JP2020004922A - 光電変換装置、電子機器および光電変換装置の製造方法 - Google Patents

光電変換装置、電子機器および光電変換装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】生産性良く製造することができる構造の光電変換装置を提供する。【解決手段】光電変換装置１は酸化物半導体を含む光電変換部５と、光電変換部５に対応して設けられたトランジスター６と、を備え、トランジスター６の半導体層２８は、酸化物半導体と同一材料で構成される。【選択図】図４

Description

本発明は、光電変換装置、電子機器および光電変換装置の製造方法に関するものである。
フォトダイオードを２次元マトリックス状に配置した光センサーが広く利用されている。この光センサーを光電変換装置という。光電変換装置が特許文献１に開示されている。それによると、光電変換装置は光を電気信号に変換するフォトダイオードを複数備えている。そして、各フォトダイオードにはトランジスターが設置されている。トランジスターは信号を出力するフォトダイオードを切り替える切替素子として機能する。
フォトダイオードは第１電極、光吸収層、酸化物半導体層、窓層、第２電極がこの順に重ねてある。第１電極はモリブデン膜である。光吸収層はカルコパイライト構造のＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎx、Ｇａ1-x）Ｓｅ2）系の膜である。酸化物半導体層はＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）の膜である。窓層では酸化亜鉛膜とｎ型不純物がドープされた酸化亜鉛膜とが積層されている。第２電極は透明電極である。
トランジスターはｎ型半導体膜上にゲート絶縁膜とゲート電極とが配置された構造になっている。そして、ｎ型半導体膜のソース・ドレイン領域に電極が形成されている。ゲート絶縁膜は二酸化シリコン膜である。ゲート電極はアルミの膜である。特許文献２にはＩＧＺＯの非晶質酸化物半導体がトランジスターの半導体膜として注目されていることが記載されている。
特開２０１２−１６９５１７号公報 特開２０１０−２０５７９８号公報
特許文献１の光電変換装置はフォトダイオードを構成する層とトランジスターを構成する層とが異なる材質で形成されている。従って、各層を形成するときにそれぞれ異なる装置で形成する製造工程になっていた。そこで、さらに、生産性良く製造することができる構造の光電変換装置が望まれていた。
本願の光電変換装置は、酸化物半導体を含む光電変換部と、前記光電変換部に対応して設けられたトランジスターと、を備え、前記トランジスターの半導体層は、前記酸化物半導体と同一材料で構成されることを特徴とする。
上記の光電変換装置では、前記光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、前記酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有し、前記第１電極と同一材料で構成されるゲート電極を有する前記トランジスターと、前記第２電極と同一材料で構成されるソース・ドレイン電極とを有することが好ましい。
上記の光電変換装置では、前記光電変換部は、前記ｐ型半導体層の側面を覆うように設けられた絶縁膜を有し、前記トランジスターは、前記絶縁膜と同一材料で構成されるゲート絶縁膜を有することが好ましい。
上記の光電変換装置では、前記ｎ型半導体層は非晶質半導体を含むことが好ましい。
上記の光電変換装置では、前記酸化物半導体はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物であることが好ましい。
上記の光電変換装置では、前記第１電極の材質はＭｏであり、前記第２電極の材質はＩＴＯであることが好ましい。
上記の光電変換装置では、前記ｐ型半導体層はＣｕ[Ｉｎx、Ｇａ1-x]Ｓｅ2（０＝＜ｘ＝＜１）であることが好ましい。
本願の電子機器は、上記に記載の光電変換装置を備えることを特徴とする。
本願の光電変換装置の製造方法は、酸化物半導体を含む光電変換部と、前記酸化物半導体を含む半導体層を有するトランジスターと、を備える光電変換装置の製造方法であって、前記光電変換部の前記酸化物半導体と前記半導体層とは同じ工程で形成されることを特徴とする。
上記の光電変換装置の製造方法では、前記光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、前記酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有し、前記第１電極と前記トランジスターのゲート電極とは同じ工程で形成され、前記第２電極とソース・ドレイン電極とは同じ工程で形成されるのが好ましい。
上記の光電変換装置の製造方法では、前記ｐ型半導体層の側面を覆う絶縁膜と、前記トランジスターのゲート絶縁膜とは同じ工程で形成されるのが好ましい。
第１の実施形態にかかわる光電変換装置の構成を示す概略配線図。 フォトセンサーの構成を示す等価回路図。 フォトセンサーの構成を示す要部模式平面図。 フォトセンサーの構成を示す要部模式側断面図。 フォトセンサーの製造方法のフローチャート。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 第２の実施形態にかかわるフォトセンサーの構成を示す要部模式側断面図。 フォトセンサーの製造方法のフローチャート。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 フォトセンサーの製造方法を説明するための模式図。 第３の実施形態にかかわる生体情報取得装置の構成を示す概略斜視図。 生体情報取得装置の電気的な構成を示すブロック図。
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、光電変換装置と、光電変換装置の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる光電変換装置について図１〜図４に従って説明する。図１は、光電変換装置の構成を示す概略配線図である。図１に示す光電変換装置１は光を入射して光の分布を電気信号に変換する装置である。
光電変換装置１は基板２を備えている。基板２には素子領域３が設定されている。素子領域３には複数のフォトセンサー４が２次元マトリックス状に配置されている。フォトセンサー４が配列する方向をＸ方向及びＹ方向とする。基板２の厚み方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交する方向である。
フォトセンサー４は光電変換部５及びトランジスター６を備えている。光電変換部５は光を入射し、入射した光の強度に対応する電流を流動させるフォトダイオードである。トランジスター６はフォトダイオードの出力を出力するか否かを切り替えるスイッチとして機能する。このように、光電変換部５に対応してトランジスター６が設けられている。
素子領域３の＋Ｙ方向側にはデータ線駆動回路７が配置されている。素子領域３の−Ｘ方向側には走査線駆動回路８が配置されている。フォトセンサー４が配列するＹ方向を列方向とし、フォトセンサー４が配列するＸ方向を行方向とする。データ線駆動回路７と各フォトセンサー４との間にはデータ配線９及び第１電位配線１０が配置されている。データ配線９と第１電位配線１０とは平行に配置されている。列方向に並ぶフォトセンサー４の列は同じデータ配線９と電気的に接続されている。そして、列方向に並ぶフォトセンサー４の列は同じ第１電位配線１０と電気的に接続されている。
