摄像元件和摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种摄像元件和设置有这种摄像元件的摄像装置。所述摄像元件包括：光电转换膜，其被设置于半导体基板上且含有黄铜矿系化合物；绝缘膜，其被设置于所述光电转换膜的光入射面侧；以及导电膜，其被设置于所述绝缘膜上。本发明专利技术能抑制热噪声和暗电流且不会降低灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摄像元件，该摄像元件具有含有黄铜矿系化合物的光电转换部。本专利技术还涉及包括所述摄像元件的摄像装置。
技术介绍
对于诸如电荷耦合器件(CCD：charge coupled device)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS：complementary metal oxide semiconductor)图像传感器等固体摄像装置，随着像素数量的增加，期望能够将像素尺寸小型化。同时，需要通过高速摄像来改善移动图像性能。在这样的像素尺寸小型化和高速摄像中，进入单位像素(固体摄像元件)中的光子的数量减少，这降低了灵敏度(信噪比(S/N比))。而且，例如，监控照相机可能需要在黑暗场所中的拍摄功能。因此，所期望的是除了能够实现像素数量的增加和像素尺寸的小型化之外，还能实现高灵敏度的摄像装置。例如，在日本未经审查的专利申请公开第2007-123721号以及国际公开第WO 2008/093834号和第WO 2009/078299号的光电转换装置(固体摄像装置)中，关于光电转换膜，通过使用具有高的光吸收系数的黄铜矿系化合物半导体来增强灵敏度。这些光电转换装置具有如下的构造：其中，光电转换膜被夹在设置于入射光侧的n型半导体与设置于与该入射光侧相反的一侧的下部电极之间。这些光电转换装置具有这样的结构：在通过光电转换而生成的电子空穴对之中，电子被排放到所述n型半导体，而空穴被所述下部电极传送且然后在硅电路中被读出。在具有这样的结构的光电转换装置中，在曝光时间内通过光电转换而生成的电荷(空穴)经由所述下部电极而被蓄积于电容器中。因此，很难去除复位操作中的kTC噪声(热噪声)，这可能会降低图像质量。为了解决这种情形，例如，在日本未经审查的专利申请公开第2012-4443号(JP2012-4443A)的固体摄像装置中，由黄铜矿系化合物半导体制成的光电转换膜被设置于形成有n型半导体区域的Si基板上。而且，上部电极被设置于该光电转换膜的入射表面侧。在该固体摄像装置中，在通过光电转换而生成的电子空穴对之中，空穴被排放到所述上部电极，而电子经由耗尽的n型半导体被蓄积于结电容器(junction capacitor)中。结果，去除了kTC噪声。然而，在如JP2012-4443A中讨论的固体摄像装置所采用的将黄铜矿系化合物半导体用于光电转换膜的构造中，存在这样的缺点：难以控制耗尽层的厚度。这是因为，对于黄铜矿系化合物半导体，难以利用诸如离子注入等方法来控制受主浓度和施主浓度。当光电转换膜被过度耗尽时，耗尽层就会与上部电极的界面接触，这样会导致暗电流的生成。然而，当耗尽不延伸到发生光电转换的区域时，通过光电转换而生成的电荷的漂移分量(drift component)减小，这降低了灵敏度。特别地，因为黄铜矿系化合物半导体具有高的光吸收系数，所以光电转换所必需的区域很小，且因此，对耗尽层进行控制是相当重要的。
技术实现思路
