JP2008085029A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光電変換素子の形成領域の縮小や画素の拡張を行わなくても、保持容量の容量を増大することのできる光電変換装置を提供すること。
【解決手段】光電変換素子３１、保持容量３２、およびトランジスタ３３を素子基板１０上に備えた光電変換装置において、光電変換素子３１の下電極層８、誘電体層４３、および保持容量電極層７ａによって、光電変換素子３１と平面的に重なる領域に容量素子３２ｂを構成する。容量素子３２は、半導体層１ｆを下電極とする容量素子３２ａと並列に電気的接続されて保持容量３２を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光電変換素子の受光量に対応して保持容量の蓄積電荷量を変化させて受光量や受光位置などを検出する光電変換装置に関するものである。

２次元センサ、イメージセンサ、光学式タッチセンサ、フィードバック制御方式のエレクトロルミネッセンス装置などに用いられる光電変換装置は、光電変換素子、この光電変換素子の受光量に対応して蓄積電荷量が変化する保持容量、およびトランジスタとを備えており、トランジスタのオンオフ動作により、保持容量での電荷蓄積量を読み出すようになっている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

ここで、光電変換装置の回路構成は、受光量が増大するに伴って保持容量の蓄積電荷量が減少していく構成、および受光量が増大するに伴って保持容量の蓄積電荷量が増大するような構成のいずれをも採用することができる。なお、後者の場合には、例えば図６（ａ）、（ｂ）に示す画素回路を採用することができる。ここで、図６（ａ）、（ｂ）に示す構造は、本願発明者が案出した参考例であって、従来例ではない。

図６（ａ）、（ｂ）において、素子基板１０では、走査線３ａとデータ線６ａとの交差に対応する位置に画素１００ａが構成されている。画素１００ａでは、３層の層間絶縁膜４１、４２、５のうち、層間絶縁膜４１と絶縁基板１０ｂとの層間に形成された半導体層１ａ、１ｆを利用して、トランジスタ３３（薄膜トランジスタ）および保持容量３２が構成され、層間絶縁膜４２と層間絶縁膜５との層間を利用して、Ｐ型半導体層、真性半導体層およびＮ型半導体層が積層されたＰ−Ｉ−Ｎ構造の光電変換素子３１（フォトダイオード）が構成されている。光電変換素子３１の下電極層８ａは、トランジスタ３３のドレイン電極６ｂと電気的に接続し、ドレイン電極６ｂの延設部分６ｃは保持容量３２の下電極を構成する半導体層１ｆに電気的に接続している。このため、光電変換素子３１および保持容量３２は、定電位線３ｂ、９ａの間で直列に電気的接続され、かつ、光電変換素子３１には逆バイアスが印加されている。このため、光電変換素子３１が受光して光電流が流れると、それに応じた電荷が保持容量３２に蓄積される。また、走査線３ａを介してトランジスタ３３をオンさせれば、データ線６ａには、保持容量３２に蓄積された電荷に対応する信号が出力されることになる。
特開平０４−２１２４５８号公報 特開２００５−３００８９７号公報 特開２００１−２５０９３２号公報

しかしながら、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体層１ｆを利用して保持容量３２を構成し、かつ、有機平坦化膜が無い場合、光電変換素子３１と保持容量３２とをずらして形成する必要があるため、保持容量３２の容量を増大させようとすると、画素１００ａで保持容量３２が占める面積が増大する分、光電変換素子３１の形成領域を縮小せざるを得ず、感度が低下するという問題点がある。また、光電変換素子３１の形成領域を同一の面積にしたまま、保持容量３２の形成領域を広げると、画素１００ａが大きくなって画素数が低下するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光電変換素子の形成領域の縮小や画素の拡張を行わなくても、保持容量の容量を増大することのできる光電変換装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、光電変換素子、該光電変換素子の受光量に対応して蓄積電荷量が変化する保持容量、および該保持容量での電荷蓄積量を読み出すタイミングを制御するトランジスタを基板上に備えた光電変換装置において、前記光電変換素子の第１の電極層および第２の電極層のうち、第１の電極層は、該第１の電極層の上層または下層に積層された誘電体層を介して保持容量電極層に対向して前記保持容量あるいは当該保持容量の一部を構成する容量素子を形成していることを特徴とする。なお、本発明において、光電変換素子は、光の他、Ｘ線なども電気信号へ変換する対象と定義する。

本発明では、光電変換素子の第１の電極層、および第１の電極層の上層あるいは下層に形成された誘電体層を用いて容量素子を形成したので、光電変換素子と平面的に重なる領域を利用して容量素子を形成することができる。従って、容量の大きな保持容量を構成した場合でも、光電変換素子の形成領域を狭める必要がない。また、容量の大きな保持容量を構成した場合でも、画素の形成領域を広げる必要がないので、画素数が低下することがない。

本発明において、前記光電変換素子は、前記第１の電極層の上層に半導体層および前記第２の電極層が積層されており、前記第１の電極層は、該第１の電極層の下層に積層された前記誘電体層を介して前記保持容量電極層に対向している構成を採用することができる。このように構成すると、光電変換素子と完全に平面的に重なる領域を利用して容量素子を形成することができる。従って、容量の大きな保持容量を構成した場合でも、光電変換素子の形成領域を狭める必要がない。また、容量の大きな保持容量を構成した場合でも、画素の形成領域を広げる必要がないので、画素数が低下することがない。

本発明において、前記保持容量は、前記第１の電極層、前記誘電体層および前記保持容量電極層によって構成された第１の容量素子と、前記トランジスタの能動層と同一の層間に形成された半導体層、ゲート絶縁層、および前記保持容量電極層により形成された第２の容量素子とが並列に電気的接続されてなることが好ましい。

本発明において、前記保持容量は、前記第１の電極層、前記誘電体層および前記保持容量電極層によって構成された容量素子のみにより構成されている構成を採用してもよい。

本発明において、前記光電変換素および前記保持容量のうちの少なくとも一方は、有機平坦化膜上に形成されていることが好ましい。このように構成すると、容量素子または光電変換素子の下層側の平坦性が向上するので、歩留まりが向上する。

本発明を適用した光電変換装置は、２次元センサ、イメージセンサ、光学式タッチセンサ、フィードバック制御方式のエレクトロルミネッセンス装置などに用いられ、これらの装置は、各種電子機器に搭載される。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、本発明と、図６を参照して説明した共通点および相違点が分かりやすいように、対応する部分には同一の符号を付して説明する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した光電変換装置の電気的な構成を示すブロック図、および画素１つ分の等価回路図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光電変換装置１００において、画素領域１０ａには、互いに交差する方向に延びた光検出用の走査線３ａとデータ線６ａとの交点に対応して複数の画素１００ａがマトリクス状に形成されている。走査線３ａは、走査線駆動回路１０２に接続され、データ線６ａは、データ線駆動回路１０１に接続されている。また、本形態では、各画素１００ａに向けて、走査線３ａと並列に定電位線３ｂが延び、データ線６ａと並列に定電位線９ａが延びている。走査線３ａおよび定電位線３ｂは、走査線駆動回路１０２に接続され、データ線６ａおよび定電位線９ａは、データ線駆動回路１０１に接続されている。

複数の画素１００ａの各々において、定電位線９ａ、３ｂの間には、Ｐ−Ｉ−Ｎ型のフォトダイオードからなる光電変換素子３１と、保持容量３２とが直列に電気的に接続されている。また、複数の画素１００ａの各々には、走査線３ａにゲートが接続されたトランジスタ３３（薄膜トランジスタ）が形成されており、このトランジスタ３３のソースは、データ線６ａに接続し、ドレインは、光電変換素子３１と保持容量３２との接続点に電気的に接続されている。

（画素の詳細な構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る光電変換装置の１画素分の具体的な構成例を示す平面図、および画素１つ分の断面図であり、図２（ｂ）には、図２（ａ）のＡ１−Ｂ１−Ｃ１−Ｄ１−Ｅ１−Ｆ１に沿って切断した様子を示してある。なお、図２（ａ）において、走査線およびそれと同時形成された薄膜については実線で示し、データ線駆動回路から延びた定電位線およびそれと同時形成された薄膜については二点鎖線で示し、半導体層については点線で示してある。また、光電変換素子については太くて長い破線で示し、光電変換素子の下電極およびそれと同時形成された薄膜については細くて長い破線で示してある。

本形態の光電変換装置１００を構成するにあたって、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０上には、複数の画素１００ａの縦横の境界領域に沿って走査線３ａとデータ線６ａとが形成されている。また、走査線３ａと並列に定電位線３ｂが形成され、データ線６ａと並列に定電位線９ａが形成されている。

素子基板１０の基体は、石英基板や耐熱性ガラス板などの絶縁基板１０ｂからなり、絶縁基板１０ｂ上には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる層間絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、シリコン窒化膜などからなる誘電体層４３、および層間絶縁膜５が積層されている。また、絶縁基板１０ｂと層間絶縁膜４１との層間には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁層２が形成されている。ここで、層間絶縁膜４２、５は、感光性樹脂からなる有機平坦化膜として形成されている。

本形態では、絶縁基板１０ｂとゲート絶縁層２との層間には、島状の半導体層１ａ、１ｆが形成されており、半導体層１ａには、ゲート絶縁層２を介して走査線３ａの一部がゲート電極として対向している。半導体層１ａにおいて、ゲート電極と対向する領域にはチャネル領域が形成され、その両側にソース領域およびドレイン領域が形成されている。層間絶縁膜４１の上層にはデータ線６ａが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２に形成されたコンタクトホール４１ａを介してトランジスタ３３のソース領域に電気的に接続している。また、層間絶縁膜４１の上層にはドレイン電極６ｂが形成され、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜４およびゲート絶縁層２に形成されたコンタクトホール４１ｂを介してトランジスタ３３のドレイン領域に電気的に接続している。このようにして、トランジスタ３３が形成されている。本形態において、半導体層１ａ、１ｆは、同時形成された半導体層であり、素子基板１０に対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。

半導体層１ｆの上層には、ゲート絶縁層２と同時形成された絶縁膜を介して定電位線３ｂの一部が対向しており、半導体層１ｆを下電極とし、定電位線３ｂの一部を上電極とする容量素子３２ａ（第２の容量素子）が形成されている。ドレイン電極６ｂの延設部分６ｃは、層間絶縁膜４１およびゲート絶縁層２に形成されたコンタクトホール４１ｃを介して半導体層１ｆに電気的接続している。

また、層間絶縁膜４２と層間絶縁膜５との間のうち、誘電体層４３と層間絶縁膜５との間には、下電極層８ａ（第１の電極層）、Ｎ型半導体層、真性半導体層およびＰ型半導体層がこの順に積層されたＰ−Ｉ−Ｎ構造のフォトダイオードからなる光電変換素子３１が構成されており、下電極層８ａは、誘電体層４３および層間絶縁膜４２に形成されたコンタクトホール４２ａを介してドレイン電極６ｂに電気的接続されている。層間絶縁膜５の上層には、定電位線９ａが形成され、この定電位線９ａの一部は、第２の電極層として、層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール５ａを介して光電変換素子３１のＰ型半導体層に電気的接続されている。

さらに本形態では、層間絶縁膜４２と誘電体層４３との層間には、光電変換素子３１の下電極層８ａと平面的に重なる領域に保持容量電極層７ａ（第１の保持容量電極層）が形成されており、光電変換素子３１の下電極層８ａ、誘電体層４３、および保持容量電極層７ａによって、容量素子３２ｂ（第１の容量素子）が形成されている。ここで、保持容量電極層７ａは、層間絶縁膜４２および層間絶縁膜４１に形成されたコンタクトホール４２ｂを介して定電位線３ｂに電気的接続している。このため、容量素子３２ａと容量素子３２ｂは、ドレイン電極６ｂと定電位線３ｂとの間に並列に電気的接続されて保持容量３２を構成している。

なお、走査線３ａおよび定電位線３ｂは同時形成された金属膜などの導電膜からなり、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは同時形成された金属膜などの導電膜からなる。また、保持容量電極層７ａ，下電極８ａ、および定電位線９ａも各々、金属膜などの導電膜からなる。

（動作）
このように構成した光電変換装置１００では、複数の画素１００ａの各々において、定電位線９ａ、３ｂによって光電変換素子３１に逆バイアスを印加した状態で、光電変換素子３１に光が照射されると、光電変換素子３１に光電流が流れ、それに応じた電荷が保持容量３２に蓄積される。また、複数の走査線３ａの各々によって、複数の画素１００ａの各々に形成されているトランジスタ３３を順次、オンさせれば、データ線６ａには、保持容量３２に蓄積された電荷に対応する信号が順次、出力されることになる。従って、複数の画素１００ａのうち、いずれの画素１００ａにおいて、光電変換素子３１がどのレベルの光を受光したかを検出できる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、光電変換素子３１の下電極層８ａ、誘電体層４３および保持容量電極層７ａ（第１の保持容量電極層）によって形成された容量素子３２ｂ（第１の容量素子）と、半導体層１ｆ、ゲート絶縁層２および定電位線３ｂによって形成された容量素子３２ａ（第２の容量素子）とによって保持容量３２が構成されており、容量の大きな保持容量３２を構成することができる。

また、容量素子３２ｂは、光電変換素子３１と平面的に重なる領域に形成されているので、容量の大きな保持容量３２を構成した場合でも、光電変換素子３１の形成領域を狭める必要がない。また、容量の大きな保持容量３２を構成した場合でも、画素１００ａの形成領域を広げる必要がないので、画素１００ａ数が低下することがない。

さらに、本形態では、光電変換素子３１の下層側に有機平坦化膜としての層間絶縁膜４２を形成したので、容量精度の高い容量素子３２ｂを形成できる。また、光電変換素子３１を平坦化膜上に形成できるので、歩留まりが向上する。

［実施の形態２］
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る光電変換装置の１画素分の具体的な構成例を示す平面図、および画素１つ分の断面図であり、図３（ｂ）には、図３（ａ）のＡ２−Ｂ２−Ｃ２−Ｄ２−Ｅ２に沿って切断した様子を示してある。なお、本形態の光電変換装置の全体構成は、実施の形態１と同様、図１（ａ）、（ｂ）に示すように表わされるなど、基本的な構成が実施の形態と同様である。従って、本形態と実施の形態１で共通する部分には、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の光電変換装置１００でも、実施の形態１と同様、素子基板１０上には、複数の画素１００ａの縦横の境界領域に沿って走査線３ａとデータ線６ａとが形成され、データ線６ａと並列に定電位線９ａが形成されている。また、走査線３ａと並列に定電位線６ｄが形成されているが、本形態において、定電位線６ｄは、以下に説明するように、データ線６ａと同時形成された金属層からなる。

本形態でも、実施の形態１と同様、素子基板１０の基体は、石英基板や耐熱性ガラス板などの絶縁基板１０ｂからなり、絶縁基板１０ｂ上には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる層間絶縁膜４１、層間絶縁膜４２、シリコン窒化膜などからなる誘電体層４３、および層間絶縁膜５が積層されている。また、絶縁基板１０ｂと層間絶縁膜４１との層間には、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁層２が形成されている。ここで、層間絶縁膜４２、５は、感光性樹脂からなる有機平坦化膜として形成されている。

本形態では、絶縁基板１０ｂとゲート絶縁層２との層間には、島状の半導体層１ａが形成されており、半導体層１ａを利用してトランジスタ３３が形成されている。本形態において、半導体層１ａは、素子基板１０に対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。また、層間絶縁膜４２と層間絶縁膜５との間のうち、誘電体層４３と層間絶縁膜５との間には、下電極層８ａ（第１の電極層）、Ｎ型半導体層、真性半導体層およびＰ型半導体層がこの順に積層されたＰ−Ｉ−Ｎ構造の光電変換素子３１が構成されており、下電極層８ａは、誘電体層４３および層間絶縁膜４２に形成されたコンタクトホール４２ａを介してドレイン電極６ｂに電気的接続されている。さらに、層間絶縁膜５の上層には、定電位線９ａが形成され、この定電位線９ａの一部は、第２の電極層として、層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール５ａを介して光電変換素子３１のＰ型半導体層に電気的接続されている。

さらに本形態では、層間絶縁膜４２と誘電体層４３との層間には、光電変換素子３１の下電極層８ａと平面的に重なる領域に保持容量電極層７ａ（第１の保持容量電極層）が形成されており、容量素子３２ｂ（第１の容量素子）が形成されている。ここで、保持容量電極層７ａは、層間絶縁膜４２コンタクトホール４２ｃを介して定電位線６ｄに電気的接続しており、本形態では、容量素子３２ｂによって保持容量３２が構成されている。

このように構成した光電変換装置１００でも、実施の形態１と同様、複数の画素１００ａの各々において、定電位線９ａ、６ｄによって光電変換素子３１に逆バイアスを印加した状態で、光電変換素子３１に光が照射されると、光電変換素子３１に光電流が流れ、それに応じた電荷が保持容量３２に蓄積される。また、複数の走査線３ａの各々によって、複数の画素１００ａの各々に形成されているトランジスタ３３を順次、オンさせれば、データ線６ａには、保持容量３２に蓄積された電荷に対応する信号が順次、出力されることになる。従って、複数の画素１００ａのうち、いずれの画素１００ａにおいて、光電変換素子３１がどのレベルの光を受光したかを検出できる。

以上説明したように、本形態では、光電変換素子３１の下電極層８ａ、誘電体層４３および保持容量電極層７ａ（第１の保持容量電極層）を備えた容量素子３２ｂ（第１の容量素子）によって保持容量３２が構成されている。ここで、容量素子３２ｂは、光電変換素子３１と平面的に重なる広い領域に形成されているので、容量の大きな保持容量３２を構成した場合でも、光電変換素子３１の形成領域を狭める必要がない。また、容量の大きな保持容量３２を構成した場合でも、画素１００ａの形成領域を広げる必要がないので、画素１００ａ数が低下することがない。また、本形態では、光電変換素子３１の下層側に有機平坦化膜としての層間絶縁膜４２を形成したので、容量精度の高い容量素子３２ｂを形成できる。また、光電変換素子３１を平坦化膜上に形成できるので、歩留まりが向上する。

［その他の実施の形態］
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した形態であれば、本発明の権利範囲に属する。

例えば、上記実施の形態では、光電変換素子３１での受光量が増大するに伴って保持容量３２の蓄積電荷量が増大するような構成を例示したが、光電変換素子３１での受光量が増大するに伴って保持容量からの放電が増大し、蓄積電荷量が減少していく構成の光電変換装置に本発明を適用してもよい。

また、上記実施の形態では、トランジスタ３３などを構成するにあたって、ポリシリコン膜を用いたが、半導体層としてはアモルファスシリコン膜を用いてもよい。

また、上記形態では、下電極層８ａ（第１の電極層）、Ｎ型半導体層、真性半導体層およびＰ型半導体層がこの順に積層されたＰ−Ｉ−Ｎ構造の光電変換素子３１を用いた例を説明したが、Ｐ型半導体層、真性半導体層およびＮ型半導体層がこの順に横方向に配置されたＰ−Ｉ−Ｎ構造の光電変換素子を用いた場合に本発明を適用してもよい。この場合、光電変換素子の第１の電極層および第２の電極層のうち、第１の電極層と、第１の電極層の上層または下層に積層された誘電体層と、この誘電体層を介して第１の電極層に対向する保持容量電極層によって容量素子を構成し、この容量素子によって、保持容量３２あるいは保持容量３２の一部を構成することになる。このように構成した場合、第１の電極層および保持容量電極層は、光透過性を有する電極が最良の構造となるが、光電変換素子と平面的に部分的に重なるように容量素子を形成することができるので、光電変換素子の形成領域の縮小や画素の拡張を行わなくても、保持容量の容量を増大することができる。

［電子機器への搭載例］
本発明を適用した光電変換装置１００は、２次元センサ、イメージセンサ、光学式タッチセンサなどに用いることができる。また、本発明において、光電変換素子は、光の他、Ｘ線なども電気信号へ変換する対象と定義しており、本発明を適用した光電変換装置１００は、レントゲン写真の撮影に用いてもよい。さらに、本発明に係る光電変換装置１００については、図５を参照して説明するように、表示機能を付加して、図４（ａ）〜（ｃ）に電子機器に搭載してもよい。図４は、本発明に係る光電変換装置を用いた電子機器の説明図である。図５は、本発明に係る光電変換装置に表示機能を付加して表示装置として構成した場合のブロック図である。

図４（ａ）には、光電変換装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての光電変換装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図４（ｂ）に、光電変換装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての光電変換装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、光電変換装置１００に表示される画面がスクロールされる。図４（ｃ）に、光電変換装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての光電変換装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が光電変換装置１００に表示される。なお、光電変換装置１００が適用される電子機器としては、図４に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した光電変換装置１００が適用可能である。

本発明に係る光電変換装置に表示機能を付加して表示装置として構成するには、図５に示すように、画素領域１０ａには、光検出用の画素１００ａと表示用の画素１００ｂとによって画素１００ｃを構成する。また、光検出用のデータ線６ａに並列して、表示用の画素１００ｂを駆動するための表示用のデータ線６ｅを形成するとともに、光検出用の走査線３ａに並列して、表示用の画素１００ｂを駆動するための表示用の走査線３ｅを形成する。表示用のデータ線６ｅは表示用のデータ線駆動回路１０３に接続され、表示用の走査線３ｅは表示用の走査線駆動回路１０４に接続されている。

ここで、表示を液晶により行うには、表示用の画素１００ｂには液晶を駆動するための画素電極や画素トランジスタを形成する。また、表示をエレクトロルミネッセンスにより行うには、表示用の画素１００ｂには、画素電極、有機エレクトロルミネッセンス素子や画素トランジスタを形成する。

（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した光電変換装置の電気的な構成を示すブロック図、および画素１つ分の等価回路図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る光電変換装置の１画素分の具体的な構成例を示す平面図、および画素１つ分の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る光電変換装置の１画素分の具体的な構成例を示す平面図、および画素１つ分の断面図である。 本発明に係る光電変換装置を用いた電子機器の説明図である。 本発明に係る光電変換装置に表示機能を付加して表示装置として構成した場合のブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、参考例に係る光電変換装置の１画素分の具体的な構成例を示す平面図、および画素１つ分の断面図である。

符号の説明

１ａ，１ｆ・・半導体層、２・・ゲート絶縁層、３ａ・・走査線、３ｂ・・定電位線（第１の保持容量電極層）、６ａ・・データ線、７ａ・・保持容量電極層（第１の保持容量電極層）、８ａ・・下電極層（第１の電極層）、９ａ・・定電位線（第２の電極層）、１０ａ・・画素領域、３１・・光電変換素子、３２・・保持容量、３２ａ・・容量素子（第１の容量素子）、３２ｂ・・容量素子（第２の容量素子）、３３・・トランジスタ、４３・・誘電体層、１００・・光電変換装置、１００ａ・・画素

Claims (5)

1. 光電変換素子、該光電変換素子の受光量に対応して蓄積電荷量が変化する保持容量、および該保持容量での電荷蓄積量を読み出すタイミングを制御するトランジスタを基板上に備えた光電変換装置において、
   前記光電変換素子の第１の電極層および第２の電極層のうち、第１の電極層は、該第１の電極層の上層または下層に積層された誘電体層を介して第１の保持容量電極層に対向して前記保持容量あるいは当該保持容量の一部を構成する容量素子を形成していることを特徴とする光電変換装置。
2. 前記光電変換素子は、前記第１の電極層の上層に半導体層および前記第２の電極層が積層されており、
   前記第１の電極層は、該第１の電極層の下層に積層された前記誘電体層を介して前記保持容量電極層に対向していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記保持容量は、前記第１の電極層、前記誘電体層および前記第１の保持容量電極層によって構成された第１の容量素子と、前記トランジスタの能動層と同一の層間に形成された半導体層、ゲート絶縁層、および第２の保持容量電極層により形成された第２の容量素子とが並列に電気的接続されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
4. 前記保持容量は、前記第１の電極層、前記誘電体層および前記第１の保持容量電極層によって構成された容量素子のみにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
5. 前記光電変換素子および前記保持容量のうちの少なくとも一方は、有機平坦化膜上に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光電変換装置。

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