[发明专利]包括半导体的光电转换元件以及使用其的半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用半导体构成的光电转换元件及具有光电转换元件的半导体装置。

背景技术

作为光电转换元件的一种方式，在波长为400nm至700nm的可见光线区域中具有感度的光电转换元件被称为光传感器或可见光传感器。作为光传感器或可见光传感器的用途，有如下用途：检测光信号读取信息；以及检测周边环境的亮度控制电子设备等的工作等。

例如，在移动电话机及电视装置中提供有光传感器，以便用来根据其被放置的周边环境的亮度调节显示屏的亮度(参照专利文献1)。

图2A示出专利文献1所公开的光传感器的结构。在衬底1610上以夹在形成有开口部1605及1606的透光电极1602和光反射电极1604b之间的方式提供有光电转换层1603。光电转换层1603包括pin接合，且通过组合透光电极1602及光反射电极1604b构成二极管。就是说，具有作为二端子元件的方式，一个外部连接端子由通过提供在光电转换层1603中的开口部1607连接到透光电极1602的光反射电极1604a构成，而另一个外部连接端子由光反射电极1604b构成。受光面为透光衬底1601一侧，并且透过衬底1601的光入射到光电转换层1603中。

图2B示出在衬底1610上按顺序提供光反射电极1611、光电转换层1612、透光电极1613的光传感器。这种光传感器具有光从透光电极1613一侧入射到光电转换层1612的结构。在光反射电极1611及光电转换层1612中形成有贯通孔并其中提供有绝缘层1614及1615。绝缘层1614及绝缘层1615防止光电反射电极1611及光电转换层1612和衬底1610的端部附近存在的光反射电极1620及光电转换层1621之间的短路。透光电极1613和1619被提供在光电转换层1612上的绝缘层1616彼此电隔离。外部连接端子1617以接触到透光电极1619的方式提供，并与光电转换层1612及光反射电极1611电连接。另一方面，外部连接端子1618以接触到透光电极1613的方式提供。

图2C示出将图2A所示的光传感器安装在布线衬底1800上的方式。布线衬底1800和光传感器以作为外部连接端子的光反射电极1604a、1604b和布线1850彼此相对的方式使用光或热固化树脂1852固定。光反射电极1604a、1604b和布线1850使用导电颗粒1851电连接。此外，图2D示出将图2B所示的光传感器安装在布线衬底1800上的方式。以外部连接端子1617及1618和布线1850彼此相对的方式使用焊膏及银膏等的导电材料1853粘合布线衬底1800和光传感器。

[专利文献1]

日本专利申请公开2002-62856号公报

图2C所示的光传感器的安装方式仅在形成有光反射电极1604a、1604b的表面上与布线衬底1800粘合。此外，在图2D所示的光传感器安装方式中，采用外部连接端子1617、1618和布线衬底1800只使用导电材料1853粘合的结构。

当光传感器的外部端子和导电材料不合适时，有因固定强度小而导致剥离的忧虑。

发明内容

于是，本发明的目的为如下：当将如光传感器的光电转换元件安装在布线衬底等时，提高其固定强度，来解决接触不良及剥离等的问题。

在本发明中，当使用焊料等的导电材料将形成有光电转换层的元件衬底粘合到布线衬底之际，在元件衬底的最上层形成包含与导电材料形成合金的材料的层。由此，使元件衬底和布线衬底的固定强度增大，以可以抑制元件衬底和布线衬底的剥离。

本发明涉及如下半导体装置。

换言之，本发明涉及一种半导体装置，其中，在第一衬底上包括：光电转换层；包括至少两个薄膜晶体管的放大电路，该放大电路放大所述光电转换层的输出电流；供应高电位电源的第一电极及供应低电位电源的第二电极，该第一电极和第二电极电连接到所述光电转换层及所述放大电路；以及位于所述第一衬底的最上层上的与导电材料形成合金的固定层，并且，在第二衬底上包括：第三电极和第四电极；固定所述第一电极和所述第三电极、以及所述第二电极和所述第四电极的所述导电材料。

在本发明中，所述固定层包含镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钯(Pd)、银(Ag)、锡(Sn)、铂(Pt)、金(Au)中的一种，并且所述导电材料是焊料。

在本发明中，使用镍膏形成所述第一电极及第二电极。

在本发明中，在所述第一电极及第二电极上分别形成有第五电极及第六电极，并且使用铜膏形成所述第五电极及第六电极。

在本发明中，所述放大电路是电流镜电路。