CN117099206A - 固态摄像元件 - Google Patents

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CN117099206A CN202280023305.7A CN202280023305A CN117099206A CN 117099206 A CN117099206 A CN 117099206A CN 202280023305 A CN202280023305 A CN 202280023305A CN 117099206 A CN117099206 A CN 117099206A
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semiconductor
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塩见治典
泷泽修一
冈部祐太
榎修
齐藤阳介
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Sony Group Corp
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Abstract

根据本发明实施方案的固态摄像元件包括：包含第一半导体纳米颗粒的光电转换层；和包含第二半导体纳米颗粒的缓冲层。在所述光电转换层和所述缓冲层之间的界面处形成有p‑n结面。所述缓冲层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于所述光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。

Description

固态摄像元件
技术领域
本发明涉及固态摄像元件。
背景技术
使用具有波长选择性的半导体材料的光电转换元件能够对特定波长范围的光进行光电转换。在这种光电转换元件被用于固态摄像元件中的情况下，可以按照每个像素来设置通过把具有不同波长选择性的多个光电转换元件层叠起来而得到的层叠型光电转换元件。值得注意地，作为上述半导体材料，例如在专利文献1中公开了所使用的是硫化铅(PbS)的半导体纳米颗粒。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：国际申请公布第WO2019/150989号
发明内容
但是，在如上所述的固态摄像元件的领域中，在半导体纳米颗粒被用作如上所述的半导体材料的情况下，不容易减少暗电流。因此，期望提供一种能够减少暗电流的固态摄像元件。
根据本发明第一方面的固态摄像元件包括：光电转换层，其包含第一半导体纳米颗粒；和缓冲层(buffer layer)，其包含第二半导体纳米颗粒。在所述光电转换层和所述缓冲层之间的界面处形成有p-n结面(p-njunction surface)。所述缓冲层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述光电转换层的载流子浓度与少数载流子(minority carrier)的扩散长度的乘积，并且形成于所述光电转换层中的耗尽区域(depletion region)的厚度被最大化。
根据本发明第二方面的固态摄像元件包括：p型光电转换层，其包含第一半导体纳米颗粒；和n型光电转换层，其包含第二半导体纳米颗粒。在所述p型光电转换层和所述n型光电转换层之间的界面处形成有p-n结面。所述固态摄像元件满足下列两个条件(A)和(B)中的至少一者。
(A)所述n型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述p型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且形成于所述n型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
(B)所述p型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述n型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且形成于所述p型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施方案的光电转换元件的截面构造示例的图。
图2是示出图1的光电转换元件的各层的导带(conduction band)和价带(valenceband)的能量示例的图。
图3是示出图1的光电转换元件的I-V特性的示例的图。
图4是示出根据本发明第二实施方案的光电转换元件的截面构造示例的图。
图5是示出图4的光电转换元件的各层的导带和价带的能量示例的图。
图6是示出图4的光电转换元件的I-V特性的示例的图。
图7是示出实施例1至3和比较例1至3的构成的图。
图8是示出实施例1至3和比较例1至3的暗电流的测定结果的图。
图9是示出根据本发明第三实施方案的光电转换元件的截面构造示例的图。
图10是示出图9的光电转换元件的各层的导带和价带的能量示例的图。
图11是示出图9的光电转换元件的I-V特性的示例的图。
图12是示出根据本发明第四实施方案的固态摄像元件的示意性构造的示例的图。
图13是示出图12的像素的截面构造的示例的图。
图14是示出图12的像素的电路构造的示例的图。
图15是图12的光电转换元件的构造示例的展开图。
图16是示出图12的像素的电路构造的示例的图。
图17是示出图12的像素的电路构造的示例的图。
图18是示出图12的像素的截面构造的变形例的图。
图19是示出摄像系统的示意性构造的示例的图。
图20是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图21是用于辅助说明车外信息检测单元和摄像部的安装位置的示例的图。
图22是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图23是示出相机头和相机控制单元(CCU：camera control unit)的功能构造的示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将会参照附图来详细说明本发明的实施方案。应当注意，按照以下顺序给出说明。
1.第一实施方案(光电转换元件)┈图1至图3
2.第二实施方案(光电转换元件)┈图4至图8
3.第三实施方案(光电转换元件)┈图9至图11
4.第四实施方案(固态摄像元件)┈图12至图17
5.第一实施方案的变形例(固态摄像元件)
6.第四实施方案的变形例(固态摄像元件)┈图18
7.适用例(摄像系统)┈图19
8.应用例
移动体的应用例：┈图20和图21
内窥镜手术系统的应用例：┈图22和图23
<1.第一实施方案>
图1示出了根据本发明第一实施方案的光电转换元件100的截面构造的示例。例如，光电转换元件100被形成在玻璃基板或半导体基板上。例如，如图1所示，光电转换元件100包括依次层叠的下部电极101、n型缓冲层102、p型光电转换层103、p型缓冲层104和上部电极105。
例如，下部电极101由透明导电材料构成。透明导电材料的示例包括ITO(氧化铟锡：Indium Tin Oxide)、IZO(氧化铟锌：Indium Zinc Oxide)等。
n型缓冲层102是抑制空穴从下部电极101侧注入到p型光电转换层103的势垒层(barrier layer)。例如，n型缓冲层102是具有n型导电类型的层，并且例如，其包含具有n型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，包含于n型缓冲层102中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于n型缓冲层102中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应(quantum confinement effect)的半导体量子点。
例如，包含于n型缓冲层102中的半导体纳米颗粒包含II-VI族、IV-VI族或III-V族化合物半导体。例如，包含于n型缓冲层102中的II-VI族半导体纳米颗粒包含ZnO、ZnS或ZnSe。例如，包含于n型缓冲层102中的IV-VI族半导体纳米颗粒包含TiO2。例如，包含于n型缓冲层102中的III-V族半导体纳米颗粒包含InP、InAs或InN。
p型光电转换层103吸收从外部入射的光中所包含的预定波长范围的光，并且将所吸收的光转换为信号电荷。例如，p型光电转换层103是具有p型导电类型的层，并且例如，其由包含具有p型电导类型的半导体纳米颗粒的沉积层构成。例如，包含于p型光电转换层103中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于p型光电转换层103中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。
例如，包含于p型光电转换层103中的半导体纳米颗粒包含I-VI族、I-III-VI族或I-V-VI族化合物半导体。例如，包含于p型光电转换层103中的I-VI族半导体纳米颗粒包含Ag2Se或Ag2Te。例如，包含于p型光电转换层103中的I-III-VI族半导体纳米颗粒包含CuInSe2、CuInTe2、AgInSe2或AgInTe2。例如，包含于p型光电转换层103中的I-V-VI族半导体纳米颗粒包含AgBiS2、AgBiSe2或AgBiTe2。
p型缓冲层104是抑制电子从上部电极105侧注入到p型光电转换层103的势垒层。例如，p型缓冲层104是具有p型导电类型的层。例如，p型缓冲层104包含具有p型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，p型缓冲层104包括包含有机物(Ag2Te-EDT)的半导体纳米颗粒(NP：nanoparticle)。包含有机物(Ag2Te-EDT)的半导体纳米颗粒(NP)是指对包含Ag2Te的半导体纳米颗粒(NP)添加了作为配体的乙二硫醇(EDT)。例如，包含于p型缓冲层104中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于p型缓冲层104中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。应当注意，例如，p型缓冲层104可以由体半导体(bulk semiconductor)构成。例如，p型缓冲层104可以由有机的体半导体(SPIRO-OMeTAD)构成。
例如，上部电极105由具有光反射性的金属膜构成。具有光反射性的金属膜的示例包括厚度约为100nm的金(Au)膜。
在光电转换元件100中，在p型光电转换层103和n型缓冲层102之间的界面处形成有p-n结面100A。此外，在光电转换元件100中，n型缓冲层102的载流子浓度与膜厚度的乘积大于p型光电转换层103的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且形成于p型光电转换层103中的耗尽区域的厚度被最大化。此时，例如，n型缓冲层102具有使得p型光电转换层103整体被耗尽的膜厚度，并且例如具有约200nm的厚度。也就是说，在光电转换元件100中，p型光电转换层103整体是被耗尽的；例如，如图1所示，p型光电转换层103整体和n型缓冲层102的靠近p-n结面100A的区域用作耗尽区域100B。
顺便提及，例如，耗尽层(耗尽区域)的评估可以通过EBIC(Electron BeamInduced Current：电子束感应电流)来执行。具体地，当在SEM(Scanning ElectronMicroscopy：扫描电镜)的观察过程中用电子束照射作为拥有p-n结的样品的器件的截面时，由电子束的能量生成电子空穴对，并且利用耗尽层(耗尽区域)中的电场将电子空穴对分离，从而生成EBIC。通过评估EBIC在器件的截面中的分布，就能够评估该器件的耗尽层(耗尽区域)的位置。
图2示出了光电转换元件100的各层的导带和价带的能量的示例。图2例示了在使用ITO作为下部电极101、使用包含ZnO的半导体纳米颗粒(NP)作为n型缓冲层102、以及使用包含CuInSe2的半导体纳米颗粒(NP)作为p型光电转换层103的情况下的能量。另外，图2也例示了在使用有机半导体材料(SPIRO-OMeTAD)作为p型缓冲层104、以及使用金膜作为上部电极105的情况下的能量。从图2可以理解，n型缓冲层102发挥空穴势垒层的作用，并且p型缓冲层104发挥电子势垒层的作用。应当注意，各层的材料不限于图2所示的材料；即使在除了图2所例示的材料以外的材料被用于各层的情况下，n型缓冲层102也作为空穴势垒层而发挥作用，并且p型缓冲层104也作为电子势垒层而发挥作用。
图3示出了光电转换元件100的I-V特性的示例。从图3可以理解，作为亮电流I1的噪声的暗电流I2远远小于亮电流I1。应当注意，图3例示了当使用图2所示的材料时获得的结果；然而，即使当使用除了图2所例示的材料以外的材料时，也能获得与图3中的结果类似的结果。
在本实施方案中，p-n结面100A被形成在包含半导体纳米颗粒的p型光电转换层103和包含半导体纳米颗粒的n型缓冲层102之间的界面处，并且n型缓冲层102的载流子浓度与膜厚度的乘积大于p型光电转换层103的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于p型光电转换层103中的耗尽区域的厚度被最大化。此时，p型光电转换层103整体是被耗尽的。于是，由于使用半导体纳米颗粒而产生的暗电流的增大能够被抑制到较低水平。结果，能够减少暗电流。
<2.第二实施方案>
图4示出了根据本发明第二实施方案的光电转换元件200的截面构造的示例。例如，光电转换元件200被形成在玻璃基板或半导体基板上。例如，如图4所示，光电转换元件200包括依次层叠的下部电极201、n型缓冲层202、n型光电转换层203、p型缓冲层204和上部电极205。
例如，下部电极201由透明导电材料构成。透明导电材料的示例包括ITO、IZO等。
n型缓冲层202是抑制空穴从下部电极201侧注入到n型光电转换层203的势垒层。例如，n型缓冲层202是具有n型导电类型的层，并且例如，其包含具有n型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，包含于n型缓冲层202中的半导体纳米颗粒由ZnO构成。例如，包含于n型缓冲层202中的半导体纳米颗粒由具有数nm大小的结晶结构的半导体物质构成。例如，包含于n型缓冲层202中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。应当注意，例如，n型缓冲层202可以由体半导体构成。例如，n型缓冲层202可以由TiO2体半导体构成。例如，TiO2体半导体可以通过溅射来形成。
n型光电转换层203吸收从外部入射的光中所包含的预定波长范围的光，并且将所吸收的光转换为信号电荷。例如，n型光电转换层203是具有n型导电类型的层，并且例如，其由包含具有n型电导类型的半导体纳米颗粒的沉积层构成。例如，包含于n型光电转换层203中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于n型光电转换层203中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。
例如，包含于n型光电转换层203中的半导体纳米颗粒包含III-VI族化合物半导体。例如，包含于n型光电转换层203中的III-VI族半导体纳米颗粒包含InAs、InSb或InN。
p型缓冲层204是抑制电子从上部电极205侧注入到n型光电转换层203的势垒层。例如，p型缓冲层204是具有p型导电类型的层。例如，p型缓冲层204包含具有p型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。
例如，包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒包含I-V族、I-III-VI族、I-II-III-VI族或IV-VI族化合物半导体。例如，包含于p型缓冲层204中的I-V族半导体纳米颗粒包含Ag2S或Ag2Se。例如，包含于p型缓冲层204中的I-III-VI族半导体纳米颗粒包含AgInS2、AgInSe2、AgInTe2、CuInS2、CuInSe2或CuInTe2。例如，包含于p型缓冲层204中的I-II-III-VI族半导体纳米颗粒包含ZnCuInS或ZnCuInSe。例如，包含于p型缓冲层204中的IV-VI族半导体纳米颗粒包含有机物(PbS-EDT)。例如，包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒可以是P型氧化物(例如MoOx)的纳米颗粒。
例如，包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒可以包含III-V族化合物半导体。包含于p型缓冲层204中的具有p型导电类型的III-V族半导体纳米颗粒包含与包含于n型光电转换层203中的III-VI族半导体纳米颗粒的材料相同的材料(例如，InAs、InSb或InN)。例如，通过向InAs、InSb或InN中添加Cd、Be、Mg或C或者使Zn进行固相扩散，能够使InAs、InSb或InN的导电类型成为p型导电类型。
例如，上部电极205由具有光反射性的金属膜构成。具有光反射性的金属膜的示例包括厚度约为100nm的金(Au)膜。
在光电转换元件200中，在n型光电转换层203和p型缓冲层204之间的界面处形成有p-n结面200A。此外，在光电转换元件200中，p型缓冲层204的载流子浓度与膜厚度的乘积大于n型光电转换层203的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于n型光电转换层203中的耗尽区域被最大化。此时，n型缓冲层202具有使得n型光电转换层203整体被耗尽的膜厚度。也就是说，在光电转换元件200中，n型光电转换层203整体是被耗尽的；例如，如图4所示，n型光电转换层203整体和p型缓冲层204的靠近p-n结面200A的区域用作耗尽区域200B。
图5示出了光电转换元件200的各层的导带和价带的能量的示例。图5例示了在使用ITO作为下部电极201、使用包含ZnO的半导体纳米颗粒(NP)作为n型缓冲层202、以及使用包含InAs的半导体纳米颗粒(NP)作为n型光电转换层203的情况下的能量。另外，图5也例示了在使用包含CuInS2的半导体纳米颗粒(NP)作为p型缓冲层204、以及使用金膜作为上部电极205的情况下的能量。从图5可以理解，n型缓冲层202发挥空穴势垒层的作用，并且p型缓冲层204发挥电子势垒层的作用。应当注意，各层的材料不限于图5所示的材料；即使在除了图5所例示的材料以外的材料被用于各层的情况下，n型缓冲层202也作为空穴势垒层而发挥作用，并且p型缓冲层204也作为电子势垒层而发挥作用。
图6示出了光电转换元件200的I-V特性的示例。从图6可以理解，作为亮电流I1的噪声的暗电流I2远远小于亮电流I1。应当注意，图6例示了当使用图5所示的材料时获得的结果；然而，即使当使用除了图5所例示的材料以外的材料时，也能够获得与图6中的结果类似的结果。
在本实施方案中，p-n结面200A被形成在包含半导体纳米颗粒的n型光电转换层203和包含半导体纳米颗粒的p型缓冲层204之间的界面处，并且p型缓冲层204的载流子浓度与膜厚度的乘积大于n型光电转换层203的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于n型光电转换层203中的耗尽区域的厚度被最大化。此时，n型光电转换层203整体是被耗尽的。于是，由于使用半导体纳米颗粒而产生的暗电流的增大能够被抑制到较低水平。结果，能够减少暗电流。
在本实施方案中，在p型缓冲层204中所包含的具有p型导电类型的III-V族半导体纳米颗粒包含与n型光电转换层203中所包含的III-VI族半导体纳米颗粒的材料相同的材料的情况下，n型光电转换层203和p型缓冲层204具有同质结结构(homojunctionstructure)，因而导致不会形成朝着结部分(junction part)变尖的不连续部分(尖峰：spike)。结果，电荷难以积存在结部分中，因此，就使得由于促进了再结合因而能够抑制EQE(外部量子效率)的劣化。另外，能够抑制因积存于结部分中的电荷的释放而引起的残像(响应劣化)。
