本发明专利技术提供了固体摄像装置、光检测装置和电子设备。所述固体摄像装置包括多量子阱(MQW)结构，所述MQW结构在硅基板上组合地使用失配率绝对值小于1％、非IV族的基于晶格匹配的化合物半导体，由此具有针对至少红外光的敏感性。本发明专利技术能够提供具有从近红外到中红外的敏感性的装置，并且能够在红外光的检测中提高批量生产和降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体摄像装置、光检测装置和电子设备，具体地，涉及用于红外光的检 测且能够提高批量生产和降低成本的固体摄像装置、光检测装置和电子设备。
技术介绍
近年来，人们需求具有对于波长为1ym以上的从近红外至中红外的红外（IR)光 的敏感性、且便宜的检测装置或图像传感器。作为应用范围，有下列一些应用：能够在夜间 使用的监控摄像机或者车载摄像机；同样也是车载的且用来防止碰撞的检测器；诸如能够 检测水分含量等等的医疗或农业应用。 在IR光图像传感器中，例如，存在着具有如下光电转换部的传感器：在该光电转 换部中，InGaAsSb系材料被设置为InP基板上的多量子阱（MQW:Multi-QuantumWell)结 构。日本未经审查的专利申请公开案第2011-222874号描述了：通过在InP基板上形成 InGaAs层和GaAsSb层的超晶格（MQW)结构（II类）并且致使该结构起到光电转换部的功 能，由此赋予了对于较长波长的IR光的敏感性。 然而，在InP基板的情况下，InP基板的尺寸小到2至3英寸且不适合批量生产。 此外，在成本方面，一个基板昂贵到数万日元。 另一方面，还存在着如下的传感器：其中，能够以低成本实现大面积化的Si基板 上的SiGe系材料被设置为光电转换部。 然而，在SiGe系材料的情况下，相对于Si基板，晶格失配率的绝对值有百分之几 那么大，并且有时不可以使光电转换部变厚。此外，与Si基板大体上晶格匹配、且晶格失配 率的绝对值小于1 %的化合物半导体具有〇. 95eV乃至3. 8eV这么宽的带隙，并且不适合于 1. 2ym以上的长波长红外光谱。
技术实现思路
鉴于上述状况而做出了本专利技术，并且本专利技术还能够在红外光的检测中提高批量生 产和降低成本。 本专利技术的实施例提高了一种固体摄像装置，其包括多量子阱（MQW)结构，所述MQW 结构在硅基板上组合地使用失配率的绝对值小于1 %、非IV族的基于晶格匹配的化合物半 导体，由此具有针对至少红外光的敏感性。 所述MQW结构可以具有II类异质界面，并且各层的厚度被设定以形成子带间跃 迀。 所述异质界面可以由FeS^Fe(SmSed2与ZnS(或ZnS 、或者与 CuIni_Y1GaY1S2 (或CuIni_Y2GaY2(SuSeJ2)、或者与GaP(或GaPmNj的组合而形成。 所述异质界面可以通过控制Se组分而向ZnS^Sex；^Culn^GaYdS^SeJ；^ 加压缩应变，或者可以通过控制N组分而向GaPgjM施加压缩应变，从而抵消FeS2或者 FeGmSe^的拉伸应变。 所述异质界面可以通过控制Se组分或Ga组分而向21^1_)^6)(2或Culn _X3SeX3)2施加拉伸应变，或者可以通过控制N组分而向GaP 施加拉伸应变，从而抵消 FeGmSe^的压缩应变。 还可以设置有电子势皇层和电极，所述电子势皇层被设置于所述MQW结构的表面 侧，所述电极被布置于所述电子势皇层上。 所述电子势皇层可以是利用NiO、Cu20或ZnRh204而形成的。 所述电子势皇层的厚度可以是10nm以上。 空穴势皇层可以被形成于所述硅基板与所述MQW结构之间，或者空穴势皇层可以 通过仅仅增加所述MQW结构中的所述硅基板侧的第一层的厚度而被设置。 所述空穴势皇层可以包括ZnS(或ZnS^SeJ、CuIni_Y1GaY1S2 (或CuIni_Y2GaY2 (S^S eX3)2)、或者GaP(或GaP^V中的任一者，并且所述空穴势皇层的厚度可以是10nm以上。 这里，上述的X1、X2、X3、X4、Y1和Y2具有0以上且1以下的值。即，0 <X1、X2、X3、X4、Y1、 Y2 ^ 1〇 倾斜基板可以被用作所述硅基板。 