本分案申請(qǐng)是基于申請(qǐng)?zhí)枮?01380013079.5，申請(qǐng)日為2013年2月22日，發(fā)明名稱(chēng)為“半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法”的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種包括光電傳感器的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法。

注意，在本說(shuō)明書(shū)中，半導(dǎo)體裝置總體上是指能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而工作的裝置。電光裝置、半導(dǎo)體電路及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，在多種領(lǐng)域中已使用如下三維(3d)距離測(cè)量方法，該三維(3d)距離測(cè)量方法不僅可以取得對(duì)象物的形狀信息，而且可以取得對(duì)象物的距離信息。該方法主要分為兩種方法：主動(dòng)測(cè)量和被動(dòng)測(cè)量。在主動(dòng)測(cè)量中，對(duì)象物被照射光、電波或聲波等，并使用所得到的信息。在被動(dòng)測(cè)量中，對(duì)象物不被照射用作輔助測(cè)量的特定的光、特定的電波等。

作為被動(dòng)測(cè)量，可以使用立體匹配法等。作為主動(dòng)測(cè)量，可以使用飛行時(shí)間(timeofflight：tof)法、光切斷法等。在立體匹配法中，通過(guò)多個(gè)光電傳感器拍攝不同的圖像，并且根據(jù)三角測(cè)量的原理取得距離信息。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，通過(guò)對(duì)比在不同的圖像中的共同的區(qū)域小的區(qū)域進(jìn)行立體匹配，縮短測(cè)量時(shí)間并提高測(cè)量精度。

在tof法中，對(duì)象物被照射紅外光一定期間，并且由各像素中的光電傳感器檢測(cè)反射光。利用光照射開(kāi)始時(shí)刻與反射光的到達(dá)光電傳感器的時(shí)刻之間的差，根據(jù)照射期間、檢測(cè)信號(hào)及光速算出距離信息。在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，通過(guò)兩次的紅外光照射，取得兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)。tof法的優(yōu)點(diǎn)之一是容易使半導(dǎo)體裝置小型化這一點(diǎn)。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，通過(guò)在每隔一個(gè)幀期間地交替進(jìn)行二維(2d)拍攝和三維拍攝，使用一個(gè)像素取得二維信息(從對(duì)象物反射的光的強(qiáng)度、色彩等)及三維信息(從光源到對(duì)象物的距離)。

[參考文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2008-59148號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2010-35168號(hào)公報(bào)

[非專(zhuān)利文獻(xiàn)]

非專(zhuān)利文獻(xiàn)1：s.j.kimetal，“athree-dimensionaltime-of-flightcmosimagesensorwithpinned-photodiodepixelstructure”，ieeeelectrondeviceletters，nov.2010，vol.31，no.11，pp.1272-1274

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在立體匹配法中，為了取得高精度的距離信息，需要提高匹配精度。匹配處理量的增加導(dǎo)致測(cè)量時(shí)間的大幅度增加。再者，不容易使半導(dǎo)體裝置小型化，因?yàn)槎鄠€(gè)光電傳感器處于彼此遠(yuǎn)離的位置。

tof法有當(dāng)通過(guò)一次的紅外光照射取得用來(lái)算出距離信息的檢測(cè)信號(hào)時(shí)檢測(cè)信號(hào)的精度降低的問(wèn)題。

在非專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，在第一個(gè)檢測(cè)信號(hào)的取得之后且第二個(gè)檢測(cè)信號(hào)的取得之前有時(shí)間差。當(dāng)對(duì)象物移動(dòng)時(shí)，因該時(shí)間差而檢測(cè)信號(hào)稍微地變化；因此，不容易維持距離信息的精度。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，需要在二維拍攝和三維拍攝之間切換幀期間。因此，在通過(guò)二維拍攝的信息取得之后且通過(guò)三維拍攝的信息取得之前有時(shí)間差。因此，不容易同時(shí)取得該兩個(gè)信息，這是有問(wèn)題的。

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可以在短時(shí)間內(nèi)取得高精度的距離信息的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的目的是提供一種即使對(duì)象物移動(dòng)，也可以在短時(shí)間內(nèi)取得高精度的距離信息的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的目的是提供一種可以在短時(shí)間內(nèi)同時(shí)取得高精度的距離信息及圖像信息的半導(dǎo)體裝置。

本發(fā)明的課題是進(jìn)行半導(dǎo)體裝置的小型化。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)多于一次地進(jìn)行紅外光照射以取得一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，并使各次照射期間為同一且極短，來(lái)提高距離信息的精度。

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該半導(dǎo)體裝置包括：包括光電轉(zhuǎn)換元件以及根據(jù)被提供到光電轉(zhuǎn)換元件的光量將信號(hào)電荷積累于fd節(jié)點(diǎn)的第一晶體管的像素；以及根據(jù)從輸出線(xiàn)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的信號(hào)處理電路。該方法包括如下步驟：對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光；在從到達(dá)對(duì)象物而反射的光開(kāi)始對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻至光源停止紅外光的照射的時(shí)刻的第一期間中，至少使第一晶體管的柵電極的電位為第二高電位n(n是2或更大的自然數(shù))次；從輸出線(xiàn)取得基于第n次的第一期間之后的fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第一電位差的第一檢測(cè)信號(hào)；在取得第一檢測(cè)信號(hào)之后，對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物提供紅外光；在從光源停止紅外光的照射的時(shí)刻至到達(dá)對(duì)象物而反射的光結(jié)束對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻的第二期間中，至少使第一晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次；從輸出線(xiàn)取得基于第n次的第二期間之后的fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第二電位差的第二檢測(cè)信號(hào)；以及在取得第二檢測(cè)信號(hào)之后，使用信號(hào)處理電路進(jìn)行算式(1)的運(yùn)算處理來(lái)算出光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離，其中，光速、第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)分別以c、s1及s2表示。

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該半導(dǎo)體裝置包括：像素，該像素包括光電轉(zhuǎn)換元件、根據(jù)被提供到光電轉(zhuǎn)換元件的光量將信號(hào)電荷積累于fd節(jié)點(diǎn)的第一晶體管、放大根據(jù)信號(hào)電荷的積累量被轉(zhuǎn)換的信號(hào)電位的第二晶體管、以及根據(jù)被放大的信號(hào)電位從輸出線(xiàn)輸出檢測(cè)信號(hào)的第三晶體管；以及根據(jù)從輸出線(xiàn)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的信號(hào)處理電路。該方法包括如下步驟：對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物提供紅外光；在從到達(dá)對(duì)象物而反射的光開(kāi)始對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻至光源停止紅外光的照射的時(shí)刻的第一期間中，至少使第一晶體管的柵電極的電位為第二高電位n(n是2或更大的自然數(shù))次；在第一期間中至少使第一晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次之后，使用第二晶體管放大第n次的第一期間之后的fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第三晶體管的柵電極具有第三高電位的電位；使第二晶體管和第三晶體管開(kāi)啟來(lái)改變輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第三晶體管的柵電極具有低電位的電位；從輸出線(xiàn)輸出供給低電位之后的輸出線(xiàn)的電位和低電位之間的第一電位差；在輸出第一電位差之后，根據(jù)第一電位差取得第一檢測(cè)信號(hào)；在取得第一檢測(cè)信號(hào)之后，對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物提供紅外光；在從光源停止紅外光的照射的時(shí)刻至到達(dá)對(duì)象物而反射的光結(jié)束對(duì)光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻的第二期間中，至少使第一晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次；在第二期間中至少使第一晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次之后，使用第二晶體管放大第n次的第二期間之后的fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第三晶體管的柵電極設(shè)定為第三高電位的電位，使第二晶體管和第三晶體管開(kāi)啟來(lái)改變輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第三晶體管的柵電極具有低電位的電位；從輸出線(xiàn)輸出供給低電位之后的輸出線(xiàn)的電位和低電位之間的第二電位差；在輸出第二電位差之后，根據(jù)第二電位差取得第二檢測(cè)信號(hào)；以及在取得第二檢測(cè)信號(hào)之后，使用信號(hào)處理電路進(jìn)行算式(1)的運(yùn)算處理來(lái)算出光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離，其中，光速、第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)分別以c、s1及s2表示。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，多于一次地進(jìn)行紅外光照射以取得兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)，使用相鄰的光電二極管沒(méi)有時(shí)間差地檢測(cè)出各次紅外光照射的從對(duì)象物反射的光，并使各次的照射期間為同一且極短。由此，距離信息的精度提高。

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該半導(dǎo)體裝置包括：包括光電轉(zhuǎn)換元件以及根據(jù)被提供到光電轉(zhuǎn)換元件的光量將信號(hào)電荷積累于fd節(jié)點(diǎn)的積累晶體管的多個(gè)像素；以及根據(jù)從輸出線(xiàn)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的信號(hào)處理電路。該方法包括如下步驟：在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物提供紅外光；在到達(dá)對(duì)象物而反射的光開(kāi)始對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及與第一光電轉(zhuǎn)換元件相鄰的第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的第一時(shí)刻之前，對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第一fd節(jié)點(diǎn)具有高電位的電位；在從第一時(shí)刻至光源停止紅外光的照射的第二時(shí)刻的期間中至少使第一積累晶體管的柵電極的電位為高電位；在第二時(shí)刻之前對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第二fd節(jié)點(diǎn)具有高電位的電位；在第二時(shí)刻至到達(dá)對(duì)象物而反射的光結(jié)束對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的第三時(shí)刻的期間中，至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為高電位n(n是2或更大的自然數(shù))次；在該期間中至少使第二積累晶體管的柵電極的電位設(shè)定為高電位n次之后，從第一輸出線(xiàn)取得基于第n次的第三時(shí)刻之后的第一fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第一電位差的第一檢測(cè)信號(hào)；從第二輸出線(xiàn)取得基于第n次的第三時(shí)刻之后的第二fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第二電位差的第二檢測(cè)信號(hào)；以及在取得第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)之后，使用信號(hào)處理電路進(jìn)行算式(1)的運(yùn)算處理來(lái)算出光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離，其中，光速、第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)分別以c、s1及s2表示。

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該半導(dǎo)體裝置包括：多個(gè)像素，該像素包括光電轉(zhuǎn)換元件、根據(jù)被提供到光電轉(zhuǎn)換元件的光量將信號(hào)電荷積累于fd節(jié)點(diǎn)的積累晶體管、放大根據(jù)信號(hào)電荷的積累量被轉(zhuǎn)換的信號(hào)電位的放大晶體管、以及根據(jù)被放大的信號(hào)電位從輸出線(xiàn)輸出檢測(cè)信號(hào)的輸出晶體管；以及根據(jù)從輸出線(xiàn)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的信號(hào)處理電路。該方法包括如下步驟：在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物提供紅外光；在到達(dá)對(duì)象物而反射的光開(kāi)始對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及與第一光電轉(zhuǎn)換元件相鄰的第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的第一時(shí)刻之前，對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第一fd節(jié)點(diǎn)具有高電位的電位；在從第一時(shí)刻至光源停止紅外光的照射的第二時(shí)刻的期間中至少使第一積累晶體管的柵電極的電位為高電位；在第二時(shí)刻之前對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第二fd節(jié)點(diǎn)具有高電位的電位；在第二時(shí)刻至到達(dá)對(duì)象物而反射的光結(jié)束對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的第三時(shí)刻的期間中，至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為高電位n(n是2或更大的自然數(shù))次；在該期間中至少使第二積累晶體管的柵電極的電位設(shè)定為高電位n次之后，使用第一放大晶體管放大第n次的第三時(shí)刻之后的第一fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第一輸出晶體管的柵電極具有高電位的電位，使第一放大晶體管和第一輸出晶體管開(kāi)啟來(lái)改變第一輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第一輸出晶體管的柵電極具有第一低電位的電位；從第一輸出線(xiàn)輸出供給第一低電位之后的第一輸出線(xiàn)的電位和第一低電位之間的第一電位差；使用第二放大晶體管放大第n次的第三時(shí)刻之后的第二fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第二輸出晶體管的柵電極具有高電位的電位，使第二放大晶體管和第二輸出晶體管開(kāi)啟來(lái)改變第二輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第二輸出晶體管的柵電極具有第二低電位的電位；從第二輸出線(xiàn)輸出供給第二低電位之后的第二輸出線(xiàn)的電位和第二低電位之間的第二電位差；在從第一輸出線(xiàn)及第二輸出線(xiàn)輸出第一電位差及第二電位差之后，根據(jù)第一電位差及第二電位差分別取得第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)；在取得第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)之后，使用信號(hào)處理電路進(jìn)行算式(1)的運(yùn)算處理來(lái)算出光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離，其中，光速、第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)分別以c、s1及s2表示。

在上述方法中，優(yōu)選的是，包括在半導(dǎo)體裝置中的多個(gè)像素的每一個(gè)算出光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，多于一次地進(jìn)行紅外光照射以取得一個(gè)檢測(cè)信號(hào)，并使各次的照射期間為同一且極短，由此距離信息的精度提高。將吸收可見(jiàn)光并使紅外光透過(guò)的第一光電傳感器和吸收紅外光的第二光電傳感器彼此重疊。第一光電傳感器先吸收可見(jiàn)光，第二光電傳感器主要吸收紅外光。由此，可以減小半導(dǎo)體裝置中的像素的尺寸，并可以同時(shí)進(jìn)行二維拍攝和三維拍攝。

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該半導(dǎo)體裝置包括：多個(gè)像素，該像素包括第一光電轉(zhuǎn)換元件、第二光電轉(zhuǎn)換元件、根據(jù)被提供到第一光電轉(zhuǎn)換元件的可見(jiàn)光的光量將信號(hào)電荷積累于第一fd節(jié)點(diǎn)的第一積累晶體管、以及根據(jù)被提供到第二光電轉(zhuǎn)換元件的可見(jiàn)光的光量將信號(hào)電荷積累于第二fd節(jié)點(diǎn)的第二積累晶體管；以及根據(jù)從第一輸出線(xiàn)及第二輸出線(xiàn)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的信號(hào)處理電路。該方法包括如下步驟：對(duì)與第一光電轉(zhuǎn)換元件重疊的第二光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第二fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光；在到達(dá)對(duì)象物而反射的紅外光開(kāi)始對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻至光源停止紅外光的照射的時(shí)刻的第一期間中，至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為第二高電位n(n是2或更大的自然數(shù))次；從第二輸出線(xiàn)取得基于第n次的第一期間之后的第二fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第一電位差的第一檢測(cè)信號(hào)；在取得第一檢測(cè)信號(hào)之后，對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第二fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光；在光源停止紅外光的照射的時(shí)刻至到達(dá)對(duì)象物而反射的紅外光結(jié)束對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻的第二期間中，至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次；從第二輸出線(xiàn)取得基于第n次的第二期間之后的第二fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第二電位差的第二檢測(cè)信號(hào)；對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第一fd節(jié)點(diǎn)具有第三高電位的電位；在從最初照射的紅外光到達(dá)對(duì)象物而反射并開(kāi)始對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻至最后照射的紅外光到達(dá)對(duì)象物而反射并結(jié)束對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻的第三期間中，至少使第一積累晶體管的柵電極的電位為第四高電位；從第一輸出線(xiàn)取得基于第三期間之后的第一fd節(jié)點(diǎn)的電位和低電位之間的第三電位差的第三檢測(cè)信號(hào)；在取得第二檢測(cè)信號(hào)之后，使用信號(hào)處理電路進(jìn)行算式(1)的運(yùn)算處理來(lái)算出第二光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離，其中，光速、第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)分別以c、s1及s2表示；以及在取得第三檢測(cè)信號(hào)之后，根據(jù)各像素中的第三檢測(cè)信號(hào)取得對(duì)象物的圖像。

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法，該半導(dǎo)體裝置包括：多個(gè)像素，該像素包括第一光電轉(zhuǎn)換元件、第二光電轉(zhuǎn)換元件、根據(jù)被提供到第一光電轉(zhuǎn)換元件的可見(jiàn)光的光量將第一信號(hào)電荷積累于第一fd節(jié)點(diǎn)的第一積累晶體管、放大根據(jù)第一信號(hào)電荷的積累量被轉(zhuǎn)換的第一信號(hào)電位的第一放大晶體管、根據(jù)被放大的第一信號(hào)電位從第一輸出線(xiàn)輸出檢測(cè)信號(hào)的第一輸出晶體管、根據(jù)被提供到第二光電轉(zhuǎn)換元件的紅外光的光量將第二信號(hào)電荷積累于第二fd節(jié)點(diǎn)的第二積累晶體管、放大根據(jù)第二信號(hào)電荷的積累量被轉(zhuǎn)換的第二信號(hào)電位的第二放大晶體管、以及根據(jù)被放大的第二信號(hào)電位從第二輸出線(xiàn)輸出檢測(cè)信號(hào)的第二輸出晶體管；以及根據(jù)從第一輸出線(xiàn)及第二輸出線(xiàn)輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理的信號(hào)處理電路。該方法包括如下步驟：對(duì)與第一光電轉(zhuǎn)換元件重疊的第二光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第二fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物提供紅外光；在從到達(dá)對(duì)象物而反射的紅外光開(kāi)始對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻至光源停止紅外光的照射的時(shí)刻的第一期間中，至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為第二高電位n(n是2或更大的自然數(shù))次；在至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次之后，使用第二放大晶體管放大第n次的第一期間之后的第二fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第二輸出晶體管的柵電極具有第三高電位的電位，使第二放大晶體管和第二輸出晶體管開(kāi)啟來(lái)改變第二輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第二輸出晶體管的柵電極具有第一低電位的電位；從第二輸出線(xiàn)輸出供給第一低電位之后的第二輸出線(xiàn)的電位和第一低電位之間的第一電位差；在輸出第一電位差之后，根據(jù)第一電位差取得第一檢測(cè)信號(hào)；在取得第一檢測(cè)信號(hào)之后，對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第二fd節(jié)點(diǎn)具有第一高電位的電位；在期間t中從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光；在從光源停止紅外光的照射的時(shí)刻至到達(dá)對(duì)象物而反射的紅外光結(jié)束對(duì)第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻的第二期間中，至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次；在至少使第二積累晶體管的柵電極的電位為第二高電位n次之后，使用第二放大晶體管放大第n次的第二期間之后的第二fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第二輸出晶體管的柵電極具有第三高電位的電位，使第二放大晶體管和第二輸出晶體管開(kāi)啟來(lái)改變第二輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第二輸出晶體管的柵電極具有第一低電位的電位；從第二輸出線(xiàn)輸出供給第一低電位之后的第二輸出線(xiàn)的電位和第一低電位之間的第二電位差；在輸出第二電位差之后，根據(jù)第二電位差取得第二檢測(cè)信號(hào)；對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件的一個(gè)電極供給使第一fd節(jié)點(diǎn)具有第四高電位的電位；在從最初照射的紅外光到達(dá)對(duì)象物而反射并開(kāi)始對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻至最后照射的紅外光到達(dá)對(duì)象物而反射并結(jié)束對(duì)第一光電轉(zhuǎn)換元件及第二光電轉(zhuǎn)換元件的入射的時(shí)刻的第三期間中，至少使第一積累晶體管的柵電極的電位為第五高電位；使用第一放大晶體管放大第三期間之后的第一fd節(jié)點(diǎn)的電位；供給使第一輸出晶體管的柵電極具有第六高電位的電位，使第一放大晶體管和第一輸出晶體管開(kāi)啟來(lái)改變第一輸出線(xiàn)的電位，然后供給使第一輸出晶體管的柵電極具有第二低電位的電位；從第一輸出線(xiàn)輸出供給第二低電位之后的第一輸出線(xiàn)的電位和第二低電位之間的第三電位差；在輸出第三電位差之后，根據(jù)第三電位差取得第三檢測(cè)信號(hào)；在取得第二檢測(cè)信號(hào)之后，使用信號(hào)處理電路進(jìn)行算式(1)的運(yùn)算處理來(lái)算出第二光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離，其中，光速、第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)分別以c、s1及s1表示；以及在取得第三檢測(cè)信號(hào)之后，根據(jù)各像素中的第三檢測(cè)信號(hào)取得對(duì)象物的圖像。

在上述方法中，優(yōu)選的是：包括在半導(dǎo)體裝置中的多個(gè)像素的每一個(gè)算出第二光電轉(zhuǎn)換元件和對(duì)象物之間的距離。

在上述方法中，光源也可以安裝在半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部或外部。

在上述方法中，照射控制器也可以安裝在半導(dǎo)體裝置的內(nèi)部。照射控制器設(shè)定紅外光照射的開(kāi)始紅外光照射的時(shí)刻至停止紅外光照射的時(shí)刻的期間以及紅外光照射的次數(shù)，并可以根據(jù)設(shè)定值輸出與光源同步的脈沖信號(hào)。

此外，在本說(shuō)明書(shū)中，延遲期間是指開(kāi)始從光源對(duì)對(duì)象物進(jìn)行光照射的時(shí)刻和從對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電傳感器的時(shí)刻之間的差。

通過(guò)使用每次紅外光照射產(chǎn)生的延遲期間來(lái)取得檢測(cè)信號(hào)，可以取得更高精度的距離信息。即使在對(duì)象物高速移動(dòng)時(shí)，通過(guò)相鄰的光電二極管連續(xù)地檢測(cè)出從同一點(diǎn)反射的光，也可以維持距離信息的精度。通過(guò)檢測(cè)出取得距離信息的期間的可見(jiàn)光，可以同時(shí)取得距離信息和圖像信息。

附圖說(shuō)明

圖1a至1c示出半導(dǎo)體裝置；

圖2示出光電傳感器；

圖3示出光電傳感器；

圖4示出光電傳感器；

圖5是光電傳感器的時(shí)序圖；

圖6示出讀出電路；

圖7是光電傳感器的時(shí)序圖；

圖8是光電傳感器的時(shí)序圖；

圖9a和9b各示出延遲期間的比例；

圖10a和10b是配置為矩陣狀的多個(gè)光電傳感器的電路圖；

圖11a和11b是光電傳感器的俯視圖及截面圖；

圖12是顯示裝置的截面圖；

圖13a和13b是配置為矩陣狀的多個(gè)光電傳感器的電路圖；

圖14是光電傳感器的俯視圖；

圖15a和15b是光電傳感器的截面圖。

符號(hào)說(shuō)明

11：信號(hào)線(xiàn)、12：信號(hào)線(xiàn)、13：信號(hào)線(xiàn)、14：節(jié)點(diǎn)、15：信號(hào)線(xiàn)、16：信號(hào)線(xiàn)、17：信號(hào)線(xiàn)、18：節(jié)點(diǎn)、100：光電傳感器、101：電路、102：光電二極管、103：晶體管、104：晶體管、105：晶體管、106：晶體管、108：導(dǎo)電層、110：光電傳感器群、120：光電傳感器群、200：透光襯底、203：p型半導(dǎo)體區(qū)域、204：i型半導(dǎo)體區(qū)域、205：n型半導(dǎo)體區(qū)域、206：i型半導(dǎo)體區(qū)域、207：n型半導(dǎo)體區(qū)域、208：i型半導(dǎo)體區(qū)域、209：n型半導(dǎo)體區(qū)域、210：導(dǎo)電膜、211：導(dǎo)電膜、212：導(dǎo)電膜、213：導(dǎo)電膜、214：導(dǎo)電膜、215：半導(dǎo)體膜、216：半導(dǎo)體膜、217：半導(dǎo)體膜、218：導(dǎo)電膜、219：導(dǎo)電膜、220：導(dǎo)電膜、221：導(dǎo)電膜、222：導(dǎo)電膜、223：導(dǎo)電膜、224：導(dǎo)電膜、225：導(dǎo)電膜、226：導(dǎo)電膜、227：導(dǎo)電膜、228：柵極絕緣膜、230：n型半導(dǎo)體區(qū)域、231：遮光層、232：基底膜、233：絕緣層、240：絕緣層、241：柵電極、242：柵電極、243：絕緣層、244：導(dǎo)電層、245：導(dǎo)電層、246：導(dǎo)電層、247：導(dǎo)電層、248：p型半導(dǎo)體區(qū)域、249：i型半導(dǎo)體區(qū)域、250：活性層、251：襯底、252：導(dǎo)電層、253：n型半導(dǎo)體區(qū)域、254：導(dǎo)電層、255：導(dǎo)電層、281：絕緣膜、282：絕緣膜、301：脈沖、302：脈沖、402：光電二極管、403：晶體管、404：晶體管、405：晶體管、411：襯底、412：n阱、413：n阱、414：n阱、415：n阱、416：場(chǎng)氧化膜、417：柵極絕緣膜、418：柵極絕緣膜、419：柵極絕緣膜、420：柵極、420a：多晶硅層、420b：硅化物層、423：低濃度漏極區(qū)域、424：低濃度漏極區(qū)域、425：低濃度漏極區(qū)域、426：側(cè)壁、427：側(cè)壁、428：側(cè)壁、430：源區(qū)域、431：源區(qū)域、432：源區(qū)域、433：漏區(qū)域、434：漏區(qū)域、435：漏區(qū)域、436：層間絕緣膜、437：層間絕緣膜、440：源極布線(xiàn)、441：源極布線(xiàn)、442：源極布線(xiàn)、443：漏極布線(xiàn)、444：漏極布線(xiàn)、445：漏極布線(xiàn)、446：電極、447：鈍化膜、448：層間絕緣膜、449：電極、450：電極、451：電極、452：電極、453：電極、454：電極、455：層間絕緣膜、456：像素電極、457：透明導(dǎo)電膜、458：透明導(dǎo)電膜、459：有機(jī)el層、460：光電轉(zhuǎn)換層、460i：i型半導(dǎo)體層、460n：n型半導(dǎo)體層、460p：p型半導(dǎo)體層、461：分隔壁、462：透明導(dǎo)電膜、463：透明導(dǎo)電膜、500：半導(dǎo)體裝置、501：像素、502：受光部、503：信號(hào)處理電路、504：光源、505：照射控制器、506：對(duì)象物、507：紅外光、508：反射光、517：可見(jiàn)光、518：可見(jiàn)光

具體實(shí)施方式

參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。注意，本發(fā)明不局限于以下說(shuō)明。所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是本發(fā)明的方式及詳細(xì)內(nèi)容可以不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍地變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限定在以下實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說(shuō)明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖之間共同使用同一的附圖標(biāo)記來(lái)表示同一部分或具有同一功能的部分，并省略其重復(fù)說(shuō)明。

實(shí)施方式1

參照?qǐng)D1a至1c說(shuō)明本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的半導(dǎo)體裝置500的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體裝置500使用根據(jù)從下述各個(gè)光電傳感器100輸出的檢測(cè)信號(hào)算出的各個(gè)光電傳感器100和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離來(lái)取得關(guān)于整個(gè)對(duì)象物的距離信息(rangeinformation)。

〈半導(dǎo)體裝置500的結(jié)構(gòu)〉

如圖1a所示，半導(dǎo)體裝置500至少具有受光部502以及信號(hào)處理電路503。該受光部502包括配置為矩陣狀的多個(gè)像素501。各像素501包括一個(gè)光電傳感器100。

光源504及照射控制器505可以安裝在半導(dǎo)體裝置500的內(nèi)部或外部。

如圖1b所示，對(duì)象物506被來(lái)自光源504的紅外光507(照射光)照射，并且到達(dá)對(duì)象物506而反射的光(反射光508)入射到包括在半導(dǎo)體裝置500的各光電傳感器100中。

受光部502根據(jù)來(lái)自照射控制器505的脈沖狀信號(hào)對(duì)信號(hào)處理電路503輸出對(duì)應(yīng)于光量的檢測(cè)信號(hào)。

信號(hào)處理電路503判定反射光508的光量，算出紅外光從光源504到達(dá)受光部502的時(shí)間(延遲期間δt)，并使用延遲期間δt計(jì)算各光電傳感器100和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離x。信號(hào)處理電路503的運(yùn)算結(jié)果例如向顯示裝置(未圖示)輸出。

光源504根據(jù)來(lái)自照射控制器505的指令對(duì)對(duì)象物照射紅外光。此外，優(yōu)選的是，多于一次地進(jìn)行紅外光照射，而且紅外光照射期間相同且極短。

另外，可見(jiàn)光也可以入射到受光部502。

〈光電傳感器的結(jié)構(gòu)例子1〉

接下來(lái)，參照?qǐng)D2說(shuō)明本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的半導(dǎo)體裝置所具有的光電傳感器100的結(jié)構(gòu)例子。圖2是光電傳感器100的電路圖。注意，光電傳感器100的結(jié)構(gòu)不局限于該結(jié)構(gòu)，而光電傳感器100也可以至少包括一個(gè)光電二極管和一個(gè)晶體管。

如圖2所示，光電傳感器100包括光電二極管102、晶體管103、晶體管104以及晶體管105。

圖2所示的光電傳感器100包括三個(gè)晶體管和一個(gè)光電二極管。由于光電傳感器100中的元件數(shù)量的減少，實(shí)現(xiàn)了像素尺寸的縮小且促進(jìn)了半導(dǎo)體裝置的小型化。

在圖2中，信號(hào)線(xiàn)11、信號(hào)線(xiàn)12、信號(hào)線(xiàn)13、節(jié)點(diǎn)14、信號(hào)線(xiàn)15及信號(hào)線(xiàn)16分別是復(fù)位信號(hào)線(xiàn)(pr)、電荷積累信號(hào)線(xiàn)(tx)、選擇信號(hào)線(xiàn)(se)、浮動(dòng)擴(kuò)散(fd)節(jié)點(diǎn)、光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)及光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)。

另外，在本說(shuō)明書(shū)中，光電二極管102至少被紅外光照射。

光電二極管102用作檢測(cè)入射到該二極管的光并產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換元件。所產(chǎn)生的電荷量取決于所入射的光量。

晶體管103用作控制拍攝(imaging)的晶體管。換言之，晶體管103用作根據(jù)被提供到光電二極管102的光量控制將要積累于節(jié)點(diǎn)14的電荷量的晶體管。

如圖2所示，在光電傳感器100中，光電二極管102的陽(yáng)極與信號(hào)線(xiàn)11電連接。光電二極管102的陰極與晶體管103的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。晶體管103的源電極和漏電極中的另一個(gè)與晶體管104的柵電極及節(jié)點(diǎn)14電連接。晶體管104的源電極和漏電極中的一個(gè)與信號(hào)線(xiàn)15電連接。晶體管105的源電極和漏電極中的一個(gè)與信號(hào)線(xiàn)16電連接。晶體管104的源電極和漏電極中的另一個(gè)與晶體管105的源電極和漏電極中的另一個(gè)電連接。晶體管103的柵電極與信號(hào)線(xiàn)12電連接。晶體管105的柵電極與信號(hào)線(xiàn)13電連接。

圖2示出光電二極管102的陽(yáng)極與信號(hào)線(xiàn)11電連接并且光電二極管102的陰極與晶體管103的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接的結(jié)構(gòu)；但是本發(fā)明不局限于此。光電二極管102的陰極也可以與信號(hào)線(xiàn)11電連接，并且光電二極管102的陽(yáng)極也可以與晶體管103的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。

〈光電二極管的結(jié)構(gòu)例子2〉

在本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，光電傳感器100也可以配置為m(行)×n(列)(m和n都是2或更大的自然數(shù))的矩陣狀。在圖3中，作為一個(gè)例子，在列方向上相互相鄰的光電傳感器被稱(chēng)為光電傳感器100(k-1)(k是2或更大且n或更小的自然數(shù))以及光電傳感器100(k)。

光電傳感器100(k-1)包括光電二極管102(k-1)、晶體管103(k-1)、晶體管104(k-1)以及晶體管105(k-1)。光電傳感器100(k)包括光電二極管102(k)、晶體管103(k)、晶體管104(k)以及晶體管105(k)。