走査線駆動回路８と各フォトセンサー４との間には第２電位配線１１及び走査配線１２が配置されている。第２電位配線１１と走査配線１２とは平行に配置されている。行方向に並ぶフォトセンサー４の行は同じ第２電位配線１１で電気的に接続されている。そして、行方向に並ぶフォトセンサー４の行は同じ走査配線１２で電気的に接続されている。第１電位配線１０及び第２電位配線１１における電圧は定電圧である。そして、第１電位配線１０における電圧は第２電位配線１１における電圧より高い電圧になっている。
図２はフォトセンサーの構成を示す等価回路図である。図２に示すように、フォトセンサー４は、光電変換部５、トランジスター６及び保持容量１３を備えている。トランジスター６はＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子ともいう。光電変換部５の第２電極１４は第１電位配線１０と電気的に接続されている。第２電極１４はカソード電極ともいう。光電変換部５の第１電極１５は保持容量１３の一方の電極と電気的に接続されている。第１電極１５はアノード電極ともいう。保持容量１３の他方の電極は第２電位配線１１と電気的に接続されている。
光電変換部５の第１電極１５はトランジスター６に付属するソース・ドレイン電極としての第１ソース・ドレイン電極１７と電気的に接続されている。トランジスター６に付属するソース・ドレイン電極としての第２ソース・ドレイン電極１８はデータ配線９と電気的に接続されている。トランジスター６のゲート電極１６は走査配線１２と電気的に接続されている。
光電変換部５の第２電極１４には第１電極１５より高い電圧が印加されている。従って、光電変換部５には逆方向バイアスの電圧が印加されている。光電変換部５に光が入射されると、光電変換部５に光の強度に対応した電流が流れる。光の強度に対応した電流を光電流という。保持容量１３には光電流に応じた電荷が蓄積される。
走査線駆動回路８は走査配線１２を介してトランジスター６のゲート電極１６にパルス波形の電圧信号を印加する。パルス波形は通常低電圧に維持されている。そして、パルス波形の電圧が所定の期間だけ高くなる。このとき、第１ソース・ドレイン電極１７と第２ソース・ドレイン電極１８との間で電流が流動する。そして、保持容量１３に蓄積された電荷に対応する電圧の信号がデータ配線９に出力される。走査線駆動回路８は各行の走査配線１２の電圧を順次切り替える。これにより、各行のフォトセンサー４の保持容量１３に蓄積された電荷に対応する電圧の信号がデータ配線９に順次出力される。
データ線駆動回路７には各列のデータ配線９が電気的に接続されている。そして、走査線駆動回路８が走査配線１２の電圧を高くした行の複数のフォトセンサー４から同時に電圧の信号がデータ線駆動回路７に出力される。このようにして、光電変換装置１は各フォトセンサー４が検出する光の分布を出力することができる。
図３はフォトセンサーの構成を示す要部模式平面図である。図３に示すように、データ配線９がＸ方向に等間隔で配置されている。また、走査配線１２がＹ方向に等間隔に配置されている。そして、データ配線９と走査配線１２とが格子状に配置されている。データ配線９と走査配線１２との間にフォトセンサー４が配置されている。そして、フォトセンサー４には光電変換部５及びトランジスター６が配置されている。トランジスター６が占める面積は光電変換部５より狭い面積になっている。
図４はフォトセンサーの構成を示す要部模式側断面図であり、図３のＡＡ線に沿う面側から見た図である。図４に示すように、フォトセンサー４は基板２の面２ａの側に設けられた光電変換部５やトランジスター６等を備えている。光電変換部５には＋Ｚ方向側から光２１が入射する。
基板２の材質は剛性があり耐熱性があれば良く例えば基板２にガラス基板や石英基板等を用いることができる。本実施形態では、例えば、基板２にガラス基板が使用されている。基板２の面２ａの上には、第１絶縁膜２２が形成されている。第１絶縁膜２２は光電変換部５やトランジスター６の電気信号が基板２にリークすることを抑制する。
光電変換部５では第１絶縁膜２２上に第１電極１５が島状に形成されている。第１電極１５の材質は耐熱性のある金属であれば良く、例えば、第１電極１５の材質には、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料を用いることができる。本実施形態では、例えば、第１電極１５の材質はモリブデン（Ｍｏ）である。モリブデンは融点が２６１０℃と高く耐熱性がある。このため、高温で光電変換部５を形成するときにも第１電極１５が溶融することを抑制できる。第１電極１５の厚みは特に限定されないが本実施形態では、例えば、およそ４００ｎｍとした。
第１電極１５の上にはｐ型半導体層２３が形成されている。ｐ型半導体層２３は光吸収層として機能する。ｐ型半導体層２３にカルコパイライト構造のＣＩＳ系（ＣｕＩｎＳｅ2、ＣｕＩｎＧａＳｅ、等）薄膜を用いることができる。本実施形態では、例えば、ｐ型半導体層２３はＣｕ[Ｉｎx、Ｇａ1-x]Ｓｅ2（０＝＜ｘ＝＜１）である。ｐ型半導体層２３をＣｕ（ＩｎＧａ）Ｓｅ2からＣｕＩｎＳｅ2まで変化させることにより、フォトセンサー４が受光可能な光の波長域を近赤外光の波長であるおよそ１３００ｎｍまで拡張することができる。このように、ｐ型半導体層２３は近赤外光を吸収することができる。従って、光電変換装置１は近赤外光を検出することができる。
ｐ型半導体層２３の＋Ｚ方向側の面の外周及び側面を覆って絶縁膜としての第２絶縁膜２４が形成されている。第２絶縁膜２４は二酸化シリコン（ＳｉＯ2）で構成されている。従って、光電変換部５は、ｐ型半導体層２３の側面を覆うように設けられた第２絶縁膜２４を有している。第２絶縁膜２４は第１電極１５の一部を覆っている。さらに、第２絶縁膜２４は第１絶縁膜２２の一部も覆っている。
ｐ型半導体層２３の＋Ｚ方向側の面では第２絶縁膜２４が開口している。そして、ｐ型半導体層２３の＋Ｚ方向側の面と接してｎ型半導体層２５が形成されている。ｎ型半導体層２５は非晶質の酸化物半導体を含んでいる。非晶質の酸化物半導体としては、国際純正応用化学連合（ＩＵＰＡＣ；International Union of Pure and Applied Chemistry）により定められた第１２族元素、第１３族元素を含むものが好ましい。本実施形態では、ｎ型半導体層２５にａ−ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）を用いた。ａ−ＩＧＺＯのａはアモルファスを示す。アモルファスは非晶質を意味する。ｎ型半導体層２５は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）及び酸素（Ｏ）を含む所謂ＩＧＺＯ膜である。従って、ｎ型半導体層２５に含まれる酸化物半導体はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物である。そして、光電変換部５は酸化物半導体を含んでいる。
ｎ型半導体層２５の＋Ｚ方向側の面の外周及び側面を覆って第３絶縁膜２６が形成されている。第３絶縁膜２６は窒化シリコン膜（ＳｉＮ）で構成されている。窒化シリコン膜は不純物イオンのブロッキング効果が高いので、不純物イオンにより光電変換部５の特性が変動することを抑制する。
ｎ型半導体層２５の＋Ｚ方向側の面では第３絶縁膜２６が開口している。ｎ型半導体層２５の＋Ｚ方向側の面と接触して第２電極１４が形成されている。第２電極１４の材質の種類は透明で導電性があれば良く特に限定されない。第２電極１４の材質は、例えば、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＣＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｃｅｒｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）等を用いることができる。本実施形態では例えば、第２電極１４の材質はＩＴＯである。ＩＴＯは光２１を透過するので、光電変換装置１は効率良く光２１を取り込むことができる。
このように、光電変換部５は、第１電極１５と、ｐ型半導体層２３と、酸化物半導体を含むｎ型半導体層２５と、第２電極１４とを有している。第１電極１５は保持容量１３を介して第２電位配線１１と電気的に接続されている。そして、第２電極１４は第１電位配線１０と電気的に接続されている。従って、第２電極１４の電位は第１電極１５の電位より高い電位になっている。
光電変換部５に光２１が照射されるとｐ型半導体層２３及びｎ型半導体層２５では電子が励起して自由電子と自由正孔とができる。ｐ型半導体層２３で生成された自由電子はｎ型半導体層２５に流れる。そして、ｐ型半導体層２３で生成された自由正孔はｐ型半導体層２３に留まる。ｎ型半導体層２５で生成された自由電子はｎ型半導体層２５に留まる。ｎ型半導体層２５で生成された自由正孔はｐ型半導体層２３に流れる。その結果、ｐ型半導体層２３には自由正孔が増加し、ｎ型半導体層２５には自由電子が増加する。そして、第１電極１５から保持容量１３へ電流が流れて、保持容量１３に電荷が蓄積される。ｐ型半導体層２３は光吸収層ともいわれる。
トランジスター６では第１絶縁膜２２上にゲート電極１６が島状に形成されている。ゲート電極１６は第１電極１５と同一材料で構成されている。つまり、ゲート電極１６及び第１電極１５の材質はモリブデンになっている。従って、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。
ゲート電極１６を覆ってゲート絶縁膜２７が形成されている。トランジスター６ではゲート絶縁膜２７は第２絶縁膜２４と同一材料で構成されている。つまり、ゲート絶縁膜２７及び第２絶縁膜２４の材質は二酸化シリコンになっている。従って、光電変換部５の第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とは同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
ゲート絶縁膜２７の＋Ｚ方向側の面上にはゲート電極１６と対向する場所に半導体層２８が形成されている。トランジスター６の半導体層２８は酸化物半導体を含んでいる。そして、トランジスター６の半導体層２８は、ｎ型半導体層２５の酸化物半導体と同一材料であるａ−ＩＧＺＯにより構成されている。従って、トランジスター６は酸化物半導体を含む半導体層２８を有する。フォトセンサー４の構成では、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
そして、ｎ型半導体層２５及び半導体層２８は非晶質半導体を含んでいる。非晶質半導体のｎ型半導体層２５は非晶質半導体でないときに比べてリーク電流が少ない傾向がある。従って、トランジスター６のスイッチング特性を向上させることができる。
そして、ｎ型半導体層２５及び半導体層２８は酸化物半導体を含んでいる。この酸化物半導体はａ−ＩＧＺＯであり、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物である。このとき、酸化物半導体をトランジスター６の半導体層２８として作用させることができる。
半導体層２８の−Ｘ方向側では＋Ｚ方向側の面と接して第１ソース・ドレイン電極１７が形成されている。第１ソース・ドレイン電極１７はゲート絶縁膜２７上を−Ｘ方向側に向かって第１電極１５まで配置されている。従って、第１ソース・ドレイン電極１７は第１電極１５と電気的に接続されている。
半導体層２８の＋Ｘ方向側では＋Ｚ方向側の面と接して第２ソース・ドレイン電極１８が形成されている。第２ソース・ドレイン電極１８はゲート絶縁膜２７上に配置されている。そして、第２ソース・ドレイン電極１８はデータ配線９と電気的に接続されている。
第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８は第２電極１４と同一材料で構成されている。つまり、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の材料はＩＴＯである。従って、光電変換部５の第２電極１４と第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８を別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部５の第２電極１４と第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８とを同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。
トランジスター６はゲート電極１６、ゲート絶縁膜２７及び半導体層２８により構成されている。そして、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８はトランジスター６に含まれない。そして、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８はトランジスター６に接続して電気を流動させている。
第１ソース・ドレイン電極１７、第２ソース・ドレイン電極１８及び半導体層２８の＋Ｚ方向側の面上には第３絶縁膜２６が形成されている。この第３絶縁膜２６は光電変換部５に形成された第３絶縁膜２６と同じ膜である。第３絶縁膜２６は窒化シリコン膜（ＳｉＮ）で構成されている。窒化シリコン膜は不純物イオンのブロッキング効果が高いので、不純物イオンによりトランジスター６の特性が変動することを抑制する。
第３絶縁膜２６の＋Ｚ方向側の面上には配線２９が形成されている。配線２９は第２電極１４と第１電位配線１０とを電気的に接続する。さらに、第２電極１４及び配線２９を覆って絶縁膜を配置しても良い。
次に上述した光電変換装置１の製造方法について説明する。光電変換装置１の製造方法の内、基板２上に、データ線駆動回路７、走査線駆動回路８、データ配線９、第１電位配線１０、第２電位配線１１及び走査配線１２を形成する方法は公知であり、説明を省略する。そして、フォトセンサー４の製造方法について図５〜図１４にて説明する。
図５は、フォトセンサーの製造方法のフローチャートであり、図６〜図１４はフォトセンサーの製造方法を説明するための模式図である。図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１は絶縁膜成膜工程に相当し、基板２上に第１絶縁膜２２を成膜する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は電極膜成膜工程である。この工程は、第１絶縁膜２２上に第１電極１５及びゲート電極１６の元になる金属膜を成膜する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は前駆体膜成膜工程である。この工程は、金属膜上にｐ型半導体層２３の前駆体となる膜を成膜する工程である。次にステップＳ４に移行する。
ステップＳ４はセレン化アニール工程である。この工程は、ｐ型半導体層２３の前駆体となる膜をセレン化水素雰囲気中で熱処理する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５はｐ型半導体層形成工程である。この工程は、ｐ型半導体層２３を所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は下部電極形成工程である。この工程は、第１電極１５及びゲート電極１６を所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ７に移行する。
ステップＳ７は絶縁膜形成工程である。この工程は、第２絶縁膜２４及びゲート絶縁膜２７を成膜し所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８はｎ型半導体層・半導体層形成工程である。この工程は、ｎ型半導体層２５及び半導体層２８を成膜し所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は第１上部電極形成工程である。この工程は、ＩＴＯ膜を成膜し第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０は絶縁膜形成工程である。この工程は、第３絶縁膜２６を成膜し所定の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１は第２上部電極形成工程である。この工程は、ＩＴＯ膜を成膜し第２電極１４及び配線２９等の形状にパターニングする工程である。以上の工程でフォトセンサー４を製造する工程が終了する。
次に、図６〜図１４を用いて、図５に示したステップと対応させて、フォトセンサー４の製造方法を詳細に説明する。
図６はステップＳ１の絶縁膜成膜工程及びステップＳ２の電極膜成膜工程に対応する図である。図６に示すように、ステップＳ１では基板２を用意する。基板２はアルカリ金属を含まない無アルカリガラスである。従って、基板２はｐ型半導体層２３にアルカリ金属が含まれることを抑制することができる。
基板２上に第１絶縁膜２２を成膜する。第１絶縁膜２２は二酸化シリコンの膜である。第１絶縁膜２２はプラズマＣＶＤ法（Ｐｌａｓｍａ−ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて成膜する。
ステップＳ２では第１絶縁膜２２上にモリブデン膜３０を成膜する。モリブデン膜３０は材質がモリブデンの膜である。モリブデン膜３０はスパッタ法を用いて成膜される。モリブデン膜３０の厚みは約４００ｎｍである。
図７はステップＳ３の前駆体膜成膜工程に対応する図である。図７に示すように、ステップＳ３において、モリブデン膜３０上にｐ型半導体層２３の前駆体となる膜を成膜する。前駆体となる膜はプリカーサ膜ともいわれる。まず、モリブデン膜３０上に銅（Ｃｕ）及びガリウム（Ｇａ）を含む合金膜３１を成膜する。さらに、合金膜３１上にインジウム（Ｉｎ）を含むインジウム膜３２を成膜する。合金膜３１及びインジウム膜３２はスパッタ法を用いて成膜される。合金膜３１の厚みとインジウム膜３２の厚みとを合わせた厚みは約１．５μｍである。
図８はステップＳ４のセレン化アニール工程に対応する図である。図８に示すように、合金膜３１及びインジウム膜３２からｐ型半導体層２３の基となる膜であるｐ型半導体膜３３を形成する。合金膜３１及びインジウム膜３２に対して、第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施す。本実施形態では、第１６族元素を含む気体としてセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用い、例えば、４００℃〜５００℃程度の温度で熱処理を施す。セレン化水素の濃度は１〜２０％の中で調整される。この熱処理は、合金膜３１及びインジウム膜３２を第１６族元素と反応させて、カルコパイライト構造のｐ型半導体膜３３を形成するための処理である。
合金膜３１及びインジウム膜３２に対して熱処理を施すことにより、カルコパイライト構造のｐ型半導体膜３３が形成される。本実施形態では、セレン化水素雰囲気中で熱処理を施すことにより、合金膜３１（Ｃｕ、Ｇａ）とインジウム膜３２（Ｉｎ）とがセレン化されて、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ2）系膜からなるｐ型半導体膜３３が形成される。
また、熱処理を施す際の雰囲気に第１６族元素を含む気体として硫化水素（Ｈ2Ｓ）を用いてもよいし、セレン化水素雰囲気中で熱処理を施した後にＨ2Ｓ雰囲気中でさらに熱処理を施すこととしてもよい。
図９はステップＳ５のｐ型半導体層形成工程及びステップＳ６の下部電極形成工程に対応する図である。図９に示すように、ステップＳ５において、ｐ型半導体膜３３をｐ型半導体層２３の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。
詳しくは、ｐ型半導体膜３３の上にマスク膜を設置する。まず、ｐ型半導体膜３３上にマスク膜の材料を塗布する。マスク膜の材料は感光性の樹脂材料を溶剤に溶解した物である。塗布方法には各種のコート法や印刷法を用いることができる。次に、マスク膜の材料を乾燥する。続いて、露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。そして、マスク膜の形状をｐ型半導体層２３の形状にする。次に、装置のチャンバー内でプラズマを発生させて生成したイオンやラジカルを利用してマスク膜の形状にｐ型半導体膜３３を加工する。
ステップＳ６において、モリブデン膜３０を第１電極１５及びゲート電極１６の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。従って、第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とは同じ工程で形成される。つまり、ステップＳ２では第１電極１５とゲート電極１６との元になるモリブデン膜３０が同一工程で成膜が行われている。そして、ステップＳ６では第１電極１５とゲート電極１６とのパターニングが同一工程で行われている。このとき、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。
図１０はステップＳ７の絶縁膜形成工程に対応する図である。図１０に示すように、ステップＳ７において、第２絶縁膜２４及びゲート絶縁膜２７が形成される。第２絶縁膜２４及びゲート絶縁膜２７は二酸化シリコンの膜である。この工程ではまず二酸化シリコンの膜を成膜する。二酸化シリコンの膜の成膜方法にはプラズマＣＶＤ法が用いられる。次に、二酸化シリコンの膜を第２絶縁膜２４及びゲート絶縁膜２７の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。
第２絶縁膜２４はｐ型半導体層２３の側面を覆う絶縁膜である。従って、ｐ型半導体層２３の側面を覆う第２絶縁膜２４と、トランジスター６のゲート絶縁膜２７とは同じ工程で形成される。つまり、第２絶縁膜２４及びゲート絶縁膜２７は同一工程で成膜とパターニングとが行われている。このとき、光電変換部５の第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
図１１はステップＳ８のｎ型半導体層・半導体層形成工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ８において、ｎ型半導体層２５及び半導体層２８が形成される。ｎ型半導体層２５及び半導体層２８の材質はＩｎＧａＺｎＯである。まず、ＩｎＧａＺｎＯの膜を成膜する。ＩｎＧａＺｎＯの膜の成膜方法にはスパッタ法が用いられる。他にもＰＬＤ法（Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いても良い。ターゲットにＩｎＧａＺｎＯ4またはＩｎ2Ｏ3−Ｇａ2Ｏ3−ＺｎＯを含む３成分酸化物の焼結体を用いて、ｐ型半導体層２３上及びゲート絶縁膜２７上にＩｎＧａＺｎＯを堆積させて成膜する。
成膜するときには成膜室内雰囲気の酸素分圧を適正な範囲に設定する。酸素分圧は成膜室内に意図的に導入された酸素ガスの分圧を示す。成膜室内雰囲気の酸素分圧を制御して残留電子キャリア濃度を１０15〜１０20ｃｍ-3にすることにより半導体層２８にチャネル層を形成することができる。次に、ＩｎＧａＺｎＯの膜を設置した室内に水蒸気を混合し酸素雰囲気中で約１時間加熱する。熱処理温度は約３５０〜４５０℃が好ましく、露点温度は約４０〜８０℃が好ましい。
次に、ＩｎＧａＺｎＯの膜をｎ型半導体層２５及び半導体層２８の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。
このように、光電変換部５の酸化物半導体を含むｎ型半導体層２５と半導体層２８とは同じ工程で形成される。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５のｎ型半導体層２５とトランジスター６の半導体層２８とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
図１２はステップＳ９の第１上部電極形成工程に対応する図である。図１２に示すように、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８を形成する。第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の材質はＩＴＯである。まず、ＩＴＯ膜を成膜する。ＩＴＯ膜の成膜方法にはスパッタ法が用いられる。次に、ＩＴＯ膜を第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。
図１３はステップＳ１０の絶縁膜形成工程に対応する図である。図１３に示すように、半導体層２８、第１ソース・ドレイン電極１７、第２ソース・ドレイン電極１８、第２絶縁膜２４及びｎ型半導体層２５の周囲を覆って第３絶縁膜２６が形成される。第３絶縁膜２６は窒化シリコン膜である。まず、窒化シリコン膜を成膜する。窒化シリコン膜の成膜方法にはプラズマＣＶＤ法が用いられる。次に、窒化シリコン膜を第３絶縁膜２６の形状にパターニングする。このとき、ｎ型半導体層２５と対向する部分の第３絶縁膜２６を一部開口してｎ型半導体層２５を露出させる。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。
図１４はステップＳ１１の第２上部電極形成工程に対応する図である。図１４に示すように、第３絶縁膜２６から露出するｎ型半導体層２５と電気的に接続して第２電極１４が形成される。さらに、第３絶縁膜２６上には第２電極１４と電気的に接続して配線２９が形成される。さらに、配線２９は第１電位配線１０と電気的に接続される。第２電極１４及び配線２９の材質はＩＴＯである。まず、ＩＴＯ膜を成膜する。ＩＴＯ膜の成膜方法にはスパッタ法が用いられる。次に、ＩＴＯ膜を第２電極１４及び配線２９の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。以上の工程でフォトセンサー４を製造する工程が終了する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、光電変換装置１は光電変換部５及びトランジスター６を備えている。光電変換部５は酸化物半導体を含んでいる。トランジスター６は半導体層２８を有している。そして、酸化物半導体と半導体層２８とは同じＩＧＺＯで構成されている。
従って、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
（２）本実施形態によれば、光電変換部５は、第１電極１５と、ｐ型半導体層２３と、酸化物半導体を含むｎ型半導体層２５と、第２電極１４とを有している。そして、第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とは同じモリブデンで構成されている。第２電極１４、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８とは同じＩＴＯで構成されている。
従って、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。
（３）本実施形態によれば、光電変換部５ではｐ型半導体層２３の側面を覆うように第２絶縁膜２４が設けられている。そして、第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とは同じ二酸化シリコンで構成されている。従って、光電変換部５の第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とは同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
（４）本実施形態によれば、ｎ型半導体層２５及び半導体層２８は非晶質半導体を含んでいる。非晶質半導体のｎ型半導体層２５は非晶質半導体でないときに比べてリーク電流が少ない傾向がある。従って、トランジスター６のスイッチング特性を向上させることができる。
（５）本実施形態によれば、ｎ型半導体層２５の酸化物半導体はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物である。このとき、酸化物半導体をトランジスター６の半導体層２８として作用させることができる。
（６）本実施形態によれば、第１電極１５の材質はモリブデンであり、第２電極１４の材質はＩＴＯである。モリブデンは耐熱性があるので、第１電極１５は耐熱性がある。従って、第１電極１５上にｐ型半導体層２３を形成する工程では高温でｐ型半導体層２３の前駆体をアニールすることができる。第２電極１４の材質であるＩＴＯは光透過性を有する。従って、光電変換装置１は効率良く光２１を取り込むことができる。
（７）本実施形態によれば、ｐ型半導体層２３はＣｕ[Ｉｎx、Ｇａ1-x]Ｓｅ2（０＝＜ｘ＝＜１）である。このとき、ｐ型半導体層２３は近赤外光を吸収することができる。従って、光電変換装置１は近赤外光を検出することができる。
（８）本実施形態によれば、光電変換装置１は酸化物半導体を含む光電変換部５と、酸化物半導体を含むトランジスター６と、を備えている。そして、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とは同じ工程で形成される。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部５の酸化物半導体とトランジスター６の半導体層２８とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
（９）本実施形態によれば、光電変換部５は、第１電極１５と、ｐ型半導体層２３と、酸化物半導体を含むｎ型半導体層２５と、第２電極１４とを有している。そして、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とは同一工程で配置されている。つまり、同一工程で成膜とパターニングとが行われている。このとき、光電変換部５の第１電極１５とトランジスター６のゲート電極１６とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。
（１０）本実施形態によれば、ｐ型半導体層２３の側面を覆うように第２絶縁膜２４が設けられている。そして、第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とは同一工程で配置されている。つまり、同一工程で成膜とパターニングとが行われている。このとき、光電変換部５の第２絶縁膜２４とトランジスター６のゲート絶縁膜２７とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置１を生産性良く製造することができる。
（第２の実施形態）
次に、光電変換装置の一実施形態について図１５〜図１８を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図４に示した第２電極１４の配置が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図１５はフォトセンサーの構成を示す要部模式側断面図である。すなわち、本実施形態では、図１５に示すように、光電変換装置３６は素子領域３にフォトセンサー３７を備えている。フォトセンサー３７には光電変換部３８及びトランジスター３９が配置されている。
光電変換部３８における第１電極１５、ｐ型半導体層２３、第２絶縁膜２４及びｎ型半導体層２５の配置は第１の実施形態における光電変換部５と同じ配置であり、説明を省略する。ｎ型半導体層２５の＋Ｚ方向側の面と接触して第２電極４０が形成されている。第２電極４０の材質は第１の実施形態における第２電極１４と同じくＩＴＯである。第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８は第２電極４０と同一材料で構成されている。
第２絶縁膜２４の＋Ｚ方向側の面上には配線４１が形成されている。配線４１は第２電極４０と第１電位配線１０とを電気的に接続する。
トランジスター３９におけるゲート電極１６、ゲート絶縁膜２７、半導体層２８、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の配置は第１の実施形態におけるトランジスター６と同じ配置であり、説明を省略する。光電変換部３８及びトランジスター３９を覆って保護膜４２が形成されている。保護膜４２の材質は第１の実施形態における第３絶縁膜２６と同じく窒化シリコンである。
次に上述した光電変換装置３６のフォトセンサー３７の製造方法について図１６〜図１８にて説明する。図１６は、フォトセンサーの製造方法のフローチャートであり、図１７及び図１８はフォトセンサーの製造方法を説明するための模式図である。図１６のフローチャートにおいて、ステップＳ１の絶縁膜成膜工程〜ステップＳ８のｎ型半導体層・半導体層形成工程は第１の実施形態と同じ工程であり、説明を省略する。
ステップＳ８の次にステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１は上部電極形成工程である。この工程は、ＩＴＯ膜を成膜し、第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の形状にパターニングする工程である。次にステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２は保護膜形成工程である。この工程は、窒化シリコン膜を成膜し、所定の形状にパターニングする工程である。以上の工程でフォトセンサー３７を製造する工程が終了する。
次に、図１７及び図１８を用いて、図１６に示したステップと対応させて、フォトセンサー３７の製造方法を詳細に説明する。
図１７はステップＳ２１の上部電極形成工程に対応する図である。図１７に示すように、ステップＳ２１では第２電極４０、配線４１、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８を形成する。
第２電極４０、配線４１、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の材質はＩＴＯである。まず、ＩＴＯ膜を成膜する。ＩＴＯ膜の成膜方法にはスパッタ法が用いられる。次に、ＩＴＯ膜を第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。
従って、第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８は同じ工程で形成される。つまり、第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８は同一工程で成膜とパターニングとが行われる。このとき、光電変換部３８の第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８をそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置３６を生産性良く製造することができる。
図１８はステップＳ２２の保護膜形成工程に対応する図である。図１８に示すように、半導体層２８、第１ソース・ドレイン電極１７、第２ソース・ドレイン電極１８、第２絶縁膜２４及び第２電極４０を覆って保護膜４２が形成される。保護膜４２は窒化シリコン膜である。まず、窒化シリコン膜を成膜する。窒化シリコン膜の成膜方法にはプラズマＣＶＤ法が用いられる。次に、窒化シリコン膜を保護膜４２の形状にパターニングする。パターニングする方法にはリソグラフィー法及びドライエッチング法が用いられる。以上の工程でフォトセンサー３７を製造する工程が終了する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８は同じ工程で形成される。つまり、同一工程で成膜とパターニングとが行われる。このとき、光電変換部３８の第２電極４０、第１ソース・ドレイン電極１７及び第２ソース・ドレイン電極１８をそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置３６を生産性良く製造することができる。
（第３の実施形態）
次に、光電変換装置１または光電変換装置３６を搭載した電子機器の一実施形態について図１９及び図２０を用いて説明する。図１９は、生体情報取得装置の構成を示す概略斜視図である。図２０は、生体情報取得装置の電気的な構成を示すブロック図である。
図１９に示すように、電子機器としての生体情報取得装置５０は、人体の手首５１に装着する携帯型の情報端末装置である。生体情報取得装置５０は、手首５１の内部における血管の画像情報から生体における血管の位置を特定する。他にも、生体情報取得装置５０は、非侵襲で光学的に血管の血液中の特定成分、例えばグルコース等の含有量を検出して血糖値を特定する。
生体情報取得装置５０は、ベルト５２、本体部５３及びセンサー部５４とを有している。ベルト５２は環状であり、手首５１に装着可能になっている。本体部５３はベルト５２の外側の面に取り付けられている。センサー部５４はベルト５２の内側の面に取り付けられ、本体部５３に対して対向する位置に配置されている。
本体部５３は本体ケース５５を備え、本体ケース５５には表示部５６が組み込まれている。他にも、本体ケース５５には操作ボタン５７、制御部等の回路系部品、電池等が組み込まれている。
センサー部５４はイメージセンサー５８を備えている。そして、センサー部５４は、ベルト５２に組み込まれた配線により本体部５３と電気的に接続されている。生体情報取得装置５０のイメージセンサー５８は光電変換装置１または光電変換装置３６を備えている。光電変換装置１及びまたは光電変換装置３６は生産性良く製造することができる。従って、生体情報取得装置５０は生産性良く製造できる光電変換装置１または光電変換装置３６を備えた機器とすることができる。
このような生体情報取得装置５０は、手のひら側の手首５１にセンサー部５４が接するように装着して用いられる。このように装着することで、センサー部５４や手首５１の皮膚に外光が入射して検出感度が変動することを避けることができる。
尚、生体情報取得装置５０ではベルト５２に対して本体部５３とセンサー部５４とを分けて組み込んだ構成となっているが、本体部５３とセンサー部５４とを一体としベルト５２に組み込んだ構成としてもよい。
