[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本发明涉及至少有一个液晶显示器件及做在共衬底上的一个光电探测器件的光电板，具体涉及这种光电板的中半导体器件及其制造方法。

以前所用的显示板通常都采用m×n（其中n≥1，m≥1）个液晶显示器件D₁₁至D_1n，D₂₁至D_2n……和Dm₁至Dmn。

在这种显示板中，一个液晶单元cij（i＝1，2，……m;j＝1，2，……n）通过非线性元件Hij连接在行线Xi与列线Yj的交叉处。

使用这种显示板，是经选择线驱动选中的行线X₁至Xm的一行线与列线Y₁到Yn的列线的交叉点的液晶单元，从而提供图象显示。

常规显示板采用绝缘栅场效应管（FET）作为非线性元件。制作绝缘栅场效应管要求许多步骤，大致要用六至八次光掩膜。

因此，无法简单、高产额、低成本地制作这种常规显示板。

再有，通常所用的写入板，采用了m×n个压敏元件K₁₁至K₁n，K₂₁至K₂n，……Km₁至Kmn，其中压敏元件Eij（其中i＝1，2，……m;j＝1，2，……n）连接在行线Xi与列线Yj之间的交叉处。

这种写入板，用笔或类似的工具在其上进行加压书写，在写入板上的书写轨迹的坐标可在行线X₁至Xm，列线Y₁至Yn上得到输出。

但是，按规定值给轨迹下面的压敏元件加压是困难的，而且压敏元件容易疲劳，响应速度也相对比较低。

因为，常规写入板的缺陷是，笔或类似工具的轨迹坐标在行线与列线上不能高速高可靠地输出。

再者，一直没有提出既具有显示板功能又具有写入板功能的高效板。因此，按常规作法要获得这两种功能，就必须同时使用显示板和写入板。

日本专利昭和59-94736（A）公开了一种用发光型光笔来改变显示内容的液晶显示装置，该装置既具有显示板功能的液晶显示器件又具有写入板功能的光探测元件。但是制作这种包括有由开关/电容器阵列的装置需要有许多步骤，无法进行简单、高产额、低成本的生产。

日本专利昭和59-116618也公开了一种具有显示器件和光探测器件的矩阵式液晶显示装置，但该装置中采用MOS晶体管作为非线性元件，所以也无法进行简单、高产额、低成本的生产。

在先有技术（如JP-59-149456（A）和JP-59-161176（A））中，尽管在半导体领域中已提出过各种结，但还未曾用NIN结来制成光敏或非线性半导体器件。PIP、NN^-、NP^-N、PN^-和PP^-P是NIN的等价的改形。光敏器件最令人感兴趣的特征是频率特性，改善频率特性，致使对输入光线的响应速度提高。

本发明的NIN对称结使得光敏元件相对入射光线响应迅速，并由此大大地改善器件性能。

因此，本发明的目的提供一种新颖的光电板，它消除了上述先有技术中的缺欠，该光电板既有显示板功能又具有写入板功能，同时又具有可进行简单、高产额、低成本的生产。

本发明的一个构思，液晶显示器件和光探测器件在同一衬底上形成，显示板与写入板的功能可在同一块板上实现，其中根据本发明的另一构思，液晶显示器件中至少有一个液晶单元。通过一个非线性元件对该液晶元件加驱动信号。在这种情况下，非线性元件是第一种非单晶半导体二极管。液晶单元中的液晶根据驱动信号是高电平还是低电平变为透明或不透明。因此，液晶单元以相应于驱动信号电压的等级给出显示。作为非线性元件的第一非单晶半导体二极管是具有一个由NIN，NN^-N，NP^-N，NIPIN，PIP，PP^-P，PNP，或PINIP结构构成的非单晶半导体迭层部件。

光探测器件至少有一个光二极管，它是第二种非单晶半导体二极管，与液晶显示器件中作为非线性元件的第一非单晶半导体二极管的结构相同。光二极管产生与照射其上的光强相应的电流。因而，光二极管产生对应于光强的光探测信号。

液晶显示器件和光探测器件中采用的具有相同结构的非单晶半导体二极管能够比常规液晶显示器件中用作非线性元件的绝缘栅场效应管，更易于制造。而且产额高。