所述硅基板可以是在〈011>方向上倾斜或者在〈011>和〈0-11>的合成方向上倾 斜的基板。 所述固体摄像装置可以具有像素分离结构。 所述像素分离结构可以是通过对光电转换部的在像素之间的一部分进行蚀刻以 形成凹槽而创建的。 所述像素分离结构可以是通过将光电转换部的在像素之间的一部分设置为p+而 创建的。 所述像素分离结构可以是通过利用离子注入来增大光电转换部的在像素之间的 一部分的电阻而创建的。 所述光电转换部的表面层可以是P+。 本专利技术的另一个实施例提供了一种光检测装置，其包括多量子阱（MQW)结构，所 述MQW结构在硅基板上组合地使用失配率绝对值小于1 %、非IV族的晶格匹配系化合物半 导体，以具有针对至少红外光的敏感性。 所述MQW结构具有II类异质界面，并且各层的厚度可以被设定以形成子带间跃 迀。 本专利技术的又一个实施例提供了一种电子设备，其包括固体摄像装置、光学系统和 信号处理电路。所述固体摄像装置设置有多量子阱（MQW)结构，所述MQW结构在硅基板上 组合地使用失配率绝对值小于1%、非IV族的晶格匹配系化合物半导体，以具有针对至少 红外光的敏感性。所述光学系统将入射光发射到所述固体摄像装置。所述信号处理电路处 理从所述固体摄像装置输出的输出信号。 在本技术的一个实施例中，设置了多量子讲（MQW)结构，所述多量子讲结构在娃 基板上组合地使用失配率的绝对值小于1%、非IV族的晶格匹配系化合物半导体，以具有 针对至少红外光的敏感性。 期望的是，提供具有从近红外到中红外的敏感性的装置。特别地，根据本技术，能 够在红外光的检测中提高批量生产和降低成本。 这里，本说明书中所说明的效果仅仅是示例性的，本技术的效果不局限于本说明 书中所说明的效果，并且还可以有额外的效果。【附图说明】 图1是示出了应用了本技术的固体摄像装置的示意性构造示例的框图；图2是示出了被用于光电转换元件的各材料的特性的图； 图3是示出了应用了本技术的固体摄像装置的构造示例的截面图； 图4是示出了从阱的底部直至量子能级的能量En的图； 图5是示出了具有FeSjPZnS的异质界面的MQW结构的吸收波长的估计结果的 图； 图6是示出了ZnSgSq的晶格常数相对于Se组分比X的图； 图7是示出了FeG^SeA的晶格常数相对于Se组分比X的图； 图8是示出了GaPgNx的晶格常数相对于N组分比X的图； 图9是示出了应用了本技术的固体摄像装置的另一个构造示例的截面图； 图10是图不了反恪丝畴（anti-fusedomain)的图； 图11是图10中的晶体的鸟瞰图； 图12是图10中的晶体的鸟瞰图；图13是示出了作为势皇层材料的候选的各材料的特性的图；图14是示出了增加了电子势皇层的固体摄像装置的构造示例的截面图； 图15是示出了在有无NiO电子势皇层的情况下偏压与电流密度之间的关系的 图； 图16是示出了在有无Cu20电子势皇层的情况下偏压与电流密度之间的关系的 图； 图17是示出了增加了空穴势皇层的固体摄像装置的构造示例的截面图； 图18是示出了本技术的固体摄像装置中所包括的光电转换元件的构造示例的截 面图； 图19是为了图示光电转换元件而示出了固体摄像装置的构造示例的截面图； 图20是示出了应用了本技术的固体摄像装置的构造示例的截面图； 图21是示出了应用了本技术的固体摄像装置的构造示例的截面图； 图22是示出了应用了本技术的固体摄像装置的构造示例的截面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体摄像装置，其具有多量子阱结构，即MQW结构，所述MQW结构在硅基板上组合地使用失配率绝对值小于1％、非IV族的基于晶格匹配的化合物半导体，由此具有针对至少红外光的敏感性。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：户田淳，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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