図２０に示すように、生体情報取得装置５０は制御部６１、制御部６１に電気的に接続されたセンサー部５４、記憶部６３、出力部６４及び通信部６５を有している。また、生体情報取得装置５０は出力部６４と電気的に接続された表示部５６を有している。
センサー部５４は発光部５９及び受光部６０を備えている。発光部５９と受光部６０とはそれぞれ制御部６１と電気的に接続されている。発光部５９は近赤外光６２を発する光源部を有しており、近赤外光６２の波長は７００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲になっている。制御部６１は発光部５９を駆動して近赤外光６２を発光させる。近赤外光６２は手首５１の内部に伝搬して散乱する。手首５１の内部で散乱した近赤外光６２の一部を反射光６２ａとして受光部６０が受光する。
生体情報取得装置５０の受光部６０はイメージセンサー５８を備えており、イメージセンサー５８に光電変換装置１または光電変換装置３６が用いられている。
生体情報取得装置５０は記憶部６３、出力部６４及び通信部６５を備えている。受光部６０により受光した反射光６２ａの情報を制御部６１が記憶部６３に記憶させる。そして、反射光６２ａの情報を制御部６１は出力部６４で処理させる。出力部６４は反射光６２ａの情報を血管の画像情報に変換して出力する。他にも、出力部６４は反射光６２ａの情報を血液中の特定成分の含有情報に変換して出力する。他にも、制御部６１は、変換された血管の画像情報や血液中の特性成分の情報を表示部５６に表示させる。そして、通信部６５はこれらの情報を他の情報処理装置に送信する。
また、通信部６５は他の情報処理装置からプログラム等の情報を受信する。そして、制御部６１はプログラム等の情報を記憶部６３に記憶させる。尚、表示部５６は取得した血管や血液に纏わる情報を表示する。他にも、表示部５６は記憶部６３に予め記憶させたプログラム等の情報や、現在時刻等の情報を表示する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、生体情報取得装置５０のイメージセンサー５８は光電変換装置１または光電変換装置３６を備えている。光電変換装置１または光電変換装置３６は生産性良く製造することができる。従って、生体情報取得装置５０は生産性良く製造できる光電変換装置１または光電変換装置３６を備えた機器とすることができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第３の実施形態では、光電変換装置１または光電変換装置３６を備えた生体情報取得装置５０の説明をした。他にも指紋、虹彩、静脈パターン等を撮影する撮像装置に光電変換装置１または光電変換装置３６を用いても良い。光電変換装置１または光電変換装置３６は生産性良く製造できるので、撮像装置は生産性良く製造できる光電変換装置１または光電変換装置３６を備えた装置にすることができる。
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
光電変換装置は、酸化物半導体を含む光電変換部と、前記光電変換部に対応して設けられたトランジスターと、を備え、前記トランジスターの半導体層は、前記酸化物半導体と同一材料で構成されることを特徴とする。
この構成によれば、光電変換装置は光電変換部及びトランジスターを備えている。光電変換部は酸化物半導体を含んでいる。トランジスターは半導体層を有している。そして、酸化物半導体と半導体層とは同一材料で構成されている。
従って、光電変換部の酸化物半導体とトランジスターの半導体層とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部の酸化物半導体とトランジスターの半導体層とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部の酸化物半導体とトランジスターの半導体層とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置を生産性良く製造することができる。
上記の光電変換装置では、前記光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、前記酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有し、前記第１電極と同一材料で構成されるゲート電極を有する前記トランジスターと、前記第２電極と同一材料で構成されるソース・ドレイン電極とを有することが好ましい。
この構成によれば、光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有している。そして、第１電極とトランジスターのゲート電極とは同一材料で構成されている。第２電極とソース・ドレイン電極とは同一材料で構成されている。
従って、光電変換部の第１電極とトランジスターのゲート電極とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部の第１電極とトランジスターのゲート電極とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部の第１電極とトランジスターのゲート電極とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。
同様に、光電変換部の第２電極とソース・ドレイン電極とを別途他の材料を用いることなく構成することができる。また、光電変換部の第２電極とソース・ドレイン電極とを同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部の第２電極とソース・ドレイン電極とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置を生産性良く製造することができる。
上記の光電変換装置では、前記光電変換部は、前記ｐ型半導体層の側面を覆うように設けられた絶縁膜を有し、前記トランジスターは、前記絶縁膜と同一材料で構成されるゲート絶縁膜を有することが好ましい。
この構成によれば、光電変換部ではｐ型半導体層の側面を覆うように絶縁膜が設けられている。そして、絶縁膜とトランジスターのゲート絶縁膜とは同一材料で構成されている。従って、光電変換部の絶縁膜とトランジスターのゲート絶縁膜とは同一工程で同じ装置を用いて製造することができる。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部の絶縁膜とトランジスターのゲート絶縁膜とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置を生産性良く製造することができる。
上記の光電変換装置では、前記ｎ型半導体層は非晶質半導体を含むことが好ましい。
この構成によれば、ｎ型半導体層は非晶質半導体を含む。非晶質半導体のｎ型半導体層は非晶質半導体でないときに比べてリーク電流が少ない傾向がある。従って、トランジスターのスイッチング特性を向上させることができる。
上記の光電変換装置では、前記酸化物半導体はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物であることが好ましい。
この構成によれば、酸化物半導体はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物である。このとき、酸化物半導体をトランジスターの半導体層として作用させることができる。
上記の光電変換装置では、前記第１電極の材質はＭｏであり、前記第２電極の材質はＩＴＯであることが好ましい。
この構成によれば、第１電極の材質はＭｏであり、第２電極の材質はＩＴＯである。Ｍｏは耐熱性があるので、第１電極は耐熱性がある。従って、第１電極上にｐ型半導体層を形成する工程では高温でｐ型半導体層の前駆体をアニールすることができる。第２電極の材質であるＩＴＯは光透過性を有する。従って、光電変換装置は効率良く光を取り込むことができる。
上記の光電変換装置では、前記ｐ型半導体層はＣｕ[Ｉｎx、Ｇａ1-x]Ｓｅ2（０＝＜ｘ＝＜１）であることが好ましい。
この構成によれば、ｐ型半導体層はＣｕ[Ｉｎx、Ｇａ1-x]Ｓｅ2（０＝＜ｘ＝＜１）である。このとき、ｐ型半導体層は近赤外光を吸収することができる。従って、光電変換装置は近赤外光を検出することができる。
電子機器は、上記に記載の光電変換装置を備えることを特徴とする。
この構成によれば、電子機器は上記に記載の光電変換装置を備えている。上記に記載の光電変換装置は生産性良く製造することができる。従って、電子機器は生産性良く製造できる光電変換装置を備えた機器とすることができる。
光電変換装置の製造方法は、酸化物半導体を含む光電変換部と、前記酸化物半導体を含む半導体層を有するトランジスターと、を備える光電変換装置の製造方法であって、前記光電変換部の前記酸化物半導体と前記半導体層とは同じ工程で形成されることを特徴とする。
この方法によれば、光電変換装置は酸化物半導体を含む光電変換部と、酸化物半導体を含むトランジスターと、を備えている。そして、光電変換部の酸化物半導体とトランジスターの半導体層とは同じ工程で配置される。つまり、成膜とパターニングとを行うことができる。このとき、光電変換部の酸化物半導体とトランジスターの半導体層とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置を生産性良く製造することができる。
上記の光電変換装置の製造方法では、前記光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、前記酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有し、前記第１電極と前記トランジスターのゲート電極とは同じ工程で形成され、前記第２電極とソース・ドレイン電極とは同じ工程で形成されることが好ましい。
この方法によれば、光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有している。そして、光電変換部の第１電極とトランジスターのゲート電極とは同一工程で配置されている。つまり、同一工程で成膜とパターニングとが行われている。このとき、光電変換部の第１電極とトランジスターのゲート電極とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。
同様に、光電変換部の第２電極とソース・ドレイン電極とは同一工程で配置されている。つまり、同一工程で成膜とパターニングとが行われている。このとき、光電変換部の第２電極とソース・ドレイン電極とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置を生産性良く製造することができる。
上記の光電変換装置の製造方法では、前記ｐ型半導体層の側面を覆う絶縁膜と、前記トランジスターのゲート絶縁膜とは同じ工程で形成されることが好ましい。
この方法によれば、ｐ型半導体層の側面を覆うように絶縁膜が設けられている。そして、絶縁膜とトランジスターのゲート絶縁膜とは同一工程で配置されている。つまり、絶縁膜とトランジスターのゲート絶縁膜とは同一工程で成膜とパターニングとが行われている。このとき、光電変換部の絶縁膜とトランジスターのゲート絶縁膜とをそれぞれ別の工程で製造するときに比べて成膜工程とパターニング工程の数を減らすことができる。その結果、光電変換装置を生産性良く製造することができる。
１，３６…光電変換装置、５…光電変換部、６…トランジスター、１４…第２電極、１５…第１電極、１６…ゲート電極、１７…ソース・ドレイン電極としての第１ソース・ドレイン電極、１８…ソース・ドレイン電極としての第２ソース・ドレイン電極、２３…ｐ型半導体層、２４…絶縁膜としての第２絶縁膜、２５…酸化物半導体としてのｎ型半導体層、２７…ゲート絶縁膜、２８…半導体層、５０…電子機器としての生体情報取得装置。

Claims (11)

  1. 酸化物半導体を含む光電変換部と、
    前記光電変換部に対応して設けられたトランジスターと、を備え、
    前記トランジスターの半導体層は、前記酸化物半導体と同一材料で構成されることを特徴とする光電変換装置。
  2. 請求項１に記載の光電変換装置であって、
    前記光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、前記酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有し、
    前記第１電極と同一材料で構成されるゲート電極を有する前記トランジスターと、前記第２電極と同一材料で構成されるソース・ドレイン電極とを有することを特徴とする光電変換装置。
  3. 請求項２に記載の光電変換装置であって、
    前記光電変換部は、前記ｐ型半導体層の側面を覆うように設けられた絶縁膜を有し、前記トランジスターは、前記絶縁膜と同一材料で構成されるゲート絶縁膜を有することを特徴とする光電変換装置。
  4. 請求項２または３に記載の光電変換装置であって、
    前記ｎ型半導体層は非晶質半導体を含むことを特徴とする光電変換装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、
    前記酸化物半導体はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物であることを特徴とする光電変換装置。
  6. 請求項２に記載の光電変換装置であって、
    前記第１電極の材質はＭｏであり、前記第２電極の材質はＩＴＯであることを特徴とする光電変換装置。
  7. 請求項２に記載の光電変換装置であって、
    前記ｐ型半導体層はＣｕ[Ｉｎx、Ｇａ1-x]Ｓｅ2（０＝＜ｘ＝＜１）であることを特徴とする光電変換装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光電変換装置を備えることを特徴とする電子機器。
  9. 酸化物半導体を含む光電変換部と、前記酸化物半導体を含む半導体層を有するトランジスターと、を備える光電変換装置の製造方法であって、
    前記光電変換部の前記酸化物半導体と前記半導体層とは同じ工程で形成されることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
  10. 請求項９に記載の光電変換装置の製造方法であって、
    前記光電変換部は、第１電極と、ｐ型半導体層と、前記酸化物半導体を含むｎ型半導体層と、第２電極とを有し、
    前記第１電極と前記トランジスターのゲート電極とは同じ工程で形成され、
    前記第２電極とソース・ドレイン電極とは同じ工程で形成されることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
  11. 請求項１０に記載の光電変換装置の製造方法であって、
    前記ｐ型半導体層の側面を覆う絶縁膜と、前記トランジスターのゲート絶縁膜とは同じ工程で形成されることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
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