光电转换器件和摄像器件制造技术

一种光电转换器件，其包括：光吸收层，其具有光入射面，并包括化合物半导体材料；针对每个像素设置的第一电极，其与所述光吸收层的所述光入射面的相对面具有对向关系；第一导电型的第一半导体层，所述第一半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述光吸收层和所述第一电极之间；第二导电型的第二半导体层，所述第二半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述第一半导体层和所述光吸收层之间；和第二导电型的第一扩散区域，所述第一扩散区域设置在相邻的所述像素之间，并设置为跨越所述第二半导体层和所述光吸收层。

Photoelectric converter and camera

A photoelectric converter device includes: a light absorption layer, which has a light incidence surface and includes a compound semiconductor material; a first electrode arranged for each pixel, which has an opposite relationship with the opposite surface of the light incidence surface of the light absorption layer; a first half conductive layer of the first conductive type, wherein the band gap energy of the first semiconductor layer is greater than the band gap energy of the light absorption layer, And is arranged between the light absorption layer and the first electrode; the second semiconductor layer of the second conductive type, the band gap energy of the second semiconductor layer is larger than the band gap energy of the light absorption layer, and is arranged between the first semiconductor layer and the light absorption layer; and the first diffusion region of the second conductive type, the first diffusion region is arranged between the adjacent pixels, and Arranged to span the second semiconductor layer and the light absorbing layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电转换器件和摄像器件
本专利技术涉及例如用于但不限于红外传感器的光电转换器件和摄像器件。
技术介绍
近年来，在红外区域具有灵敏度的图像传感器(红外传感器)已经商业化。例如，如专利文献1所述，在用于红外传感器的摄像器件(光电转换器件)中，使用包括诸如但不限于砷化铟镓(InGaAs)等III-V族半导体的光吸收层。该光吸收层吸收红外光以产生电荷，即进行光电转换。在这种摄像器件中，针对每个像素读出信号电荷。引用文献列表专利文献专利文献1：日本未审查专利申请公开号2009-283603
技术实现思路
然而，信号电荷易于在相邻像素之间迁移，从而可能发生串扰。而且，由于例如晶体缺陷，暗电流趋于增加。因此，所期望的是在减小暗电流的同时抑制相邻像素之间的信号电荷的迁移。因此，期望提供能够在减小暗电流的同时抑制相邻像素之间的信号电荷的迁移的光电转换器件和摄像器件。根据本专利技术实施例的光电转换器件包括：光吸收层，其具有光入射面，并包括化合物半导体材料；针对每个像素设置的第一电极，其与所述光吸收层的所述光入射面的相对面具有对向关系；第一导电型的第一半导体层，所述第一半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述光吸收层和所述第一电极之间；第二导电型的第二半导体层，所述第二半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述第一半导体层和所述光吸收层之间；和第二导电型的第一扩散区域，所述第一扩散区域设置在相邻的所述像素之间，并设置为跨越所述第二半导体层和所述光吸收层。根据本专利技术实施例的摄像器件包括：光吸收层，其具有光入射面，并包括化合物半导体材料；针对每个像素设置的第一电极，其与所述光吸收层的所述光入射面的相对面具有对向关系；第一导电型的第一半导体层，所述第一半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述光吸收层和所述第一电极之间；第二导电型的第二半导体层，所述第二半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述第一半导体层和所述光吸收层之间；和第二导电型的第一扩散区域，所述第一扩散区域设置在相邻的所述像素之间，并设置为跨越所述第二半导体层和所述光吸收层。在根据本专利技术实施例的光电转换器件和摄像器件中，第一扩散区域设置在相邻的像素之间。由此相邻的像素通过第一扩散区域电分离。此外，第一半导体层和第二半导体层具有第一导电型和第二导电型的结(p-n结)。由此在邻近具有大于光吸收层的带隙能的带隙能的半导体层之间(在第一半导体和第二半导体层之间)形成耗尽层。根据本专利技术实施例中的光电转换器件和摄像器件，相邻的像素通过第一扩散区域电隔离。可以抑制相邻像素之间的信号电荷的迁移。此外，在具有大于光吸收层的带隙能的带隙能的半导体层之间形成耗尽层。可以减少暗电流。因此，使得可以抑制相邻像素之间的信号电荷的迁移，同时减小暗电流。应理解，上述内容为本专利技术的实施方式的示例。本专利技术实施例的效果不限于上述效果。还可能存在其他不同的效果，或者可以进一步包括其他效果。附图说明图1是示出根据本专利技术第一实施例的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图2是示出图1所示的摄像器件的平面构造的示意图。图3是示出图1所示的摄像器件的另一示例的示意剖面图。图4A是示出制造图1所示的摄像器件的方法的过程的示意剖面图。图4B是示出图4A之后的过程的示意剖面图。图4C是示出图4B之后的过程的示意剖面图。图5A是示出图4C之后的过程的示意剖面图。图5B是示出图5A之后的过程的示意剖面图。图5C是示出图5B之后的过程的示意剖面图。图6是说明图1所示的摄像器件的操作的示意剖面图。图7是说明图6所示的信号电荷的临时汇集部的示意剖面图。图8是示出根据比较例1的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图9是说明在图8所示的摄像器件中形成的耗尽层的位置的视图。图10是示出根据比较例2的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图11是说明在图10所示的摄像器件中形成的耗尽层的位置的视图。图12是说明图1所示的摄像器件的工作方式和效果的示意剖面图。图13是说明图7所示的临时汇集部的效果(1)的视图。图14是说明图7所示的临时汇集部的效果(2)的视图。图15是以与图8所示的摄像器件的效果进行对比的方式示出图1所示的摄像器件的效果的视图。图16是示出根据变形例1的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图17是示出根据变形例2的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图18是示出根据变形例3的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图19是示出根据变形例4的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图20的部分(A)是示出变形例5的摄像器件的概要构造的一部分的示意平面图，且部分(B)是示出其示意剖面图。图21是示出根据变形例6的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图22是示出根据本专利技术第二实施例的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图23A是示出制造图22所示的摄像器件的方法的过程的示意剖面图。图23B是示出图23A之后过程的示意剖面图。图24是示出根据变形例7的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图25是示出图24所示的摄像器件的另一示例的示意剖面图。图26是示出根据变形例8的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图27是示出图26所示的摄像器件的另一示例(1)的示意剖面图。图28是示出图26所示的摄像器件的另一示例(2)的示意剖面图。图29的部分(A)是示出变形例9的摄像器件的概要构造的示意平面图，且部分(B)示出其剖面图。图30的部分(A)是示出根据本专利技术第三实施例的摄像器件的概要构造的示意剖面图，且部分(B)是其示意平面图。图31是示出图30所示的摄像器件的另一示例的概要构造的示意剖面图。图32是示出根据变形例10的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图33是示出图32所示的摄像器件的另一示例的示意剖面图。图34是示出根据变形例11的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图35是示出图34所示的摄像器件的另一示例(1)的示意剖面图。图36是示出图34所示的摄像器件的另一示例(2)的示意剖面图。图37是示出根据变形例12的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图38是示出图37所示的摄像器件的另一示例的示意剖面图。图39是示出根据变形例13的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图40是示出图39所示的摄像器件的另一示例的示意剖面图。图41是示出根据变形例14的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图42是示出图41所示的摄像器件的另一示例的示意剖面图。图43是示出根据变形例15的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图44是示出根据变形例16的摄像器件的概要构造的示意剖面图。图45是示出图44所示的摄像器件的另一示例的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电转换器件，其包括：/n光吸收层，其具有光入射面，并包括化合物半导体材料；/n针对每个像素设置的第一电极，其与所述光吸收层的所述光入射面的相对面具有对向关系；/n第一导电型的第一半导体层，所述第一半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述光吸收层和所述第一电极之间；/n第二导电型的第二半导体层，所述第二半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述第一半导体层和所述光吸收层之间；和/n第二导电型的第一扩散区域，所述第一扩散区域设置在相邻的所述像素之间，并设置为跨越所述第二半导体层和所述光吸收层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 JP 2017-0962371.一种光电转换器件，其包括：
光吸收层，其具有光入射面，并包括化合物半导体材料；
针对每个像素设置的第一电极，其与所述光吸收层的所述光入射面的相对面具有对向关系；
第一导电型的第一半导体层，所述第一半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述光吸收层和所述第一电极之间；
第二导电型的第二半导体层，所述第二半导体层的带隙能大于所述光吸收层的带隙能，并设置在所述第一半导体层和所述光吸收层之间；和
第二导电型的第一扩散区域，所述第一扩散区域设置在相邻的所述像素之间，并设置为跨越所述第二半导体层和所述光吸收层。