图7示出了在包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒由CuInSe2(实施例1)构成、由PbS-EDT(实施例2)构成、由MoOx(实施例3)构成、不存在(比较例1)、由SPIRO-OMeTAD(比较例2)构成、或者由P3HT(比较例3)构成的情况下各个光电转换元件的构成。图8示出了流过实施例1至3和比较例1至3的光电转换元件的暗电流的测定结果。由图8可以理解，在包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒由CuInSe2、PbS-EDT或MoOx构成的情况下，与未设置有p型缓冲层204的情况或者包含于p型缓冲层204中的半导体纳米颗粒由SPIRO-OMeTAD或P3HT构成的情况相比，能够将流过光电转换元件的暗电流抑制到较低水平。
<3.第三实施方案>
图9示出了根据本发明第三实施方案的光电转换元件300的截面构造的示例。例如，光电转换元件300被形成在玻璃基板或半导体基板上。例如，如图9所示，光电转换元件300包括依次层叠的下部电极301、n型缓冲层302、n型光电转换层303、p型光电转换层304、p型缓冲层305和上部电极306。
例如，下部电极301由透明导电材料构成。透明导电材料的示例包括ITO、IZO等。
n型缓冲层302是抑制空穴从下部电极301侧注入到n型光电转换层303的势垒层。例如，n型缓冲层302是具有n型导电类型的层，并且例如，其包含具有n型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，包含于n型缓冲层302中的半导体纳米颗粒由ZnO构成。例如，包含于n型缓冲层302中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于n型缓冲层302中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。应当注意，例如，n型缓冲层302可以由体半导体构成。例如，n型缓冲层302可以由TiO2体半导体构成。例如，TiO2体半导体可以通过溅射来形成。
n型光电转换层303吸收从外部入射的光中所包含的预定波长范围的光，并且将所吸收的光转换为信号电荷。例如，n型光电转换层303是具有n型导电类型的层，并且例如，其由包含具有n型电导类型的半导体纳米颗粒的沉积层构成。例如，包含于n型光电转换层303中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于n型光电转换层303中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。
例如，包含于n型光电转换层303中的半导体纳米颗粒包含III-V族或IV-VI族化合物半导体。例如，包含于n型光电转换层303中的III-V族半导体纳米颗粒包含InAs、InSb或InN。例如，包含于n型光电转换层303中的IV-VI族半导体纳米颗粒包含SnSe或SnTe。
p型光电转换层304吸收从外部入射的光中所包含的预定波长范围的光，并且将所吸收的光转换为信号电荷。例如，p型光电转换层304是具有p型导电类型的层。例如，p型光电转换层304包含具有p型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，包含于p型光电转换层304中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于p型光电转换层304中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。
例如，包含于p型光电转换层304中的半导体纳米颗粒包含I-VI族或I-III-VI族化合物半导体。例如，包含于p型光电转换层304中的I-VI族半导体纳米颗粒包含Ag2S、Ag2Se或Ag2Te。例如，包含于p型光电转换层304中的I-III-VI族半导体纳米颗粒包含CuInSe2、CuInTe2、AgInSe2或AgInTe2。
例如，包含于p型光电转换层304中的半导体纳米颗粒可以包含具有p型导电类型的III-V族化合物半导体。例如，包含于p型光电转换层304中的具有p型导电类型的III-V族半导体纳米颗粒包含与包含于n型光电转换层303中的III-VI族半导体纳米颗粒的材料相同的材料(例如，InAs、InSb或InN)。例如，通过向InAs、InSb或InN中添加Cd、Be、Mg或C或者使Zn进行固相扩散，能够使InAs、InSb或InN的导电类型成为p型导电类型。
p型缓冲层305是抑制电子从上部电极306侧注入到p型光电转换层304的势垒层。例如，p型缓冲层305是具有p型导电类型的层。例如，p型缓冲层305包含具有p型导电类型的半导体纳米颗粒。例如，包含于p型缓冲层305中的半导体纳米颗粒是具有数nm大小的结晶结构的半导体物质。例如，包含于p型缓冲层305中的半导体纳米颗粒可以是具有量子限域效应的半导体量子点。应当注意，例如，p型缓冲层305可以由体半导体构成。
例如，上部电极306由具有光反射性的金属膜构成。具有光反射性的金属膜的示例包括厚度约为100nm的金(Au)膜。
在光电转换元件300中，在n型光电转换层303和p型光电转换层304之间的界面处形成有p-n结面300A。此外，在光电转换元件300中，n型光电转换层303的载流子浓度与膜厚度的乘积大于p型光电转换层304的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于n型光电转换层303中的耗尽区域被最大化。此外，在光电转换元件300中，p型光电转换层304的载流子浓度与膜厚度的乘积大于n型光电转换层303的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于p型光电转换层304中的耗尽区域被最大化。此时，n型缓冲层302具有使得n型光电转换层303和p型光电转换层304整体被耗尽的膜厚度。也就是说，在光电转换元件300中，n型光电转换层303和p型光电转换层304整体是被耗尽的；例如，如图9所示，n型光电转换层303和p型光电转换区304整体被用作耗尽区域300B。
图10示出了光电转换元件300的各层的导带和价带的能量的示例。图10例示了在使用ITO作为下部电极301、使用包含ZnO的半导体纳米颗粒(NP)作为n型缓冲层302、以及使用包含InAs的半导体纳米颗粒(NP)作为n型光电转换层303的情况下的能量。另外，图10也例示了在使用包含Ag2Te的半导体纳米颗粒(NP)作为p型光电转换层304、使用包含有机物(Ag2Te-EDT)的半导体纳米颗粒(NP)作为p型缓冲层305、以及使用金膜作为上部电极306的情况下的能量。从图10可以理解，n型缓冲层302发挥空穴势垒层的作用，并且p型缓冲层305发挥电子势垒层的作用。应当注意，各层的材料不限于图10所示的材料；即使在除了图10所例示的材料以外的材料被用于各层的情况下，n型缓冲层302也作为空穴势垒层而发挥作用，并且p型缓冲层305也作为电子势垒层而发挥作用。
图11示出了光电转换元件300的I-V特性的示例。从图11可以理解，作为亮电流I1的噪声的暗电流I2远远小于亮电流I1。应当注意，图11例示了当使用图10所示的材料时获得的结果；然而，即使在使用除了图10所例示的材料以外的材料的情况下，也能够获得与图11中的结果类似的结果。
在本实施方案中，p-n结面300A被形成在包含半导体纳米颗粒的n型光电转换层303和包含半导体纳米颗粒的p型光电转换层304之间的界面处。此外，在光电转换元件300中，n型光电转换层303的载流子浓度与膜厚度的乘积大于p型光电转换层304的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于n型光电转换层303中的耗尽区域被最大化。此外，在光电转换元件300中，p型光电转换层304的载流子浓度与膜厚度的乘积大于n型光电转换层303的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于p型光电转换层304中的耗尽区域被最大化。此时，n型光电转换层303和p型光电转换层304整体是被耗尽的。于是，由于使用半导体纳米颗粒而产生的暗电流的增大能够被抑制到较低水平。结果，能够减少暗电流。应当注意，即使在p型光电转换层304中的靠近p型缓冲层305的部分没有被完全耗尽的情况下，也可预期能够减少暗电流的效果。
在本实施方案中，包含于p型光电转换层304中的具有p型导电类型的III-V族半导体纳米颗粒包含与包含于n型光电转换层303中的III-VI族半导体纳米颗粒的材料相同的材料的情况下，n型光电转换层303和p型光电转换层304具有同质结结构，因而导致不会形成朝着结部分变尖的不连续部分(尖峰)。结果，电荷难以积存在结部分中，就使得由于促进了再结合因而能够抑制EQE的劣化。另外，能够抑制由于积存在结部分中的电荷的释放而引起的残像(afterimage)(响应劣化)。
应当注意，在本实施方案中，光电转换元件300也可以仅满足下列两个条件中的任一者就足够了：
(A)n型光电转换层303的载流子浓度与膜厚度的乘积大于p型光电转换层304的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于n型光电转换层303中的耗尽区域被最大化；以及
(B)在光电转换元件300中，p型光电转换层304的载流子浓度与膜厚度的乘积大于n型光电转换层303的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，而且，形成于p型光电转换层304中的耗尽区域被最大化。
即使在这种情况下，n型光电转换层303和p型光电转换层304中的任一者整体是被耗尽的，并且n型光电转换层303和p型光电转换层304中的任一者整体被用作耗尽区域300B。结果，可预期能够降少暗电流的效果。
<4.第四实施方案>
图12示出了根据本发明第四实施方案的固态摄像元件1的示意性构造的示例。固态摄像元件1包括像素阵列部10A，在像素阵列部10A中以矩阵状布置有多个像素11。像素阵列部10A被形成在像素基板10中。在像素基板10的外缘处设置有不存在像素11的边缘部10B。固态摄像元件1包括用于处理像素信号的逻辑电路20。例如，逻辑电路20包括垂直驱动电路21、列信号处理电路22、水平驱动电路23和系统控制电路24。逻辑电路20基于从各个像素11获得的像素信号生成输出电压，并且将所生成的输出电压输出到外部。
例如，垂直驱动电路21对于多个像素11按照每个预定的单位像素行执行依次选择。“预定的单位像素行”是指能够通过同一地址选择像素的像素行。例如，列信号处理电路22对从由垂直驱动电路21选择的行中的各个像素11输出的像素信号实施相关双采样(correlated double sampling：CDS)处理。例如，列信号处理电路22通过实施CDS处理，提取像素信号的信号电平，并且保持与各个像素11的接收光量对应的像素数据。例如，列信号处理电路22包括对应于各数据输出线VSL的列信号处理部。例如，列信号处理部包括单斜率A/D转换器。例如，单斜率A/D转换器包括比较器和计数器电路。例如，水平驱动电路23将保持于列信号处理电路22中的像素数据依次输出到外部。例如，系统控制电路24控制逻辑电路20中的各个块(垂直驱动电路21、列信号处理电路22和水平驱动电路23)的驱动。
例如，如图13所示，像素11包括把具有不同的波长选择性的三个光电转换元件110、120和130层叠起来的层叠型光电转换元件。也就是说，固态摄像元件1对应于各像素11而具有上述层叠型光电转换元件。例如，像素11还在与上述层叠型光电转换元件相对的位置处包括芯片上透镜(on-chip lens)160。也就是说，固态摄像元件1对应于各像素11而具有芯片上透镜160。
光电转换元件110相当于分别根据第一至第三实施方案的光电转换元件100、200和300。例如，光电转换元件110被形成在半导体基板140上的绝缘层(绝缘层115和116以及保护层117)中，并且例如是通过从半导体基板140侧依次层叠电极111、光电转换层112和电极113来予以构成的。例如，半导体基板140由硅基板构成。例如，光电转换元件110还包括用于累积电荷的电极(累积电极114)，该电极被设置得在与电极111处于同一层的层中与电极111相邻。在电极111和累积电极114之间设置有绝缘层116。
累积电极114是用于将光电转换层112中所产生的电荷累积在光电转换层112中的电极。累积电极114被布置得隔着绝缘层116与光电转换层112相对。电极111及累积电极114被绝缘层115和116覆盖，并且电极111经由绝缘层116的开口与光电转换层112接触。电极113被布置在隔着光电转换层112及绝缘层116与电极111及累积电极114相对的位置处。例如，电极113是被形成得与光电转换层112的表面及绝缘层116的表面接触的固体膜，并且是由与相邻像素11的电极113公共的层构成的。
例如，光电转换元件110包括吸收绿色光(495nm以上且570nm以下的范围内的波长频带的光)的光电转换层112并且对绿色光具有灵敏度。例如，光电转换层112由吸收绿色光的半导体纳米颗粒的沉积层构成。例如，绝缘层115和116以及保护层117分别由SiO2或SiN等构成。例如，电极111和113分别由透明导电材料构成。透明导电材料的示例包括ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)等。
例如，光电转换元件110经由设置于半导体基板140中的接触孔153等与设置于半导体基板140的背面处的配线156连接。配线156将光电转换元件110的电极111与用于光电转换元件110的像素电路12(例如，像素电路12中的放大晶体管的栅极电极157)电气连接起来。
例如，光电转换元件120和130被形成在半导体基板140中。例如，光电转换元件120包括：在半导体基板140的正面附近形成的作为光电转换层的n型半导体区域141。例如，光电转换元件120包括吸收蓝色光(425nm以上且495nm以下的范围内的波长频带的光)的n型半导体区域141并且对蓝色光具有灵敏度。例如，光电转换元件120经由设置于半导体基板140中的传输晶体管与设置于半导体基板140的背面处的配线连接。该配线将n型半导体区域141与用于光电转换元件120的像素电路12电气连接起来。应当注意，图13例示了与光电转换元件120电气连接的传输晶体管的栅极电极158。
例如，光电转换元件130包括作为光电转换层的n型半导体区域142，该n型半导体区域142被形成在半导体基板140中的比n型半导体区域141更深的区域中。例如，光电转换元件130包括吸收红色光(620nm以上且750nm以下的范围内的波长频带的光)的n型半导体区域142并且对红色光具有灵敏度。例如，光电转换元件130经由设置于半导体基板140中的传输晶体管与设置于半导体基板140的背面处的配线连接。该配线将n型半导体区域142与用于光电转换元件130的像素电路12(例如，像素电路12中的放大晶体管的栅极电极159)电气连接起来。
半导体基板140还包括：在n型半导体区域141和半导体基板140的正面之间的p+层145。p+层145抑制暗电流的产生。半导体基板140还包括：在n型半导体区域141和n型半导体区域142之间的p+层143。p+层143还围绕n型半导体区域142的侧面的一部分(例如，栅极电极158附近)。p+层143将n型半导体区域141与n型半导体区域142彼此分隔。半导体基板140还包括：在半导体基板140的背面附近的p+层144。p+层144抑制暗电流的产生。绝缘膜154被设置在半导体基板140的背面上，并且HfO2膜151和绝缘膜152被层叠在半导体基板140的正面上。HfO2膜151是具有负的固定电荷的膜；通过设置这种膜，能够抑制暗电流的产生。例如，在半导体基板140的背面上，形成有将光电转换元件110、120和130与像素电路12电气连接起来的配线以及覆盖像素电路12等的绝缘层155。
关于光电转换元件110、120和130在沉积方向上的布置顺序，优选的是沿着光入射方向(从芯片上透镜160侧开始)的光电转换元件110、光电转换元件120和光电转换元件130这个顺序。这样做的原因之一是，较短波长的光在入射面侧能够以良好的效率被吸收。红色是三种颜色之中波长最长的；因此，优选地，从光入射面观察时让光电转换元件130位于最下层处。这些光电转换元件110、120和130的层叠结构构成一个层叠型光电转换元件。
图14示出了像素11(具体地，光电转换元件110)及其周边的电路构造的示例。图15示出了图14所示的光电转换元件110的展开立体构成的示例。图16示出了像素11(具体地，光电转换元件120)及其周边的电路构造的示例。图17示出了像素11(具体地，光电转换元件130)及其周边的电路构造的示例。
如上所述，各像素11具有其中层叠有光电转换元件110、120和130的结构，并且多个像素11以矩阵状布置在像素阵列部10A中。因此，多个光电转换元件110以矩阵状布置在像素阵列部10A的更靠近光入射面的层中，并且多个光电转换元件130以矩阵状布置在像素阵列部10A的更靠近与光入射面相反的一侧处的表面的层中。此外，在像素阵列部10A中，多个光电转换元件120以矩阵状布置在其中布置有多个光电转换元件110的层和其中布置有多个光电变换元件130的层之间的层中。
固态摄像元件1包括多个像素电路12、多条驱动配线VOA和多条数据输出线VSL(VSL1、VSL2和VSL3)。像素电路12输出基于从像素11输出的电荷的像素信号。驱动配线VOA是用于施加对累积于像素11中的电荷的输出进行控制的控制信号的配线，并且例如，在行方向Dr上延伸。数据输出线VSL(VSL1、VSL2和VSL3)是用于将从各像素电路12输出的像素信号输出到逻辑电路20的配线，并且例如，在列方向Dc上延伸。
像素电路12G连接至各光电转换元件110(具体地，电极111)。像素电路12B经由传输晶体管TR2连接至各光电转换元件120。像素电路12R经由传输晶体管TR3连接至各光电转换元件130。在下文中，为了方便起见，在某些情况下，光电转换元件110可以被称为光电转换部11G。另外，在某些情况下，包括光电转换元件120和传输晶体管TR2在内的电路可以被称为光电转换部11B。另外，在某些情况下，包括光电转换元件130和传输晶体管TR3在内的电路可以被称为光电转换部11R。
例如，如图14所示，像素电路12G包括浮动扩散部FD1、复位晶体管RST1、选择晶体管SEL1和放大晶体管AMP1。浮动扩散部FD1暂时保持从光电转换部11G输出的电荷。复位晶体管RST1的源极连接至浮动扩散部FD1，并且复位晶体管RST1的漏极连接至电源线VDD和放大晶体管AMP1的漏极。复位晶体管RST1的栅极经由控制线(未图示)连接至垂直驱动电路21。放大晶体管AMP1的源极连接至选择晶体管SEL1的漏极，并且放大晶体管AMP1的栅极连接至浮动扩散部FD1。选择晶体管SEL1的源极经由数据输出线VSL1连接至列信号处理电路22，并且选择晶体管SEL1的栅极经由控制线(未图示)连接至垂直驱动电路21。光电转换部11G的累积电极114经由驱动配线VOA连接至垂直驱动电路21。光电转换部11G的电极113经由驱动配线VOU连接至垂直驱动电路21。
例如，如图16所示，像素电路12B包括浮动扩散部FD2、复位晶体管RST2、选择晶体管SEL2和放大晶体管AMP2。浮动扩散部FD2暂时保持从光电转换部11B输出的电荷。复位晶体管RST2的源极连接至浮动扩散部FD2，并且复位晶体管RST2的漏极连接至电源线VDD和放大晶体管AMP2的漏极。复位晶体管RST2的栅极经由控制线(未图示)连接至垂直驱动电路21。放大晶体管AMP2的源极连接至选择晶体管SEL2的漏极，并且放大晶体管AMP2的栅极连接至浮动扩散部FD2。选择晶体管SEL2的源极经由数据输出线VSL2连接至列信号处理电路22，并且选择晶体管SEL2的栅极经由控制线(未图示)连接至垂直驱动电路21。
例如，如图17所示，像素电路12R包括浮动扩散部FD3、复位晶体管RST3、选择晶体管SEL3和放大晶体管AMP3。浮动扩散部FD3暂时保持从光电转换部11R输出的电荷。复位晶体管RST3的源极连接至浮动扩散部FD3，并且复位晶体管RST3的漏极连接至电源线VDD和放大晶体管AMP3的漏极。复位晶体管RST3的栅极经由控制线(未图示)连接至垂直驱动电路21。放大晶体管AMP3的源极连接至选择晶体管SEL3的漏极，并且放大晶体管AMP3的栅极连接至浮动扩散部FD3。选择晶体管SEL3的源极经由数据输出线VSL3连接至列信号处理电路22，并且选择晶体管SEL3的栅极经由控制线(未图示)连接至垂直驱动电路21。
复位晶体管RST1用于将浮动扩散部FD1的电位复位到预定电位。当复位晶体管RST1进入导通状态时，浮动扩散部FD1的电位被复位到电源线VDD的电位。选择晶体管SEL1控制来自像素电路12的像素信号的输出时序。放大晶体管AMP1生成与保持在浮动扩散部FD1中的电荷的电平对应的电压的信号，以作为像素信号。放大晶体管AMP1构成源极随耦型放大器，并且输出与光电转换部11G中所生成的电荷的电平对应的电压的像素信号。当选择晶体管SEL1进入导通状态时，放大晶体管AMP1放大浮动扩散部FD1的电位，并且将与该电位对应的电压经由数据输出线VSL1输出到列信号处理电路22。例如，复位晶体管RST1、放大晶体管AMP1和选择晶体管SEL1都是NMOS晶体管。
当传输晶体管TR2进入导通状态时，传输晶体管TR2将光电转换部11B中的电荷传输到浮动扩散部FD2。复位晶体管RST2用于将浮动扩散部FD2的电位复位到预定电位。当复位晶体管RST2进入导通状态时，浮动扩散部FD2的电位被复位到电源线VDD的电位。选择晶体管SEL2控制来自像素电路12的像素信号的输出时序。放大晶体管AMP2生成与保持在浮动扩散部FD2中的电荷的电平对应的电压的信号，以作为像素信号。放大晶体管AMP2构成源极随耦型放大器，并且输出与光电转换部11B中所生成的电荷的电平对应的电压的像素信号。当选择晶体管SEL2进入导通状态时，放大晶体管AMP2放大浮动扩散部FD2的电位，并且将与该电位对应的电压经由数据输出线VSL2输出到列信号处理电路22。例如，传输晶体管TR2、复位晶体管RST2、放大晶体管AMP2和选择晶体管SEL2都是NMOS晶体管。
当传输晶体管TR3进入导通状态时，传输晶体管TR3将光电转换部11R中的电荷传输到浮动扩散部FD3。复位晶体管RST3用于将浮动扩散部FD3的电位复位到预定电位。当复位晶体管RST3进入导通状态时，浮动扩散部FD3的电位被复位到电源线VDD的电位。选择晶体管SEL3控制来自像素电路12的像素信号的输出时序。放大晶体管AMP3生成与保持在浮动扩散部FD3中的电荷的电平对应的电压的信号，以作为像素信号。放大晶体管AMP3构成源极随耦型放大器，并且输出与光电转换部11R中所生成的电荷的电平对应的电压的像素信号。当选择晶体管SEL3进入导通状态时，放大晶体管AMP3放大浮动扩散部FD3的电位，并且将与该电位对应的电压经由数据输出线VSL3输出到列信号处理电路22。例如，传输晶体管TR3、复位晶体管RST3、放大晶体管AMP3和选择晶体管SEL3都是NMOS晶体管。
例如，多个像素电路12被形成在半导体基板140的背面上。设置于固态摄像元件1中的多个像素电路12包括：分别被分配给光电转换部11G的多个像素电路12G；分别被分配给光电转换部11B的多个像素电路12B；以及分别被分配给光电转换部11R的多个像素电路12R。像素电路12G输出基于从具有预定的波长选择性的光电转换部11G输出的电荷的像素信号。像素电路12B输出基于从具有预定的波长选择性的光电转换部11B输出的电荷的像素信号。像素电路12R输出基于从具有预定的波长选择性的光电转换部11R输出的电荷的像素信号。
在本实施方案中，使用了根据前述第一至第三实施方案的光电转换元件100、200和300。这使得减少了作为噪声的暗电流，因而能够提高所摄取图像的质量。
<5.第一实施方案的变形例>
在第一实施方案中，固态摄像元件1由无Pb材料构成。然而，在第一实施方案的变形例中，p型光电转换层103可以由具有p型导电类型的PbS-PbIx半导体纳米颗粒构成。即使在这种情况下，同样地，p型光电转换层103整体也是被耗尽的。于是，由于使用半导体纳米颗粒而产生的暗电流的增大能够被抑制到较低水平。结果，能够减少暗电流。
<6.第四实施方案的变形例>
图18示出了根据第四实施方案的固态摄像元件1的示意性构造的变形例。在第四实施方案中，在固态摄像元件1中设置有累积电极114。然而，在根据第四实施方案的变形例的固态摄像元件1中，如图18所示，例如，可以省去累积电极114。即使在这种情况下，也与第四实施方案一样，由于使用根据前述第一至第三实施方案的光电转换元件100、200和300因而实现了减少暗电流的效果，所以能够提高所摄取图像的质量。
<7.适用例>
图19示出了包括根据前述第三实施方案的固态摄像元件1的摄像系统2的示意性构造的示例。例如，摄像系统2包括光学系统220、快门装置230、固态摄像元件1、信号处理电路240和显示部250。
光学系统220使来自被摄体的成像光(入射光)在固态摄像元件1的摄像面上成像。快门装置230被布置在光学系统220和固态摄像元件1之间，并且控制对固态摄像元件的光照射期间和遮光期间。固态摄像元件1接收入射至固态摄像元件1的成像光(入射光)，并且将与所接收到的成像光(入射光)对应的像素信号输出到信号处理电路240。信号处理电路240处理从固态摄像元件1输入过来的图像信号以生成影像数据。信号处理电路240还生成与所生成的影像数据对应的影像信号，以将所生成的影像信号输出到显示部250。显示部250显示基于从信号处理电路240输入过来的影像信号的影像。
在本适用例中，固态摄像元件1被应用于摄像系统2中。这就能够向摄像系统2提供高质量的所摄取图像。
<8.应用例>
[应用例1]
根据本发明的技术(本技术)可应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为安装在诸如汽车、电动汽车、油电混合动力汽车、自动二轮车、自行车、个人机动载具、飞机、无人飞行器、船舶或机器人等任何类型的移动体上的装置。
图20是车辆控制系统的示意性构造示例的框图，该车辆控制系统作为根据本发明的技术可以适用的移动体控制系统的一个示例。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001相互连接的多个电子控制单元。在图20所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到诸如下列等各种设备的控制装置的作用：诸如内燃机、驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置；用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆制动力的制动装置。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制配备于车身上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到诸如下列等各种设备的控制装置的作用：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或者诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、雾灯等各种灯。在这种情况下，可以向车身系统控制单元12020输入从代替钥匙的便携装置发出的无线电波或来自各种开关的信号。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测搭载有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030连接有摄像部12031。车外信息检测单元12030致使摄像部12031摄取车辆外部的图像，并接收所摄取的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行诸如人、车、障碍物、标志、路面上的文字等物体的物体检测处理或距该物体的距离的距离检测处理。
摄像部12031是接收光并且输出与所接收到的光的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031可以将电气信号作为图像而输出，或者可以将电气信号作为测距信息而输出。另外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接有用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041。例如，驾驶员状态检测部12041包括对驾驶员进行摄像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入过来的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算出驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专注程度，或者可以判别出驾驶员是否在打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆外部或内部的信息，微型计算机12051可以计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现ADAS(高级驾驶员辅助系统：advanced driver assistance system)的功能的协调控制，该ADAS的功能包括车辆的碰撞规避或冲击减缓、基于车间距离的追随行驶、车辆定速行驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。
另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆外部或内部的信息，微型计算机12051可以通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，来执行旨在实现使车辆无需驾驶员的操作就能自主行驶的自动驾驶等的协调控制。
另外，基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息，微型计算机12051可以将控制指令输出到车身系统控制单元12020。例如，根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或迎面来车的位置，微型计算机12051可以执行例如通过控制前照灯使其从远光切换为近光从而实现防眩目的的协调控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中至少一者的输出信号发送到能够在视觉上或听觉上把信息通知给车辆乘员或车辆外部的输出装置。在图20所示的示例中，作为输出装置，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括板载显示器和抬头显示器中的至少一者。
图21是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图21中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被布置在车辆12100的诸如前保险杠、侧视镜、后保险杠、后备箱门以及车厢内挡风玻璃的上部等位置处。设置于前保险杠处的摄像部12101和设置于车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置于车厢内挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号灯、交通标志、车道等。
顺便提及，图21示出了摄像部12101至12104的拍摄范围的示例。拍摄范围12111表示设置于前保险杠处的摄像部12101的拍摄范围。拍摄范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的拍摄范围。拍摄范围12114表示设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的拍摄范围。例如，通过把由摄像部12101至12104摄取的图像数据叠加，可以获得车辆12100的从上方观看的俯瞰图像。
摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有相位差检测用像素的摄像元件。
例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以求出与拍摄范围12111至12114内的各立体物相距的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而可以将如下立体物作为前车提取出来：其尤其是车辆12100的行驶路径上的最接近的立体物，并且是在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的立体物。此外，微型计算机12051可以设定关于前车的近前应当预先确保的车间距离，并且可以执行自动制动控制(包括追随停止控制)、自动加速控制(包括追随启动控制)等。因此，能够执行旨在实现使车辆无需驾驶员的操作就能够自主行驶的自动驾驶等的协调控制。
例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以将立体物的立体物数据分类为两轮车、普通汽车、大型车辆、行人、电线杆和其他立体物的立体物数据，提取分类后的立体物数据，并且使用所提取的立体物数据来自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员可以在视觉上识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断表示与各障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险等于或大于设定值并且有可能发生碰撞的情形下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员发出警告，或者经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或规避转向。因此，微型计算机12051可以提供用于规避碰撞的驾驶辅助。
摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判定在摄像部12101至12104的所摄取图像中是否存在行人来识别行人。例如，这种对行人的识别是通过如下的过程来执行的：从作为红外相机的摄像部12101至12104的所摄取图像中提取特征点的过程；以及对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来判别该物体是否为行人的过程。当微型计算机12051判定在摄像部12101至12104的所摄取图像中存在行人，并由此识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062使其在所识别出来的行人上叠加地显示用于强调的方形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使其在所期望位置处显示出用于表示行人的图标等。
上面已经说明了根据本发明实施方案的技术可以适用的移动体控制系统的一个示例。根据本发明实施方案的技术可以适用于上面说明的构造之中的摄像部12031。具体地，固态摄像元件1可适用于摄像部12031。通过将根据本发明的技术应用于摄像部12031，获得了高质量的所摄取图像，因而在移动体控制系统中能够利用所摄取图像来执行高精度的控制。
[应用例2]
图22是示出了根据本发明的技术(本技术)可以适用的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
在图22中，示出了其中手术医师(医生)11131使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如该图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、诸如气腹管11111和能量处置器械11112等其他手术器械11110、用于支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、以及搭载有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括：镜筒11101，该镜筒的从其前端算起具有预定长度的区域被插入患者11132的体腔内；和相机头11102，其连接到镜筒11101的基端。在该图所示的示例中，内窥镜11100被示出为包括具有硬性镜筒11101的硬性镜。然而，内窥镜11100也可以包括具有软性镜筒11101的软性镜。
镜筒11101在其前端处具有开口部，物镜嵌入到该开口部中。光源装置11203连接到内窥镜11100，使得由光源装置11203生成的光通过在镜筒11101内部延伸的光导件而被引导到该镜筒的前端，并且经由物镜朝着患者11132的体腔内的观察对象进行照射。应当注意，内窥镜11100可以是直视镜，或者可以是斜视镜或侧视镜。
在相机头11102的内部设置有光学系统和摄像元件，使得来自观察对象的反射光(观察光)通过该光学系统会聚到该摄像元件上。由该摄像元件对观察光进行光电转换，以生成与观察光对应的电气信号，即，与观察像对应的图像信号。该图像信号作为RAW(原始)数据被传送到相机控制单元(CCU：camera control unit)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU：central processing unit)或图形处理单元(GPU：graphics processing unit)等，并且综合地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自相机头11102的图像信号，并且例如对该图像信号实施诸如显像处理(去马赛克处理)等用于显示出基于该图像信号的图像的各种图像处理。
在CCU 11201的控制下，显示装置11202在该显示装置上显示出基于已经由CCU11201实施了图像处理后的图像信号的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED：light emitting diode)等光源，并且把对手术区域等进行摄像时的照射光供给到内窥镜11100。
输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。用户可以通过输入装置11204向内窥镜手术系统11000输入各种信息或指令。例如，用户可以输入用于变更内窥镜11100的摄像条件(照射光的种类、倍率、焦距等)的指令等。
处置器械控制装置11205控制用于组织的烧灼和切开、血管的密封等的能量处置器械11112的驱动。气腹装置11206通过气腹管11111向患者11132的体腔内注入气体以使该体腔膨胀，以便确保内窥镜11100的视野且确保手术医师的作业空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像或图表等各种形式打印与手术有关的各种信息的装置。
应当注意，例如，用于把当对手术区域进行摄像时的照射光供给到内窥镜11100的光源装置11203可以包括由LED、激光光源或它们的组合构成的白色光源。在白色光源由红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合构成的情况下，由于可以针对各种颜色(各种波长)的输出强度和输出时序进行高精度地控制，因此可以通过光源装置11203来执行所摄取图像的白平衡调整。此外，在这种情况下，如果来自RGB激光光源各者的激光以时分的方式(time-divisionally)照射到观察对象上，并且与照射时序同步地控制相机头11102的摄像元件的驱动。那么，就能够以时分的方式拍摄出分别对应于R、G和B的图像。根据该方法，即使没有在各摄像元件上设置有彩色滤光片，也可以获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203的驱动，使得所要输出的光的强度每隔预定时间发生变化。通过与光的强度的变化时序同步地控制相机头11102的摄像元件的驱动，以时分的方式获取图像并且合成这些图像，就可以生成不存在曝光不足的暗影或曝光过度的高亮的高动态范围图像。
此外，光源装置11203可以被构造成能够提供用于特殊光观察的预定波长带域的光。在特殊光观察中，执行如下的窄带域光观察(窄带域成像)：例如，利用身体组织中的光吸收的波长依赖性，通过照射与普通观察时的照射光(即，白光)相比具有窄带域的光，对诸如粘膜表层的血管等预定组织以高对比度进行摄像。可替代地，在特殊光观察中，可以执行利用通过照射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在该荧光观察中，能够通过向身体组织照射激发光来对来自该身体组织的荧光进行观察(自身荧光观察)，或者通过将诸如吲哚菁绿(ICG：indocyanine green)等试剂局部注射到身体组织中并且用与该试剂的荧光波长对应的激发光照射该身体组织来获得荧光图像。光源装置11203可以被构造成能够提供与上述特殊光观察对应的这种窄带域光和/或激发光。
图23是示出图22所示的相机头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
相机头11102包括透镜部11401、摄像部11402、驱动部11403、通信部11404和相机头控制部11405。CCU 11201包括通信部11411、图像处理部11412和控制部11413。相机头11102和CCU 11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接起来。
透镜部11401是设置在与镜筒11101的连接部位处的光学系统。从镜筒11101的前端摄入的观察光被引导到相机头11102，并且入射到透镜部11401内。透镜部11401包括包含变焦透镜和聚焦透镜在内的多个透镜的组合。
摄像部11402包含摄像元件。摄像部11402所包含的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或者多个(多板型)。在摄像部11402被构造成多板型的情况下，例如，由各摄像元件生成与RGB各者对应的图像信号，并且可以将这些图像信号合成，以获得彩色图像。摄像部11402还可以被构造为具有一对摄像元件，该一对摄像元件分别获取用于3D(三维)显示的右眼用图像信号和左眼用图像信号。通过进行3D显示，手术医师11131可以更加准确地把握手术区域中的生物组织的深度。应当注意，在摄像部11402被构造成多板型的情况下，与各摄像元件对应地设置有多个系统的透镜部11401。
此外，摄像部11402并非必须设置在相机头11102中。例如，摄像部11402可以设置在镜筒11101内部且紧跟在物镜的后方。
驱动部11403包括致动器，并且在相机头控制部11405的控制下使透镜部11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。于是，可以适宜地调整摄像部11402的所摄取图像的倍率和焦点。
通信部11404包括用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU 11201接收各种信息的通信装置。通信部11404将从摄像部11402获取的图像信号作为RAW数据经由传输线缆11400发送到CCU 11201。
另外，通信部11404从CCU 11201接收用于控制相机头11102的驱动的控制信号，且将该控制信号供给到相机头控制部11405。例如，控制信号包括如下的与摄像条件有关的信息：用于指定所摄取图像的帧速率的信息；用于指定摄像时的曝光值的信息；和/或用于指定所摄取图像的倍率及焦点的信息等。
应当注意，上述的诸如帧速率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由用户适当地指定，或者可以基于所获取的图像信号由CCU 11201的控制部11413自动设定。在后一种情况下，在内窥镜11100中搭载有自动曝光(AE：auto exposure)功能、自动对焦(AF：autofocus)功能和自动白平衡(AWB：auto white balance)功能。
相机头控制部11405基于经由通信部11404接收到的来自CCU 11201的控制信号来控制相机头11102的驱动。
通信部11411包括用于向相机头11102发送各种信息和从相机头11102接收各种信息的通信装置。通信部11411接收从相机头11102经由传输线缆11400传输过来的图像信号。
此外，通信部11411将用于控制相机头11102的驱动的控制信号发送到相机头11102。图像信号和控制信号可以通过电气通信或光通信等予以传输。
图像处理部11412对从相机头11102传输过来的作为RAW数据的图像信号执行各种图像处理。
控制部11413执行与利用内窥镜11100对手术区域等的摄像以及通过对手术区域等的摄像而获得的所摄取图像的显示有关的各种控制。例如，控制部11413生成用于控制相机头11102的驱动的控制信号。
此外，基于已经由图像处理部11412执行了图像处理后的图像信号，控制部11413控制显示装置11202使其显示出反映了手术区域等的所摄取图像。由此，控制部11413可以使用各种图像识别技术来识别所摄取图像内的各种物体。例如，控制部11413可以通过检测所摄取图像中包含的物体的边缘形状或颜色等，来识别诸如钳子等手术器械、特定生物部位、出血、当使用能量处置器械11112时的薄雾等。当控制部11413控制显示装置11202使其显示出所摄取图像时，控制部11413可以利用识别结果在手术区域的图像上叠加地显示各种手术辅助信息。当手术辅助信息被叠加地显示并被呈现给手术医师11131时，可以减轻手术医师11131的负担，并且手术医师11131可以可靠地进行手术。
将相机头11102和CCU 11201彼此连接起来的传输线缆11400是用于电气信号通信的电气信号线缆、用于光通信的光纤、或者用于电气通信及光通信两者的复合线缆。
这里，在所图示的示例中，尽管通过使用传输线缆11400以有线通信的方式来执行通信，但相机头11102和CCU 11201之间的通信也可以通过无线通信来执行。
上面已经说明了根据本发明实施方案的技术可适用的内窥镜手术系统的一个示例。根据本发明实施方案的技术可应用于上述构造之中的设置在内窥镜11100的相机头11102中的摄像部11402。将根据本发明实施方案的技术应用于摄像部11402，就能够获得高质量的所摄取图像，从而提供高质量的内窥镜11100。
在上文中已经参照实施方案及其变形例、适用例和应用例给出了说明；然而，本发明不限于实施方案等，并且可以以多种方式进行变形。应当注意，这里所述的效果仅仅是示例性的。本发明的效果不限于本文所记载的那些效果。本发明还可以具有本文所记载的效果以外的效果。
另外，本发明还可以具有以下技术方案。
(1)一种固态摄像元件，包括：
光电转换层，其包含第一半导体纳米颗粒；和
缓冲层，其包含第二半导体纳米颗粒，
其中，在所述光电转换层和所述缓冲层之间的界面处形成有p-n结面，
所述缓冲层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且
形成于所述光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
(2)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换层整体是被耗尽的。
(3)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换层包括具有p型导电类型的层，
所述缓冲层包括具有n型导电类型的层，
所述第一半导体纳米颗粒包含I-VI族、I-III-VI族或I-V-VI族化合物半导体，并且
所述第二半导体纳米颗粒包含II-VI族、IV-VI族或III-V族化合物半导体。
(4)根据(3)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含Ag2Se或Ag2Te。
(5)根据(3)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含CuInSe2、CuInTe2、AgInSe2或AgInTe2。
(6)根据(3)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含AgBiS2、AgBiSe2或AgBiTe2。
(7)根据(3)至(6)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含ZnO、ZnS或ZnSe。
(8)根据(3)至(6)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含TiO2。
(9)根据(3)至(6)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含InP、InAs或InN。
(10)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换层包括具有n型导电类型的层，
所述缓冲层包括具有p型导电类型的层，
所述第一半导体纳米颗粒包含III-VI族化合物半导体，并且
所述第二半导体纳米颗粒包含I-V族、I-III-VI族、I-II-III-VI族或IV-VI族化合物半导体、P型氧化物、或者具有P型导电类型的III-V族化合物半导体。
(11)根据(10)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含InAs、InSb或InN。
(12)根据(10)或(11)所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含Ag2S或Ag2Se。
(13)根据(10)或(11)所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含AgInS2、AgInSe2、AgInTe2、CuInS2、CuInSe2或CuInTe2。
(14)根据(10)或(11)所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含ZnCuInS或ZnCuInSe。
(15)根据(11)所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含所述具有p型导电类型的III-V族化合物半导体，并且包含与所述第一半导体纳米颗粒的材料相同的材料。
(16)根据(10)所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含MoOx。
(17)根据(10)所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含PbS。
(18)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换层包括具有p型导电类型的层，
所述缓冲层包括具有n型导电类型的层，并且
所述第一半导体纳米颗粒包含PbS-PbIx半导体纳米颗粒。
(19)一种固态摄像元件，包括：
p型光电转换层，其包含第一半导体纳米颗粒；和
n型光电转换层，其包含第二半导体纳米颗粒，
其中，在所述p型光电转换层和所述n型光电转换层之间的界面处形成有p-n结面，而且
所述固态摄像元件满足下列两个条件中的至少一者：
(A)所述n型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述p型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且
形成于所述n型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化；
以及
(B)所述p型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述n型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且
形成于所述p型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
(20)根据(19)所述的固态摄像元件，其中，所述p型光电转换层和所述n型光电转换层整体是被耗尽的。
(21)根据(19)所述的固态摄像元件，其中，
所述第一半导体纳米颗粒包含I-VI族或I-III-VI族化合物半导体、或者具有p型导电类型的III-V族化合物半导体，并且
所述第二半导体纳米颗粒包含III-V族或IV-VI族化合物半导体。
(22)根据(21)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含Ag2S、Ag2Se或Ag2Te。
(23)根据(21)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含CuInSe2、CuInTe2、AgInSe2或AgInTe2。
(24)根据(21)至(23)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含InAs、InSb或InN。
(25)根据(21)至(23)中任一项所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含SnSe或SnTe。
(26)根据(24)所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含所述具有p型导电类型的III-V族化合物半导体，并且包括与所述第二半导体纳米颗粒的材料相同的材料。
在根据本发明第一方面的固态摄像元件中，在包含第一半导体纳米颗粒的光电转换层和包含第二半导体纳米颗粒的缓冲层之间的界面处形成有p-n结面。所述缓冲层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且形成于所述光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。由此，由于使用半导体纳米颗粒而产生的暗电流的增大能够被抑制到较低水平。结果，能够减少暗电流。
在根据本发明第二方面的固态摄像元件中，在包含第一半导体纳米颗粒的p型光电转换层和包含第二半导体纳米颗粒的n型光电转换层之间的界面处形成有p-n结面。在该固态摄像元件中，满足下列两个条件(A)和(B)中的至少一者。
(A)所述n型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述p型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且形成于所述n型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
(B)所述p型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述n型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且形成于所述p型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
于是，由于使用半导体纳米颗粒而产生的暗电流的增大能够被抑制到较低水平。结果，能够减少暗电流。
本申请要求于2021年5月7日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2021-079316的优先权权益，该在先专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
本领域技术人员应当理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合和改变，它们落入所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (26)

1.固态摄像元件，包括：
光电转换层，其包含第一半导体纳米颗粒；和
缓冲层，其包含第二半导体纳米颗粒，
其中，在所述光电转换层和所述缓冲层之间的界面处形成有p-n结面，
所述缓冲层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且
形成于所述光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述光电转换层整体是被耗尽的。
3.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换层包括具有p型导电类型的层，
所述缓冲层包括具有n型导电类型的层，
所述第一半导体纳米颗粒包含I-VI族、I-III-VI族或I-V-VI族化合物半导体，并且
所述第二半导体纳米颗粒包含II-VI族、IV-VI族或III-V族化合物半导体。
4.根据权利要求3所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含Ag2Se或Ag2Te。
5.根据权利要求3所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含CuInSe2、CuInTe2、AgInSe2或AgInTe2。
6.根据权利要求3所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含AgBiS2、AgBiSe2或AgBiTe2。
7.根据权利要求3所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含ZnO、ZnS或ZnSe。
8.根据权利要求3所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含TiO2。
9.根据权利要求3所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含InP、InAs或InN。
10.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换层包括具有n型导电类型的层，
所述缓冲层包括具有p型导电类型的层，
所述第一半导体纳米颗粒包含III-VI族化合物半导体，并且
所述第二半导体纳米颗粒包含I-V族、I-III-VI族、I-II-III-VI族或IV-VI族化合物半导体、P型氧化物、或者具有P型导电类型的III-V族化合物半导体。
11.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含InAs、InSb或InN。
12.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含Ag2S或Ag2Se。
13.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含AgInS2、AgInSe2、AgInTe2、CuInS2、CuInSe2或CuInTe2。
14.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含ZnCuInS或ZnCuInSe。
15.根据权利要求11所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含所述具有p型导电类型的III-V族化合物半导体，并且包含与所述第一半导体纳米颗粒的材料相同的材料。
16.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含MoOx。
17.根据权利要求10所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含PbS。
18.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换层包括具有p型导电类型的层，
所述缓冲层包括具有n型导电类型的层，并且
所述第一半导体纳米颗粒包含PbS-PbIx半导体纳米颗粒。
19.固态摄像元件，包括：
p型光电转换层，其包含第一半导体纳米颗粒；和
n型光电转换层，其包含第二半导体纳米颗粒，
其中，在所述p型光电转换层和所述n型光电转换层之间的界面处形成有p-n结面，而且
所述固态摄像元件满足下列两个条件中的至少一者：
(A)所述n型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述p型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且
形成于所述n型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化；以及
(B)所述p型光电转换层的载流子浓度与膜厚度的乘积大于所述n型光电转换层的载流子浓度与少数载流子的扩散长度的乘积，并且
形成于所述p型光电转换层中的耗尽区域的厚度被最大化。
20.根据权利要求19所述的固态摄像元件，其中，所述p型光电转换层和所述n型光电转换层整体是被耗尽的。
21.根据权利要求19所述的固态摄像元件，其中，
所述第一半导体纳米颗粒包含I-VI族或I-III-VI族化合物半导体、或者具有p型导电类型的III-V族化合物半导体，并且
所述第二半导体纳米颗粒包含III-V族或IV-VI族化合物半导体。
22.根据权利要求21所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含Ag2S、Ag2Se或Ag2Te。
23.根据权利要求21所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含CuInSe2、CuInTe2、AgInSe2或AgInTe2。
24.根据权利要求21所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含InAs、InSb或InN。
25.根据权利要求21所述的固态摄像元件，其中，所述第二半导体纳米颗粒包含SnSe或SnTe。
26.根据权利要求24所述的固态摄像元件，其中，所述第一半导体纳米颗粒包含所述具有p型导电类型的III-V族化合物半导体，并且包含与所述第二半导体纳米颗粒的材料相同的材料。
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