〈光電傳感器的結(jié)構(gòu)例子3〉

本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置包括一個(gè)光電傳感器100a和一個(gè)光電傳感器100b作為光電傳感器。在各像素中包括這些光電傳感器的半導(dǎo)體裝置500中，根據(jù)從各光電傳感器100a所輸出的檢測(cè)信號(hào)可以取得關(guān)于整個(gè)對(duì)象物的圖像信息，并且，在取得圖像信息的同時(shí)，使用根據(jù)從各光電傳感器100b所輸出的檢測(cè)信號(hào)算出的各光電傳感器100b和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離可以取得關(guān)于整個(gè)對(duì)象物的距離信息。

如圖1c所示，對(duì)象物506被來(lái)自光源504的紅外光507及可見(jiàn)光517照射，并且到達(dá)對(duì)象物506而反射的光(反射光)入射到半導(dǎo)體裝置500所包括的各光電傳感器100a及各光電傳感器100b。另外，光電傳感器100a吸收反射光中的可見(jiàn)光518，光電傳感器100b吸收作為紅外光的反射光508(也被稱(chēng)為紅外反射光)。

另外，在本說(shuō)明書(shū)中，光電二極管102a吸收特定的波長(zhǎng)區(qū)域的光(例如，可見(jiàn)光)，并使特定的波長(zhǎng)區(qū)域之外的光(例如，紅外光)透過(guò)。此外，光電二極管102b吸收特定的波長(zhǎng)區(qū)域的光(例如，可見(jiàn)光)，并吸收特定的波長(zhǎng)區(qū)域之外的光(例如，紅外光)。

信號(hào)處理電路503判定各光電傳感器100b所吸收的紅外反射光的光量，算出紅外光從光源504到達(dá)受光部502的時(shí)間(延遲期間δt)，使用延遲期間δt計(jì)算各光電傳感器100b和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離x。例如，信號(hào)處理電路503的運(yùn)算結(jié)果輸出到顯示裝置(未圖示)。

此外，在受光部502中，光電傳感器100a和光電傳感器100b彼此重疊，并且對(duì)象物506所反射的可見(jiàn)光518的大部分首先被光電傳感器100a吸收。

參照?qǐng)D4說(shuō)明包括一個(gè)光電傳感器100a及一個(gè)光電傳感器100b的光電傳感器群的結(jié)構(gòu)例子。圖4是光電傳感器群110的電路圖。包括一個(gè)光電傳感器100a及一個(gè)光電傳感器100b的光電傳感器群110的結(jié)構(gòu)不局限于該結(jié)構(gòu)。光電傳感器群110可以至少包括使紅外光透過(guò)且吸收可見(jiàn)光的光電二極管、吸收紅外光的光電二極管、根據(jù)可見(jiàn)光的光量將信號(hào)電荷積累于fd節(jié)點(diǎn)的晶體管、以及根據(jù)紅外光的光量將信號(hào)電荷積累于fd節(jié)點(diǎn)的晶體管。

如圖4所示，光電傳感器群110包括兩個(gè)光電二極管以及六個(gè)晶體管。另外，在本說(shuō)明書(shū)中，特別是在吸收可見(jiàn)光且使紅外光透過(guò)的光電傳感器的情況下，例如將構(gòu)成要素稱(chēng)為光電傳感器100a、光電二極管102a、晶體管103a、晶體管104a及晶體管105a，而在吸收紅外光的光電傳感器的情況下，例如將構(gòu)成要素稱(chēng)為光電傳感器100b、光電二極管102b、晶體管103b、晶體管104b及晶體管105b。

圖4中的光電傳感器100a及光電傳感器100b各自都具有三個(gè)晶體管和一個(gè)光電二極管。由于與一般的光電傳感器中的元件數(shù)量相比，光電傳感器100a及光電傳感器100b中的元件數(shù)量少，實(shí)現(xiàn)了像素尺寸的縮小且促進(jìn)了半導(dǎo)體裝置的小型化。

在圖4中，信號(hào)線(xiàn)11a和11b、信號(hào)線(xiàn)12a和12b、信號(hào)線(xiàn)13a和13b、節(jié)點(diǎn)14a和14b、信號(hào)線(xiàn)15、信號(hào)線(xiàn)16a和16b分別是復(fù)位信號(hào)線(xiàn)(pr)、電荷積累信號(hào)線(xiàn)(tx)、選擇信號(hào)線(xiàn)(se)、浮動(dòng)擴(kuò)散(fd)節(jié)點(diǎn)、光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)、及光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)。另外，在圖4中，用于二維拍攝的信號(hào)線(xiàn)以“_2”表示，用于三維拍攝的信號(hào)線(xiàn)以“_3”表示。

光電二極管102a和102b各自都用作檢測(cè)入射到該二極管的光并產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換元件。根據(jù)照射的光量而決定要產(chǎn)生的電荷量。

晶體管103a和103b各自都用作控制拍攝的晶體管。換言之，晶體管103a和103b用作根據(jù)被提供到光電二極管102a和102b的光量控制將要積累于節(jié)點(diǎn)14a和節(jié)點(diǎn)14b的電荷量的晶體管。

如圖4所示，在光電傳感器群110中，光電二極管102a和102b的陽(yáng)極分別與信號(hào)線(xiàn)11a和11b電連接。光電二極管102a和102b的陰極分別與晶體管103a的源電極和漏電極中的一個(gè)及晶體管103b的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。晶體管103a的源電極和漏電極中的另一個(gè)及晶體管103b的源電極和漏電極中的另一個(gè)分別與晶體管104a和104b的柵電極及節(jié)點(diǎn)14a和14b電連接。晶體管104a的源電極和漏電極中的一個(gè)及晶體管104b的源電極和漏電極中的一個(gè)與信號(hào)線(xiàn)15電連接。晶體管105a的源電極和漏電極中的一個(gè)及晶體管105b的源電極和漏電極中的一個(gè)分別與信號(hào)線(xiàn)16a和16b電連接。晶體管104a的源電極和漏電極中的另一個(gè)及晶體管104b的源電極和漏電極中的另一個(gè)分別與晶體管105a的源電極和漏電極中的另一個(gè)及晶體管105b的源電極和漏電極中的另一個(gè)電連接。晶體管103a和103b的柵電極分別與信號(hào)線(xiàn)12a和12b電連接。晶體管105a和105b的柵電極分別與信號(hào)線(xiàn)13a和13b電連接。

〈用于拍攝的機(jī)制〉

在此，說(shuō)明拍攝的機(jī)理。在下面以光電傳感器100為例子進(jìn)行說(shuō)明，類(lèi)似機(jī)理應(yīng)用于光電傳感器100a及光電傳感器100b。通過(guò)將光電二極管102的陽(yáng)極的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”，并將晶體管103的柵電極的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”，正電荷積累于節(jié)點(diǎn)14。通過(guò)在這種狀態(tài)下將信號(hào)線(xiàn)11的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”，根據(jù)提供到光電二極管102的光量，負(fù)電荷積累于節(jié)點(diǎn)14(拍攝開(kāi)始)。接著，通過(guò)將晶體管103的柵電極的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”，節(jié)點(diǎn)14中的電荷積累停止(拍攝結(jié)束)。通過(guò)切換晶體管103的柵電極的電位，可以控制積累于節(jié)點(diǎn)14的電荷量。

非晶硅、微晶硅或氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選用于晶體管103的半導(dǎo)體層。在半導(dǎo)體層中包含氧化物半導(dǎo)體的晶體管具有極低的關(guān)態(tài)電流(off-statecurrent)；因此，可以長(zhǎng)期間地保持由于對(duì)光電二極管102的光照射而生成的電荷。由此，能夠長(zhǎng)期間地保持拍攝數(shù)據(jù)，因此容易取得準(zhǔn)確的拍攝數(shù)據(jù)。

此外，通過(guò)使用氧化物半導(dǎo)體材料作為晶體管103的半導(dǎo)體層，可以抑制從節(jié)點(diǎn)14泄漏到光電二極管102的電荷的流動(dòng)。尤其是，當(dāng)電荷在長(zhǎng)期間積累在節(jié)點(diǎn)14時(shí)，泄漏電荷的影響增大；因此，特別優(yōu)選使用氧化物半導(dǎo)體。通過(guò)使用氧化物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體層，更高精度地檢測(cè)出延遲期間，并取得可靠性高的檢測(cè)信號(hào)，可以提高光電傳感器100整體的性能。

晶體管104用作放大根據(jù)節(jié)點(diǎn)14中的電荷積累量而被轉(zhuǎn)換的電位的晶體管。晶體管104的放大度提高，由此光電傳感器100的靈敏度提高。

如多晶硅或單晶硅等的材料優(yōu)選用于晶體管104的半導(dǎo)體層。通過(guò)使用這種材料作為半導(dǎo)體層，可以提高在節(jié)點(diǎn)14中的電荷的放大度。由此，可以構(gòu)成靈敏度更高的放大晶體管。

晶體管105用作控制光電傳感器100的輸出的晶體管。換言之，通過(guò)切換柵電極的電位，可以將由晶體管104放大的電位作為信號(hào)線(xiàn)16的電位輸出。

如多晶硅或單晶硅等的材料優(yōu)選用于晶體管105的半導(dǎo)體層。通過(guò)使用這種材料，可以提高晶體管105的通態(tài)電流(on-statecurrent)。因此，檢測(cè)信號(hào)的輸出期間縮短，由此可以高速地控制來(lái)自光電傳感器100的輸出。通過(guò)使用這種材料作為半導(dǎo)體層，可以在更廣泛的范圍控制信號(hào)線(xiàn)16的切換速度。當(dāng)通過(guò)提高電位變化的速度的自由度而準(zhǔn)確地抽出速度差，可以取得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

如上所述，光電傳感器100包括四個(gè)元件：一個(gè)光電二極管和三個(gè)晶體管。因?yàn)楣怆妭鞲衅骺梢园^少的元件，所以能夠促進(jìn)光電傳感器的高集成化及像素尺寸的縮小。當(dāng)使用如多晶硅或單晶硅等的材料作為晶體管104及晶體管105的半導(dǎo)體層且使用非晶硅、微晶硅或氧化物半導(dǎo)體材料作為晶體管103的半導(dǎo)體層來(lái)構(gòu)成疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)像素尺寸的進(jìn)一步縮小。

當(dāng)重視縮短將由對(duì)光電二極管102的光照射而生成的電荷積累于節(jié)點(diǎn)14所需要的時(shí)間時(shí)，即，例如，當(dāng)對(duì)象物高速地移動(dòng)時(shí)，晶體管103的半導(dǎo)體層可以使用如非晶硅、多晶硅或單晶硅等的材料形成。即使使用這種材料，電荷也在短時(shí)間內(nèi)積累于節(jié)點(diǎn)14，由此可以抑制因泄漏電荷而產(chǎn)生的不良影響。

當(dāng)重視中小型的光電傳感器100的工作速度時(shí)，包括在像素中的所有晶體管(晶體管103、104和105)可以使用如多晶硅或單晶硅等的材料形成。

當(dāng)重視成本、尺寸及性能時(shí)，包括在像素中的所有晶體管(晶體管103、104和105)可以使用氧化物半導(dǎo)體材料形成。

當(dāng)重視成本及尺寸時(shí)，包括在像素中的所有晶體管(晶體管103、104和105)可以使用非晶硅或微晶硅形成。

〈半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法1〉

下面說(shuō)明包括圖2的光電傳感器100的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法的例子。通過(guò)采用該驅(qū)動(dòng)方法，可以取得兩個(gè)不同的檢測(cè)信號(hào)，從而可以算出半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離。

該距離通過(guò)使用半導(dǎo)體裝置所包括的信號(hào)處理電路而算出。該信號(hào)處理電路可以根據(jù)所取得的不同的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算處理。因此，可以通過(guò)多于一次地進(jìn)行和停止從光源對(duì)對(duì)象物的紅外光的照射，來(lái)算出一個(gè)光電傳感器和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離。

再者，通過(guò)使從紅外光的照射開(kāi)始的時(shí)刻至紅外光的照射停止的時(shí)刻的期間為極短且多于一次地進(jìn)行和停止紅外光的照射，半導(dǎo)體裝置可以高精度地取得對(duì)象物和光電傳感器之間的距離。

首先，說(shuō)明時(shí)序圖。

圖5示出表示對(duì)象物被來(lái)自光源的紅外光照射的時(shí)序的脈沖301、表示到達(dá)對(duì)象物而反射的光入射到光電二極管的時(shí)序的脈沖302、信號(hào)線(xiàn)11的脈沖(pr)、信號(hào)線(xiàn)12的脈沖(tx)、信號(hào)線(xiàn)13的脈沖(se)、節(jié)點(diǎn)14的脈沖(fd)以及信號(hào)線(xiàn)16的脈沖。

在本說(shuō)明書(shū)中的脈沖301中，以“h”表示進(jìn)行紅外光照射的期間，以“l(fā)”表示不進(jìn)行紅外光照射的期間。

如圖5所示，多于一次地進(jìn)行期間t內(nèi)的紅外光照射。另外，第一次紅外光照射從時(shí)刻t2至?xí)r刻t4進(jìn)行；第二次紅外光照射從時(shí)刻t6至?xí)r刻t8進(jìn)行；第三次紅外光照射從時(shí)刻t12至?xí)r刻t15進(jìn)行；第四次紅外光照射從時(shí)刻t18至?xí)r刻t20進(jìn)行；期間t極短。

在本說(shuō)明書(shū)中的脈沖302中，以“h”表示從光源提供到對(duì)象物的紅外光被對(duì)象物反射而入射到光電傳感器100的期間，以“l(fā)”表示紅外光沒(méi)有入射到光電傳感器100的期間。

在信號(hào)線(xiàn)11的脈沖(pr)中，以“h”表示供應(yīng)給光電二極管102的陽(yáng)極的電位是高電位的期間，以“l(fā)”表示供應(yīng)給光電二極管102的陽(yáng)極的電位是低電位的期間。另外，對(duì)于在下述圖7中的信號(hào)線(xiàn)11_(k-1)(pr_(k-1))和信號(hào)線(xiàn)11_(k)(pr_(k))以及圖8中的信號(hào)線(xiàn)11a(pr_2)和信號(hào)線(xiàn)11b(pr_3)也同樣地適用。

在本說(shuō)明書(shū)中的信號(hào)線(xiàn)12的脈沖(tx)中，以“h”表示供應(yīng)給晶體管103的柵電極的電位是高電位的期間，以“l(fā)”表示供應(yīng)給晶體管103的柵電極的電位是低電位的期間。另外，對(duì)于在下述圖7中的信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)(tx_(k-1))和信號(hào)線(xiàn)12_(k)(tx_(k))以及圖8中的信號(hào)線(xiàn)12a(tx_2)和信號(hào)線(xiàn)12b(tx_3)也同樣地適用。

在本說(shuō)明書(shū)中的信號(hào)線(xiàn)13的脈沖(se)中，以“h”表示供應(yīng)給晶體管105的柵電極的電位是高電位的期間，以“l(fā)”表示供應(yīng)給晶體管105的柵電極的電位是低電位的期間。另外，對(duì)于下述圖7中的信號(hào)線(xiàn)13_(k-1)(se_(k-1))和信號(hào)線(xiàn)13_(k)(se_(k))以及圖8中的信號(hào)線(xiàn)13a(se_2)和信號(hào)線(xiàn)13b(se_3)也同樣地適用。

在圖5的節(jié)點(diǎn)14的脈沖(fd)中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；以“v1”表示時(shí)刻t9的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14之間的電位差；以“v2”表示時(shí)刻t21的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14之間的電位差。

在圖5的信號(hào)線(xiàn)16的脈沖中，以“h”表示高電位的期間，以“l(fā)”表示低電位的期間；以“vs1”表示時(shí)刻t11的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16之間的電位差；以“vs2”表示時(shí)刻t24的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16之間的電位差。