2.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，所述第一扩散区域在平面图中设置为晶格形状。


3.根据权利要求1所述的光电转换器件，其还包括：
电荷收集层，其设置在所述第二半导体层和所述光吸收层之间，并临时累积在所述光吸收层中产生的电荷。


4.根据权利要求1所述的光电转换器件，其还包括：
势垒减缓层，其设置在所述第二半导体层和所述光吸收层之间，并减缓所述第二半导体层和所述光吸收层之间的带偏移势垒。


5.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，所述第二半导体层被构造为引起在所述光吸收层中产生的电荷的雪崩放大。


6.根据权利要求5所述的光电转换器件，其还包括：
电场递减层，其设置在所述第二半导体层和所述光吸收层之间，并抑制电场从所述第二半导体层到所述光吸收层的传播。


7.根据权利要求1所述的光电转换器件，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层具有分隔相邻的所述像素的第一凹槽。


8.根据权利要求7所述的光电转换器件，其中，所述第一凹槽在所述光吸收层中延伸。


9.根据权利要求7所述的光电转换器件，其还包括：
绝缘膜，其设置为从所述第一半导体层的前表面到所述第一凹槽的侧壁，覆盖所述第一半导体层的侧壁，并在所述第二半导体层的侧壁的一部分上延伸。

【专利技术属性】
技术研发人员：三成英树，丸山俊介，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP