專利名稱：半導(dǎo)體器件及微處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由形成于玻璃襯底上的具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜構(gòu)成的半導(dǎo)體器件，更具體地，本發(fā)明涉及一種用于通過光互連在相關(guān)器件中進(jìn)行信號傳輸?shù)陌雽?dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
關(guān)于在絕緣襯底或絕緣膜上形成的薄膜晶體管(TFT)，其特點(diǎn)在于與在硅晶片上形成的MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管的制造方法相比它的制造方法容易，并且可以利用大尺寸襯底以低成本制造它。
特別地，關(guān)于用多晶硅膜形成其有源層的TFT(薄膜晶體管)(在此情況下為多晶TFT)，由于它的遷移率與使用非晶硅的TFT相比較大，可希望將其應(yīng)用于不僅包括顯示器件和光電轉(zhuǎn)換元件而且也包括集成電路領(lǐng)域的功能器件的廣泛領(lǐng)域中。
但是，畢竟多晶TFT的電特性與在單晶硅晶片上形成的MOS晶體管(單晶晶體管)的特性是不可比擬的。特別是從開態(tài)電流和遷移率角度出發(fā)，由于存在晶界缺陷，相比較而言多晶TFT劣于單晶晶體管。因此，在試圖用多晶TFT制備集成電路的情況下，當(dāng)企圖獲得足夠的開態(tài)電流時(shí)不可能抑制TFT的尺寸。此外，很難在大尺寸玻璃襯底上高速描繪精細(xì)圖案，這些問題成為實(shí)現(xiàn)集成電路更大規(guī)模集成度的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
在沒有實(shí)現(xiàn)集成電路足夠高集成度的情況下，連接各元件的布線變長且布線電阻增加。當(dāng)布線電阻增加時(shí)，發(fā)生信號延遲和波形紊亂，信號傳輸量下降，相關(guān)集成電路的信息處理性能受到限制，妨礙實(shí)現(xiàn)能夠以高性能高速工作的集成電路。此外，伴隨布線延長布線間的寄生電容增加，并且充放到布線的能量及耗電量也增加。
此外，多種半導(dǎo)體電路在一塊玻璃襯底上整體形成成為造成產(chǎn)量降低的因素。另外，由于集成電路由具有多種功能的電路構(gòu)成，自然估計(jì)到各電路所要求的TFT的性能間有差別。于是當(dāng)為了獲得理想的性能而試圖優(yōu)化布置在同一襯底上的每一電路所用TFT的結(jié)構(gòu)時(shí)，工藝變得復(fù)雜，工藝數(shù)量進(jìn)一步增加，降低了產(chǎn)量并難于縮短完成產(chǎn)品所需時(shí)間(即TAT周轉(zhuǎn)時(shí)間)。
反過來，當(dāng)在多個(gè)襯底上形成的半導(dǎo)體彼此利用FPC(柔性印刷電路)等被電連接時(shí)，由于部分連接經(jīng)不起物理沖擊，因此機(jī)械強(qiáng)度可靠性降低。此外，當(dāng)使用FPC等進(jìn)行連接時(shí)，半導(dǎo)體器件處理的信號信息量增加越多，連接端的數(shù)量增加越多，并增加接觸斷裂的發(fā)生概率。
然后，當(dāng)連接端的數(shù)量由于半導(dǎo)體器件處理的信息量的進(jìn)一步增加而增加時(shí)，可能出現(xiàn)連接端不能再布置在襯底邊緣部分的情形。但是，僅僅為了保證連接端的布置位置而擴(kuò)大襯底面積是不理想的，因?yàn)檫@也成為妨礙半導(dǎo)體器件小型化的一個(gè)因素。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有集成電路的半導(dǎo)體器件，該集成電路使用能夠與信息量的增加相符的玻璃襯底，而且還具有高性能并能夠高速工作。
在本發(fā)明中，為了解決上述問題，在多個(gè)玻璃襯底上形成構(gòu)成集成電路的多種電路，并且各玻璃襯底間信號的傳輸通過被稱作光互連的方法使用光信號進(jìn)行。
具體地，在形成于某一玻璃襯底上的上級電路的輸出側(cè)提供光發(fā)射元件，并形成光檢測元件以與在另一個(gè)玻璃襯底上形成的下級電路的輸入側(cè)的相關(guān)光發(fā)射元件相對應(yīng)。然后由布置在上級的電路輸出的電信號轉(zhuǎn)換而來的光信號被從光發(fā)射元件輸出，相關(guān)光信號被轉(zhuǎn)換成電信號并被輸入到布置在下級的電路中。
這樣，通過利用光互連，可進(jìn)行玻璃襯底間的數(shù)據(jù)傳輸。此外，當(dāng)其上提供光檢測元件的玻璃襯底被進(jìn)一步疊加時(shí)，來自一個(gè)光發(fā)射元件的信號可被多個(gè)光檢測元件接收。特別是可同時(shí)進(jìn)行從一個(gè)玻璃襯底到其它多個(gè)玻璃襯底的傳輸，并且可形成速度非常高的光總線。
然后，由于與單晶硅晶片不同，玻璃襯底傳輸光，3片或3片以上玻璃襯底間的信號傳輸可能相當(dāng)容易。然后如上所述，在玻璃襯底上形成的TFT的工作速度與單晶晶體管的工作速度相比較低。但是，由于在襯底間傳輸?shù)男盘柕目偩€寬度可大，并且布置在多個(gè)玻璃襯底上的電路可進(jìn)行效率非常高的并行操作，因此與單晶晶體管相比可以使在玻璃襯底上形成的TFT的低工作速度得到彌補(bǔ)。
此外，即使在玻璃襯底上形成的電路的集成度與單晶硅晶片的集成度相比低，由于通過利用在襯底間傳輸信號的光信號，多個(gè)玻璃襯底可被疊加，這樣可防止器件在水平方向上體積大。此外，可防止布線過長，幫助抑制由于布線電容引起耗電量增加。
此外，當(dāng)每個(gè)襯底的工藝被改變時(shí)，由于每個(gè)電路的TFT的結(jié)構(gòu)能輕易被優(yōu)化，因此優(yōu)化時(shí)可抑制每塊襯底工藝步驟數(shù)量的增加，并且可抑制完成產(chǎn)品所需時(shí)間(TAT周轉(zhuǎn)時(shí)間)的增加。此外，通過使用便宜的玻璃襯底可抑制成本增加，并且本發(fā)明可以用簡單的方法被完成。
然后，由于一個(gè)集成電路是通過將在各個(gè)襯底上形成的電路相結(jié)合而構(gòu)成的，與集成電路在一個(gè)襯底上形成的情形相比產(chǎn)量可被增加。此外，通過使用光信號在襯底間傳輸信號，可抑制用于電路間電連接的端子如FPC等的數(shù)量，并且可增加機(jī)械強(qiáng)度的可靠性。此外，即使被處理的信號信息量增加，也可抑制由于端子部分發(fā)生接觸斷裂所導(dǎo)致的產(chǎn)量降低。
然后，至于用于發(fā)送和接收光信號的光發(fā)射元件和光檢測元件，它們不同于FPC端子，由于這些元件不必布置在襯底的邊緣部分，因此對布局的限制變得較小，而且這對應(yīng)于符合被處理信息量進(jìn)一步增加。
這樣，本發(fā)明能夠提供具有高性能且能高速工作的集成電路的半導(dǎo)體器件。


圖1A和1B是表示具有光輸入和輸出部分的玻璃襯底的結(jié)構(gòu)的示圖；圖2A和2B是表示光輸入和輸出部分的示圖；圖3A和3B是表示光發(fā)射元件和光檢測元件間對應(yīng)關(guān)系的示圖；圖4是表示本發(fā)明的微處理器的結(jié)構(gòu)的示圖；圖5是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示器件結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖6A和6B是表示信號線驅(qū)動(dòng)電路、掃描線驅(qū)動(dòng)電路和像素部分結(jié)構(gòu)的示圖；圖7A和7B本發(fā)明的半導(dǎo)體顯示器件的透視圖和橫截面視圖；圖8A～8C是表示與本發(fā)明的半導(dǎo)體器件襯底的布置相關(guān)的一個(gè)實(shí)例的示圖；圖9A和9B是表示光纖陣列與光輸入和輸出部分間位置關(guān)系的示圖；圖10A～10D是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造步驟的示圖；圖11A～11C是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造步驟的示圖；圖12A和12B是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造步驟的示圖；圖13A和13B本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造步驟的示圖；圖14A～14H分別表示電子裝置實(shí)例，以及圖15A和15B是一個(gè)表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的光發(fā)射元件實(shí)例的示圖。
具體實(shí)施例方式
此后，將詳細(xì)描述本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
在圖1A中，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件所具有的玻璃襯底的結(jié)構(gòu)被作為實(shí)例示出。圖1A中，在玻璃襯底10上，形成了由半導(dǎo)體元件形成的一個(gè)或多個(gè)電路11。此外，在玻璃襯底10上，具有用于發(fā)送和接收光信號的光輸入和輸出部分12，以及處理輸入至相關(guān)光輸入和輸出部分12和從其輸出的電信號的接口13。
光輸入和輸出部分12具有其中形成了用于接收光信號的光檢測元件的光輸入部分14和其中形成了用于發(fā)送光信號的光發(fā)射元件的光輸出部分15。在圖1A中，為了方便說明起見，光輸入部分14和光輸出部分15通過使其所在區(qū)域不同而被表示出來，但是，具有接收光信號功能的元件和具有發(fā)送光信號功能的元件可以混合在一起。
此外，在圖1A中，表示出了在另一個(gè)襯底和其之間的信號發(fā)送和接收只通過光信號進(jìn)行的情形，但是信號的一部分可以按電信號的情況被發(fā)送和接收，或它可以具有按電信號的情況發(fā)送和接收信號的功能，例如，像端子等一樣。
在圖1B中，表示了圖1A所示的玻璃襯底被一個(gè)接一個(gè)重疊起來的方法以及各襯底之間光信號發(fā)送和接收的方法。布置在各襯底上的光輸入和輸出部分12彼此重疊，并且包含在各玻璃襯底10上形成的電路11的集成電路通過在各襯底間進(jìn)行光信號的發(fā)送和接收而被構(gòu)成。
在圖2A中，表示了光輸入和輸出部分12的一個(gè)更具體的結(jié)構(gòu)。在圖2A中，表示了襯底之間至少一個(gè)光檢測元件17和一個(gè)光發(fā)射元件16相對應(yīng)的情形。至于光發(fā)射元件，理想的是它能在玻璃襯底上形成，并且更進(jìn)一步它是能夠得到具有方向性的發(fā)光的元件。
應(yīng)該注意在圖2A中，在光輸入和輸出部分12只有光發(fā)射元件16和光檢測元件17被示出，但是實(shí)際上，還提供了利用電信號使光發(fā)射元件發(fā)射光的驅(qū)動(dòng)部分、用于將從光檢測元件獲得的電信號放大的電路以及用于修正所獲得的電信號的波形的電路。注意接口13可以配備這些功能。
在圖2B中，表示了光輸入部分14和光輸出部分15的具體結(jié)構(gòu)。光輸出部分15具有光發(fā)射元件16和用于通過利用從接口13輸出的電信號(輸出信號)使相關(guān)光發(fā)射元件16發(fā)射光的光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分18。光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分18的具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)光發(fā)射元件16的結(jié)構(gòu)適當(dāng)確定。
光輸入部分14具有光檢測元件17、用于放大在相關(guān)光檢測元件17獲得的電信號的放大器電路19以及用于修正電信號波形的波形修正電路20。應(yīng)該注意放大器電路19和波形修正電路20不是必須要求提供的電路，并且除這些電路外，光輸入部分14可以具有處理同電信號波形相關(guān)的問題的電路。在圖2B中，從波形修正電路20輸出的電信號被從接口13輸入。
應(yīng)該注意，雖然在圖2A中表示出了光發(fā)射元件以一對一的方式對應(yīng)光檢測元件的一個(gè)實(shí)例，，但是本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。兩個(gè)或兩個(gè)以上光發(fā)射元件可以對應(yīng)一個(gè)光檢測元件，或一個(gè)光發(fā)射元件可對應(yīng)兩個(gè)或兩個(gè)以上光檢測元件。
在圖3A中，表示出了在彼此各不相同的各襯底上形成的兩個(gè)光發(fā)射元件與在之外的另一個(gè)襯底上形成的一個(gè)光檢測元件相對應(yīng)的情形。光發(fā)射元件30被布置，從而所發(fā)射的光穿過其上已形成了光發(fā)射元件31的玻璃襯底33，并且所發(fā)射的光入射到光檢測元件32中。利用上述結(jié)構(gòu)，在光信號從光發(fā)射元件30被送到光檢測元件32的過程中，可在其上已形成光發(fā)射元件31的襯底上進(jìn)行另一個(gè)操作；反過來，在光信號從光發(fā)射元件31被送到光檢測元件32的過程中，可在其上已形成光發(fā)射元件30的襯底上進(jìn)行另一個(gè)操作。
反之，在彼此各不相同的各襯底上形成的兩個(gè)光檢測元件與在之外的另一個(gè)襯底上形成的一個(gè)光發(fā)射元件相對應(yīng)的情形下，光信號可同時(shí)被送到多個(gè)襯底。
此外，在圖3B中，表示出了在多個(gè)光檢測元件獲得的電信號中的任何一個(gè)被選擇的情形，例如，提供一種選擇電路，該選擇電路具有將信號送到光輸入部分中的其它電路如放大器電路等以及送到接口的功能。圖3B中，從在彼此不同的各襯底上形成的兩個(gè)光發(fā)射元件35、36發(fā)射的光信號，在之外其它襯底上形成的兩個(gè)光檢測元件37、38中被轉(zhuǎn)換成電信號。然后，在選擇電路39中選擇將獲得的兩個(gè)電信號中的任一個(gè)，并發(fā)送到下級電路。利用上述結(jié)構(gòu)，類似于圖3A的情形，每個(gè)光發(fā)射元件的振蕩頻率可被降低，并且用于控制光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)的光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分的負(fù)荷可減少。
應(yīng)該注意為了使用玻璃襯底間的光信號進(jìn)行數(shù)據(jù)并行傳輸，使光信號的路徑分別獨(dú)立是必要的。但是，根據(jù)光漫射程度，可能有一些被稱作串?dāng)_的情況，即光信號入射到與之不對應(yīng)的光檢測元件中。光漫射的程度取決于從光發(fā)射元件發(fā)射的光的方向性和光信號路徑中介質(zhì)的折射率。因此，理想的是考慮光漫射從而盡可能抑制串?dāng)_，根據(jù)要使用的光發(fā)射元件的光的方向性來布置光檢測元件和光發(fā)射元件，并且適當(dāng)設(shè)定襯底厚度、襯底間距、襯底間介質(zhì)等。此外，為了防止串?dāng)_，在光信號路徑上提供具有圓柱狀橫截面或類似的橫截面的光纖，并可提供用于沿平面介質(zhì)薄膜傳輸光的光波導(dǎo)如薄膜波導(dǎo)等。
應(yīng)該注意本發(fā)明所使用的襯底不限于玻璃襯底。如果襯底透明且能夠承受形成半導(dǎo)體元件時(shí)的處理溫度或其它處理，使用除玻璃襯底之外的其它襯底如塑料襯底等當(dāng)然也是可以的。
實(shí)例此后，將描述本發(fā)明的實(shí)例。
實(shí)例1在本實(shí)例中，以下將描述一個(gè)以在多個(gè)玻璃襯底上形成以微處理器為代表的CPU(中央處理器)的CPU芯以及各個(gè)襯底被連接到光互連的實(shí)例。
在玻璃襯底上形成的TFT與單晶晶體管相比工作速度慢。因此，在CPU形成于玻璃襯底上的情況下，當(dāng)處理內(nèi)容變復(fù)雜時(shí)，單個(gè)CPU芯很難以足夠的速度執(zhí)行處理。于是，CPU芯的一系列處理步驟根據(jù)每一個(gè)目的被分成幾個(gè)處理步驟，在一個(gè)襯底上形成的CPU芯被分配給每一個(gè)處理步驟。于是，可進(jìn)行一系列處理步驟，這類似于通過連接多個(gè)襯底而使用單個(gè)CPU芯的情形，在該多個(gè)襯底上每個(gè)CPU芯通過光互連形成。在各個(gè)襯底上形成的CPU芯可以充分完成分配給它的處理步驟，與所有處理步驟由單個(gè)CPU芯完成的情況相比處理速度增加。
在圖4中，表示出了本實(shí)例的微處理器的透視圖。微處理器100由用于使用玻璃襯底的多個(gè)CPU芯的襯底101、主存儲器102、時(shí)鐘控制器103、高速緩沖存儲器控制器104、串行接口105、I/O端口106等。不必說，圖4所示的微處理器是簡單實(shí)例，實(shí)際的微處理器根據(jù)其用途具有多種結(jié)構(gòu)。
用于CPU芯的襯底101由具有透明性的襯底形成，并且在本實(shí)例中，使用玻璃襯底。另外，用于CPU芯的襯底101分別具有光輸入和輸出部分107、接口108、CPU芯109和高速緩沖存儲器110。
應(yīng)該注意，光輸入和輸出部分107可能同時(shí)具有兩個(gè)元件，一個(gè)元件具有將電信號作為光信號輸出的功能，而另一個(gè)元件具有將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能，并且根據(jù)其襯底它也可能只具有兩個(gè)元件中的一個(gè)。另外，它可能具有一個(gè)端子，該端子用于按原狀發(fā)送和接收電信號而不用在它和構(gòu)成微處理器100的其它電路間將電信號轉(zhuǎn)換成光信號。
高速緩沖存儲器110是插入CPU芯109和主存儲器102間的存儲器，它具有小的容量并且高速工作。能夠高速工作的CPU芯要求能夠高速工作的存儲器。但是，在使用具有很大容量和相對于CPU芯的工作速度的存取時(shí)間并以高速工作的存儲器的情況下，一般而言，成本增加。通過訪問高速緩沖存儲器，CPU芯能夠不依靠主存儲器的速度而高速工作。
此后，將描述各個(gè)CPU芯的工作的實(shí)例。
例如，首先在初始運(yùn)行時(shí)期，程序被從主存儲器102或其它外置存儲器下載到用于各CPU芯的襯底101的高速緩沖存儲器110(SRAM)。也可通過主CPU芯109進(jìn)行。
其次，各從屬CPU芯109依次執(zhí)行儲存于用于相同CPU芯的襯底101的高速緩沖存儲器110的程序。用于相同CPU芯的襯底101的高速緩沖存儲器110不僅存儲程序，也用作工作區(qū)，CPU芯109的計(jì)算結(jié)果等被暫時(shí)儲存。
當(dāng)各CPU芯109為了其它CPU芯109的輸出結(jié)果而需要使用信號通信并且需要使用信號與主存儲器如用于CPU芯的襯底內(nèi)的高速緩沖存儲器110進(jìn)行信號通信時(shí)，這些過程由光輸入和輸出部分107完成。
根據(jù)CPU芯109的數(shù)量整體工作速度被增加。特別是在CPU芯109間的信號通信量和到達(dá)用于CPU芯的襯底101外部的信號的通信量小的情況下，并行效果增加。
作為程序的實(shí)例，例如，在最優(yōu)化問題中(比如自動(dòng)布線問題，推銷員四處走動(dòng)的路徑問題)比如試圖在具有非常大量最小值的相空間(phase apace)找出最低值以及對變化的評估(電路模擬等)，列舉了應(yīng)用諸如Monte Carlo法、模擬退火法等方法的情形。
這些程序基本上并且獨(dú)立具有多次執(zhí)行同一子程序的結(jié)構(gòu)，完整的程序基本上可通過使不同的CPU芯109計(jì)算各自的子程序而由用于各CPU芯的襯底101內(nèi)的CPU芯109和高速緩沖存儲器110執(zhí)行，并且能夠進(jìn)行理想的并行計(jì)算。
應(yīng)該注意，由于可能存在當(dāng)CPU芯間的處理速度不同時(shí)將處理作為整體看待出現(xiàn)麻煩一些情形，因此各從屬CPU芯間的處理速度的均衡可通過主CPU芯來調(diào)節(jié)。
實(shí)例2在本實(shí)例中，以下將描述半導(dǎo)體顯示器件的一個(gè)實(shí)例，該半導(dǎo)體顯示器件是本發(fā)明的半導(dǎo)體器件之一。
在圖5中，本實(shí)例的半導(dǎo)體顯示器件的結(jié)構(gòu)被表示為方塊圖。圖5中，使用兩片玻璃襯底，在第一襯底200上，提供外部輸入端225、VRAM(視頻隨機(jī)存取存儲器)201、時(shí)間信號發(fā)生電路202、圖象信號處理電路203、用于控制信號的光輸出部分204和用于圖象信號的光輸出部分205。
分別在用于控制信號的光輸出部分204和用于圖象信號的光輸出部分205形成一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射元件220和對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)光發(fā)射元件220的光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分221。應(yīng)該注意，光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分221的其中一個(gè)可對應(yīng)多個(gè)光發(fā)射元件220，或光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分221可與光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分221一一對應(yīng)。
此外，在第二襯底210上，用于控制信號的光輸入部分211、用于圖象信號的光輸入部分212、信號線驅(qū)動(dòng)電路213、掃描線驅(qū)動(dòng)電路214和像素部分215被提供。
分別在用于控制信號的光輸入部分211和用于圖象信號的光輸入部分212形成了一個(gè)或多個(gè)光檢測元件222以及對應(yīng)于光檢測元件222的放大器電路223和波形修正電路224。
從外部輸入端225輸入的具有圖象信息的數(shù)據(jù)被存儲于VRAM201，然后，在圖象信號處理電路203中，根據(jù)信號線驅(qū)動(dòng)電路213的標(biāo)準(zhǔn)將某個(gè)處理添加到相關(guān)數(shù)據(jù)，并且將其作為圖象信號發(fā)送到圖象信號輸出部分205。在圖象信號輸出部分205的光發(fā)射元件驅(qū)動(dòng)部分221，利用已經(jīng)被發(fā)送的圖象信號控制光發(fā)射元件220的發(fā)光。
另一方面，在時(shí)間信號發(fā)生電路中，產(chǎn)生諸如時(shí)鐘信號(CLK)、啟動(dòng)脈沖信號(SP)、鎖存信號等信號，用于控制圖象信號處理電路203、信號線驅(qū)動(dòng)電路213和掃描線驅(qū)動(dòng)電路214的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。用于控制圖象信號處理電路203的驅(qū)動(dòng)的信號被直接送到相關(guān)電路，但是，送到形成于第二襯底210上的電路的信號，這些電路是信號線驅(qū)動(dòng)電路213和掃描線驅(qū)動(dòng)電路214，在用于控制信號的光輸出部分204被轉(zhuǎn)化成光信號，并且它在用于控制信號的光輸入部分211再次被轉(zhuǎn)化成電信號。然后，被轉(zhuǎn)化成電信號的多種控制信號被送到信號線驅(qū)動(dòng)電路213和掃描線驅(qū)動(dòng)電路214。
信號線驅(qū)動(dòng)電路213與給定的控制信號的定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)，并進(jìn)行圖象信號的取樣并將其輸入到像素部分215。此外，掃描線驅(qū)動(dòng)電路214也與被輸入的控制信號同步操作，并且它控制圖象信號被輸入到像素部分215的各像素的定時(shí)。
應(yīng)該注意，雖然在本實(shí)例中，具有圖象信息的數(shù)據(jù)被作為電信號通過外部輸入端225傳輸，但它也可以作為光信號而不作為電信號被傳輸。
在圖6中，表示了本實(shí)例所用的有源矩陣型半導(dǎo)體顯示器件的信號線驅(qū)動(dòng)電路、掃描線驅(qū)動(dòng)電路和像素部分的具體結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意在圖6中，表示出了將OLED(OLED有機(jī)光發(fā)射器件)用作光發(fā)射元件的情形，該光發(fā)射元件是像素部分用于顯示圖象的元件之一。
在圖6A中，信號線驅(qū)動(dòng)電路213具有移位寄存器213_1、鎖存器A213_2、鎖存器B213_3和D/A轉(zhuǎn)換電路213_4。移位寄存器213_1依次產(chǎn)生基于輸入的時(shí)鐘信號(CLK)和啟動(dòng)脈沖(SP)的定時(shí)信號，并依次將定時(shí)信號提供給下級的電路。
應(yīng)該注意，來自移位寄存器213_1的定時(shí)信號可通過緩沖器等(未表示出)被緩沖和放大，并且可依次將已被緩沖和放大后的定時(shí)信號提供給下級的電路。由于許多電路或元件被連接到被提供定時(shí)信號的布線，因此負(fù)載電容(寄生電容)大。為了防止定時(shí)信號由于這些大負(fù)載電容而升降“能力欠佳”，提供該緩沖器。
來自移位寄存器213_1的定時(shí)信號被提供給鎖存器A213_2。鎖存器A213_2具有其中處理數(shù)字圖象信號的多個(gè)級的鎖存器。當(dāng)前述定時(shí)信號被輸入到鎖存器A213_2時(shí)，圖象信號同時(shí)被依次寫入和維持。
應(yīng)該注意當(dāng)圖象信號被合并到鎖存器A213_2時(shí)，圖象信號被依次輸入到鎖存器A213_2具有的多級的鎖存器。
以通常的方式終止將圖象信號寫入鎖存器A213_2的所有級的鎖存器所需的時(shí)間稱為行周期。特別地，從在鎖存器A213_2中圖象信號開始寫入左側(cè)最遠(yuǎn)端的級的鎖存器的時(shí)間點(diǎn)到在鎖存器A213_2中圖象信號結(jié)束寫入右側(cè)最遠(yuǎn)端的級的鎖存器的時(shí)間點(diǎn)的時(shí)間間隔為行周期。實(shí)際上，其中水平返回周期被加入到上述行周期的周期可包括在行周期中。
當(dāng)一個(gè)行周期結(jié)束時(shí)，鎖存信號被提供給鎖存器B213_3。此刻，在鎖存器A213-2被寫入和維持的圖象信號被全部一起發(fā)送到鎖存器B213_3，并被寫入到鎖存器B213_3的所有級的鎖存器并被維持。
已經(jīng)終止發(fā)送圖象信號到鎖存器B213_3的鎖存器A213_2根據(jù)從移位寄存器213_1輸出的定時(shí)信號依次再進(jìn)行圖象信號的寫入。
在該第二換向的一個(gè)行周期中，在鎖存器B213_3被寫入和保留的圖象信號在D/A轉(zhuǎn)換電路213_4中被轉(zhuǎn)化成模擬信號，并被輸入到在像素部分215中提供的信號線。
應(yīng)該注意不必須要求使用D/A轉(zhuǎn)換電路213_4，在進(jìn)行時(shí)分分級的情況下，數(shù)字圖象信號在不利用D/A轉(zhuǎn)換電路213_4的情況下被按原樣輸入到在像素部分215中提供的信號線。
應(yīng)該注意由于在光輸入和輸出部分的光信號的總線寬度可被間隔得很開，也可能使在光輸入部分的輸入信號的數(shù)量和一行部分(lineportion)的信號線數(shù)量相同。在此情況下，即使鎖存器不使用定時(shí)信號被依次選擇且不被寫入，由于對所有級的鎖存器的寫入可立刻完成，因此即使不使用移位寄存器也可驅(qū)動(dòng)。此外，即使在光輸入部分的輸入信號的數(shù)量與一行部分的總信號線數(shù)量不對應(yīng)，由于不管怎樣在光輸入和輸出部分的光信號的總線寬度可被間隔得很開，信號線驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)頻率與使用端子的驅(qū)動(dòng)頻率相比可被大大減少。
此外，在光輸入部分的輸入信號數(shù)量和一行部分的信號線數(shù)量相同的情況下，可在不提供鎖存器B的情況下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
另一方面，掃描線驅(qū)動(dòng)電路214分別具有移位寄存器214_1和緩沖器214_2。此外，根據(jù)不同情況，它可進(jìn)一步具有電平移位器。
在掃描線驅(qū)動(dòng)電路214中，從移位寄存器214_1輸出的選擇信號被提供到緩沖器(未示出)，并且它可被提供到相應(yīng)的掃描線。
在圖6B中，表示出了像素部分的一部分。一行部分的像素的TFT230的柵極已被連接到各掃描線。然后，由于一行部分的像素的TFT230將必須被同時(shí)接通，因此對于緩沖器214_2，使用能允許大量電流流動(dòng)的緩沖器。
其次，以下將描述本實(shí)例的半導(dǎo)體顯示器件的外觀。圖7A是圖5所示的半導(dǎo)體顯示器件的透視圖的一個(gè)例子。另外，圖7表示它的橫截面。
在第一襯底200上形成的外部輸入端225已被連接到FPC231，并且具有圖象信息的數(shù)據(jù)通過FPC231被輸入到外部輸入端225。此外，如圖7B所示，已在第一襯底200上提供了VRAM(視頻隨機(jī)存取存儲器)201、圖象信號處理電路203和用于圖象信號的光輸出部分205。應(yīng)該注意，除了圖7B中所表示的，在第一襯底200上形成了時(shí)間信號發(fā)生電路202和用于控制信號的光輸出部分2 04。
第一襯底200通過粘接劑233以第一襯底200與第二襯底210相對的方式與第二襯底210粘接在一起。該粘接劑233可以是透光材料，以及從串?dāng)_角度考慮進(jìn)一步為具有最佳折射率的材料。
在第二襯底210上形成了像素部分215、信號線驅(qū)動(dòng)電路213和用于圖像信號的光輸入部分212。應(yīng)該注意除了圖7B中所表示的，在第二襯底210上形成了掃描線驅(qū)動(dòng)電路214和用于控制信號的光輸入部分211。
在第二襯底210上形成的像素部分215在第二襯底210和覆蓋件232之間用惰性氣體、樹脂等密封。應(yīng)該注意第二襯底210和覆蓋件232被密封劑234密封。
在第一襯底200上形成的用于圖象信號的光輸出部分205與用于圖象信號的光輸入部分212重疊，同時(shí)粘接劑233和第二襯底210夾在用于圖象信號的光輸入部分212和相關(guān)用于圖象信號的光輸出部分205之間。此外，雖然未表示出，用于控制信號的光輸出部分204和用于控制信號的光輸入部分211也被重疊，同時(shí)在用于控制信號的光輸出部分204和用于控制信號的光輸入部分211之間夾有粘接劑233和第二襯底210。
應(yīng)該注意雖然在本實(shí)例中，描述了使用OLED的半導(dǎo)體顯示器件，但半導(dǎo)體顯示器件并不限于此，它可以是使用除OLED之外的光發(fā)射元件作顯示元件的半導(dǎo)體顯示器件，或可以是液晶顯示器件(LCD)、PDP(等離子體顯示面板)、DLP(數(shù)字光處理)或其它半導(dǎo)體顯示器件。
本實(shí)例能夠與實(shí)例1結(jié)合實(shí)施。
實(shí)例3在本實(shí)例中，以下將描述其上形成電路的襯底如何被一層一層重疊起來的實(shí)例。
在圖8A中，表示了本實(shí)例的半導(dǎo)體器件的橫截面視圖的一個(gè)例子。在多個(gè)襯底300上提供光輸入部分301和光輸出部分302。此外，在各襯底間填充粘接劑304，并用襯墊303固定襯底之間的距離。
應(yīng)該注意，襯底間不一定要求填充粘接劑，部分使用粘接劑而使光輸入部分和光輸出部分之間存在空氣、惰性氣體和其它氣體是可以的。
在每個(gè)襯底上提供的光輸出部分302對應(yīng)于在另一襯底300上形成的至少一個(gè)光輸入部分301。于是，在本實(shí)例中，確定每個(gè)襯底300在水平方向的位置，從而使存在于對應(yīng)的光輸入部分301和光輸出部分302之間的襯底300的數(shù)量盡可能小。
在存在于光輸入部分301和光輸出部分302之間的襯底300的數(shù)量大的情況下，如圖8B所示，光被擴(kuò)散，并且由于光的折射和一部分光由于粘接劑304與襯底300之間折射率的不同而被反射，容易發(fā)生串?dāng)_。如圖8C所示，通過減少光輸入部分301和光輸出部分302之間光路徑中介質(zhì)的變化，可抑制光漫射并可抑制串?dāng)_。
本實(shí)例能夠與實(shí)例1或2結(jié)合實(shí)施。
實(shí)例4在本實(shí)例中，以下將描述一種結(jié)構(gòu)，其中在光輸入部分和光輸出部分之間提供作為光波導(dǎo)之一的光纖陣列并且串?dāng)_被避免。
在圖9A中，表示了被放大的一部分光纖陣列。光纖陣列400是多個(gè)光纖401組成的疊層，并且各光纖401間的間隔被緩沖件等填充。所有的光纖401都被如此排列，以使光的傳播方向一致。
光纖401由其中被傳播光的折射率高的芯402和存在于芯周圍且其折射率低的包層403構(gòu)成。
在圖9B中，表示了光纖陣列400是如何在兩個(gè)襯底間排列的。提供光輸入和輸出部分407和408，使其分別在第一襯底405和第二襯底406上彼此相對。然后將光纖陣列400排列在第一襯底405和第二襯底406之間，以被夾在光輸入和輸出部分407和408之間。
排列光纖陣列400，從而使光纖陣列400內(nèi)的光傳播方向和光輸入和輸出部分407和408之間的光信號的前進(jìn)方向彼此相對應(yīng)。
如本實(shí)例所示，通過利用光纖陣列，從光發(fā)射元件發(fā)射的光的方向性增強(qiáng)，并且可有效防止串?dāng)_。
本實(shí)例能夠結(jié)合實(shí)例1～3實(shí)施。
實(shí)例5在本實(shí)例中，將描述在同一襯底上制造光輸入部分和輸出部分的具體方法。
在圖10中，例如以康寧公司制造的1737玻璃襯底為代表的非堿性玻璃襯底被用于襯底500。然后，通過等離子體CVD法或?yàn)R射法在在其上形成了襯底500的元件的表面上形成了下涂層膜501。雖然下涂層膜501未被示出，但形成了厚度25～100nm的氮化硅膜(此處厚度為50nm)和厚度50～300nm的氧化硅膜(此處厚度為150nm)。此外，只有氮化硅膜和氧化硅膜可被用于下涂層膜501。
其次，通過等離子體CVD法在該下涂層膜501上形成了厚度50nm的非晶硅膜。雖然取決于其含氫量進(jìn)行脫氫處理，但單晶硅膜被優(yōu)選在400～550℃加熱幾個(gè)小時(shí)，使氫含量為5％原子百分含量或更低，并且進(jìn)行結(jié)晶化步驟是理想的。此外，可通過其它方法如濺射法、氣相沉積法等形成非晶硅膜，但是包含在膜中的雜質(zhì)元素如氧、氮等已經(jīng)被預(yù)先充分減少是理想的。
應(yīng)該注意不僅硅，硅鍺也可被用于半導(dǎo)體膜。在使用硅鍺的情況下，優(yōu)選鍺濃度約在0.01～4.5％原子百分含量。
現(xiàn)在下涂層膜和非晶硅膜都由等離子體CVD法制造，并且此時(shí)下涂層膜和非晶硅膜可在真空中連續(xù)形成。在下涂層膜501形成后通過首先進(jìn)行不暴露到環(huán)境空氣氣氛的步驟，能夠避免表面污染，并且可減少所制造的TFT的性能的變化。
然后，通過已知技術(shù)使非晶硅膜結(jié)晶化，形成結(jié)晶硅膜(稱為多晶的硅膜或多晶硅膜)。作為已知的結(jié)晶化方法，有使用電加熱爐的熱結(jié)晶化法、使用激光束的激光退火結(jié)晶化法及使用紅外線的燈退火結(jié)晶化法。在本實(shí)例中，利用使用XeCl氣體的準(zhǔn)分子激光束進(jìn)行結(jié)晶化。
應(yīng)該注意，在本實(shí)例中使用被會聚成線性形狀的脈沖振蕩型準(zhǔn)分子激光束，但是也可以是矩形形狀的脈沖，或者也可使用連續(xù)波振蕩型氬激光束和連續(xù)波振蕩型準(zhǔn)分子激光束。
此外，雖然在本實(shí)例中，結(jié)晶硅膜被用作TFT的有源層，非晶硅膜也能被用作有源層。
應(yīng)該注意，用非晶硅膜形成要求減少關(guān)態(tài)電流的TFT的有源層，而用結(jié)晶硅膜形成認(rèn)為大的開態(tài)電流很重要的TFT的有源層是有效的。由于非晶硅膜的載流子的遷移率低，不容易使電流流動(dòng)，并且也不易使關(guān)態(tài)電流流動(dòng)。特別是不易使電流流動(dòng)的非晶硅膜和易使電流流動(dòng)的結(jié)晶硅膜二者的優(yōu)點(diǎn)都可被利用。
對如此形成的結(jié)晶硅膜進(jìn)行圖案加工，形成島狀半導(dǎo)體層(此后稱為有源層)503～505。
其次，覆蓋有源層503-505而形成其主要成分為氧化硅或氮化硅的柵絕緣膜506。在本實(shí)例中，TEOS(四乙基原硅酸鹽)和O2被通過等離子體CVD法混合，在反應(yīng)壓力為40Pa、襯底溫度300～400℃、高頻(13.56MHz)、功率密度在0.5～0.8W/cm2的條件下，通過放電形成氧化硅膜。然后，如此制備的氧化硅膜通過400～500℃下的熱退火處理可獲得作為柵絕緣膜的優(yōu)異特性。此外，氮化鋁可被用作柵絕緣膜。氮化鋁熱導(dǎo)率相對較高，TFT處所產(chǎn)生的熱量可被有效擴(kuò)散。此外，形成了不含鋁的氧化硅和氮氧化硅等后，其中疊加幾層氮化鋁層的層可被用作柵絕緣膜(圖10A)。
然后，在柵絕緣膜506上形成厚度在100～500nm范圍內(nèi)的導(dǎo)電膜，并通過對這些膜進(jìn)行圖案加工形成柵電極508～510。
應(yīng)該注意在本實(shí)例中，柵電極由選自Ta、W、Ti、Mo、Al(鋁)、和Cu的元素構(gòu)成或由主要成分為上述元素的合金或化合物材料構(gòu)成。此外，也可使用以其中摻雜諸如磷等雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜。此外，它也可以是并非由單個(gè)層構(gòu)成的導(dǎo)電膜的由多個(gè)層組成的疊層。
例如，優(yōu)選按照這樣的組合形成疊層由氮化鉭(TaN)形成的第一導(dǎo)電膜和由W形成的第二導(dǎo)電膜的組合、由氮化鉭(TaN)形成的第一導(dǎo)電膜和由Al形成的第二導(dǎo)電膜的組合以及由氮化鉭(TaN)形成的第一導(dǎo)電膜和由銅(Cu)形成的第二導(dǎo)電膜的組合。此外，也可使用以其中摻雜諸如磷等雜質(zhì)元素的多晶硅膜為代表的半導(dǎo)體膜作為第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜及Ag-Pd-Cu合金。
此外，不限于兩層結(jié)構(gòu)，例如，可以是三層結(jié)構(gòu)，其中W膜、由鋁和硅組成的合金(Al-Si)膜、氮化鈦膜被依次疊加。此外，在三層結(jié)構(gòu)的情況下，可用氮化鎢代替鎢，用鋁和鈦合金膜(Al-Ti)代替由鋁和硅組成的合金(Al-Si)膜，以及用鈦膜代替氮化鈦膜。
應(yīng)該注意根據(jù)導(dǎo)電膜材料選擇最適合的刻蝕方法和刻蝕劑種類是重要的。
其次，進(jìn)行添加n-型雜質(zhì)元素的步驟，并形成n-型雜質(zhì)區(qū)512～517。此處，通過使用磷化氫(PH3)的離子摻雜法完成上述步驟。
其次，形成了n-溝道型TFT的區(qū)被抗蝕劑掩模520覆蓋，對形成p-溝道型TFT且已經(jīng)形成了p-型雜質(zhì)區(qū)521和522的區(qū)進(jìn)行添加p-型雜質(zhì)元素的步驟。此處，使用乙硼烷(B2H6)，它通過離子摻雜法被添加(圖10C)。
然后，為了控制導(dǎo)電類型，進(jìn)行激活被添加到各個(gè)島狀半導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素的步驟。該步驟通過使用退火爐的熱退火法完成。除此之外，可應(yīng)用激光退火法或快速熱退火法(RTA法)。至于熱退火法，優(yōu)選在氧濃度為1ppm或更低的條件下，在0.1ppm或更低的氮?dú)夥罩杏?00～700℃，典型地為500～600℃進(jìn)行。但是在本實(shí)例中，熱處理在500℃下進(jìn)行4小時(shí)。但是，在柵電極508～510不耐熱的情況下，為了保護(hù)布線等形成了層間介質(zhì)膜(其主要成分為硅)后，優(yōu)選進(jìn)行激活。
進(jìn)一步，在含氫3～100％的氣氛中于300～450℃、1～12小時(shí)下進(jìn)行熱處理和島狀半導(dǎo)體層的氫化步驟。該步驟是一個(gè)半導(dǎo)體層的懸掛鍵被熱激勵(lì)氫所終止的步驟。作為其它氫化方法，可進(jìn)行等離子體氫化(使用等離子體激發(fā)的氫)。
其次，如圖10D所示，利用CVD法形成由厚度處于10～200nm范圍內(nèi)的氮氧化硅構(gòu)成的第一無機(jī)絕緣膜521。應(yīng)該注意，第一無機(jī)絕緣膜不限于氮氧化硅膜，而且它可以是含氮的無機(jī)絕緣膜，由此可抑制水進(jìn)出后來形成的有機(jī)樹脂膜，例如可使用氮化硅、氮化鋁和氮氧化鋁。
應(yīng)該注意，氮化鋁的熱導(dǎo)率相對較高，產(chǎn)生于TFT、光發(fā)射元件等的熱量可被有效擴(kuò)散。
其次，在第一無機(jī)絕緣膜521上形成由正性光敏有機(jī)樹脂構(gòu)成的有機(jī)樹脂膜522。雖然在本實(shí)例中，有機(jī)樹脂膜522被使用正性光敏丙烯酸形成，但本發(fā)明不限于此。
在本實(shí)例中，通過旋涂法涂覆正性光敏丙烯酸并燒結(jié)它而形成有機(jī)樹脂膜522。應(yīng)該注意，有機(jī)樹脂膜522的膜厚度在燒結(jié)后約為0.7～5μm(更優(yōu)選2～4μm)。
其次，利用光掩模使打算形成開口的部分曝光，然后，用主要成分為TMAH(氫氧化四甲銨)的顯影劑使它顯影后，干燥襯底并于220℃燒結(jié)約一小時(shí)。然后如圖10D所述，在有機(jī)樹脂膜522上形成開口，并且它成為一種第一無機(jī)絕緣膜521的一部分被暴露于相關(guān)開口上的狀態(tài)。
應(yīng)該注意，由于正性光敏丙烯酸呈淺棕色，當(dāng)從光反射元件發(fā)射的光向襯底一側(cè)前進(jìn)時(shí)，提供脫色處理。在此情況下，在燒結(jié)前，顯影后的整個(gè)光敏丙烯酸被再次曝光。與用于形成開口的曝光相比，此次通過用相當(dāng)強(qiáng)的光照射并且延長了照射時(shí)間進(jìn)行徹底曝光。例如，當(dāng)膜厚為2μm的正性丙烯酸樹脂被脫色時(shí)，在使用由g線(436nm)、h線(405nm)和i線(365nm)，它們是超高壓汞蒸汽燈的光譜束，構(gòu)成的多波長光的放大投影式對準(zhǔn)器(具體地，由Canon有限公司制造的MPA)的情況下，照射約60秒。通過暴露于該光束，正性丙烯酸樹脂被完全脫色。
此外，在本實(shí)例中，顯影后，于220℃進(jìn)行燒結(jié)，但是也可在顯影后于約100℃的低溫進(jìn)行燒結(jié)作為預(yù)烘烤后在于220℃的高溫?zé)Y(jié)。
然后，通過利用RF濺射法，形成第二無機(jī)絕緣膜523，該膜由氮化硅構(gòu)成覆蓋相關(guān)開口和有機(jī)樹脂膜522，在該開口處第一無機(jī)絕緣膜521的一部分被暴露。優(yōu)選第二無機(jī)絕緣膜523的膜厚處于約10～約200nm范圍內(nèi)。此外，第二無機(jī)絕緣膜不限于氮氧化硅膜，含氮的能夠抑制水分進(jìn)出有機(jī)樹脂膜522的無機(jī)絕緣膜是可用的，例如，可使用氮化硅、氮化鋁或氮氧化鋁。
應(yīng)該注意，至于氮氧化硅膜或氮氧化鋁膜，其中氧和氮的原子百分比的比例關(guān)系到它們的阻擋特性，氮氧比越高，阻擋特性越強(qiáng)。此外，具體地優(yōu)選氮比例高于氧比例。
此外，利用RF濺射法形成的膜致密度高并具有優(yōu)異的阻擋特性。至于RF濺射的條件，例如，在形成氮氧化硅膜的情況下，允許N2、Ar和N2O以氣體流量比31∶5∶4使用Si靶流動(dòng)，并且在0.4Pa壓力和功率3000W條件下形成膜。此外，例如，在形成氮化硅膜的情況下，允許反應(yīng)室中的N2和Ar以氣體流量比為20∶20流動(dòng)，并且在0.8Pa壓力和功率3000W、成膜溫度為215℃的條件下形成膜。
第一層間介質(zhì)膜用有機(jī)樹脂膜522、第一無機(jī)絕緣膜521和第二無機(jī)絕緣膜523形成。
其次，如圖11A所示，在有機(jī)樹脂膜522的開口處形成抗蝕劑掩模524，并且通過干法腐蝕法在柵絕緣膜506、第一無機(jī)絕緣膜521和第二無機(jī)絕緣膜523上形成接觸孔。
由于開了這些接觸孔，雜質(zhì)區(qū)512～515、516和517處于部分暴露狀態(tài)。根據(jù)第一無機(jī)絕緣膜521和第二無機(jī)絕緣膜523的材料適當(dāng)設(shè)定干法腐蝕條件。由于在本實(shí)例中，氧化硅被用于柵絕緣膜506，氮氧化硅被用于第一無機(jī)絕緣膜521，而氮化硅被用于第二無機(jī)絕緣膜523，首先，用CF4、O2和He作刻蝕氣體，刻蝕由氮化硅構(gòu)成的第二無機(jī)絕緣膜523和由氮氧化硅構(gòu)成的第一無機(jī)絕緣膜521，然后用CHF3刻蝕由氧化硅構(gòu)成的柵絕緣膜506。
應(yīng)該注意，刻蝕時(shí)，使有機(jī)樹脂膜522不暴露在開口處是必需的。
其次，在第二無機(jī)絕緣膜523上形成導(dǎo)電膜以覆蓋接觸孔，通過對其進(jìn)行圖案加工形成連接到第一雜質(zhì)區(qū)512～515、516和517的布線526～531。
應(yīng)該注意，在本實(shí)例中，導(dǎo)電膜具有三層結(jié)構(gòu)，其中通過濺射法在第二無機(jī)絕緣膜523上依次形成了厚100nm的Ti膜、厚300nm的鋁膜和厚150nm的Ti膜，但是本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。它可由具有單層的導(dǎo)電膜形成，或可用除三層導(dǎo)電膜外的多個(gè)層構(gòu)成的導(dǎo)電膜形成。此外，至于材料，本發(fā)明也不限于此。
例如，在形成Ti膜后，可使用層疊了含Ti的Al膜的導(dǎo)電膜，或在形成Ti膜后，可使用其中含W的Al膜的導(dǎo)電膜。
其次，在第二無機(jī)絕緣膜523上形成將作為堤壩(bank)的有機(jī)樹脂膜533。雖然在本實(shí)例中使用正性光敏丙烯酸，但本發(fā)明不限于此。在本實(shí)例中，通過旋涂法涂覆正性光敏丙烯酸并燒結(jié)它來形成有機(jī)樹脂膜。應(yīng)該注意，有機(jī)樹脂膜533的膜厚度按燒結(jié)后處于約0.7～約5μm范圍內(nèi)(更優(yōu)選2～4μm)來確定。
其次，利用光掩模使打算形成開口的部分曝光。然后用其主要成分為TMAH(氫氧化四甲銨)的顯影劑使它顯影后，干燥襯底并于220℃燒結(jié)約一小時(shí)。然后如圖11C所述，形成具有開口的堤壩533，并且布線529和531成為其一部分暴露于相關(guān)開口處的狀態(tài)。
應(yīng)該注意，由于正性光敏丙烯酸呈淺棕色，當(dāng)從光反射元件發(fā)射的光向襯底一側(cè)前進(jìn)時(shí)，提供脫色處理。脫色處理類似于對有機(jī)樹脂膜522提供的脫色處理被進(jìn)行。
由于可通過將具有光敏性的有機(jī)樹脂用于堤壩使開口的橫截面為圓形，可使以后形成的電致發(fā)光層和陰極的覆蓋非常好，并可減少光發(fā)射區(qū)被減小的所謂的收縮故障的出現(xiàn)。
然后，如圖12A所示，利用RF濺射法，形成由氮化硅構(gòu)成的覆蓋相關(guān)開口的第三無機(jī)絕緣膜534并形成堤壩533，在該開口處布線529和531的部分被暴露。第三無機(jī)絕緣膜534的膜厚處于約10～約200nm范圍內(nèi)是所希望的。此外，第三無機(jī)絕緣膜不限于氮氧化硅膜，含氮的能夠抑制水分進(jìn)出堤壩533的無機(jī)絕緣膜是可用的，例如，可使用氮化硅、氮化鋁或氮氧化鋁。
應(yīng)該注意，至于氮氧化硅膜或氮氧化鋁膜，其氧和氮的原子百分比的比例與阻擋特性大有關(guān)系。氮氧比越高，阻擋特性越強(qiáng)。此外，具體地氮的比例高于氧的比例。
其次，如圖12A所示，在堤壩533的開口處形成抗蝕劑掩模535，并且通過干法腐蝕法在第三無機(jī)絕緣膜534上形成接觸孔。
通過開了這些接觸孔，布線529和531處于部分暴露狀態(tài)。根據(jù)第三無機(jī)絕緣膜的材料適當(dāng)設(shè)定該干法腐蝕條件。由于在本實(shí)例中，氮化硅被用于第三無機(jī)絕緣膜534，因此用CF4、O2和He作刻蝕氣體來刻蝕由氮化硅構(gòu)成的第三無機(jī)絕緣膜534。
應(yīng)該注意，刻蝕時(shí)，使堤壩533不暴露在開口處是必需的。
其次，透明導(dǎo)電膜，例如厚110nm的ITO膜被形成并被進(jìn)行圖案加工，由此形成與用于獲得二極管產(chǎn)生的電流的布線531和抽屜式(drawer)布線541接觸的像素電極540。此外，可使用2～20％的氧化鋅與氧化銦混合的透明導(dǎo)電膜。該像素電極540成為光發(fā)射元件的陽極(圖12B)。
其次，通過氣相沉積法在像素電極540上形成電致發(fā)光層542，并進(jìn)而通過氣相沉積法形成陰極(Mg-Ag電極)543。此時(shí)，理想的是在形成電致發(fā)光層542和陰極543之前已經(jīng)對像素電極540進(jìn)行了熱處理并且水分被完全排除。應(yīng)該注意，雖然在本實(shí)例中，Mg-Ag電極被用作OLED的陰極，但是其它已知材料，例如Ca、Al、Ca-F、Mg-Ag和Al-Li，如果它們是具有小的功函數(shù)的導(dǎo)電膜也是可用的。
應(yīng)該注意，用Al-Li作陰極，能夠通過含氮的第三層間介質(zhì)534防止Al-Li中的Li從第三層間介質(zhì)534進(jìn)入襯底側(cè)。
應(yīng)該注意，作為電致發(fā)光層542，已知的材料能夠被使用。在本實(shí)例中，由空穴輸運(yùn)層和發(fā)射層構(gòu)成的兩層結(jié)構(gòu)被作為電致發(fā)光層，但是，空穴輸運(yùn)層、電子注入層或電子輸運(yùn)層中的任何一個(gè)可被提供。這樣，至于組合，已經(jīng)有多種例子被報(bào)道，并且這些結(jié)構(gòu)中的任何一種都可被使用。例如，SAlq、CAlq等可被用作電子輸運(yùn)層或空穴阻擋層。
應(yīng)該注意，可使電致發(fā)光層542的厚度處于10～400nm范圍內(nèi)(典型地處于60～150nm范圍內(nèi))，而使陰極543的厚度處于80～200nm范圍內(nèi)(典型地處于100～150nm范圍內(nèi))。
由此完成了具有圖12B中所示結(jié)構(gòu)的光發(fā)射器件。在圖12B中，參考數(shù)字550表示光輸出部分，參考數(shù)字551表示光輸入部分。在光輸出部分550中，像素電極540、電致發(fā)光層542和陰極543彼此重疊的部分552相當(dāng)于光發(fā)射元件。
參考數(shù)字553表示用于光檢測元件的TFT，并且施加一個(gè)電壓給柵電極509，使得當(dāng)光沒有射入光檢測元件553時(shí)不允許電流流入在雜質(zhì)區(qū)515和雜質(zhì)區(qū)514之間提供的溝道形成區(qū)555。特別是在TFT553為n-溝道型TFT的情況下，施加一個(gè)比閾值電壓低的電壓，而在TFT553為p-溝道型TFT的情況下，施加一個(gè)比閾值電壓高的電壓。
應(yīng)該注意，本實(shí)例所示的TFT的結(jié)構(gòu)和具體制造方法只是一些例子，本發(fā)明并不限于這些結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件具有的TFT的結(jié)構(gòu)不限于本實(shí)例所示的那些結(jié)構(gòu)。TFT的結(jié)構(gòu)可由設(shè)計(jì)者適當(dāng)設(shè)定。
應(yīng)該注意，實(shí)際上當(dāng)已經(jīng)完成到圖12B所示的階段，優(yōu)選用其氣密性高且其放氣量很少的保護(hù)膜(疊層膜、紫外線硬化樹脂膜等)進(jìn)行封裝或用透明覆蓋材料封裝，以使其不暴露在外面的大氣中。那時(shí)當(dāng)在覆蓋材料的內(nèi)部填充惰性氣體并放置吸濕材料(例如氧化鋇)，光發(fā)射元件的可靠性得以增強(qiáng)。
應(yīng)該注意本發(fā)明不限于上述制造方法，它可用已知的方法制造。此外，本實(shí)例能夠與實(shí)例1～4任意結(jié)合。
實(shí)例6在本實(shí)例中，以下將描述不同于圖5所示的在同一襯底上形成光輸入和光輸出部分的結(jié)構(gòu)。
在圖13A中，在第二無機(jī)絕緣膜565上形成陰極電極560。通過將給予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜中獲得陰極電極560。然后，光電轉(zhuǎn)換層561和陽極電極562被依次疊加在陰極電極560上。類似于陰極電極560，陽極電極562也通過將給予導(dǎo)電類型的雜質(zhì)添加到半導(dǎo)體膜獲得，該導(dǎo)電類型與陰極電極560的導(dǎo)電類型相反。用陰極電極560、光電轉(zhuǎn)換層561和陽極電極562形成光電二極管563。
另一方面，在光敏有機(jī)樹脂形成的堤壩566處形成開口，陽極電極562和被連接到TFT567的布線568被部分暴露于相關(guān)開口處。然后，在堤壩566上形成第三無機(jī)絕緣膜569以覆蓋開口。
然后，在堤壩566的開口處干法腐蝕第三無機(jī)絕緣膜569，并且陽極電極562和被連接到TFT567的布線568被部分暴露。然后，在第三無機(jī)絕緣膜569上形成用于獲得在光電二極管563中產(chǎn)生的電流的抽屜式布線564以被連接到陽極電極562，該第三無機(jī)絕緣膜569為第三層間介質(zhì)膜。
此外，在第三無機(jī)絕緣膜569上形成光發(fā)射元件570的像素電極571。然后，在像素電極571上依次疊加電致發(fā)光層572和陰極電極573。光發(fā)射元件570由像素電極571、電致發(fā)光層572和陰極電極573構(gòu)成。
在圖13A中，抽屜式布線564和像素電極571由透明導(dǎo)電膜形成。因此，由光發(fā)射元件570發(fā)射的光被照射到襯底的側(cè)面。
在圖13B中，表示了陰極被用于光發(fā)射元件的像素電極，并且由光發(fā)射元件570發(fā)射的光被照射到襯底的相反側(cè)面的結(jié)構(gòu)。在圖13B中，抽屜式布線580和像素電極581由相同的陰極材料形成，陽極583被形成以重疊使像素電極581上的電致發(fā)光層582被夾在像素電極581和陽極583之間。光發(fā)射元件584由像素電極581、電致發(fā)光層582和陽極583形成。
本實(shí)例能夠與實(shí)例1～5結(jié)合實(shí)施。
實(shí)例7本發(fā)明的半導(dǎo)體器件能夠被應(yīng)用到各種各樣的電子裝置中。作為實(shí)例列舉了便攜式信息終端(電子記事本、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式電話等)、攝像機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視接收機(jī)、便攜式電話、投影式顯示器件等。在圖14中，表示了這些電子裝置的具體實(shí)例。
圖14A表示一種顯示器件，其中包括框架2001、支撐基座2002、顯示部分2003、揚(yáng)聲器部分2004、視頻輸入端2005等。本發(fā)明的顯示器件通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件應(yīng)用到顯示部分2003或其它電路完成。應(yīng)該注意，顯示器件包括用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、用于接收TV廣播、用于廣告顯示等信息顯示的所有顯示器件。
圖14B表示數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)，它包括主體2101、顯示部分2102、接收器部分2103、操作鍵2104、外部連接端口2105、快門2106等。本發(fā)明的數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分2102或其它電路完成。
圖14C表示筆記本大小的個(gè)人計(jì)算機(jī)，它包括主體2201、框架2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外部連接端口2205、指針式鼠標(biāo)2206等。本發(fā)明的筆記本大小的個(gè)人計(jì)算機(jī)通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分2203或其它電路完成。
圖14D表示移動(dòng)計(jì)算機(jī)，它包括主體2301、顯示部分2302、開關(guān)2303、操作鍵2304、紅外線端口2305等。本發(fā)明的移動(dòng)計(jì)算機(jī)通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分2302或其它電路完成。
圖14E表示帶有記錄媒介的便攜式圖象再現(xiàn)器件(具體地是DVD再現(xiàn)器件)，它包括主體2401、框架2402、顯示部分A2403、顯示部分B2404、記錄媒介(DVD等)讀出部分2405、操作鍵2406、揚(yáng)聲器部分2407等。顯示部分A2403主要顯示圖象信息，而顯示部分B2404主要顯示字符信息。應(yīng)該注意帶有記錄媒介的圖象再現(xiàn)器件包括家用游戲機(jī)。圖象再現(xiàn)器件通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分A、B2403、2404或其它電路完成。
圖14F表示護(hù)目鏡型顯示器(頭置顯示器)，它包括主體2501、顯示部分2502和鏡臂部分2503。本發(fā)明的護(hù)目鏡型顯示器通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分2502或其它電路完成。
圖14G表示攝像機(jī)，它包括主體2601、顯示部分2602、框架2603、外部連接端口2604、遙控接收部分2605、接收器部分2606、電池2607、聲音輸入部分2608、操作鍵2609、目鏡部分2610等。本發(fā)明的攝像機(jī)通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分2602或其它電路完成。
現(xiàn)在，圖14H表示便攜式電話，它包括主體2701、框架2702、顯示部分2703、聲音輸入部分2704、聲音輸出部分2705、操作鍵2706、外部連接端口2707、天線2708等。應(yīng)該注意可通過在顯示部分2703在黑色背景上顯示白色字符抑制便攜式電話消耗的電流。本發(fā)明的便攜式電話通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件用于顯示部分2703或其它電路完成。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍非常廣，并且能夠被用于所有領(lǐng)域的電子裝置。此外，本實(shí)例能夠結(jié)合實(shí)例1～6所示的任何一種結(jié)構(gòu)被實(shí)施。