另外，在圖5中，時(shí)刻t11的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16之間的電位差“vs1”相當(dāng)于第一檢測(cè)信號(hào)s1，時(shí)刻t24的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16之間的電位差“vs2”相當(dāng)于第二檢測(cè)信號(hào)s2。

在圖5中，延遲期間δt相當(dāng)于從時(shí)刻t2至?xí)r刻t3的期間、從時(shí)刻t6至?xí)r刻t7的期間、從時(shí)刻t12至?xí)r刻t13的期間、從時(shí)刻t18至?xí)r刻t19的期間。

注意，在本說(shuō)明書(shū)中，低電位“l(fā)”是指共同電位。

另外，在圖5中，在進(jìn)行四次紅外光照射中期間t被固定。

在進(jìn)行拍攝的期間中，半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離不變。因此，可以假設(shè)在該四次紅外光照射中延遲期間δt被固定。

在圖5中，兩次進(jìn)行用來(lái)取得第一檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射，并且兩次進(jìn)行用來(lái)取得第二檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射；但是，三次或更多次地進(jìn)行各紅外光照射也是有效的，并對(duì)次數(shù)沒(méi)有特別的限制。注意，用來(lái)取得第一檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射的次數(shù)等于用來(lái)取得第二檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射的次數(shù)。

接著，說(shuō)明算出半導(dǎo)體裝置中的一個(gè)光電傳感器和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離的方法。參照?qǐng)D5中的時(shí)序圖說(shuō)明兩次進(jìn)行紅外光照射的情況。假設(shè)為以x表示半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度與凈曝光時(shí)間(拍攝期間中的反射光的入射時(shí)間)成比例，以α表示比例常數(shù)(α是固定的)，以s1(2)表示第一檢測(cè)信號(hào)，以s2(2)表示第二檢測(cè)信號(hào)，以c表示光速(3×10⁸m/s)，第一檢測(cè)信號(hào)s1(2)、第二檢測(cè)信號(hào)s2(2)、延遲期間δt、距離x可以表示為如下。

s1(2)＝α×((t4-t2)-(t3-t2))+α×((t8-t6)-(t7-t6))＝2α(t-δt)

s2(2)＝α×(t13-t12)+α×(t19-t18)＝2αδt

根據(jù)對(duì)兩次進(jìn)行紅外光照射的情況的類(lèi)推，n次進(jìn)行紅外光照射的情況可以如下述那樣容易被公式化。假設(shè)為以x表示半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度與凈曝光時(shí)間(拍攝期間中的反射光的入射時(shí)間)成比例，以α表示比例常數(shù)(α是固定的)，以s1(n)表示第一檢測(cè)信號(hào)，以s2(n)表示第二檢測(cè)信號(hào)，以c表示光速(3×10⁸m/s)，第一檢測(cè)信號(hào)s1(n)、第二檢測(cè)信號(hào)s2(n)、延遲期間δt、距離x可以表示為如下。

s1(n)＝n×α×(t-δt)

s2(n)＝n×α×(δt)

上述計(jì)算表示即使改變紅外光照射的次數(shù)，距離x也不依賴(lài)于延遲期間δt，而可以根據(jù)照射期間、檢測(cè)信號(hào)和光速而算出。

紅外光照射的次數(shù)n越增大，第一檢測(cè)信號(hào)s1(n)及第二檢測(cè)信號(hào)s2(n)的精度越提高。隨著紅外光照射的次數(shù)的增大，fd節(jié)點(diǎn)的電位變化及輸出信號(hào)線(xiàn)的電位的變化增大，并檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度變化增大；因此，可以提高s/n比。因此，紅外光照射的次數(shù)越增大，可以算出越高精度的距離x。

紅外光照射期間t短是優(yōu)選的，但長(zhǎng)于延遲期間δt。期間t越短，在期間t中延遲期間δt的比例可以越大。通過(guò)增大相對(duì)于距離x的第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2的變化，容易提高對(duì)距離x的靈敏度，從而精度可以改善。

換言之，與在長(zhǎng)期間內(nèi)進(jìn)行紅外光照射一次的情況相比，通過(guò)每次取得檢測(cè)信號(hào)則多于一次地進(jìn)行極短的期間t的紅外光照射，可以高精度地算出半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離，并大幅度地減少整體檢測(cè)時(shí)間。

接著，參照?qǐng)D5中的時(shí)序圖說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的具體驅(qū)動(dòng)方法。

在時(shí)刻t1，信號(hào)線(xiàn)11的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(第一復(fù)位工作)。再者，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此時(shí)，光電二極管102及晶體管103成為導(dǎo)通，并節(jié)點(diǎn)14的電位設(shè)定為“h”。

在時(shí)刻t2，從光源對(duì)對(duì)象物照射經(jīng)外光的第一次紅外光照射開(kāi)始。脈沖301從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此外，信號(hào)線(xiàn)11的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12的電位保持為“h”。

在時(shí)刻t3，基于第一次紅外光照射的拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t3，在第一次紅外光照射中被對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102。注意，該反射光是紅外光。脈沖302從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。節(jié)點(diǎn)14的電位開(kāi)始從“h”降低。信號(hào)線(xiàn)12保持為“h”。

在時(shí)刻t4，停止第一次紅外光照射(從時(shí)刻t2至?xí)r刻t4的期間為期間t)。

脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”?；诘谝淮渭t外光照射的拍攝結(jié)束。此外，在時(shí)刻t4，節(jié)點(diǎn)14的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14的電位被固定。

時(shí)刻t4的節(jié)點(diǎn)14的電位取決于在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t4的期間中(第一次紅外光照射中)提供到光電二極管102的光量。光量越多，電位變化越大。換言之，在照射期間長(zhǎng)度相同的情況下，隨著光強(qiáng)度增高，電位變化增大，并在光強(qiáng)度相同的情況下，隨著照射期間的增長(zhǎng)，電位變化增大。

當(dāng)信號(hào)線(xiàn)12設(shè)定為“l(fā)”時(shí)，信號(hào)線(xiàn)12和節(jié)點(diǎn)14之間的寄生電容導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)14的電位變化。顯著的電位變化阻礙對(duì)光電二極管102所生成的光電流的精確取得。因此，減少寄生電容的影響的有效方法是：例如，減少晶體管103的柵極-源極電容或晶體管103的柵極-漏極電容，并連接存儲(chǔ)電容與節(jié)點(diǎn)14。在本實(shí)施方式中的光電傳感器采用上述方法，由此可以忽視起因于寄生電容的節(jié)點(diǎn)電位的變化。

在時(shí)刻t5，從對(duì)象物反射的光的對(duì)光電二極管102的入射結(jié)束。脈沖302從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。

在時(shí)刻t6，從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光的第二次紅外光照射開(kāi)始。脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。節(jié)點(diǎn)14的電位保持為時(shí)刻t4的電位。

在時(shí)刻t7，基于第二次紅外光照射的拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t7，在第二次紅外光照射中從對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102。脈沖302從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。節(jié)點(diǎn)14的電位開(kāi)始從時(shí)刻t4的電位降低。信號(hào)線(xiàn)12保持為“h”。

在時(shí)刻t8，停止第二次紅外光照射(從時(shí)刻t6至?xí)r刻t8的期間為期間t)。

脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”?；诘诙渭t外光照射的拍攝結(jié)束。此外，在時(shí)刻t8，節(jié)點(diǎn)14的電位的降低停止，并且節(jié)點(diǎn)14的電位被固定。時(shí)刻t8的節(jié)點(diǎn)14的電位以“v1”表示。

時(shí)刻t8的節(jié)點(diǎn)14的電位“v1”取決于在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t4的期間中提供到光電二極管102的光量與在從時(shí)刻t7至?xí)r刻t8的期間中(第二次紅外光照射中)提供到光電二極管102的光量的總計(jì)。

在時(shí)刻t9，從對(duì)象物反射的光的對(duì)光電二極管102的入射結(jié)束。脈沖302從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。

在時(shí)刻t10，信號(hào)線(xiàn)13的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(第一讀出開(kāi)始)。電位“h”被供應(yīng)給柵電極，使得晶體管105開(kāi)啟。此外，信號(hào)線(xiàn)15及信號(hào)線(xiàn)16通過(guò)晶體管104及晶體管105而導(dǎo)通。

信號(hào)線(xiàn)16的電位開(kāi)始從“h”降低。

另外，在時(shí)刻t10之前，信號(hào)線(xiàn)16被預(yù)充電，使得信號(hào)線(xiàn)16的電位設(shè)定為“h”。

在時(shí)刻t11，信號(hào)線(xiàn)13的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”(第一讀出結(jié)束)。晶體管105關(guān)閉，信號(hào)線(xiàn)16的電位的降低停止，并信號(hào)線(xiàn)16的電位被固定。時(shí)刻t11的信號(hào)線(xiàn)16的電位以“vs1”表示。

通過(guò)取得時(shí)刻t11的信號(hào)線(xiàn)16的電位“vs1”，可以檢測(cè)出在第一次紅外光照射時(shí)提供到光電二極管102的光量與在第二次紅外光照射時(shí)提供到光電二極管102的光量的總計(jì)。

在提供到光電二極管102的光量大時(shí)，在一定期間的節(jié)點(diǎn)14的電位變化量大；因此，節(jié)點(diǎn)14的電位降低。此外，晶體管104的溝道電阻增高，由此信號(hào)線(xiàn)16的電位的降低速度變慢。由此，節(jié)點(diǎn)14的電位變化量與信號(hào)線(xiàn)16的電位變化量反向(inverted)。

另外，當(dāng)?shù)谝淮渭t外光照射及第二次紅外光照射期間的光強(qiáng)度固定時(shí)，信號(hào)線(xiàn)16的電位“vs1”與照射期間成比例。

在時(shí)刻t12，從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光的第三次紅外光照射開(kāi)始。脈沖301從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。

在時(shí)刻t13，在第三次紅外光照射中從對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102。脈沖302從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。

在時(shí)刻t14，信號(hào)線(xiàn)11的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(第二復(fù)位工作)。再者，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此時(shí)。光電二極管102及晶體管103成為導(dǎo)通，并節(jié)點(diǎn)14的電位設(shè)定為“h”。

另外，第二復(fù)位工作也可以在第三紅外光照射之前進(jìn)行。

在時(shí)刻t15，基于第三次紅外光照射的拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t15，停止第三次紅外光照射(從時(shí)刻t12至?xí)r刻t15的期間為期間t)。脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)11的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。節(jié)點(diǎn)14的電位開(kāi)始從“h”降低。信號(hào)線(xiàn)12保持為“h”。

在時(shí)刻t16，從對(duì)象物反射的光的對(duì)光電二極管102的入射結(jié)束。脈沖302從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12保持為電位“h”。

基于第三次紅外光照射的拍攝結(jié)束。此外，在時(shí)刻t16，節(jié)點(diǎn)14的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14的電位被固定。

時(shí)刻t16的節(jié)點(diǎn)14的電位取決于在從時(shí)刻t15至?xí)r刻t16的期間中(第三次紅外光照射之后)提供到光電二極管102的光量。

在時(shí)刻t17，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。

另外，從時(shí)刻t16至?xí)r刻t17的期間中，光電二極管102不被照射反射光。

在時(shí)刻t18，從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光的第四次紅外光照射開(kāi)始。脈沖301從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。

在時(shí)刻t19，在第四次紅外光照射中從對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102。脈沖302從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。

在時(shí)刻t20，基于第四次紅外光照射的拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t20，停止第四次紅外光照射(從時(shí)刻t18至?xí)r刻t20的期間為期間t)。脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。在時(shí)刻t20，節(jié)點(diǎn)14的電位開(kāi)始從時(shí)刻t16的電位降低。

在時(shí)刻t21，從對(duì)象物反射的光的對(duì)光電二極管102的入射結(jié)束。脈沖302從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12保持為電位“h”。

在時(shí)刻t21，基于第四次紅外光照射的拍攝結(jié)束。此外，在時(shí)刻t21，節(jié)點(diǎn)14的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14的電位被固定。時(shí)刻t21的節(jié)點(diǎn)14的電位以“v2”表示。

時(shí)刻t21的節(jié)點(diǎn)14的電位“v2”取決于在從時(shí)刻t15至?xí)r刻t16的期間中提供到光電二極管102的光量與在從時(shí)刻t20至?xí)r刻t21的期間中提供到光電二極管102的光量的總計(jì)。

在時(shí)刻t22，信號(hào)線(xiàn)12的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。

在時(shí)刻t23，信號(hào)線(xiàn)13的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(第二讀出開(kāi)始)。電位“h”被供應(yīng)給柵電極，使得晶體管105開(kāi)啟。此外，信號(hào)線(xiàn)15及信號(hào)線(xiàn)16通過(guò)晶體管104及晶體管105而導(dǎo)通。

信號(hào)線(xiàn)16的電位開(kāi)始從“h”降低。

另外，在時(shí)刻t23之前，信號(hào)線(xiàn)16被預(yù)充電，使得信號(hào)線(xiàn)16的電位設(shè)定為“h”。

對(duì)信號(hào)線(xiàn)16進(jìn)行預(yù)充電的讀出電路的結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制。如圖6所示，讀出電路101可以包括一個(gè)p溝道型晶體管106。信號(hào)線(xiàn)17是預(yù)充電信號(hào)線(xiàn)。節(jié)點(diǎn)18是高電位供給線(xiàn)。晶體管106的柵電極與信號(hào)線(xiàn)17電連接。晶體管106的源電極和漏電極中的一個(gè)與信號(hào)線(xiàn)16電連接。晶體管106的源電極和漏電極中的另一個(gè)與節(jié)點(diǎn)18電連接。

在時(shí)刻t24，信號(hào)線(xiàn)13的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”(第二讀出的結(jié)束)。晶體管105關(guān)閉，信號(hào)線(xiàn)16的電位的降低停止，并信號(hào)線(xiàn)16的電位被固定。時(shí)刻t24的信號(hào)線(xiàn)16的電位以“vs2”表示。

通過(guò)取得時(shí)刻t24的信號(hào)線(xiàn)16的電位“vs2”，可以檢測(cè)出在第三次紅外光照射之后提供到光電二極管102的光量與在第四次紅外光照射之后提供到光電二極管102的光量的總計(jì)。

另外，當(dāng)?shù)谌渭t外光照射及第四次紅外光照射期間的光強(qiáng)度固定時(shí)，信號(hào)線(xiàn)16的電位“vs2”與照射期間成比例。

此外，在本實(shí)施方式中，基于第三次及第四次紅外光照射的拍攝期間(從時(shí)刻t15至?xí)r刻t16的期間以及從時(shí)刻t20至?xí)r刻t21的期間)短于基于第一次及第二次紅外光照射的拍攝期間(從時(shí)刻t3至?xí)r刻t4的期間以及從時(shí)刻t7至?xí)r刻t8的期間)。由此，時(shí)刻t24的信號(hào)線(xiàn)16的電位“vs2”小于時(shí)刻t11的信號(hào)線(xiàn)16的電位“vs1”。

在時(shí)刻t25，光電傳感器100可以取得第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2。

通過(guò)將上述驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置所具有的多個(gè)像素，可以更準(zhǔn)確地算出各光電傳感器和對(duì)象物之間的距離。

〈半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法2〉

參照?qǐng)D7說(shuō)明包括圖3的光電傳感器的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法的例子。

如圖7所示，多于一次地進(jìn)行期間t內(nèi)的紅外光照射。另外，第一次紅外光照射從時(shí)刻t2至?xí)r刻t5進(jìn)行；第二次紅外光照射從時(shí)刻t8至?xí)r刻t10進(jìn)行；并且期間t極短。

在圖7的節(jié)點(diǎn)14的脈沖(fd)中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；以“v1”表示時(shí)刻t10的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14_(k-1)之間的電位差；以“v2”表示時(shí)刻t11的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14_(k)之間的電位差。

在圖7的信號(hào)線(xiàn)16的脈沖中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；以“vs1”表示時(shí)刻t14的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)之間的電位差；以“vs2”表示時(shí)刻t15的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16_(k)之間的電位差。

另外，在圖7中，時(shí)刻t14的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)之間的電位差“vs1”相當(dāng)于第一檢測(cè)信號(hào)s1，時(shí)刻t15的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16_(k)之間的電位差“vs2”相當(dāng)于第二檢測(cè)信號(hào)s2。

在圖7中，延遲期間δt相當(dāng)于從時(shí)刻t2至?xí)r刻t3的期間和從時(shí)刻t8至?xí)r刻t9的期間。

另外，在圖7中，在兩次的紅外光照射中期間t被固定。

此外，在進(jìn)行拍攝的期間中，光源和對(duì)象物之間的距離變化?？梢约俣ㄔ谠搩纱蔚募t外光照射中延遲期間δt基本被固定。

在圖7中，兩次進(jìn)行用來(lái)取得第一檢測(cè)信號(hào)及第二檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射；但是，三次或更多次地進(jìn)行紅外光照射也是有效的，并對(duì)次數(shù)沒(méi)有特別的限制。

接著，說(shuō)明算出半導(dǎo)體裝置中的一個(gè)光電傳感器和對(duì)象物中的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離的方法。參照?qǐng)D7的時(shí)序圖說(shuō)明進(jìn)行紅外光照射兩次的情況。假設(shè)為以x表示光源和對(duì)象物之間的距離，檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度與凈曝光時(shí)間(拍攝期間中的反射光的入射時(shí)間)成比例，以α表示比例常數(shù)(α是固定的)，以s1(2)表示第一檢測(cè)信號(hào)，以s2(2)表示第二檢測(cè)信號(hào)，以c表示光速(3×10⁸m/s)，第一檢測(cè)信號(hào)s1(2)、第二檢測(cè)信號(hào)s2(2)、延遲期間δt、距離x可以表示為如下。

s1(2)＝α×((t5-t2)-(t3-t2))+α×((t10-t8)-(t9-t8))＝2α(t-δt)

s2(2)＝α×(t3-t2)+α×(t9-t8)＝2αδt

根據(jù)對(duì)兩次進(jìn)行紅外光照射的情況的類(lèi)推，n次進(jìn)行紅外光照射的情況可以容易被公式化。由于其詳細(xì)內(nèi)容類(lèi)似于半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法1，因此省略詳細(xì)說(shuō)明。

接著，利用圖7中的時(shí)序圖說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的具體驅(qū)動(dòng)方法。

在時(shí)刻t1，信號(hào)線(xiàn)11_(k-1)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(復(fù)位工作)。再者，信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此時(shí)，光電二極管102_(k-1)及晶體管103_(k-1)成為導(dǎo)通，并節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位設(shè)定為“h”。

在時(shí)刻t2，從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光的第一次紅外光照射開(kāi)始。脈沖301從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此外，信號(hào)線(xiàn)11_(k-1)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)的電位保持為“h”。

在時(shí)刻t3，基于第一次紅外光照射的第一拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t3，在第一次紅外光照射中被對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102_(k-1)。注意，該反射光是紅外光。脈沖302從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位開(kāi)始從“h”降低。信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)保持為“h”。

在時(shí)刻t4，信號(hào)線(xiàn)11_(k)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(復(fù)位工作)。再者，信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此時(shí)，光電二極管102_(k)及晶體管103_(k)成為導(dǎo)通，并節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位設(shè)定為“h”。

在時(shí)刻t5，停止第一次紅外光照射(從時(shí)刻t2至?xí)r刻t5的期間為期間t)。脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。基于第一次紅外光照射的第一拍攝結(jié)束。此外，在時(shí)刻t5，節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位被固定。

在時(shí)刻t5，基于第一次紅外光照射的第二拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t5，在第一次紅外光照射中被對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102_(k)。信號(hào)線(xiàn)11_(k)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位維持“h”。節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位開(kāi)始從“h”降低。

時(shí)刻t5的節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位取決于在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t5的期間中(第一紅外光照射中)提供到光電二極管102_(k-1)的光量。光量越多，電位變化越大。換言之，在照射期間長(zhǎng)度相同的情況下，隨著光強(qiáng)度增高，電位變化增大，并在光強(qiáng)度相同的情況下，隨著照射期間的增長(zhǎng)，電位變化增大。

在時(shí)刻t6，被對(duì)象物反射的光的對(duì)光電二極管102_(k-1)的入射結(jié)束?；诘谝淮渭t外光照射的第二拍攝結(jié)束。脈沖302從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位保持為“h”。此外，節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位被固定。

在時(shí)刻t7，信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。

在時(shí)刻t8，從光源對(duì)對(duì)象物照射紅外光的第二次紅外光照射開(kāi)始。脈沖301從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此外，信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位保持為時(shí)刻t5的電位。

在時(shí)刻t9，基于第二次紅外光照射的第一拍攝開(kāi)始。在時(shí)刻t9，第二次紅外光照射中被對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102_(k-1)。脈沖302從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位開(kāi)始從時(shí)刻t5的電位降低。信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)保持為“h”。

在時(shí)刻t10，停止第二次紅外光照射(從時(shí)刻t8至?xí)r刻t10的期間為期間t)。

脈沖301從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。此外，信號(hào)線(xiàn)12_(k-1)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”?；诘诙渭t外光照射的第一拍攝結(jié)束。此外，在時(shí)刻t10，節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位被固定。時(shí)刻t10的節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位以“v1”表示。

在時(shí)刻t10的節(jié)點(diǎn)14_(k-1)的電位“v1”取決于在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t5的期間中提供到光電二極管102_(k-1)的光量與在從時(shí)刻t9至?xí)r刻t10的期間中提供到光電二極管102_(k-1)的光量的總計(jì)。

在時(shí)刻t10，基于第二次紅外光照射的第二拍攝開(kāi)始。信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。在時(shí)刻t10，在第二次紅外光照射中從對(duì)象物反射的光開(kāi)始入射到光電二極管102_(k)。節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位開(kāi)始從時(shí)刻t6的電位降低。

在時(shí)刻t11，從對(duì)象物反射的光的對(duì)光電二極管102_(k)的入射結(jié)束?；诘诙渭t外光照射的第二拍攝結(jié)束。脈沖302從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位被保持為“h”。此外，節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位被固定。時(shí)刻t11的節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位以“v2”表示。

時(shí)刻t11的節(jié)點(diǎn)14_(k)的電位“v2”取決于在從時(shí)刻t5至?xí)r刻t6的期間中提供到光電二極管102_(k)的光量與在從時(shí)刻t10至?xí)r刻t11的期間中提供到光電二極管102_(k)的光量的總計(jì)。

在時(shí)刻t12，信號(hào)線(xiàn)12_(k)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。

在時(shí)刻t13，信號(hào)線(xiàn)13_(k-1)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(第一讀出開(kāi)始)。電位“h”供應(yīng)給柵電極，使得晶體管105_(k-1)開(kāi)啟。此外，信號(hào)線(xiàn)15_(k-1)及信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)通過(guò)晶體管104_(k-1)及晶體管105(k-1)而導(dǎo)通。

信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)的電位開(kāi)始從“h”降低。

另外，在時(shí)刻t13之前，信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)被預(yù)充電，使得信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)的電位設(shè)定為“h”。

對(duì)信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)進(jìn)行預(yù)充電的讀出電路的結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制。例如，可以使用圖6的讀出電路101。

在時(shí)刻t14，信號(hào)線(xiàn)13_(k-1)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”(第一讀出結(jié)束)。晶體管105_(k-1)關(guān)閉，信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)的電位的降低停止，并信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)的電位被固定。時(shí)刻t14的信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)的電位以“vs1”表示。

通過(guò)取得時(shí)刻t14的信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)的電位“vs1”，可以檢測(cè)出在兩次紅外光照射中提供到光電二極管102_(k-1)的光量的總計(jì)。

在時(shí)刻t14，信號(hào)線(xiàn)13_(k)的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(第二讀出開(kāi)始)。電位“h”供應(yīng)給柵電極，使得晶體管105_(k)開(kāi)啟。此外，信號(hào)線(xiàn)15_(k)及信號(hào)線(xiàn)16_(k)通過(guò)晶體管104_(k)及晶體管105(k)而導(dǎo)通。

信號(hào)線(xiàn)16_(k)的電位開(kāi)始從“h”降低。

另外，在時(shí)刻t14之前，信號(hào)線(xiàn)16_(k)被預(yù)充電，使得信號(hào)線(xiàn)16_(k)的電位被設(shè)置為“h”。

對(duì)信號(hào)線(xiàn)16_(k)被預(yù)充電的讀出電路的結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制。

在時(shí)刻t15，信號(hào)線(xiàn)13_(k)的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”(第二讀出結(jié)束)。晶體管105_(k)關(guān)閉，信號(hào)線(xiàn)16_(k)的電位的降低停止，并信號(hào)線(xiàn)16_(k)的電位被固定。時(shí)刻t15的信號(hào)線(xiàn)16_(k)的電位以“vs2”表示。

通過(guò)取得時(shí)刻t15的信號(hào)線(xiàn)16_(k)的電位“vs2”，可以檢測(cè)出在兩次紅外光照射之后提供到光電二極管102_(k)的光量的總計(jì)。

另外，當(dāng)?shù)谝淮渭t外光照射及第二次紅外光照射期間內(nèi)的光強(qiáng)度固定時(shí)，時(shí)刻t14的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16_(k-1)之間的電位差“vs1”以及時(shí)刻t15的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16_(k)之間的電位差“vs2”與照射期間成比例。

注意，在本實(shí)施方式中，從時(shí)刻t5至?xí)r刻t6的期間(從時(shí)刻t10至?xí)r刻t11的期間)中的拍攝期間比從時(shí)刻t3至?xí)r刻t5的期間(從時(shí)刻t9至?xí)r刻t10的期間)中的拍攝期間短。因此，“vs2”小于“vs1”。

在時(shí)刻t15，光電傳感器可以取得第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2。在上述驅(qū)動(dòng)方法中，可以多于一次地進(jìn)行紅外光照射，以取得第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2，并通過(guò)相鄰的光電二極管沒(méi)有時(shí)間差地檢測(cè)出各紅外光照射中的從對(duì)象物反射的光。

因此，通過(guò)將上述驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置所具有的多個(gè)像素，即使對(duì)象物是移動(dòng)體，也可以更準(zhǔn)確地算出各光電傳感器和對(duì)象物之間的距離。

〈半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法3〉

參照?qǐng)D8說(shuō)明包括圖4的光電傳感器群110的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法的例子。通過(guò)采用該驅(qū)動(dòng)方法，可以取得兩個(gè)不同的檢測(cè)信號(hào)，以使得可以算出半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離。此外，通過(guò)使光電二極管102a和光電二極管102b重疊，可以同時(shí)取得距離信息和圖像信息。

使用半導(dǎo)體裝置所具有的信號(hào)處理電路算出距離。該信號(hào)處理電路可以根據(jù)所取得的不同的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)算處理。因此，通過(guò)多于一次地執(zhí)行和停止通過(guò)來(lái)自光源的紅外光對(duì)對(duì)象物的照射，可以算出一個(gè)吸收紅外光的光電傳感器和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離。

再者，通過(guò)使從紅外光的照射開(kāi)始的時(shí)刻至紅外光的照射停止的的時(shí)刻的期間為極短，并多于一次地進(jìn)行和停止紅外光照射，半導(dǎo)體裝置可以高精度地取得對(duì)象物和吸收紅外光的光電傳感器之間的距離。

如圖8所示，多于一次地進(jìn)行期間t中的紅外光照射。另外，第一次紅外光照射從時(shí)刻t2至?xí)r刻t4進(jìn)行；第二次紅外光照射從時(shí)刻t6至?xí)r刻t8進(jìn)行；第三次紅外光照射從時(shí)刻t12至?xí)r刻t15進(jìn)行；第四次紅外光照射從時(shí)刻t18至?xí)r刻t20進(jìn)行；期間t極短。

在節(jié)點(diǎn)14a的脈沖(fd_2)中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；并且以“v3”表示時(shí)刻t25的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14a之間的電位差。

在節(jié)點(diǎn)14b的脈沖(fd_3)中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；以“v1”表示時(shí)刻t9的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14b之間的電位差；并且以“v2”表示時(shí)刻t21的低電位“l(fā)”和節(jié)點(diǎn)14b之間的電位差。

在信號(hào)線(xiàn)16a的脈沖中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；并且以“vs3”表示時(shí)刻t27的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16a之間的電位差。

在信號(hào)線(xiàn)16b的脈沖中，以“h”表示高電位的期間；以“l(fā)”表示低電位的期間；以“vs1”表示時(shí)刻t11的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16b之間的電位差；并且以“vs2”表示時(shí)刻t24的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16b之間的電位差。

另外，時(shí)刻t11的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16b之間的電位差“vs1”相當(dāng)于第一檢測(cè)信號(hào)s1；時(shí)刻t24的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16b之間的電位差“vs2”相當(dāng)于第二檢測(cè)信號(hào)s2；并且時(shí)刻t27的低電位“l(fā)”和信號(hào)線(xiàn)16a之間的電位差“vs3”相當(dāng)于第三檢測(cè)信號(hào)s3。

在圖8中，延遲期間δt相當(dāng)于從時(shí)刻t2至?xí)r刻t3的期間、從時(shí)刻t6至?xí)r刻t7的期間、從時(shí)刻t12至?xí)r刻t13的期間以及從時(shí)刻t18至?xí)r刻t19的期間。

另外，在圖8中，在四次的紅外光照射中期間t被固定。

在進(jìn)行拍攝的期間中，光源與對(duì)象物之間的距離不變。因此，可以假設(shè)延遲期間δt在四次紅外光照射中被固定。

另外，在圖8中，兩次進(jìn)行用來(lái)取得第一檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射，兩次進(jìn)行用來(lái)取得第二檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射；但是，三次或更多次地進(jìn)行各紅外光照射也是有效的，并對(duì)其次數(shù)并沒(méi)有特別的限制。注意，用來(lái)取得第一檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射的次數(shù)等于用來(lái)取得第二檢測(cè)信號(hào)的紅外光照射的次數(shù)。

算出半導(dǎo)體裝置中的吸收紅外光的一個(gè)光電傳感器和對(duì)象物的某一個(gè)點(diǎn)之間的距離的方法類(lèi)似于半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法1；因此，省略其詳細(xì)說(shuō)明。

接著，參照?qǐng)D8的時(shí)序圖說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的具體驅(qū)動(dòng)方法。

在光電傳感器群110中，吸收可見(jiàn)光且使紅外光透過(guò)的光電二極管102a與吸收紅外光的光電二極管102b重疊；因此，可以同時(shí)進(jìn)行三維拍攝和二維拍攝。

首先，說(shuō)明用來(lái)取得三維距離信息的三維拍攝。在從時(shí)刻t1至t27的期間中，光電傳感器100b取得第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2。在此可以參照在半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)方法1中的光電傳感器100的驅(qū)動(dòng)方法，省略其詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)將這種驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置所具有的多個(gè)像素，更準(zhǔn)確地算出吸收紅外光的各光電傳感器和對(duì)象物之間的距離。

接著，說(shuō)明用來(lái)取得二維圖像信息的二維拍攝。

在時(shí)刻t1，信號(hào)線(xiàn)11a的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(復(fù)位工作)。再者，信號(hào)線(xiàn)12a的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”。此時(shí)，光電二極管102a和晶體管103a成為導(dǎo)通，并且節(jié)點(diǎn)14a的電位設(shè)定為“h”。

在時(shí)刻t2，信號(hào)線(xiàn)11a的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。信號(hào)線(xiàn)12a的電位保持為“h”。節(jié)點(diǎn)14a的電位開(kāi)始從“h”降低。

開(kāi)始用來(lái)取得二維圖像信息的拍攝。

在從時(shí)刻t3至?xí)r刻t25的期間中，信號(hào)線(xiàn)12a的電位保持為“h”。在該期間中，節(jié)點(diǎn)14a的電位保持從“h”降低。

在時(shí)刻t25，信號(hào)線(xiàn)12a的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”。節(jié)點(diǎn)14a的電位的降低停止，并節(jié)點(diǎn)14a的電位被固定。

用來(lái)取得二維圖像信息的拍攝結(jié)束。

時(shí)刻t25的節(jié)點(diǎn)14a的電位取決于從時(shí)刻t3至?xí)r刻t25的期間中提供到光電二極管102a的光量。光量越多，電位變化越大。

在時(shí)刻t26，信號(hào)線(xiàn)13a的電位從“l(fā)”改變?yōu)椤癶”(讀出開(kāi)始)。電位“h”供應(yīng)給柵電極，使得晶體管105a開(kāi)啟。此外，信號(hào)線(xiàn)15a及信號(hào)線(xiàn)16a通過(guò)晶體管104a及晶體管105a而導(dǎo)通。

信號(hào)線(xiàn)16a的電位開(kāi)始從“h”降低。

另外，在時(shí)刻t26之前，信號(hào)線(xiàn)16a被預(yù)充電，使得信號(hào)線(xiàn)16a的電位設(shè)定為“h”。

在時(shí)刻t27，信號(hào)線(xiàn)13a的電位從“h”改變?yōu)椤發(fā)”(讀出結(jié)束)。晶體管105a關(guān)閉，信號(hào)線(xiàn)16a的電位的降低停止，并信號(hào)線(xiàn)16a的電位被固定。時(shí)刻t27的信號(hào)線(xiàn)16a的電位以“vs3”表示。

通過(guò)取得時(shí)刻t27的信號(hào)線(xiàn)16a的電位“vs3”，可以檢測(cè)出提供到光電二極管102a的光量。

另外，當(dāng)光強(qiáng)度被固定時(shí)，信號(hào)線(xiàn)16a的電位“vs3”與照射期間大致成比例。

在時(shí)刻t27，光電傳感器群110可以取得第一檢測(cè)信號(hào)s1、第二檢測(cè)信號(hào)s2以及第三檢測(cè)信號(hào)s3。

通過(guò)將上述驅(qū)動(dòng)方法應(yīng)用于半導(dǎo)體裝置所具有的多個(gè)像素，可以算出吸收紅外光的各光電傳感器和對(duì)象物之間的距離，與此同時(shí)，可以使用吸收可見(jiàn)光的光電傳感器得到關(guān)于對(duì)象物的圖像信息。

注意，本實(shí)施方式可以與本說(shuō)明書(shū)所示的任何其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式2

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D9a和9b說(shuō)明如下方法：不預(yù)先固定紅外光照射的期間t，并考慮半導(dǎo)體裝置和對(duì)象物之間的距離，調(diào)整期間t，提高檢測(cè)信號(hào)的精度來(lái)算出距離x的方法。

如實(shí)施方式1所說(shuō)明，檢測(cè)信號(hào)的精度不僅依賴(lài)于紅外光照射的次數(shù)，而且還依賴(lài)于在紅外光照射的期間t中的延遲期間δt的比例。

此外，期間t需要至少長(zhǎng)于延遲期間δt，且優(yōu)選為極短。換言之，如圖9a和9b所示，作為紅外光照射的期間，與期間tb相比，更優(yōu)選為期間ta。期間ta短于期間tb。期間t越短，在期間t中的延遲期間δt的比例可越大；由此，可以提高延遲期間δt的檢測(cè)精度。相對(duì)于距離x的檢測(cè)信號(hào)較大變化使得距離x的精度提高。

另外，在實(shí)施方式1中，假設(shè)為檢測(cè)信號(hào)與凈曝光時(shí)間成比例，換言之，比例系數(shù)α被固定。但是，更一般地，有時(shí)比例系數(shù)α不是固定的。這是因?yàn)楸壤?shù)α不僅依賴(lài)于凈曝光時(shí)間，還依賴(lài)于光電傳感器的放大率及輸出電路的放大率等。

于是，如本實(shí)施方式所示那樣，為了進(jìn)一步提高距離檢測(cè)精度，調(diào)整期間t以使第一檢測(cè)信號(hào)s1和第二檢測(cè)信號(hào)s2相等是有效的。在此，第一檢測(cè)信號(hào)s1和第二檢測(cè)信號(hào)s2相等是指當(dāng)取得第一檢測(cè)信號(hào)s1時(shí)積累在節(jié)點(diǎn)fd的電荷和當(dāng)取得第二檢測(cè)信號(hào)s2時(shí)積累在節(jié)點(diǎn)fd的電荷相等，即，是指提供到光電二極管的光量相等。假設(shè)為在反射光入射到對(duì)象物的期間中反射光的強(qiáng)度被固定，只在δt＝t/2的情況下上述條件有效。

換言之，當(dāng)改變且調(diào)整期間t以使第一檢測(cè)信號(hào)s1和第二檢測(cè)信號(hào)s2為相等時(shí)，可以不依賴(lài)于光電傳感器的放大率或輸出電路的放大率等而確定按照算式(a)算出的與對(duì)象物之間的距離。

尤其是，例如，假設(shè)為當(dāng)改變期間t的同時(shí)依次取得第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2并且期間t為1ns時(shí)，第一檢測(cè)信號(hào)s1m和第二檢測(cè)信號(hào)s2m相等。按照算式(a)根據(jù)期間t及光速c算出距離x，從而距離x大約為7.5cm。該距離不依賴(lài)于光電傳感器的放大率或輸出電路的放大率等。

另外，為了高精度地算出與對(duì)象物的多個(gè)點(diǎn)之間的距離，使用改變期間t的同時(shí)在各點(diǎn)依次取得第一檢測(cè)信號(hào)s1及第二檢測(cè)信號(hào)s2并且第一檢測(cè)信號(hào)s1和第二檢測(cè)信號(hào)s2相等時(shí)的第一檢測(cè)信號(hào)s1m、第二檢測(cè)信號(hào)s2m及期間t，按照算式(a)來(lái)決定距離。換言之，可以以在各個(gè)點(diǎn)得到最高檢測(cè)精度的方式設(shè)定期間t來(lái)算出距離。

另外，也在本實(shí)施方式中，紅外光照射的次數(shù)優(yōu)選多。

由此，可以算出高精度的距離信息，并且可以大幅度地減少整個(gè)測(cè)量時(shí)間。

注意，本實(shí)施方式可以與本說(shuō)明書(shū)所示的任何其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式3

在本實(shí)施方式中，對(duì)實(shí)施方式1中的光電傳感器100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。參照?qǐng)D10a說(shuō)明具有配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子。參照?qǐng)D10b說(shuō)明與圖10a的結(jié)構(gòu)例子不同的結(jié)構(gòu)例子。

在圖10a中，多個(gè)光電傳感器100被配置為m行n列的矩陣狀。各行的光電傳感器100與多個(gè)信號(hào)線(xiàn)11(pr)(11(pr)_1至11(pr)_m)中的任一個(gè)、多個(gè)信號(hào)線(xiàn)12(tx)(12(tx)_1至12(tx)_m)中的任一個(gè)以及多個(gè)信號(hào)線(xiàn)13(se)(13(se)_1至13(se)_m)中的任一個(gè)電連接。各列的光電傳感器100與多個(gè)光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16_1至16_n中的任一個(gè)以及多個(gè)光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15_1至15_n中的任一個(gè)電連接。

在圖10a中，各行的光電傳感器共同使用信號(hào)線(xiàn)12(tx)、信號(hào)線(xiàn)11(pr)以及信號(hào)線(xiàn)13(se)。各列的光電傳感器共同使用光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)以及光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)。但是，本發(fā)明不局限于此。多個(gè)信號(hào)線(xiàn)12(tx)也可以設(shè)置在各行中并與不同的光電傳感器100電連接。多個(gè)信號(hào)線(xiàn)11(pr)也可以設(shè)置在各行中并與不同的光電傳感器100電連接。多個(gè)信號(hào)線(xiàn)13(se)也可以設(shè)置在各行中并與不同的光電傳感器100電連接。多個(gè)光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)也可以設(shè)置在各列中并與不同的光電傳感器100電連接。多個(gè)光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)也可以設(shè)置在各列中并與不同的光電傳感器100電連接。

在圖10a中,各列的光電傳感器共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)；但是，本發(fā)明不局限于此。在各行中光電傳感器也可以共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)。

配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100中的同時(shí)進(jìn)行復(fù)位工作以及積累工作的光電傳感器100也可以共同使用信號(hào)線(xiàn)12(tx)。配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100中的同時(shí)進(jìn)行復(fù)位工作以及積累工作的光電傳感器也可以共同使用信號(hào)線(xiàn)11(pr)。

如上所述那樣，在光電傳感器之間共同使用布線(xiàn)來(lái)減少布線(xiàn)數(shù)量，使得可以簡(jiǎn)化用來(lái)驅(qū)動(dòng)配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100的驅(qū)動(dòng)電路。

接著，參照?qǐng)D10b說(shuō)明具有配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100的三維距離測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)例子，該結(jié)構(gòu)例子與圖10a的結(jié)構(gòu)例子不同。

在圖10b中，多個(gè)光電傳感器100配置為m行n列的矩陣狀。各行的光電傳感器100與多個(gè)信號(hào)線(xiàn)13(se)(13(se)_1至13(se)_m)中的任一個(gè)電連接。各列的光電傳感器100與多個(gè)信號(hào)線(xiàn)11(pr)(11(pr)_1至11(pr)_n)中的任一個(gè)、多個(gè)信號(hào)線(xiàn)12(tx)(12(tx)_1至12(tx)_n)中的任一個(gè)、多個(gè)光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16_1至16_n中的任一個(gè)以及多個(gè)光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15_1至15_n中的任一個(gè)電連接。

在圖10b中，各行的光電傳感器共同使用信號(hào)線(xiàn)13(se)，各列的光電傳感器共同使用信號(hào)線(xiàn)11(pr)、信號(hào)線(xiàn)12(tx)、光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)以及光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)。但是，本發(fā)明不局限于此。

在圖10b中，各列的光電傳感器共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)；但是，本發(fā)明不局限于此。在各行中光電傳感器也可以共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)。

配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100中的同時(shí)進(jìn)行復(fù)位工作以及積累工作的光電傳感器也可以共同使用信號(hào)線(xiàn)12(tx)。配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100中的同時(shí)進(jìn)行復(fù)位工作以及積累工作的光電傳感器也可以共同使用信號(hào)線(xiàn)11(pr)。

如上所述那樣，在光電傳感器之間共同使用布線(xiàn)來(lái)減少布線(xiàn)數(shù)量，使得可以簡(jiǎn)化用來(lái)驅(qū)動(dòng)配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器100的驅(qū)動(dòng)電路。

圖11a是光電傳感器100的俯視圖。圖11b是沿著圖11a的線(xiàn)a1-a2的截面圖。

光電傳感器100包括用作信號(hào)線(xiàn)11(pr)的導(dǎo)電膜210、用作信號(hào)線(xiàn)12(tx)的導(dǎo)電膜211、用作信號(hào)線(xiàn)13(se)的導(dǎo)電膜212、用作信號(hào)線(xiàn)15(光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn))的導(dǎo)電膜213以及用作信號(hào)線(xiàn)16(光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn))的導(dǎo)電膜214。

光電傳感器100中的光電二極管102包括按順序?qū)盈B的p型半導(dǎo)體膜215、i型半導(dǎo)體膜216和n型半導(dǎo)體膜217。導(dǎo)電膜210與用作光電二極管102的陽(yáng)極的p型半導(dǎo)體膜215電連接。

光電傳感器100的導(dǎo)電膜218用作晶體管103的柵電極且與導(dǎo)電膜211電連接。光電傳感器100的導(dǎo)電膜219用作晶體管103的源電極和漏電極中的一個(gè)。光電傳感器100的導(dǎo)電膜220用作晶體管103的源電極和漏電極中的另一個(gè)。光電傳感器100的導(dǎo)電膜221與n型半導(dǎo)體膜217及導(dǎo)電膜219電連接。光電傳感器100的導(dǎo)電膜222用作晶體管104的柵電極且與導(dǎo)電膜220電連接。

光電傳感器100的導(dǎo)電膜223用作晶體管104的源電極和漏電極中的一個(gè)。光電傳感器100的導(dǎo)電膜224用作晶體管104的源電極和漏電極中的另一個(gè)以及晶體管105的源電極和漏電極中的一個(gè)。導(dǎo)電膜214用作晶體管105的源電極和漏電極中的另一個(gè)。導(dǎo)電膜212還用作晶體管105的柵電極。光電傳感器100的導(dǎo)電膜225與導(dǎo)電膜223及導(dǎo)電膜213電連接。

另外，在圖11a和11b中，光電傳感器100的導(dǎo)電膜226與用作信號(hào)線(xiàn)11(pr)的導(dǎo)電膜210電連接。光電傳感器100的導(dǎo)電膜227與用作信號(hào)線(xiàn)12(tx)的導(dǎo)電膜211電連接。

導(dǎo)電膜212、導(dǎo)電膜218、導(dǎo)電膜222、導(dǎo)電膜225、導(dǎo)電膜226以及導(dǎo)電膜227可以通過(guò)將形成在絕緣表面上的一個(gè)導(dǎo)電膜加工為所希望的形狀來(lái)形成。柵極絕緣膜228形成在導(dǎo)電膜212、導(dǎo)電膜218、導(dǎo)電膜222、導(dǎo)電膜225、導(dǎo)電膜226以及導(dǎo)電膜227上。導(dǎo)電膜210、導(dǎo)電膜211、導(dǎo)電膜213、導(dǎo)電膜214、導(dǎo)電膜219、導(dǎo)電膜220、導(dǎo)電膜223以及導(dǎo)電膜224可以通過(guò)將形成在柵極絕緣膜228上的一個(gè)導(dǎo)電膜加工為所希望的形狀來(lái)形成。

絕緣膜281及絕緣膜282形成在導(dǎo)電膜210、導(dǎo)電膜211、導(dǎo)電膜213、導(dǎo)電膜214、導(dǎo)電膜219、導(dǎo)電膜220、導(dǎo)電膜223以及導(dǎo)電膜224上。導(dǎo)電膜221形成在絕緣膜281及絕緣膜282上。

氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選用于晶體管103的活性層250。為了在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持從襯底251一側(cè)照射光而生成的電荷，與光電二極管102電連接的晶體管103需要是關(guān)態(tài)電流極低的晶體管。因此，通過(guò)使用氧化物半導(dǎo)體材料作為活性層250，可以提高光電傳感器100的性能。

另外，當(dāng)晶體管103是底柵型晶體管時(shí)，優(yōu)選的是：如圖11b所示那樣，活性層250設(shè)置在用作柵電極的導(dǎo)電膜218上。該結(jié)構(gòu)可以防止因從襯底251一側(cè)入射的光導(dǎo)致的活性層250中的氧化物半導(dǎo)體的劣化，因此可以防止引起晶體管103的特性劣化諸如閾值電壓的漂移。另外，通過(guò)作為晶體管104和晶體管105采用上述結(jié)構(gòu)，可以得到類(lèi)似的效果。

如多晶硅、單晶硅等的材料優(yōu)選用于晶體管104的半導(dǎo)體層。

如多晶硅、單晶硅等的材料優(yōu)選用于晶體管105的半導(dǎo)體層。

在此，在如圖10a所示那樣信號(hào)線(xiàn)12(tx)在行方向上延伸的結(jié)構(gòu)中，存在有也在行方向上延伸且平行于信號(hào)線(xiàn)12(tx)的信號(hào)線(xiàn)13(se)。當(dāng)與晶體管105的柵電極電連接的信號(hào)線(xiàn)13(se)的一部分用作晶體管105的柵電極時(shí)，平行于信號(hào)線(xiàn)13(se)的信號(hào)線(xiàn)12(tx)一般在與晶體管105的柵電極相同的層中使用相同的材料形成。但是，一般而言，用于晶體管的柵電極的材料的電阻比用于晶體管的源電極或漏電極的材料高。因此，信號(hào)線(xiàn)12(tx)的電阻趨高。

另一方面，在圖10b的結(jié)構(gòu)中，信號(hào)線(xiàn)12(tx)在列方向上延伸。因此，信號(hào)線(xiàn)12(tx)可以使用形成在與在行方向上延伸的信號(hào)線(xiàn)13(se)的層不同的層中的導(dǎo)電膜來(lái)形成。例如，如圖11a和11b所示那樣，信號(hào)線(xiàn)12(tx)可以使用形成在與用作光電傳感器100中的晶體管(晶體管103、104及105)的柵電極的導(dǎo)電膜(導(dǎo)電膜212、218及222)的層不同的層中的導(dǎo)電膜211來(lái)形成。導(dǎo)電膜211可以在形成有光電傳感器100中的晶體管(晶體管103、104及105)的源電極和漏電極的層中，即在形成有導(dǎo)電膜214、219、220及224的層中，使用與該源電極和該漏電極相同的材料來(lái)形成。因此，上述結(jié)構(gòu)中的信號(hào)線(xiàn)12(tx)的電阻比圖10a所示的結(jié)構(gòu)中的信號(hào)線(xiàn)的電阻低。

另外，本實(shí)施方式可以與本說(shuō)明書(shū)的任何其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式4

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D12說(shuō)明包括上述實(shí)施方式1至3的光電傳感器的有機(jī)el顯示裝置的結(jié)構(gòu)例子。有機(jī)el顯示裝置具有三個(gè)n溝道型晶體管和光電二極管層疊在單晶半導(dǎo)體襯底(例如，單晶硅襯底)上的結(jié)構(gòu)。

襯底411使用具有較高電阻的單晶硅(例如，具有10ω·cm左右的電阻的n型單晶硅)形成，并且n阱412、413、414及415以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成。相鄰的晶體管由場(chǎng)氧化膜416分離。在形成場(chǎng)氧化膜416時(shí)，溝道停止部也可以通過(guò)離子注入法對(duì)襯底選擇性地引入硼(b)而形成。

柵極絕緣膜417、418及419通過(guò)熱氧化法形成。

柵極420、421及422使用如下疊層而形成，該疊層是通過(guò)cvd法形成多晶硅膜到100至300nm的厚度而得到的多晶硅層420a、421a和422a、以及各具有50至300nm的厚度的硅化物層420b、421b和422b的疊層。為了降低電阻，多晶硅層也可以預(yù)先以10²¹/cm³左右的濃度摻雜有磷(p)，或者也可以在形成多晶硅膜之后n型雜質(zhì)以高濃度擴(kuò)散到多晶硅層中。硅化物層可以使用諸如硅化鉬(mosix)、硅化鎢(wsix)、硅化鉭(tasix)或硅化鈦(tisix)等的材料形成，并可以通過(guò)已知的方法形成。

以1×10¹³/cm²至1×10¹⁴/cm²的劑量對(duì)n溝道型晶體管的低濃度漏極(ldd)區(qū)域423、424及425添加磷(p)或砷(as)作為賦予n型導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素。這些ldd區(qū)域使用柵極作為掩模通過(guò)離子注入法或離子摻雜法以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成。

注意，在本實(shí)施方式中，晶體管403、晶體管404及晶體管405是n溝道型晶體管；但是，本實(shí)施方式不局限于該結(jié)構(gòu)。晶體管403、晶體管404及晶體管405也可以是p溝道型晶體管，或者也可以是n溝道型晶體管和p溝道型晶體管的組合。

在晶體管403、晶體管404及晶體管405是p溝道型晶體管的情況下，也可以以1×10¹³/cm²至1×10¹⁴/cm²的劑量對(duì)p溝道型晶體管的低濃度漏極(ldd)區(qū)域添加硼(b)作為賦予p型導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素。

在形成ldd區(qū)域之后，在整個(gè)表面上通過(guò)cvd使用氧化硅膜或氮化硅膜等形成絕緣膜。對(duì)絕緣膜的整個(gè)表面上均勻地進(jìn)行各向異性蝕刻以在柵極的側(cè)壁上殘留絕緣膜，來(lái)形成側(cè)壁426、427及428。晶體管的源區(qū)域及漏區(qū)域使用該側(cè)壁作為掩模來(lái)形成。

通過(guò)離子注入法以5×10¹⁴/cm²至1×10¹⁶/cm²的劑量對(duì)n溝道型晶體管引入砷(as)，來(lái)形成源區(qū)域430、431和432以及漏區(qū)域433、434和435。

當(dāng)晶體管403、晶體管404及晶體管405是p溝道型晶體管時(shí)，也可以通過(guò)離子注入法以5×10¹⁴/cm²至1×10¹⁶/cm²的劑量添加硼(b)來(lái)形成源區(qū)域及漏區(qū)域。

第一層間絕緣膜436優(yōu)選使用通過(guò)等離子體cvd法或減壓cvd法形成的氧化硅膜或氧氮化硅膜等以100至2000nm的厚度形成。

再者，在第一層間絕緣膜436上使用磷硅玻璃(psg)、硼硅玻璃(bsg)或磷硼硅玻璃(pbsg)等形成第二層間絕緣膜437。第二層間絕緣膜437通過(guò)旋涂法或常壓cvd法形成。第二層間絕緣膜437通過(guò)形成后實(shí)施的700℃至900℃的熱活化處理(熱處理)被回流，并且第二層間絕緣膜437的表面被平坦化。

源極布線(xiàn)440、441和442以及漏極布線(xiàn)443、444和445在第一層間絕緣膜436及平坦化了的第二層間絕緣膜437中形成接觸孔之后，以接觸于n溝道型晶體管的源區(qū)域及漏區(qū)域的方式形成。作為源極布線(xiàn)及漏極布線(xiàn)，優(yōu)選使用通常用作低電阻材料的鋁。該源極布線(xiàn)及漏極布線(xiàn)也可以具有高熔點(diǎn)金屬膜和低電阻金屬膜(例如，鋁合金或純鋁)的疊層結(jié)構(gòu)。

電極446形成在與源極布線(xiàn)及漏極布線(xiàn)相同的層中。

鈍化膜447通過(guò)等離子體cvd法使用氮化硅膜、氧化硅膜或氮氧化硅膜等形成。

在鈍化膜447上形成第三層間絕緣膜448。第三層間絕緣膜448的表面被回流而平坦化。

在鈍化膜447及平坦化了的第三層間絕緣膜448中形成接觸孔，并且，形成接觸于電極446的電極449、接觸于源極布線(xiàn)440的電極450及接觸于漏極布線(xiàn)445的電極451。

在第三層間絕緣膜448上形成接觸于電極449的電極452、接觸于電極450的電極453以及接觸于電極451的電極454。作為電極452、電極453及電極454優(yōu)選使用通常用作低電阻材料的鋁。電極452、電極453及電極454也可以具有鈦、鋁及鈦的疊層結(jié)構(gòu)。

形成在上部的光電二極管402與形成在下部的晶體管403可以通過(guò)電極450及電極453互相電連接。

圖12中的光電二極管402包括第一電極、第二電極以及處于這些兩個(gè)電極之間的光電轉(zhuǎn)換層。光電轉(zhuǎn)換層460包括p型半導(dǎo)體層460p、n型半導(dǎo)體層460n及處于p型半導(dǎo)體層460p與n型半導(dǎo)體層460n之間的本征(i型)半導(dǎo)體層460i。

另外，光電二極管402不局限于上述結(jié)構(gòu)，光電二極管402也可以至少具有p型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層的疊層結(jié)構(gòu)。

p型半導(dǎo)體層460p可以通過(guò)等離子體cvd法使用包含周期表中的第13族的雜質(zhì)元素(如硼(b))的半非晶硅膜來(lái)形成?；蛘?，在形成半非晶硅膜之后，也可以引入周期表中的第13族的雜質(zhì)元素。

在形成p型半導(dǎo)體層460p之后，在p型半導(dǎo)體層460p上層疊不包含賦予導(dǎo)電性的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層(稱(chēng)為本征半導(dǎo)體層或i型半導(dǎo)體層)460i。作為i型半導(dǎo)體層460i，例如，可以通過(guò)等離子體cvd法形成半非晶硅膜。

再者，在i型半導(dǎo)體層460i上層疊n型半導(dǎo)體層460n。作為n型半導(dǎo)體層460n，可以形成包含周期表中的第15族的雜質(zhì)元素(如磷(p))的半非晶硅膜?；蛘?，在形成半非晶硅膜之后，也可以引入周期表中的第15族的雜質(zhì)元素。

由此，形成包括p型半導(dǎo)體層460p、i型半導(dǎo)體層460i和n型半導(dǎo)體層460n的光電轉(zhuǎn)換層460。

注意，在本說(shuō)明書(shū)中，i型半導(dǎo)體層是指其中的賦予p型或n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)的濃度為1×10²⁰cm^-3或更低且氧和氮的濃度為5×10¹⁹cm^-3或更低的半導(dǎo)體層。其光電導(dǎo)率優(yōu)選與暗電導(dǎo)率之比為1000倍或更大。此外，可以對(duì)i型半導(dǎo)體層添加10至1000ppm的硼(b)。

此外，除了半非晶半導(dǎo)體膜之外，也可以使用非晶半導(dǎo)體膜作為i型半導(dǎo)體層460i、p型半導(dǎo)體層460p及n型半導(dǎo)體層460n中的每一個(gè)。

在電極452、電極454及光電轉(zhuǎn)換層460上使用有機(jī)樹(shù)脂材料以1至2μm的厚度形成第四層間絕緣膜455。對(duì)涂敷在襯底上之后被進(jìn)行熱聚合的聚酰亞胺等可以使用潔凈烘箱在300℃下進(jìn)行加熱且焙燒來(lái)形成第四層間絕緣膜455。

作為有機(jī)樹(shù)脂材料，可以使用聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸或苯并環(huán)丁烯(bcb)等。使用有機(jī)樹(shù)脂材料的優(yōu)點(diǎn)在于：例如，形成膜的方法很簡(jiǎn)單；由于相對(duì)介電常數(shù)低，所以能夠降低寄生電容；以及適于平坦化。當(dāng)然，也可以使用上述有機(jī)樹(shù)脂材料以外的有機(jī)樹(shù)脂材料。

在第四層間絕緣膜455上形成像素電極456。像素電極456通過(guò)電極451及454與晶體管405的漏極布線(xiàn)445電連接。像素電極456可以通過(guò)電極451及454與晶體管405電連接。

像素電極456優(yōu)選使用以al為典型的低電阻材料形成。作為al膜的成膜的方法，可以使用已知的成膜法，例如真空蒸鍍法或?yàn)R射法。為了提高對(duì)比度，像素電極456的表面也可以被凹凸化而成為擴(kuò)散反射面。

在像素電極456及第四層間絕緣膜455上形成第一透明導(dǎo)電膜，通過(guò)光刻法部分地進(jìn)行蝕刻處理，來(lái)形成透明導(dǎo)電膜457及458。

透明導(dǎo)電膜457以接觸于像素電極456的方式形成，并用作發(fā)光元件的陽(yáng)極或陰極。發(fā)光元件包括第一電極(陽(yáng)極)、第二電極(陰極)以及處于這些兩個(gè)電極之間的有機(jī)el層。

透明導(dǎo)電膜458以通過(guò)形成在第四層間絕緣膜455中的接觸孔而接觸于n型半導(dǎo)體層460n及電極452的方式形成。

可以使用銦錫氧化物(ito：indiumtinoxide)等作為透明導(dǎo)電膜457及458。

形成在上部的透明導(dǎo)電膜458可以通過(guò)電極449及452與形成在下部的電極446電連接。

在透明導(dǎo)電膜457和458以及第四層間絕緣膜455上形成多個(gè)倒錐形的分隔壁461。分隔壁461的截面為倒錐形，分隔壁461的上表面具有邊框形。注意，邊框形也可以是具有圓形的角部的曲線(xiàn)形，并且，只要兩個(gè)閉環(huán)互相不接觸且在中央部存在有空洞，就可以是任何形狀。通過(guò)光刻法使用其未被曝光的部分被用作圖案的正型光敏樹(shù)脂，并調(diào)節(jié)曝光量或顯影時(shí)間的長(zhǎng)度，以使圖案下方的部分更多地被蝕刻，來(lái)形成倒錐形的分隔壁461。

在分隔壁461及透明導(dǎo)電膜457上形成有機(jī)電致發(fā)光層(el層)459。有機(jī)el層459可以使用已知的材料或結(jié)構(gòu)形成。

作為有機(jī)el層459，可以使用只具有其中發(fā)生復(fù)合的發(fā)光層的有機(jī)el層，或者根據(jù)需要，也可以使用電子注入層、電子傳輸層、空穴傳輸層、電子阻擋層、空穴阻擋層及空穴注入層的疊層。作為有機(jī)el層459的材料，可以使用高分子有機(jī)el材料。

例如，有機(jī)el層459也可以將聚乙烯基咔唑(pvk)、bu-pbd(2-(4'-叔丁基苯基)-5-(4”-聯(lián)苯)-1,3,4-噁二唑)、香豆素6、dcm1(4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-對(duì)二甲氨基苯乙烯基-4h-吡喃)、四苯基丁二烯(tpb)或尼羅紅溶解于1,2-二氯甲烷或氯仿中并通過(guò)旋涂法涂敷而形成。

在分隔壁461、有機(jī)el層459及透明導(dǎo)電膜458上形成第二透明導(dǎo)電膜，通過(guò)光刻法部分地進(jìn)行蝕刻，來(lái)形成透明導(dǎo)電膜462及463。ito等可以用于透明導(dǎo)電膜462及463。

透明導(dǎo)電膜462以接觸于有機(jī)el層459的方式形成，并用作發(fā)光元件的陽(yáng)極或陰極。

本實(shí)施方式中的透明導(dǎo)電膜457和透明導(dǎo)電膜462只要其中的一個(gè)是陽(yáng)極而其中的另一個(gè)是陰極，就沒(méi)有限制。

分隔壁461的高度比第二透明導(dǎo)電膜的厚度高；因此，透明導(dǎo)電膜462及463被分離為多個(gè)區(qū)域。另外，該多個(gè)分離區(qū)域彼此電隔離。形成在分隔壁461上的透明導(dǎo)電膜的電位為浮置狀態(tài)。

由于要檢測(cè)的光穿過(guò)透明導(dǎo)電膜458及463，所以?xún)?yōu)選使用具有高透光性的材料作為其材料。

此外，如果需要，還可以使用如密封劑等粘合劑將如密封罐或玻璃襯底等的密封材料貼合于襯底411來(lái)進(jìn)行密封，使得發(fā)光元件配置在密封空間中。由此，能夠防止發(fā)光元件的劣化。密封空間也可以填充有填充劑或干燥惰性氣體。再者，干燥劑等也可以設(shè)置在襯底和密封劑之間，以便防止因水分等所引起的發(fā)光元件的劣化。該干燥劑清除少量的水分，因此得到完全的干燥。干燥劑可以為通過(guò)化學(xué)吸附來(lái)吸附水分的物質(zhì)，諸如以鈣氧化物或鋇氧化物為代表的堿土金屬氧化物。此外，如沸石和硅膠等的由物理吸附作用吸附水分的物質(zhì)也可以用作干燥劑。

另外，晶體管403、404及405中的每一個(gè)也可以是在形成在絕緣表面上的硅膜或soi襯底的硅膜等的半導(dǎo)體膜中具有溝道形成區(qū)域的晶體管?？梢允褂靡阎慕Y(jié)構(gòu)作為每個(gè)晶體管的結(jié)構(gòu)。

另外，雖然圖12示出在形成有光電二極管402的層與形成有晶體管403、404及405的層之間設(shè)置有一個(gè)布線(xiàn)層的結(jié)構(gòu)，但是本實(shí)施方式不局限于此。兩個(gè)或更多個(gè)布線(xiàn)層也可以設(shè)置在形成有光電二極管402的層與形成有晶體管403、404及405的層之間。

如上所述通過(guò)層疊光電二極管402與晶體管403、404及405，可以減少光電傳感器的面積，因此可以實(shí)現(xiàn)小型化。

本實(shí)施方式可以與上述任何實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式5

在本實(shí)施方式中，對(duì)實(shí)施方式1中的相互相鄰的光電傳感器100_(k-1)及光電傳感器100_(k)(以下將這些光電傳感器也總稱(chēng)為光電傳感器群120)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。參照?qǐng)D13a和13b說(shuō)明具有配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器群120的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子。

圖13a示出在相鄰的列中的光電傳感器100_(s)及光電傳感器100_(s+1)(s是1或更大且(2n-1)或更小的奇數(shù))檢測(cè)出從對(duì)象物的相同的點(diǎn)反射的光的情況。圖13b示出在相鄰的行中的光電傳感器100_(i)及光電傳感器100_(i+1)(i是1或更大且(2m-1)或更小的奇數(shù))檢測(cè)出從對(duì)象物的相同的點(diǎn)反射的光的情況。注意，這些結(jié)構(gòu)產(chǎn)生同樣的效果；因此，可以使用這些結(jié)構(gòu)中的任一種。

在圖13a中，多個(gè)光電傳感器群120配置為m行n列的矩陣狀。例如，在第一行的彼此相鄰的光電傳感器100_(s)及光電傳感器100_(s+1)檢測(cè)出從對(duì)象物的相同的點(diǎn)反射的光。類(lèi)似地，在第m行的彼此相鄰的光電傳感器100_(s)及光電傳感器100_(s+1)檢測(cè)出從對(duì)象物的相同的點(diǎn)反射的光。

各行的光電傳感器群120共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)。例如，第一行的光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15_(1)與第一行第一列的光電傳感器群120_(1)至第一行第n列的光電傳感器群120_(n)電連接。第m行的光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15_(m)與第m行第一列的光電傳感器群120_(1)至第m行第n列的光電傳感器群120_(n)電連接。

各行的光電傳感器群120也共同使用光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)。例如，第一行的光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16_(1)與第一行第一列的光電傳感器群120_(1)至第一行第n列的光電傳感器群120_(n)電連接。第m行的光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16_(m)與第m行第一列的光電傳感器群120_(1)至第m行第n列的光電傳感器群120_(n)電連接。

在圖13a中，各行的光電傳感器共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15及光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16。

但是，本發(fā)明不局限于此。例如，多個(gè)光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15也可以設(shè)置在各列中并與不同的光電傳感器電連接。多個(gè)光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16也可以設(shè)置在各列中并與不同的光電傳感器電連接。

另外，在圖13a中，各行的光電傳感器共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15及光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16；但是，本發(fā)明不局限于此。各列的光電傳感器也可以共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15及光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)16。

如上所述那樣，在光電傳感器之間共同使用布線(xiàn)減少布線(xiàn)數(shù)量，以使得可以簡(jiǎn)化用來(lái)驅(qū)動(dòng)配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器群的驅(qū)動(dòng)電路。

接著，參照?qǐng)D13b說(shuō)明具有配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器群120的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)例子，該結(jié)構(gòu)與圖13a中的結(jié)構(gòu)例子不同。在圖13b中，多個(gè)光電傳感器群120配置為m行n列的矩陣狀。例如，在第一列的彼此相鄰的光電傳感器100_(i)及光電傳感器100_(i+1)檢測(cè)出從對(duì)象物的相同的點(diǎn)反射的光。類(lèi)似地，在第n列的彼此相鄰的光電傳感器100_(i)及光電傳感器100_(i+1)檢測(cè)出從對(duì)象物的相同的點(diǎn)反射的光。

各行的光電傳感器群共同使用信號(hào)線(xiàn)13。例如，第一行的信號(hào)線(xiàn)13與第一行第一列的光電傳感器群120_(1)至第一行第n列的光電傳感器群120_(n)電連接。第m行的信號(hào)線(xiàn)13_(m)與第m行第一列的光電傳感器群120_(1)至第m行第n列的光電傳感器群120_(n)電連接。

各列的光電傳感器群共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15。例如，如圖13b所示，第n列的光電傳感器群共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15。

但是，本發(fā)明不局限于此。例如，多個(gè)光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15也可以設(shè)置在各列中并與不同的光電傳感器電連接。

雖然在圖13b中的各列光電傳感器共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15，并且各行的光電傳感器共同使用信號(hào)線(xiàn)13，但是本發(fā)明不局限于此。各行的光電傳感器也可以共同使用光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)15并且各列的光電傳感器也可以共同使用信號(hào)線(xiàn)13。

如上所述那樣，在光電傳感器之間共同使用布線(xiàn)減少布線(xiàn)數(shù)量，以使得可以簡(jiǎn)化用來(lái)驅(qū)動(dòng)配置為m行n列的矩陣狀的光電傳感器群的驅(qū)動(dòng)電路。

本實(shí)施方式可以與任何上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式6

接著，說(shuō)明圖4的光電傳感器群110的俯視圖及截面圖的例子。圖14是光電傳感器群110的俯視圖的例子。圖15a是沿著圖14的點(diǎn)劃線(xiàn)a1-a2及點(diǎn)劃線(xiàn)a3-a4的截面圖。圖15b是沿著圖14的點(diǎn)劃線(xiàn)b1-b2的截面圖。

將說(shuō)明圖15a。在圖15a的截面圖中，遮光層231、基底膜232設(shè)置在透光襯底200上。

以在基底膜232上并與其接觸的方式，設(shè)置吸收紅外光的光電二極管102b的半導(dǎo)體層中的p型半導(dǎo)體區(qū)域203及i型半導(dǎo)體區(qū)域204、晶體管104b的半導(dǎo)體層中的n型半導(dǎo)體區(qū)域205及i型半導(dǎo)體區(qū)域206、晶體管105b的半導(dǎo)體層中的n型半導(dǎo)體區(qū)域207及i型半導(dǎo)體區(qū)域208、以及晶體管103a的半導(dǎo)體層中的n型半導(dǎo)體區(qū)域209。

另外，p型半導(dǎo)體區(qū)域203、i型半導(dǎo)體區(qū)域204、n型半導(dǎo)體區(qū)域205、i型半導(dǎo)體區(qū)域206、n型半導(dǎo)體區(qū)域207、i型半導(dǎo)體區(qū)域208、以及n型半導(dǎo)體區(qū)域209形成在相同層中。

絕緣層240設(shè)置在光電二極管102b的半導(dǎo)體層、晶體管104b的半導(dǎo)體層、晶體管105b的半導(dǎo)體層及晶體管103a的半導(dǎo)體層上。

導(dǎo)電層108設(shè)置在絕緣層240上并與其接觸。以在其間設(shè)置有絕緣層240的方式，晶體管104b的柵電極241設(shè)置在i型半導(dǎo)體區(qū)域206上。以在其間設(shè)置有絕緣層240的方式，晶體管105b的柵電極242設(shè)置在i型半導(dǎo)體區(qū)域208上。導(dǎo)電層108、柵電極241及柵電極242形成在相同層中。

另外，導(dǎo)電層108與信號(hào)線(xiàn)15(光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn))電連接。

絕緣層243設(shè)置在絕緣層240、導(dǎo)電層108、柵電極241及柵電極242上。

以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層255設(shè)置在晶體管105b的n型半導(dǎo)體區(qū)域207的一個(gè)上并與其接觸。以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層245設(shè)置在晶體管104b的n型半導(dǎo)體區(qū)域205的一個(gè)上并與其接觸。以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層244設(shè)置在晶體管105b的n型半導(dǎo)體區(qū)域207的另一個(gè)及晶體管104b的n型半導(dǎo)體區(qū)域205的另一個(gè)上并與其接觸。導(dǎo)電層255、導(dǎo)電層245及導(dǎo)電層244形成在相同層中。

另外，導(dǎo)電層255與信號(hào)線(xiàn)16b(光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn))及晶體管105b的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。導(dǎo)電層245與信號(hào)線(xiàn)15及晶體管104b的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。導(dǎo)電層244與晶體管104b的源電極的另一個(gè)及晶體管105b的源電極的另一個(gè)電連接。

同樣地，以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層247設(shè)置在晶體管103a的n型半導(dǎo)體區(qū)域209上并與其接觸。以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層246設(shè)置在光電二極管102b的p型半導(dǎo)體區(qū)域203上并與其接觸。導(dǎo)電層247及導(dǎo)電層246形成在相同層中。

另外，導(dǎo)電層246與信號(hào)線(xiàn)11b(復(fù)位信號(hào)線(xiàn))電連接，導(dǎo)電層247與晶體管103a的源電極和漏電極中的一個(gè)電連接。

光電二極管102a的p型半導(dǎo)體區(qū)域248、i型半導(dǎo)體區(qū)域249及n型半導(dǎo)體區(qū)域230設(shè)置在絕緣層243及導(dǎo)電層246上。另外，設(shè)置光電二極管102a的p型半導(dǎo)體區(qū)域248，使得其端部與導(dǎo)電層246層疊。

絕緣層233設(shè)置在光電二極管102a的半導(dǎo)體層、導(dǎo)電層244、導(dǎo)電層245、導(dǎo)電層246、導(dǎo)電層247、導(dǎo)電層255及絕緣層243上。

以在其間設(shè)置有絕緣層233的方式，導(dǎo)電層252設(shè)置在n型半導(dǎo)體區(qū)域230及導(dǎo)電層247上。

此外，導(dǎo)電層252被用作像素電極。

接著，將說(shuō)明圖15b。在圖15b的截面圖中，遮光層231及基底膜232設(shè)置在透光襯底200上。

以在其間設(shè)置有基底膜232的方式，吸收紅外光的光電二極管102b的半導(dǎo)體層中的p型半導(dǎo)體區(qū)域203、i型半導(dǎo)體區(qū)域204及n型半導(dǎo)體區(qū)域253設(shè)置在遮光層231上。

絕緣層240設(shè)置在光電二極管102b的半導(dǎo)體層及基底膜232上。

導(dǎo)電層108設(shè)置在絕緣層240上并與其接觸。

絕緣層243設(shè)置在絕緣層240及導(dǎo)電層108上。

以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層246設(shè)置在光電二極管102b的p型半導(dǎo)體區(qū)域203上并與其接觸。以在其間設(shè)置有絕緣層240及243的方式，導(dǎo)電層254設(shè)置在光電二極管102b的n型半導(dǎo)體區(qū)域253上并與其接觸。導(dǎo)電層246及導(dǎo)電層254形成在相同層中。

另外，導(dǎo)電層246與光電二極管102b的陽(yáng)極電連接，導(dǎo)電層254與晶體管103b的源電極和漏電極中的一個(gè)及光電二極管102b的陰極電連接。

絕緣層233設(shè)置在光電二極管102a的半導(dǎo)體層、導(dǎo)電層246、導(dǎo)電層254及絕緣層243上。

透光襯底200優(yōu)選為使用使可見(jiàn)光及紅外光透過(guò)的材料形成的襯底。例如，可以使用使可見(jiàn)光及紅外光透過(guò)的塑料襯底或玻璃襯底等。

另外，透光襯底200也可以是透光性柔性片等。

注意，只要光源可以從透光襯底200一側(cè)發(fā)射紅外光及可見(jiàn)光，對(duì)光源(背光)就沒(méi)有特別的限制。例如，也可以配置發(fā)射紅外光的發(fā)光二極管及發(fā)射可見(jiàn)光的發(fā)光二極管。

另外，只要光電二極管102a可以檢測(cè)出可見(jiàn)光且光電二極管102b可以檢測(cè)出紅外光，光源就可以設(shè)置在透光襯底200一側(cè)或?qū)χ靡r底一側(cè)。

遮光層231可以使用能夠阻擋紅外光及可見(jiàn)光的如鋁或鉻等的金屬材料形成。

遮光層231可以防止來(lái)自配置在透光襯底200一側(cè)的光源的紅外光及可見(jiàn)光入射到光電二極管102a及光電二極管102b。

優(yōu)選的是：遮光層231不僅設(shè)置在與光電二極管102b重疊的區(qū)域中而且還設(shè)置在與晶體管103、104以及105的各半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域中。通過(guò)在與晶體管的半導(dǎo)體層重疊的區(qū)域中設(shè)置遮光層，可以防止由來(lái)自光源的紅外光及可見(jiàn)光導(dǎo)致的如晶體管的閾值電壓漂移等的特性劣化。

基底膜232優(yōu)選使用如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或氮氧化硅等透光性絕緣材料形成?；啄?32可以具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。

基底膜232可以防止透光襯底200中所含有的如na等堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散到光電二極管102b中并給晶體管及光電二極管的特性帶來(lái)負(fù)面影響。

另外，基底膜232的表面優(yōu)選具有高度平坦性。具有高度平坦性的基底膜232可以防止形成光電二極管102b的半導(dǎo)體層時(shí)的不良。

作為光電二極管102a的半導(dǎo)體層，優(yōu)選使用主要吸收可見(jiàn)光且使大部分的紅外光透過(guò)的材料。例如，可以使用非晶硅等。

作為光電二極管102b的半導(dǎo)體層，優(yōu)選使用吸收紅外光的材料。例如，可以使用如單晶硅或多晶硅等結(jié)晶硅。

在圖14中，信號(hào)線(xiàn)11、信號(hào)線(xiàn)12、信號(hào)線(xiàn)13、節(jié)點(diǎn)14、信號(hào)線(xiàn)15及信號(hào)線(xiàn)16分別是復(fù)位信號(hào)線(xiàn)(pr)、電荷積累信號(hào)線(xiàn)(tx)、選擇信號(hào)線(xiàn)(se)、浮動(dòng)擴(kuò)散(fd)節(jié)點(diǎn)、光電傳感器參考信號(hào)線(xiàn)及光電傳感器輸出信號(hào)線(xiàn)。

另外，根據(jù)用途優(yōu)選適當(dāng)?shù)剡x擇用于晶體管103、104及105的半導(dǎo)體材料。

絕緣層240可以使用如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜或有機(jī)樹(shù)脂膜等透光絕緣材料形成。絕緣層240也可以具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。

絕緣層240可以防止來(lái)自外部的諸如na等的堿金屬或堿土金屬擴(kuò)散到光電二極管102b中并給其特性帶來(lái)負(fù)面影響。

導(dǎo)電金屬材料可以用于柵電極241、柵電極242及導(dǎo)電層108。優(yōu)選使用如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等金屬材料或包含這些金屬材料的任一種為主要成分的合金材料。另外，柵電極241、柵電極242及導(dǎo)電層108也可以具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。

絕緣層243可以使用如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜或有機(jī)樹(shù)脂膜等透光絕緣材料形成。絕緣層243也可以具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)電層244、245、246、247、254及255可以使用下述材料中的任一種：如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釔等的金屬；包含這些金屬的任一種為主要成分的合金材料；或如氧化銦等的導(dǎo)電金屬氧化物等。這些導(dǎo)電層也可以具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。

絕緣層233可以使用如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜或有機(jī)樹(shù)脂膜等透光絕緣材料而形成為具有單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，絕緣層233具有平坦的表面。

導(dǎo)電層252(像素電極)是透光導(dǎo)電層，且可以使用如銦錫氧化物(ito)、含有氧化硅的銦錫氧化物(itso)或銦鋅氧化物等的材料形成。

注意，本實(shí)施方式可以與本說(shuō)明書(shū)的任何其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合。

本申請(qǐng)基于2012年3月9日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2012-053041號(hào)、2012年3月12日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2012-054947號(hào)以及2012年3月13日向日本專(zhuān)利局提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2012-056150號(hào)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文。