期望提供一种能够抑制热噪声和暗电流且不会降低灵敏度的摄像元件，并且还期望提供一种包括所述摄像元件的摄像装置。本专利技术的一个实施例提供了一种摄像元件，它包括：光电转换膜，其被设置于半导体基板上且含有黄铜矿系化合物；绝缘膜，其被设置于所述光电转换膜的光入射面侧；以及导电膜，其被设置于所述绝缘膜上。在本专利技术的上述实施例的摄像元件中，所述绝缘膜和所述导电膜按此顺序被形成于含有所述黄铜矿系化合物的所述光电转换膜上。因此，就允许能够任意地控制上部电极(此处，所述导电膜)的电压，这使得能够控制被形成于所述光电转换膜中的耗尽层的宽度和厚度。本专利技术的一个实施例提供了一种设置有摄像元件的摄像装置，该摄像元件包括：光电转换膜，其被设置于半导体基板上且含有黄铜矿系化合物；绝缘膜，其被设置于所述光电转换膜的光入射面侧；以及导电膜，其被设置于所述绝缘膜上。根据本专利技术的上述各实施例的摄像元件和摄像装置，所述绝缘膜和所述导电膜被形成于所述光电转换膜上。因此，使得能够通过任意地控制所述导电膜的电压来控制被形成于所述光电转换膜中的所述耗尽层的宽度和厚度。于是，使得热噪声和暗电流两者都能够被抑制。需要理解的是，前面的一般说明和下面的详细说明都是示例性的，且旨在提供对本专利技术所要保护的技术的进一步说明。附图说明这里包含了附图以便提供对本专利技术的进一步理解，并且这些附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图图示了各实施例，且与说明书一起用来解释本技术的原理。图1是图示了本专利技术实施例的摄像元件的示意性构造的剖面图。图2是用来说明图1所示的摄像元件中的电荷移动的示意图。图3是当负电压被施加给图1所示的摄像元件时各区域中的能带图。图4是图示了变形例1的摄像元件的构造的剖面图。图5是当负电压被施加给图4所示的摄像元件时各区域中的能带图。图6是图示了变形例2的摄像元件的构造的剖面图。图7是图示了变形例3的摄像元件的构造的剖面图。图8是图示了使用了图1所示的摄像元件的摄像装置的整体构造的示意图。图9是图示了应用了图8所示的摄像装置的电子设备的示意性构造的图。具体实施方式下面，将参照附图来详细地说明本专利技术的实施例。需要注意的是，将按照下列顺序进行说明。1.实施例(其中绝缘膜和导电膜被设置于光电转换膜上的示例)2.变形例1(其中导电膜在光电转换部与无效部之间被分割的示例)3.变形例2(其中向无效部上的导电膜增加了遮光性的示例)4.变形例3(其中在无效部上的导电膜中形成有凸部的示例)5.应用例(摄像装置)1.实施例摄像元件10的构造图1图示了本专利技术实施例的摄像元件(摄像元件10)的剖面构造。例如，摄像元件10可以形成诸如CCD图像传感器或者CMOS图像传感器等摄像装置(例如，摄像装置1)中的1个像素(例如，像素P)(关于像素P和摄像装置1，请参见图8)。摄像元件10是背侧照射型摄像元件。摄像元件10具有如下的构造：其中，聚光部20和光电转换膜12被设置于半导体基板11的光入射面侧。而且，多层布线层31被设置于半导体基板11的表面(表面S2)上，该表面与光入射面侧相反。在本实施例中，在摄像元件10中，例如，p型的光电转换膜12可以被设置于具有n型区域11A(n型阱)和p型区域11B(p型阱)的半导体基板11上。光电转换膜12是由黄铜矿系化合物半导体(下文中，简称为黄铜矿系化合物)形成的。在光电转换膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像元件，其包括：光电转换膜，所述光电转换膜被设置于半导体基板上且含有黄铜矿系化合物；绝缘膜，所述绝缘膜被设置于所述光电转换膜的光入射面侧；以及导电膜，所述导电膜被设置于所述绝缘膜上。

【技术特征摘要】
2013.08.15 JP 2013-1689301.一种摄像元件，其包括：
光电转换膜，所述光电转换膜被设置于半导体基板上且含有黄铜矿
系化合物；
绝缘膜，所述绝缘膜被设置于所述光电转换膜的光入射面侧；以及
导电膜，所述导电膜被设置于所述绝缘膜上。
2.根据权利要求1所述的摄像元件，其还包括彼此相邻的第一像素
和第二像素，
其中所述光电转换膜包括光电转换部和无效部，所述光电转换部被
设置于与所述第一像素和所述第二像素各者对应的位置处，且所述无效
部被设置于所述第一像素与所述第二像素之间。
3.根据权利要求2所述的摄像元件，其中所述导电膜具有与所述光<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥裕嗣，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP