光电转换元件、光电转换装置、及图像传感器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光电转换元件、光电转换装置及图像传感器，提高光学传感器对红外光进行检测的检测性能、并降低由该光学传感器产生的泄漏电流。取代非晶硅等非晶质半导体层而由微晶硅（以下称为“μ－ＣＳｉ”）等微结晶半导体构成受光层（１５１ｃ）。根据这样的受光层，与使用非晶硅等非晶质半导体层的情况相比，对于包含红外光的入射光可提高受光灵敏度。第１中间层（１５１ｂ）夹设在第１半导体层（１５１ａ）及受光层之间，构成了将第１半导体层及受光层相互接合的接合层。第１中间层由非晶硅等非晶质半导体构成。因此，根据光学传感器（１５１），基于第１中间层的存在，可抑制因在受光层中使用μＣ－Ｓｉ等微结晶半导体而产生的泄漏电流的增大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的光电转换元件为了解决上述课题而提出，具备由微结晶半导体构成的受光层、在前述受光层的一面侧形成的第1导电型的第1半导体层、和夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间且由非晶质半导体构成的第1中间层。 根据本专利技术涉及的光电转换元件，例如取代非晶硅等非晶质半导体层而由微晶硅(以下称为PC-Si)等微结晶半导体构成受光层。根据这样的受光层，与使用非晶硅等非晶质半导体层的情况相比，对于红外光可提高受光灵敏度。 第1半导体层例如是n型的非晶硅层等半导体层，形成在前述受光层的一个面侧。 第1中间层夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间，例如由非晶硅等非晶质半导体构成。根据这样的第1中间层，可抑制因在受光层中使用微结晶半导体而产生的泄漏电流的增大。 因此，根据本专利技术涉及的光电转换元件，可提高对于红外光的受光灵敏度，且可检测低光量的光，能够提高用于对检测对象物进行检测的检测性能。 在本专利技术涉及的光电转换元件的一个方式中，也可构成为，具备在前述受光层的另一个面侧形成的第2导电型的第2半导体层；和夹设在前述第2半导体层及前述受光层间，且由非晶质半导体构成的第2中间层。 根据该方式，由于在受光层的一个面侧及另一个面侧分别形成了第1中间层及第2中间层，所以与仅在受光层的一个面及另一个面的一侧形成中间层的情况相比，可进一步抑制泄漏电流的产生。 在本专利技术涉及的光电转换元件的另一方式中，可构成为，具备形成在前述受光层 的另一个面侧、且作为第2导电型微结晶半导体层的第3半导体层。 根据该方式，可在抑制泄漏电流产生的同时，提高对于红外光的检测性能。 本专利技术涉及的光电转换装置为了解决上述课题而提出，具备光电转换元件，其具 有(i)由微结晶半导体构成的受光层，(ii)在前述受光层的一个面侧形成的第1导电型的 第1半导体层，(iii)夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成 的第1中间层，(iv)在前述受光层的另一个面侧形成的第2导电型的第2半导体层，及(V) 夹设在前述第2半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成的第2中间层；导电部，其与前述第2半导体层电连接；和薄膜晶体管，其借助前述导电部与前述光电转换元件电连接，且对前述光电转换元件进行驱动；前述薄膜晶体管具有由多晶硅构成的半导体层。 根据本专利技术涉及的光电转换装置，不仅可使用具有由多晶硅构成的半导体层的薄 膜晶体管，并且与上述的光电转换元件同样，可提高对于红外光的受光灵敏度，且可检测低 光量的光，由此能够提高用于对检测对象物进行检测的检测性能。 本专利技术涉及的光电转换装置为了解决上述课题而提出，具备光电转换元件，其具 有(i)由微结晶半导体构成的受光层，(ii)在前述受光层的一个面侧形成的第1导电型的 第1半导体层，(iii)夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成 的第1中间层，及(iv)形成在前述受光层的另一个面侧、且作为第2导电型微结晶半导体 层的第3半导体层；导电部，其与前述第3半导体层电连接；和薄膜晶体管，其借助前述导 电部与前述光电转换元件电连接，且对前述光电转换元件进行驱动；前述薄膜晶体管具有 由多晶硅构成的半导体层。 根据本专利技术涉及的光电转换装置，不仅可使用具有由多晶硅构成的半导体层的薄 膜晶体管，并且与上述的光电转换元件同样，可提高对于红外光的受光灵敏度，且可检测低 光量的光，由此能够提高用于对检测对象物进行检测的检测性能。 本专利技术涉及的图像传感器为了解决上述课题而提出，具备基板；和光电转换元 件，其形成于前述基板上的构成光检测区域的多个单位区域的每一个，具备(i)由微结晶 半导体构成的受光层，(ii)在前述受光层的一个面侧形成的第1导电型的第1半导体层， (iii)夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成的第1中间层。 根据本专利技术涉及的图像传感器，可提高红外光的检测性能，并且还能够检测微小 的光量。因此，根据本专利技术涉及的图像传感器，可提高图像传感器的综合的光检测性能。 