實(shí)例8從減少串?dāng)_的角度考慮，從光發(fā)射元件發(fā)射的光具有高的方向性是理想的。在本實(shí)例中，以下將描述能獲得具有高方向性光的光發(fā)射元件的結(jié)構(gòu)。
在圖15A中，表示了能獲得具有高方向性光的光發(fā)射元件的橫截面。在圖15A中，層間介質(zhì)膜803被形成以覆蓋TFT。相關(guān)層間介質(zhì)膜803具有開口，TFT的雜質(zhì)區(qū)801與在相關(guān)開口處的層間介質(zhì)膜803上形成的布線809接觸。
布線809由多個(gè)導(dǎo)電膜疊加而成，并且在本實(shí)例中，由TaN構(gòu)成的第一導(dǎo)電膜802、由Al構(gòu)成的第二導(dǎo)電膜804被依次疊加。雖然第一導(dǎo)電膜802和第二導(dǎo)電膜804不限于這些材料，由于對于第一導(dǎo)電膜802，它的一部分被用作光發(fā)射元件的陰極，因此使用具有作為陰極所需足夠低的功函數(shù)的材料，以及進(jìn)一步不透光而由其反射光的材料。
然后通過覆蓋布線809形成有機(jī)樹脂膜并進(jìn)行部分刻蝕，由此形成具有開口的堤壩805。此時(shí)，布線809的第二導(dǎo)電膜804也被部分刻蝕，還有有機(jī)樹脂膜也被刻蝕，并且將成為陰極的第一導(dǎo)電膜802被部分暴露。
然后，電致發(fā)光層806在堤壩805的開口處被形成膜。在本實(shí)例中，電致發(fā)光層806被形成，從而第二導(dǎo)電膜804被部分暴露于堤壩805的開口的末端部分，但是，它也可被電致發(fā)光層806完全覆蓋，從而導(dǎo)電膜804不被暴露。
然后，陽極807在電致發(fā)光層806上被形成膜。至于陽極807，為了在一定程度上將光封閉在電致發(fā)光層806之內(nèi)，優(yōu)選具有作為陽極所需足夠高的功函數(shù)的材料，以及進(jìn)一步不透光而由其反射光的材料。在本實(shí)例中，AlLi被用作陽極807。
在第一導(dǎo)電膜802、電致發(fā)光層806和陽極807相互疊加的部分形成光發(fā)射元件808。
此外，至于陽極807，電致發(fā)光層806被形成，但是電致發(fā)光層806的一部分被暴露，從而光在第二導(dǎo)電膜804上被反射并被照射在堤壩805的開口的末端部分。利用上述結(jié)構(gòu)，由于電致發(fā)光層806上產(chǎn)生的光在第一導(dǎo)電膜802和陽極807上被反復(fù)反射，并被從電致發(fā)光層806的一部分在堤壩805的開口的末端部分處被暴露的部分照射，并進(jìn)一步被堤壩開口的末端部分處的第二導(dǎo)電膜804反射，因此獲得具有極好的方向性的光。
應(yīng)該注意，為了阻止電致發(fā)光層806的退化，照射光的部分不完全被暴露是可行的，但被薄得足以透光的金屬膜或具有透光性的其它膜覆蓋，由此防止水分和氧混入電致發(fā)光層806中。
在圖15B中，表示與獲得具有高方向性光的光發(fā)射元件的圖15A的橫截面視圖不同的橫截面視圖。
在圖15B中，形成層間介質(zhì)膜815以覆蓋TFT。相關(guān)層間介質(zhì)膜815具有開口，并且TFT的雜質(zhì)區(qū)810與在相關(guān)開口處的層間介質(zhì)膜815上形成的布線811接觸。
由于布線811的一部分被用作光發(fā)射元件的陰極，因此可使用具有作為陰極所需足夠低的功函數(shù)的材料，以及進(jìn)一步不透光而由其反射光的材料。在本實(shí)例中，使用TaN。
然后，形成覆蓋布線811的有機(jī)樹脂膜并被部分刻蝕，由此形成具有開口的堤壩812。然后，在堤壩812的開口處形成電致發(fā)光層813。然后，在電致發(fā)光層813上形成陽極814。至于陽極814，為了在一定程度上將光封閉在電致發(fā)光層813之內(nèi)，優(yōu)選具有作為陽極所需足夠高的功函數(shù)的材料，以及進(jìn)一步不透光而由其反射光的材料。在本實(shí)例中，AlLi被用作陽極814。
在布線811、電致發(fā)光層813和陽極814相互疊加的部分上形成光發(fā)射元件816。
此外，形成陽極814，從而陽極814在電致發(fā)光層813和布線811在堤壩812的開口處彼此重疊的區(qū)域以及電致發(fā)光層813的一部分在相應(yīng)開口處被暴露的區(qū)域具有開口。利用上述結(jié)構(gòu)，由于電致發(fā)光層813產(chǎn)生的光在布線811和陽極814上被反復(fù)反射，并被從電致發(fā)光層813的一部分的部分照射，因此獲得具有極好的方向性的光。
應(yīng)該注意，為了阻止電致發(fā)光層813的退化，照射光的部分不完全被暴露是可行的，但被薄得足以透光的金屬膜或具有透光性的其它膜覆蓋，由此防止水分和氧混入電致發(fā)光層813中。
此外，在本實(shí)例中，電致發(fā)光層產(chǎn)生的光被從在陽極上形成的開口照射，但是光可被從在陽極處形成的開口照射。
本實(shí)例能夠結(jié)合實(shí)例1～7被實(shí)施。
通過利用具有透光性的襯底，本發(fā)明能夠相對容易地在三個(gè)或更多的襯底間傳輸信號。此外，由于在襯底間傳輸?shù)男盘柕目偩€寬度可取大，并且在多個(gè)玻璃襯底上的電路中可進(jìn)行效率非常高的并行操作，因此可以使在玻璃襯底上形成的TFT與單晶晶體管相比具有低工作速度得到補(bǔ)償。
此外，即使在玻璃襯底上形成的電路的集成度與單晶硅晶片的集成度相比低，由于通過利用光信號用于在襯底間傳輸信號，多個(gè)玻璃襯底可被疊加，這樣可防止器件在水平方向上體積大。此外，可防止布線過長，并抑制由于布線電容引起的耗電量增加。
此外，由于如果每個(gè)襯底的工藝被改變，每個(gè)電路TFT的結(jié)構(gòu)能輕易被優(yōu)化，因此優(yōu)化時(shí)可抑制每塊襯底步驟數(shù)量的增加，并且可抑制完成產(chǎn)品所需時(shí)間。此外，通過使用便宜的玻璃襯底可抑制成本增加，并且本發(fā)明能夠被用簡單的方法完成。
然后，由于一個(gè)集成電路是通過將在各個(gè)襯底上形成的電路相結(jié)合而構(gòu)成的，因此與集成電路在一個(gè)襯底上形成的情形相比產(chǎn)量可被增加。此外，利用光信號在襯底間傳輸信號，可抑制用于電路間電連接的端子如FPC等的數(shù)量，并且可增加機(jī)械強(qiáng)度的可靠性。此外，即使被處理的信號信息量增加，也可抑制由于端子部分發(fā)生接觸斷裂所導(dǎo)致的產(chǎn)量降低。
然后，由于用于發(fā)送和接收光信號的光發(fā)射元件和光檢測元件，它們不同于FPC端子，不一定要求被布置在襯底的端部，因此對布局的限制變小，而且這恰好符合被處理信息量進(jìn)一步增加的需要。
這樣，本發(fā)明能夠提供具有高性能且能高速運(yùn)轉(zhuǎn)的集成電路的半導(dǎo)體器件。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包含多個(gè)玻璃襯底；分別具有半導(dǎo)體元件并提供在所述多個(gè)玻璃襯底上的電路，其中，多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，并且在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的各個(gè)電路間的信號傳輸通過在所述光檢測元件中將從所述光發(fā)射元件發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)化成電信號來完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間形成的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底上的所述相應(yīng)光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
5.一種半導(dǎo)體器件，包含多個(gè)玻璃襯底；分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的具有半導(dǎo)體元件的電路；為所述多個(gè)襯底中至少一個(gè)提供的具有多個(gè)像素的像素部分，其中，所述多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，并且所述各個(gè)電路和在所述多個(gè)玻璃襯底上形成的所述像素部分之間的信號傳輸通過在所述光檢測元件中將從所述光發(fā)射元件發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)化成電信號來完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的器件，其中所述光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間形成的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的器件，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底上的所述相應(yīng)光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
