光检测元件及图像传感器制造技术

本发明专利技术提供一种光检测元件，其具有：光电转换层，包含含有金属原子的半导体量子点QD1的集合体及与半导体量子点QD1配位的配体L1；及空穴传输层，配置于光电转换层上且包含含有金属原子的半导体量子点QD2的集合体及与半导体量子点QD2配位的配体L2，半导体量子点QD2的带隙Eg2大于半导体量子点QD1的带隙Eg1，且半导体量子点QD2的带隙Eg2与半导体量子点QD1的带隙Eg1之差为0.10eV以上。本发明专利技术也提供一种包含光检测元件的图像传感器。包含光检测元件的图像传感器。包含光检测元件的图像传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光检测元件及图像传感器


[0001]本专利技术涉及一种具有包含半导体量子点的光电转换层的光检测元件及图像传感器。

技术介绍

[0002]近年来，在智能手机和监控摄像机、车载相机等领域中，能够检测红外区域的光的光检测元件备受瞩目。
[0003]以往，在用于图像传感器等的光检测元件中，使用将硅晶片用作光电转换层的原材料的硅光电二极管。然而，硅光电二极管在波长900nm以上的红外区域中的灵敏度较低。
[0004]并且，作为近红外光的受光元件而被熟知的InGaAs系半导体材料中，存在为了实现高量子效率而需要外延生长等需要成本非常高的工艺的问题，因此尚未得到普及。
[0005]并且，近年来，一直对半导体量子点进行研究。在非专利文献1中，记载有一种与具有包含PbS量子点的光电转换层的光检测元件有关的专利技术。
[0006]以往技术文献
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：Pawel E.Malinowski，Epimitheas Georgitzikis，Jorick Maes，Ioanna Vamvaka，Fortunato Frazzica，Jan Van Olmen 1，Piet De Moor，Paul Heremans，Zeger Hens and David Cheyns，“Thin
‑
Film Quantum Dot Photodiode for Monolithic Infrared Image Sensors”，Sensors，2017，17，2867，doi：10.3390/s17122867

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术课题
[0010]近年来，随着对图像传感器等要求提高性能，对用于这些中的光检测元件序所需的各种特性也要求进一步提高。例如，需要进一步减少光检测元件的暗电流。通过减少光检测元件的暗电流，在图像传感器中，能够获得更高的信号噪声比(SN比)。
[0011]根据本专利技术人的研究，发现关于具有用半导体量子点形成的光电转换层的光检测元件，存在暗电流相对高的倾向，因此尚有减少暗电流的余地。另外，暗电流是指不照射光时流动的电流。
[0012]因此，本专利技术的目的在于提供一种暗电流减少的光检测元件及图像传感器。
[0013]用于解决技术课题的手段
[0014]本专利技术人对具有包含半导体量子点的光电转换层的光检测元件进行深入研究的结果，发现使用包含含有金属原子的半导体量子点的集合体及与半导体量子点配位的配体作为光电转换层，并且在光电转换层上层叠有包含含有金属原子的半导体量子点的集合体及与半导体量子点配位的配体的空穴传输层，而且使用带隙比光电转换层的半导体量子点大的半导体量子点作为空穴传输层的半导体量子点，由此能够减少暗电流，以至完成了本专利技术。
[0015]<1>一种光检测元件，其具有：
[0016]光电转换层，其包含含有金属原子的半导体量子点QD1的集合体及与上述半导体量子点QD1配位的配体L1；及
[0017]空穴传输层，其配置于上述光电转换层上且包含含有金属原子的半导体量子点QD2的集合体及与上述半导体量子点QD2配位的配体L2，
[0018]上述半导体量子点QD2的带隙Eg2大于上述半导体量子点QD1的带隙Eg1，且上述半导体量子点QD2的带隙Eg2与上述半导体量子点QD1的带隙Eg1之差为0.10eV以上。
[0019]<2>根据<1>所述的光检测元件，其中，
[0020]半导体量子点QD1及半导体量子点QD2分别含有Pb原子。
[0021]<3>根据<1>或<2>所述的光检测元件，其中，
[0022]半导体量子点QD1及半导体量子点QD2分别包含相同种类的半导体量子点。
[0023]<4>根据<1>至<3>中任一项所述的光检测元件，其中，
[0024]上述半导体量子点QD1及半导体量子点QD2分别含有PbS。
[0025]<5>根据<1>至<4>中任一项所述的光检测元件，其中，
[0026]上述配体L1及上述配体L2包含选自含有卤原子的配体及含有2个以上配位部的多齿配体中的至少一种。
[0027]<6>根据<5>所述的光检测元件，其中，
[0028]上述含有卤原子的配体为无机卤化物。
[0029]<7>根据<6>所述的光检测元件，其中，
[0030]上述无机卤化物含有Zn原子。
[0031]<8>根据<1>至<7>中任一项所述的光检测元件，其中，
[0032]上述配体L1含有巯基乙酸。
[0033]<9>根据<1>至<8>中任一项所述的光检测元件，其中，
[0034]上述配体L2含有具有巯基的化合物。
[0035]<10>根据＜1>至<9>中任一项所述的光检测元件，其为光电二极管型光检测元件。
[0036]<11>一种图像传感器，其包含<1>至<10>的任一项所述的光检测元件。
[0037]<12>根据<11>所述的图像传感器，其为红外线图像传感器。
[0038]专利技术效果
[0039]根据本专利技术，能够提供一种暗电流减少的光检测元件及图像传感器。
附图说明
[0040]图1是表示光检测元件的一实施方式的图。
[0041]图2是表示光检测元件的另一实施方式的图。
具体实施方式
[0042]以下，对本专利技术的内容进行详细说明。
[0043]本说明书中，“～”是以将其前后所记载的数值作为下限值及上限值而包括的含义来使用。
[0044]本说明书中的基团(原子团)的标记中，未标有经取代及未经取代的标记包括不具
有取代基的基团(原子团)，也包括具有取代基的基团(原子团)。例如，“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未经取代的烷基)，也包括具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
[0045]<光检测元件>
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光检测元件，其具有：光电转换层，其包含含有金属原子的半导体量子点QD1的集合体及与所述半导体量子点QD1配位的配体L1；及空穴传输层，其配置于所述光电转换层上且包含含有金属原子的半导体量子点QD2的集合体及与所述半导体量子点QD2配位的配体L2，所述半导体量子点QD2的带隙Eg2大于所述半导体量子点QD1的带隙Eg1，且所述半导体量子点QD2的带隙Eg2与所述半导体量子点QD1的带隙Eg1之差为0.10eV以上。2.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，半导体量子点QD1及半导体量子点QD2分别含有Pb原子。3.根据权利要求1或2所述的光检测元件，其中，半导体量子点QD1及半导体量子点QD2分别包含相同种类的半导体量子点。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光检测元件，其中，所述半导体量子点QD1及半...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田真宏，小野雅司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：