本专利技术的这样的作用及其他优点从接着说明的实施方式变得清楚。附图说明 图1是本实施方式涉及的图像传感器的俯视图。图2是表示本实施方式涉及的图像传感器的单位区域中的电气结构的电路图。 图3是表示本实施方式涉及的光电转换装置的构成的剖面图。 图4是表示本实施方式的光电转换装置的变形例所涉及的构成的剖面图。 图5是表示本实施方式的光电转换装置的变形例所涉及的偏置电压及电流密度间的特性的曲线图。 图6是表示本实施方式涉及的光电转换装置的比较例的构成的剖面图。 附图标记说明151、151A…光学传感器，151a…第1半导体层，151c…受光层，151b…第1中间层，151d…第2中间层，151e…第2半导体层，151f…第3半导体层，190、190A…光电转换装置，500…图像传感器具体实施例方式以下，参照附图，对本专利技术涉及的光电转换元件、光电转换装置、及图像传感器的各实施方式进行说明。 〈l:图像传感器〉 参照图1及图2，对本实施方式涉及的图像传感器的实施方式进行说明。图1是本 实施方式涉及的图像传感器的俯视图。图2是表示本实施方式涉及的图像传感器的单位区 域中的电气结构的电路图。 在图1中，图像传感器500具备基板IO，该基板10形成有由半导体元件构成的各种电路部。基板io例如是玻璃基板等透明基板，在其上形成有后述的光学传感器及驱动该光学传感器的驱动用TFT。基板10上的图像检测区域510a是本专利技术的光检测区域的典 型例。图像检测区域510a由在基板10上呈矩阵状排列的多个单位区域550构成。后述的 光学传感器形成在多个单位区域550的每一个中。由于图像传感器500具备后述的光学传 感器，所以不仅可提高红外光的检测性能，并且也能够检测微小的光量。因此，根据图像传 感器500，能够提高图像传感器的综合的光检测性能。 在图2中，图像传感器500具备作为本专利技术的光电转换元件的一例的光学传 感器151、存储电容C、复位TFT163、信号放大用TFT154、输出控制用TFT155、输入线180、输 出线181以及栅极线G1及G 2。 光学传感器151是PIN二极管，根据成为检测对象的物体，对向图像检测区域510a 入射的入射光进行检测。复位用TFT163的源极与光学传感器151的输出侧、及信号放大用 TFT154的栅极电连接。复位用TFT163的栅极与复位用的栅极线Gl电连接。复位用TFT163 的漏极与输入线180电连接。信号放大用TFT154的源极及漏极分别与输出控制用TFT155 的源极及输入线180电连接。输出控制用TFT155的源极、栅极及漏极分别与信号放大用 TFT154的漏极、选择用的栅极线G2、及输出线181电连接。存储电容C电连接在信号放大 用TFT154的栅极及栅极线Gl之间。 在图像传感器500动作时，光学传感器151接收到入射光的情况下，在光学传感器 151中产生光电流，对应于复位用TFT163、电压放大用TFT154、及输出控制用TFT155各自的 动作，输出信号被向输出线181输出。作为检测对象的物体根据从多个单位区域550的每 一个输出的输出信号而被图像化。根据图像传感器500，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换元件，其特征在于，具备：由微结晶半导体构成的受光层；在前述受光层的一个面侧形成的第１导电型的第１半导体层；和夹设在前述第１半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成的第１中间层。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-1 2008-256082一种光电转换元件，其特征在于，具备由微结晶半导体构成的受光层；在前述受光层的一个面侧形成的第1导电型的第1半导体层；和夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成的第1中间层。2. 根据权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，具备在前述受光层的另一个面侧形成的第2导电型的第2半导体层；禾口夹设在前述第2半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成的第2中间层。3. 根据权利要求1所述的光电转换元件，其特征在于，具备形成在前述受光层的另一个面侧、且作为第2导电型微结晶半导体层的第3半导体层。4. 一种光电转换装置，其特征在于，具备光电转换元件，其具有(i)由微结晶半导体构成的受光层，(ii)在前述受光层的一个面侧形成的第1导电型的第1半导体层，(iii)夹设在前述第1半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体构成的第1中间层，(iv)在前述受光层的另一个面侧形成的第2导电型的第2半导体层，及(v)夹设在前述第2半导体层及前述受光层之间、且由非晶质半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本友孝，江口司，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]