9.一種半導(dǎo)體器件，包含多個(gè)玻璃襯底；分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的具有半導(dǎo)體元件的電路，其中，所述多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，從所述電路輸出的第一電信號被所述多個(gè)玻璃襯底中的任意一個(gè)玻璃襯底中的所述光發(fā)射元件轉(zhuǎn)化成光信號，并且所述光信號在除所述的多個(gè)襯底中的所述一個(gè)玻璃襯底之外的一個(gè)或多個(gè)玻璃襯底中的所述光檢測元件中被轉(zhuǎn)化成第二電信號，所述第二電信號被進(jìn)行波形修正并被輸入所述電路中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其中所述光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間形成的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的器件，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底上的所述相應(yīng)光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
13.一種半導(dǎo)體器件，包含多個(gè)玻璃襯底；分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的具有半導(dǎo)體元件的電路，其中，所述多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，為所述多個(gè)玻璃襯底中的至少一個(gè)提供具有多個(gè)像素的像素部分，從所述電路輸出的第一電信號被除所述多個(gè)玻璃襯底中其上提供所述像素部分的玻璃襯底之外的任意一個(gè)玻璃襯底中的所述光發(fā)射元件轉(zhuǎn)化成光信號，所述光信號在其上提供所述像素部分的玻璃襯底中的所述光檢測元件中被轉(zhuǎn)化成第二電信號，圖象通過所述第二電信號在所述像素部分被顯示。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其中所述光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間形成的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的器件，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底上的所述相應(yīng)光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
17.一種半導(dǎo)體器件，包含多個(gè)玻璃襯底；分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的具有半導(dǎo)體元件的電路；在所述多個(gè)玻璃襯底中的至少一個(gè)中提供的具有多個(gè)像素的像素部分；以及在所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素處提供的第一光發(fā)射元件和TFT，其中，多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有第二光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，并且所述各個(gè)電路和在所述多個(gè)玻璃襯底中提供的所述像素部分之間的信號傳輸通過在所述光檢測元件中將從所述第二光發(fā)射元件發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)化成電信號來完成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的器件，其中所述第二光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間形成的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的器件，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的器件，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底中的所述相應(yīng)第二光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
21.一種半導(dǎo)體器件，包含多個(gè)玻璃襯底；分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的具有半導(dǎo)體元件的電路；具有多個(gè)像素并且在所述多個(gè)玻璃襯底中的至少一個(gè)中提供的像素部分；以及在所述多個(gè)像素中的每一個(gè)像素處提供的第一光發(fā)射元件和TFT，其中，多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有第二光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，從所述電路輸出的第一電信號被除所述多個(gè)玻璃襯底中其中提供所述像素部分的玻璃襯底之外的任意一個(gè)玻璃襯底中的所述光發(fā)射元件轉(zhuǎn)化成光信號，并且所述光信號在其中提供所述像素部分的玻璃襯底中的所述光檢測元件中被轉(zhuǎn)化成第二電信號，并且所述第一光發(fā)射元件的亮度被所述第二電信號控制。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述第二光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間提供的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的器件，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底中的所述相應(yīng)第二光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
25.一種微處理器，包含多個(gè)玻璃襯底；以及分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的CPU芯和高速緩沖存儲器，其中，多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，并且在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的所述各CPU芯間的信號傳輸通過在所述光檢測元件中將從所述光發(fā)射元件發(fā)射的光信號轉(zhuǎn)化成電信號來完成。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的微處理器，其中所述光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間提供的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的微處理器，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的微處理器，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底中的所述相應(yīng)光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
29.一種微處理器，包含多個(gè)玻璃襯底；以及分別在所述多個(gè)玻璃襯底上提供的CPU芯和高速緩沖存儲器，其中，多個(gè)玻璃襯底中的每一個(gè)具有光發(fā)射元件和光檢測元件或具有二者中任意一個(gè)，并且從所述CPU芯或所述高速緩沖存儲器輸出的第一電信號被所述多個(gè)玻璃襯底中的任意一個(gè)玻璃襯底中的所述光發(fā)射元件轉(zhuǎn)化成光信號，并且所述光信號在除所述的多個(gè)玻璃襯底中的所述一個(gè)玻璃襯底之外的一個(gè)或多個(gè)玻璃襯底中的所述光檢測元件中被轉(zhuǎn)化成第二電信號，所述第二電信號被進(jìn)行波形修正并被輸入所述CPU芯或所述高速緩沖存儲器。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的微處理器，其中所述光發(fā)射元件具有陽極、陰極和在所述陽極和所述陰極間提供的電致發(fā)光層，所述陽極和所述陰極包含金屬，并且進(jìn)一步反射光，并且用從在所述陽極和所述陰極中任意一個(gè)處形成的開口照射的光形成所述光信號。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的微處理器，其中在所述各個(gè)多個(gè)玻璃襯底之間的間隙提供具有半透性的樹脂。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的微處理器，其中所述多個(gè)玻璃襯底中至少兩個(gè)的邊緣部分沒有與所述其它玻璃襯底被放在一條線上，并且只有所述樹脂存在于所述至少兩個(gè)玻璃襯底中的所述相應(yīng)光發(fā)射元件和所述光檢測元件之間。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種使用廉價(jià)玻璃襯底、能夠適應(yīng)信息量的增加并進(jìn)而具有高性能和高速工作的集成電路的半導(dǎo)體器件。在多個(gè)玻璃襯底上形成構(gòu)成集成電路的各種電路，各玻璃襯底間的信號傳輸通過稱為光互連的利用光信號完成。具體地，在被布置在形成于一個(gè)玻璃襯底上的上級的電路的輸出端提供光發(fā)射元件，并形成光檢測元件以與布置在形成于另一個(gè)玻璃襯底上的下級的電路的輸入端的相關(guān)光檢測元件相對。然后，從位于上級的電路輸出的電信號轉(zhuǎn)化而來的光信號被從光發(fā)射元件輸出，相關(guān)光信號被光檢測元件轉(zhuǎn)化成電信號并輸入到位于下級的電路。
文檔編號H01L27/15GK1458695SQ0313129
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者山崎舜平, 加藤清, 荒井康行, 秋葉麻衣 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所