狀越是隨機(jī)的，越能夠得到入射角的依存性小且穩(wěn)定的光檢測靈敏度提高的效果。氧化金屬層180上表面的隨機(jī)的凹凸，優(yōu)選形成在氧化金屬層180的上表面的整個(gè)面。由此，能夠與入射光Ll入射到氧化金屬層180的位置無關(guān)地提高薄膜二極管130的光檢測靈敏度。另外，因?yàn)闆]必要限定形成凹凸的區(qū)域，所以能夠使凹凸的形成工序簡單。薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131，只要至少在本征區(qū)域131i具有沿著氧化金屬層 180上表面的凹凸的凹凸形狀即可，優(yōu)選在包括η型區(qū)域131η和ρ型區(qū)域131p的整個(gè)區(qū)域具有該凹凸形狀。這是因?yàn)槟軌蚴怪圃旃ば蚝唵?。本發(fā)明，即使在大部分入射光Ll通過半導(dǎo)體層131這樣的半導(dǎo)體層131薄的情況下，也能夠提高光檢測靈敏度。例如，即使在半導(dǎo)體層131比在半導(dǎo)體層131的下表面形成的凹凸的頂部與底部的高低差薄的情況下，如圖2所示也能夠使反射光L2在半導(dǎo)體層131 內(nèi)前進(jìn)的距離變長。從而，提高薄膜二極管130的光檢測靈敏度。因此，沒必要為了減少通過半導(dǎo)體層131的光而將半導(dǎo)體層131增厚。其結(jié)果是，如后所述能夠通過與薄膜晶體管 150的半導(dǎo)體層151相同的工序來形成半導(dǎo)體層131。對通過以上方式構(gòu)成的涉及本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100的制造方法的一例進(jìn)行說明。但半導(dǎo)體器件100的制造方法不限定于以下的示例。
首先，如圖3A所示，在基板101上按順序形成此后成為遮光層160的第一薄膜161 和此后成為氧化金屬層180的第二薄膜181。作為基板101，沒有特別限定，能夠考慮半導(dǎo)體器件100的用途等而適當(dāng)選擇，例如能夠使用具有透光性的玻璃基板(例如低堿玻璃基板)或石英基板。在作為基板101使用低堿玻璃基板的情況下，可以在比玻璃應(yīng)變點(diǎn)低10 20°C左右的溫度下對基板101預(yù)先進(jìn)行熱處理。作為第一薄膜161的材料，能夠使用例如金屬材料。其中，考慮到此后的制造工序中的熱處理，優(yōu)選作為高熔點(diǎn)金屬的鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)等。通過濺射法將該金屬材料成膜在基板101的整個(gè)面上。第一薄膜161的厚度優(yōu)選100 200nm左右。第二薄膜181，由氧化金屬構(gòu)成，優(yōu)選具有高電阻。例如，能夠以作為第一薄膜161 的材料而舉出的上述鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)等為目標(biāo)在氧氣氛下通過濺射法形成。作為第二薄膜181材料，其中也優(yōu)選氧化鉭(Ta2O5)。第二薄膜181在基板101的整個(gè)面成膜。第二薄膜181的厚度優(yōu)選50 200nm左右。由于用濺射法成膜，因此在形成的第二薄膜181 內(nèi)，形成在厚度方向(圖3A的紙面上下方向)延伸的金屬材料的柱狀結(jié)晶。其結(jié)果是，在第二薄膜181的表面形成隨機(jī)的凹凸。而且，在第二薄膜181的表面，可以在厚度方向?qū)嵤┓磻?yīng)性離子蝕刻等的各向異性蝕刻。蝕刻深度優(yōu)選20 IOOnm左右。為了在第二薄膜181 中形成柱狀結(jié)晶，對第二薄膜181的表面選擇性地進(jìn)行蝕刻，使第二薄膜181的表面的凹凸進(jìn)一步增大。第二薄膜181的表面的凹凸程度優(yōu)選凹凸的頂部與底部的高低差(即，厚度方向的距離)為50 IOOnm左右。然后，在第二薄膜181的上表面，用抗蝕劑形成希望的遮光層160的圖案。然后， 通過濕蝕刻法，除去不需要的區(qū)域的第一薄膜161和第二薄膜181。留下此后形成薄膜二極管130的區(qū)域內(nèi)的第一薄膜161和第二薄膜181。除去包括此后形成薄膜晶體管150的區(qū)域的、在薄膜二極管130的形成區(qū)域之外的第一薄膜161和第二薄膜181。其結(jié)果是，如圖 3B所示，得到被圖案化的遮光層160和氧化金屬層180。然后，如圖3C所示，以覆蓋基板101、遮光層160和氧化金屬層180的方式形成基底層103，并進(jìn)一步形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜110?；讓?03是為了防止來自基板101的雜質(zhì)擴(kuò)散而設(shè)置的。作為基底層103，例如可以是包括氧化硅膜的單層、自基板101側(cè)起包括氮化硅膜和氧化硅膜的多層、或除此之外的公知的結(jié)構(gòu)。這樣的基底層103例如能夠使用等離子體CVD法來形成。基底層103的厚度優(yōu)選100 600nm，進(jìn)一步優(yōu)選150 450nm。作為構(gòu)成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜110的半導(dǎo)體，優(yōu)選能夠使用硅，但也能使用硅以外的例如Ge、SiGe、化合物半導(dǎo)體、硫?qū)倩?chalcogenide)等的半導(dǎo)體。以下，對使用硅的情況進(jìn)行說明。非晶質(zhì)硅膜110使用等離子體CVD法、濺射法等的公知的方法來形成。非晶質(zhì)硅膜110的厚度，作為能夠通過因此后的激光照射而發(fā)生的結(jié)晶化來得到高品質(zhì)的多結(jié)晶硅的膜厚，優(yōu)選25 lOOnm。例如，通過等離子體CVD法能夠形成厚度為50nm的非晶質(zhì)硅膜110。在用相同的成膜法形成基底層103和非晶質(zhì)硅膜110情況下，可以連續(xù)地形成這些基底層103和非晶質(zhì)硅膜110。在形成基底層103后，通過不暴露在大氣環(huán)境中，能夠防止基底層103的表面的污染。其結(jié)果是，能夠降低制作的薄膜晶體管150和薄膜二極管 130的特性的不均勻、閾值電壓的變動(dòng)。
如圖3C所示，在形成氧化金屬層180的區(qū)域，沿著在氧化金屬層180的上表面形成的凹凸的凹凸，形成在基底層103的上表面和非晶質(zhì)硅膜110的上表面。然后，如圖3D所示，通過從上方朝向非晶質(zhì)硅膜110照射激光121，使非晶質(zhì)硅膜 110結(jié)晶化。作為這時(shí)的激光121，能夠適用XeCl準(zhǔn)分子激光器(波長為308nm，脈沖寬度 (脈沖持續(xù)時(shí)間)為10 150nSec，例如40nSec)、KrF準(zhǔn)分子激光器(波長為248nm，脈沖寬度(脈沖持續(xù)時(shí)間)為10 150nSec)。激光121被調(diào)整為在基板101表面的照射范圍為長尺形狀。然后，通過在與激光121的在基板101表面的照射范圍的長尺方向垂直的方向上依次掃描激光121，來進(jìn)行非晶質(zhì)硅膜110的整個(gè)面的結(jié)晶化。此時(shí)，優(yōu)選照射范圍的一部分重疊地掃描激光121。由此，在非晶質(zhì)硅膜110的任意一點(diǎn)上，進(jìn)行多次的激光照射。 其結(jié)果是，能夠提高多結(jié)晶硅膜111的結(jié)晶狀態(tài)的均勻性。通過激光121的照射，非晶質(zhì)硅膜110在瞬間地熔融固化的過程中被結(jié)晶化而成為多結(jié)晶硅膜111。然后，如圖3E所示，除去多結(jié)晶硅膜111的不需要的區(qū)域以進(jìn)行元件間分離。元件間分離能夠通過光刻法，即形成規(guī)定圖案的抗蝕劑(膜)后，使用干蝕刻法除去不需要的區(qū)域的多結(jié)晶硅膜111來進(jìn)行。由此，相互隔離地形成成為此后的薄膜二極管130的活性區(qū)域(η+型區(qū)域、P+型區(qū)域、本征區(qū)域)的半導(dǎo)體層131 ；成為此后的薄膜晶體管150的活性區(qū)域(源極區(qū)域、漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的半導(dǎo)體層151。即，這些半導(dǎo)體層131、151形成為島狀。然后，如圖3F所示，形成覆蓋這些島狀半導(dǎo)體層131、151的柵極絕緣膜105后，在柵極絕緣膜105上形成薄膜晶體管150的柵極電極152。作為柵極絕緣膜105優(yōu)選氧化硅膜。柵極絕緣膜105的厚度優(yōu)選20 150nm(例如IOOnm)。如圖3F所示，在形成有氧化金屬層180的區(qū)域，沿著在氧化金屬層180的上表面形成的凹凸的凹凸形成在柵極絕緣膜105的上表面。柵極電極152，通過使用濺射法或CVD法等在柵極絕緣膜105的整個(gè)面堆疊導(dǎo)電膜，將該導(dǎo)電膜圖案化而形成。作為導(dǎo)電膜的材料，優(yōu)選高熔點(diǎn)金屬W、Ta、Ti、Mo和其合金材料中的任意一個(gè)。另外，導(dǎo)電膜的厚度優(yōu)選300 600nm。然后，如圖3G所示，以覆蓋成為此后的薄膜二極管130的活性區(qū)域的半導(dǎo)體層131 的一部分的方式，在柵極絕緣膜105上形成有包括抗蝕劑(膜)的掩膜122。然后，在該狀態(tài)下，從基板101上方將η型雜質(zhì)(例如磷)123在基板101的整個(gè)面進(jìn)行離子摻雜(ion doping)。η型雜質(zhì)123通過柵極絕緣膜105，注入至半導(dǎo)體層151、131。通過該工序，η型雜質(zhì)123被注入到薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131中未被掩膜122覆蓋的區(qū)域；和薄膜晶體管150的半導(dǎo)體層151中未被柵極電極152覆蓋的區(qū)域。在被掩膜122和柵極電極 152覆蓋的區(qū)域，η型雜質(zhì)123未被摻雜。由此，薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131之中的注入有η型雜質(zhì)123的區(qū)域，成為此后的薄膜二極管130的η型區(qū)域131η。另外，薄膜晶體管150的半導(dǎo)體層151之中的注入有η型雜質(zhì)123的區(qū)域，成為此后的薄膜晶體管的源極區(qū)域151a和漏極區(qū)域151b。半導(dǎo)體層151之中被柵極電極152覆蓋而未被注入η型雜質(zhì) 123的區(qū)域，成為此后的薄膜晶體管150的溝道區(qū)域151c。然后，除去掩膜122后，如圖3H所示，以覆蓋此后成為薄膜二極管130的活性區(qū)域的半導(dǎo)體層131的一部分和此后成為薄膜晶體管150的活性區(qū)域的半導(dǎo)體層151的整體的方式，在柵極絕緣膜105上形成包括抗蝕劑(膜)的掩膜124。在該狀態(tài)下，從基板101上方將P型雜質(zhì)(例如硼)125在基板101的整個(gè)面進(jìn)行離子摻雜。ρ型雜質(zhì)125通過柵極絕緣膜105，注入至半導(dǎo)體層131。通過該工序，ρ型雜質(zhì)125注入至薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131中的未被掩膜IM覆蓋的區(qū)域。在被掩膜IM覆蓋的區(qū)域中，ρ型雜質(zhì)125未被摻入。由此，薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131之中的注入有ρ型雜質(zhì)125的區(qū)域，成為此后的薄膜二極管130的ρ型區(qū)域131p。另外，半導(dǎo)體層131之中的既未被注入ρ型雜質(zhì)也未被注入η型雜質(zhì)的區(qū)域，成為此后的本征區(qū)域131i。然后，如圖31所示，除去掩膜1 后，在非活性氣氛下，例如在氮?dú)夥障逻M(jìn)行熱處理。通過該熱處理，在薄膜二極管130的η型區(qū)域131η和ρ型區(qū)域131ρ、薄膜晶體管150 的源極區(qū)域151a和漏極區(qū)域151b，摻雜時(shí)發(fā)生的結(jié)晶缺陷等的摻雜損傷恢復(fù)，分別地?fù)诫s的磷和硼被活性化。該熱處理，可以使用一般的加熱爐，但優(yōu)選使用RTA(Rapid Thermal Annealing，快速退火)進(jìn)行。特別是，優(yōu)選向基板101的表面吹高溫的非活性氣體，進(jìn)行瞬時(shí)的升降溫的方式。然后，如圖3J所示，形成層間絕緣膜107。層間絕緣膜107的結(jié)構(gòu)無特別限定，能夠使用公知的結(jié)構(gòu)。例如能夠使用按順序形成氮化硅膜和氧化硅膜的2層構(gòu)造。如果需要的話，可以進(jìn)行用于使半導(dǎo)體層151、131氫化的熱處理，例如在1氣壓的氮?dú)夥栈蛘邭浠旌蠚夥障逻M(jìn)行；350 450°C的退火。此后，在層間絕緣膜107形成接觸孔。然后，在層間絕緣膜107上和接觸孔內(nèi)部形成包括金屬材料的膜(例如氮化鈦與鋁的雙層膜)，將該膜圖案化。由此，形成薄膜二極管 130的電極133a、133b和薄膜晶體管150的電極153a、153b。接觸孔的形成方法無特別限定，例如能夠與現(xiàn)有技術(shù)相同地如以下這樣進(jìn)行。最初，在層間絕緣膜107的表面，使用抗蝕劑來形成接觸孔的圖案。然后，通過干蝕刻(例如反應(yīng)性離子蝕刻)形成到達(dá)柵極絕緣膜105的程度的孔。最后，通過使用BHF 等的濕蝕刻來形成到達(dá)半導(dǎo)體層131的接觸孔。如上所述，一般來說控制干蝕刻的蝕刻深度很難，通過干蝕刻有可能導(dǎo)致形成貫通半導(dǎo)體層131的孔。該情況下，在干蝕刻后進(jìn)行的濕蝕刻導(dǎo)致基底層103被蝕刻。然而， 在基底層103下存在氧化金屬層180，該氧化金屬層180作為蝕刻停止層起作用，進(jìn)一步防止蝕刻。此后，當(dāng)在接觸孔內(nèi)部形成包括作為電極133a、133b的材料的金屬材料的膜時(shí)， 在接觸孔到達(dá)氧化金屬層180時(shí)，金屬材料與氧化金屬層180接觸。然而，因?yàn)檠趸饘賹?180具有絕緣性，所以電極133a與電極13 不會短路。如上所述，通過在遮光層160的半導(dǎo)體層131側(cè)的面預(yù)先設(shè)置氧化金屬層180，能夠解決電極133a與電極13 短路這樣的現(xiàn)有技術(shù)中的問題。而且，不再需要嚴(yán)密地管理用于形成接觸孔的蝕刻深度。另外，在本發(fā)明中氧化金屬層180還作為蝕刻停止層起作用。其結(jié)果是，例如只通過干蝕刻形成至少到達(dá)半導(dǎo)體層131為止的深的接觸孔，能夠省略濕蝕刻。然而，干蝕刻有可能給半導(dǎo)體層131造成損傷，導(dǎo)致與電極的接觸電阻變大。因此，到半導(dǎo)體層131的附近為止(例如到柵極絕緣膜105的中部為止)進(jìn)行干蝕刻，此后，切換為濕蝕刻來進(jìn)行蝕刻，因?yàn)槟軌蛞种平佑|電阻的上升，得到良好的歐姆特性，所以優(yōu)選。通過這樣地形成電極133a、133b、153a、153b，如圖3J所示，能夠得到連接至電極133aU33b的薄膜二極管130和連接至電極153a、153b的薄膜晶體管150。另外，為了保護(hù)連接至薄膜二極管130的電極133a、13 和連接至薄膜晶體管150的電極153a、153b，可以在層間絕緣膜107上設(shè)置包括氮化硅膜等的保護(hù)膜(未圖示)。根據(jù)上述的制造方法，能夠并行地形成薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131和薄膜晶體管150的半導(dǎo)體層151。其結(jié)果是，在共用的基板101上能夠高效地制造薄膜二極管130 和薄膜晶體管150。在這樣的制造方法中，導(dǎo)致薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131的厚度必然地與薄膜晶體管150的半導(dǎo)體層151的厚度一樣。因此，為了提高光檢測靈敏度，不能夠采取增厚薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131的方法。但是，如上所述，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件100中，即使是不能夠增厚半導(dǎo)體層131的情況，也能夠提高薄膜二極管130的光檢測靈敏度。另外，如果根據(jù)上述制造方法，在氧化金屬層180的上表面預(yù)先形成凹凸的話，此后被層疊的薄膜二極管130的半導(dǎo)體層131，形成沿著在氧化金屬層180的上表面形成的凹凸的凹凸形狀。因此，根據(jù)上述制造方法，能夠不用大幅地改變現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體器件的制造工序地，簡便且低成本地制造半導(dǎo)體器件。另一方面，如圖:3B所示，除去在形成有薄膜晶體管150的區(qū)域的第一薄膜161和第二薄膜181。由此，構(gòu)成薄膜晶體管150的半導(dǎo)體層151的上表面和下表面實(shí)質(zhì)上是平坦的。因此，能夠不對薄膜晶體管150的特性產(chǎn)生不良影響(例如柵極耐壓特性的降低)地， 提高薄膜二極管130的光檢測靈敏度。薄膜晶體管的構(gòu)造不限定于以上所記載的情況。例如，可以是雙柵極構(gòu)造的薄膜晶體管、具有LDD構(gòu)造或GOLD構(gòu)造的薄膜晶體管、ρ溝道型薄膜晶體管等之中的任一個(gè)。而且，還可以形成構(gòu)造不同的多種類的薄膜晶體管。在上述的實(shí)施方式中，舉例有包括光傳感器132和薄膜晶體管150的半導(dǎo)體器件 100。但本發(fā)明不限定于此。例如，可以只包括光傳感器132。而且，半導(dǎo)體層131、151也可以通過非晶態(tài)硅形成。(實(shí)施方式2)在本實(shí)施方式2中，對包括半導(dǎo)體器件的液晶面板進(jìn)行說明，該半導(dǎo)體器件具有在實(shí)施方式1中說明的光檢測功能。圖4是表示包括涉及本實(shí)施方式2的液晶面板501的液晶顯示裝置500的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。液晶顯示裝置500包括液晶面板501 ；照亮液晶面板501的背面的照明裝置502 ； 相對于液晶面板501隔著氣隙503配置的透光性保護(hù)面板504。液晶面板501包括作為都具有透光性的板狀部件的TFT陣列基板510和相對基板520 ；和在這些TFT陣列基板510與相對基板520之間封入的液晶層519。TFT陣列基板 510和相對基板520的形成材料無特別限定。例如能夠使用玻璃、丙烯酸樹脂等的與在現(xiàn)有技術(shù)的液晶面板中所使用的材料相同的材料。在TFT陣列基板510的照明裝置502側(cè)的面，設(shè)置透過或吸收特定的偏振光成分的偏向板511。在TFT陣列基板510的與偏向板511相反的一側(cè)的面，按順序?qū)盈B絕緣層512和取向膜513。取向膜513是用于使液晶取向的層，例如包括聚酰亞胺等的有機(jī)薄膜。 在絕緣層512內(nèi)形成通過由包括ITO等的透明導(dǎo)電性薄膜構(gòu)成的像素電極515 ；與像素電極515連接的作為液晶驅(qū)動(dòng)用的開關(guān)元件的薄膜晶體管(TFT) 550 ；和具有光檢測功能的薄膜二極管530。相對于薄膜二極管530在照明裝置502側(cè)形成遮光層560。在相對基板520的與液晶層519相反的一側(cè)的面，設(shè)置透過或吸收特定的偏振光成分的偏振板521。在相對基板520的液晶層519側(cè)的面，從液晶層519側(cè)按順序形成取向膜523、共用電極524、彩色濾光片層525。取向膜523，與設(shè)置有TFT陣列基板510的取向膜513相同地，是用于使液晶取向的層，例如由聚酰亞胺等的有機(jī)薄膜構(gòu)成。共用電極524 由包括ITO等的透明導(dǎo)電性薄膜構(gòu)成。彩色濾光片層525包括選擇性地使紅(R)、綠(G)、 藍(lán)(B)的各原色的波長帶域的光透過的3種樹脂膜(彩色濾光片)；和作為在相鄰的彩色濾光片間配置的遮光膜的黑矩陣。優(yōu)選在與薄膜二極管530對應(yīng)的區(qū)域不設(shè)置彩色濾光片和黑矩陣。在本實(shí)施方式的液晶面板501中，對應(yīng)紅、綠、藍(lán)之中的任意1個(gè)原色的彩色濾光片，配置1個(gè)像素電極515和1個(gè)薄膜晶體管550，并由它們構(gòu)成原色的像素(圖像元素)。 并且，紅、綠、藍(lán)的3個(gè)圖像元素構(gòu)成彩色像素(像素)。這樣的彩色像素按照規(guī)律被配置在縱橫方向上。透光性保護(hù)面板504，例如包括玻璃、丙烯酸樹脂等的平板。在透光性保護(hù)面板 504的與液晶面板501相反的一側(cè)的面，是能夠用人的手指509觸摸的觸摸傳感器面5(Ma。 通過相對于液晶面板501隔著氣隙503設(shè)置透光性保護(hù)面板504，能夠防止對透光性保護(hù)面板504的由人的手指509產(chǎn)生的壓力傳達(dá)到液晶面板501。由此，防止由手指509的壓力而引起的在顯示畫面產(chǎn)生的波紋狀的不希望產(chǎn)生的情況。照明裝置502無特別限定，作為液晶面板的照明裝置能夠使用公知的照明裝置。 例如，能夠使用直下型、邊光型的照明裝置。邊光型的照明裝置因?qū)σ壕э@示裝置的薄型化有利而優(yōu)選。另外，對光源的種類沒有限定，例如可以是冷/熱陰極管、LED等。在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置500中，通過使來自照明裝置502的光通過液晶面板501和透光性保護(hù)面板504，能夠顯示彩色圖像。另一方面，入射到觸摸傳感器面50 的外光L入射到薄膜二極管530。當(dāng)手指509 接觸觸摸傳感器面50 時(shí)，外光L被遮擋。通過檢測入射到各薄膜二極管530的外光L的變化，能夠檢測出有無對觸摸傳感器面50 的手指509的接觸、接觸位置。遮光層560阻擋來自照明裝置502的光入射到薄膜二極管530。在上述的結(jié)構(gòu)中，作為薄膜二極管530、薄膜晶體管550、遮光層560、TFT陣列基板 510，能夠適用實(shí)施方式1中說明的薄膜二極管130、薄膜晶體管150、遮光層160、基板101。 絕緣層512包括在實(shí)施方式1中說明的基底層103、柵極絕緣膜105、層間絕緣膜107和平坦化膜而構(gòu)成。在圖4中，作為液晶顯示裝置表示有透過型液晶顯示裝置，但本發(fā)明不限定于此， 也能夠適用于半透過型或反射型的液晶顯示裝置。在反射型液晶顯示裝置中不需要照明裝置 502。圖5是在圖4中所示的液晶面板501的一個(gè)像素的等效電路圖。該液晶面板501 的像素570包括構(gòu)成彩色像素的顯示部570a和光傳感器部570b。該像素570在液晶面板501的像素區(qū)域內(nèi)在縱橫方向被大量地配置為矩陣狀。顯示部570a包括薄膜晶體管550R、550G、550B ；液晶元件551R、551G、551B ；靜電電容552R、552G、552B(此處，標(biāo)注的R、G、B表示對應(yīng)構(gòu)成像素的紅、綠、藍(lán)的各圖像元素。以下相同)。薄膜晶體管550R、550G、550B的源極區(qū)域連接至源極電極線(信號線)SLR、SLG、 SLB0柵極電極連接至柵極電極線(掃描線)GL。漏極區(qū)域連接至液晶元件551R、551G、551B 的像素電極(參照圖4的像素電極515)和靜電電容552R、552G、552B的一個(gè)電極。靜電電容552R、552G、552B的另一個(gè)電極連接至共用電極線TC0M。當(dāng)向柵極電極線GL施加正的脈沖時(shí)，薄膜晶體管550R、550G、550B成為導(dǎo)通(ON) 狀態(tài)。由此，向源極電極線SLR、SLG、SLB施加的信號電壓從薄膜晶體管550R、550G、550B的源極電極經(jīng)由漏極電極被送到液晶元件551R、551G、551B和靜電電容552R、552G、552B。其結(jié)果是，通過液晶元件551R、551G、551B的像素電極515(參照圖4)和共用電極524(參照圖4)將電壓施加至液晶層519 (參照圖4)，改變液晶層519的液晶分子的取向狀態(tài)，以進(jìn)行所希望的彩色顯示。另一方面，光傳感器部570b包括薄膜二極管530、儲存電容531、薄膜晶體管532。 薄膜二極管530的ρ+型區(qū)域連接至復(fù)位信號線RST。薄膜二極管530的η.型區(qū)域連接至儲存電容531的一個(gè)電極和薄膜晶體管532的柵極電極。儲存電容531的另一個(gè)電極連接至讀出信號線RWS。薄膜晶體管532的漏極電極連接至源極電極線SLG。薄膜晶體管532 的源極電極連接至源極電極線SLB。在源極電極線SLG連接有額定電壓VDD。在源極電極線SLB連接有偏壓晶體管533的漏極電極。在偏壓晶體管533的源極電極連接有額定電壓 VSS。在被這樣構(gòu)成的光傳感器部570b中，如以下那樣，得到與薄膜二極管530被照射的光的量對應(yīng)的輸出電壓VPIX。首先，向復(fù)位信號線RST供給高電平的復(fù)位信號。由此，在薄膜二極管530施加順方向的偏壓。因?yàn)榇藭r(shí)薄膜晶體管532的柵極電極的電位比薄膜晶體管532的閾值電壓低， 薄膜晶體管532是非導(dǎo)通狀態(tài)。然后，將復(fù)位信號線RST的電位設(shè)為低電平。由此，光電流的積分期間開始。在該積分期間，與向薄膜二極管530入射的光量成比例的光電流從儲存電容531流出，儲存電容 531放電。在該積分期間，因?yàn)楸∧ぞw管532的柵極電極的電位比薄膜晶體管532的閾值電壓低，所以薄膜晶體管532仍舊為非導(dǎo)通狀態(tài)。然后，向讀出信號線RWS供應(yīng)高電平的讀出信號。由此，積分期間結(jié)束，讀出期間開始。通過供給讀出信號，電荷被注入至儲存電容531，薄膜晶體管532的柵極電極的電位變得比薄膜晶體管532的閾值電壓高。其結(jié)果是，薄膜晶體管532為導(dǎo)通狀態(tài)，與偏壓晶體管533 —起作為源極跟隨放大器(源輸出放大器，source-follower amplifier)起作用。 從薄膜晶體管532得到的輸出電壓VPIX與在積分期間的薄膜二極管530的光電流的積分值成比例。然后，將讀出信號線RWS的電位降低到低電平，讀出期間結(jié)束。通過在被配置于液晶面板501的像素區(qū)域內(nèi)的全部像素570依次重復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)在液晶面板501的像素區(qū)域內(nèi)的觸摸傳感器功能。通過使用在實(shí)施方式1中說明的薄膜二極管130作為薄膜二極管530，能夠?qū)崿F(xiàn)具有良好光檢測靈敏度的觸摸傳感器功能的液晶顯示裝置500。在圖5中，相對于構(gòu)成彩色像素的1個(gè)顯示部570a設(shè)置有1個(gè)光傳感器部570b， 但本發(fā)明不限定于此。例如，可以對多個(gè)顯示部570a設(shè)置1個(gè)光傳感器部570b?；蛘?，可以對1個(gè)顯示部570a內(nèi)的紅、藍(lán)、綠的各圖像元素分別(各)設(shè)置1個(gè)光傳感器部570b。 另外，在圖5中表示有將本發(fā)明適用于進(jìn)行彩色顯示的液晶面板的示例，但本發(fā)明也能夠適用于進(jìn)行單色顯示的液晶面板。在圖4、圖5中，說明有實(shí)施方式1的薄膜晶體管150為設(shè)置在各圖像元素的薄膜晶體管550(550R、550G、550B)的情況，但本發(fā)明不限定于此。也可以是設(shè)置在各圖像元素的薄膜晶體管^0(550R、550G、550B)之外的圖5所示的薄膜晶體管?；蛘?，例如可以是驅(qū)動(dòng)器電路(后述的柵極驅(qū)動(dòng)器510g、源極驅(qū)動(dòng)器510s)用的薄膜晶體管。在圖4、圖5中，具有光檢測功能的本發(fā)明的光傳感器，設(shè)置在TFT陣列基板510 的、液晶驅(qū)動(dòng)用的多個(gè)薄膜晶體管550以矩陣狀配置的像素區(qū)域內(nèi)。然而，本發(fā)明不限定于此。例如可以將光傳感器設(shè)置在TFT陣列基板510的像素區(qū)域外。使用圖6對將光傳感器設(shè)置在TFT陣列基板510的像素區(qū)域外的情況的一個(gè)示例進(jìn)行說明。在圖6中，只表示有構(gòu)成液晶顯示裝置的部件之中的TFT陣列基板510和照亮TFT陣列基板510的背面的照明裝置502。TFT陣列基板510，包括用于驅(qū)動(dòng)液晶的多個(gè)薄膜晶體管以矩陣狀配置的像素區(qū)域 510a,并在像素區(qū)域510a的周圍的邊框區(qū)域內(nèi)設(shè)置有柵極驅(qū)動(dòng)器510g、源極驅(qū)動(dòng)器510s、 光檢測部510b。在光檢測部510b形成有在實(shí)施方式1中說明的光傳感器132 (薄膜二極管 130、遮光層160和氧化金屬層180)。光檢測部510b的薄膜二極管130生成對應(yīng)周圍的亮度的照度信號。該照度信號經(jīng)由撓性基板等的配線509被輸入到照明裝置502的控制電路 (未圖示)?？刂齐娐犯鶕?jù)照度信號控制照明裝置502的照度。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)對應(yīng)周圍的亮度地自動(dòng)且適當(dāng)?shù)卦O(shè)定顯示畫面的亮度的液晶顯示裝置。這樣，能夠?qū)⒈景l(fā)明的光傳感器132(薄膜二極管130、遮光層160和氧化金屬層180)配置在TFT陣列基板510的邊框區(qū)域內(nèi)，作為檢測周圍的亮度的環(huán)境傳感器來利用。因?yàn)闃?gòu)成涉及本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的光傳感器132的薄膜二極管130的光檢測靈敏度良好，所以能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)周圍的亮度最適當(dāng)?shù)卦O(shè)定顯示畫面的亮度的液晶顯示裝置。而且，與在像素區(qū)域內(nèi)形成薄膜二極管 130的情況相比，能夠增大薄膜二極管130。因此，能夠容易地?cái)U(kuò)大受光區(qū)域以進(jìn)一步提高光檢測靈敏度。在本實(shí)施方式2中，表示了將在實(shí)施方式1中說明的本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于液晶面板的示例，但本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的用途不限定于此。也能夠利用于EL面板、等離子體面板等的顯示元件。另外，還能夠利用于顯示元件之外的具備光檢測功能的各種設(shè)備中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的利用領(lǐng)域，無特別限定，能夠廣泛地利用于需要提高了光檢測靈敏度的光傳感器的各種設(shè)備。特別是，能夠優(yōu)選利用于各種顯示元件中作為觸摸傳感器、檢測周圍的亮度的環(huán)境傳感器。
權(quán)利要求
1.一種光傳感器，其特征在于，包括 基板；薄膜二極管，其設(shè)置在所述基板的一側(cè)且具有至少包含η型區(qū)域和ρ型區(qū)域的第一半導(dǎo)體層；和遮光層，其設(shè)置在所述基板與所述第一半導(dǎo)體層之間， 在所述遮光層的與所述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有氧化金屬層， 在所述氧化金屬層的與所述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有凹凸， 所述第一半導(dǎo)體層具有沿著所述氧化金屬層的所述凹凸的凹凸形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的光傳感器，其特征在于所述第一半導(dǎo)體層的厚度，比在所述第一半導(dǎo)體層的與所述氧化金屬層相對的一側(cè)的面形成的凹凸的頂部與底部的高低差薄。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光傳感器，其特征在于在所述氧化金屬層的與所述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成的所述凹凸的頂部與底部的高低差是50 lOOnm。
4.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的光傳感器，其特征在于在所述氧化金屬層的與所述第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面的整個(gè)面形成有所述凹凸。
5.如權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的光傳感器，其特征在于，還包括覆蓋所述第一半導(dǎo)體層的層間絕緣膜；和貫通所述層間絕緣膜，分別與所述η型區(qū)域和所述P型區(qū)域電連接的一對電極，所述一對電極中的至少一個(gè)到達(dá)所述氧化金屬層。
6.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5中的任意一項(xiàng)所述的光傳感器；和薄膜晶體管，其設(shè)置在所述基板的與所述薄膜二極管相同的一側(cè)， 所述薄膜晶體管具有包括溝道區(qū)域、源極區(qū)域和漏極區(qū)域的第二半導(dǎo)體層；控制所述溝道區(qū)域的導(dǎo)電性的柵極電極；和在所述第二半導(dǎo)體層與所述柵極電極之間設(shè)置的柵極絕緣膜。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層形成在同一絕緣層上。
8.如權(quán)利要求6或7所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述第二半導(dǎo)體層的與所述基板相對的一側(cè)的面是平坦的。
9.如權(quán)利要求6至8中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于 所述第一半導(dǎo)體層的厚度與所述第二半導(dǎo)體層的厚度相同。
10.一種液晶面板，其特征在于，包括權(quán)利要求6至9中的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件；相對基板，其與所述基板的設(shè)置有所述薄膜二極管和所述薄膜晶體管的一側(cè)的面相對地配置；和液晶層，其被封入在所述基板與所述相對基板之間。
全文摘要
即使薄膜二極管的半導(dǎo)體層的厚度薄，也能夠提高光利用效率并提高薄膜二極管的光檢測靈敏度。另外，防止薄膜二極管的電極通過遮光層發(fā)生短路。在基板(101)的一側(cè)，設(shè)置包括第一半導(dǎo)體層(131)的薄膜二極管(130)，該第一半導(dǎo)體層(131)至少包含n型區(qū)域(131n)和p型區(qū)域(131p)，在基板與第一半導(dǎo)體層之間設(shè)置有遮光層(160)。在遮光層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有氧化金屬層(180)。在氧化金屬層的與第一半導(dǎo)體層相對的一側(cè)的面形成有凹凸，第一半導(dǎo)體層具有沿著氧化金屬層的凹凸的凹凸形狀。
文檔編號H01L27/146GK102473716SQ20108003694
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者織田明博, 金子誠二 申請人:夏普株式會社