JP6642599B2 - 受光素子、撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
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Description
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有する。
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有する。
受光素子は、
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有する。即ち、本開示の第1の態様に係る撮像素子における受光素子は、本開示の第1の態様に係る受光素子から成る。
受光素子は、
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有する。即ち、本開示の第2の態様に係る撮像素子における受光素子は、本開示の第2の態様に係る受光素子から成る。
受光素子は、
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有する。即ち、本開示の第1の態様に係る撮像装置における受光素子は、本開示の第1の態様に係る受光素子から成る。
受光素子は、
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有する。即ち、本開示の第2の態様に係る撮像素子における受光素子は、本開示の第2の態様に係る受光素子から成る。
1.本開示の第1の態様〜第2の態様に係る受光素子、撮像素子及び撮像装置、全般に関する説明
2.実施例1(本開示の第1の態様に係る受光素子)
3.実施例2(本開示の第2の態様に係る受光素子)
4.実施例3(本開示の第1の態様〜第2の態様に係る撮像素子及び撮像装置)
5.実施例4(実施例1〜実施例3の変形、透明導電材料層の変形例)
6.実施例5(実施例4の変形)、その他
本開示の第1の態様に係る受光素子、本開示の第1の態様に係る撮像素子における受光素子、本開示の第1の態様に係る撮像装置における受光素子(以下、これらの受光素子を、総称して、『本開示の第1の態様に係る受光素子等』と呼ぶ)において、
表面再結合防止層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成り、
光電変換層は、InGaAsから成り、
化合物半導体層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成る形態とすることができる。
第1の化合物半導体はn型化合物半導体であり、
第2の化合物半導体はi型化合物半導体であり、
第3の化合物半導体はp型化合物半導体である形態とすることができる。
コンタクト層は、InGaAs、InP又はInGaAsPから成り、
表面再結合防止層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成り、
光電変換層は、InGaAsから成り、
化合物半導体層は、InGaAs、InP又はInGaAsPから成る形態とすることができる。そして、この場合、(コンタクト層を構成する化合物半導体,表面再結合防止層を構成する化合物半導体)の組合せとして、(InGaAs,InP)、(InGaAs,InGaAsP)、(InGaAs,AlInAs)、(InP,InGaAsP)、(InP,AlInAs)、(InGaAsP,InP)、(InGaAsP,AlInAs)、又は、(InXGaAsP,InYGaAsP)[但しX>Y]を挙げることができる。更には、これらの場合、
第1の化合物半導体はn型化合物半導体であり、
第2の化合物半導体はi型化合物半導体であり、
第3の化合物半導体はp型化合物半導体であり、
第4の化合物半導体はn+型化合物半導体である形態とすることができる。
透明導電材料層は、表面再結合防止層又はコンタクト層と接する第1面、及び、第1面と対向する第2面を有し、透明導電材料から成り、
透明導電材料には、モリブデン、タングステン、クロム、ルテニウム、チタン、ニッケル、亜鉛、鉄及び銅から成る群から選択された少なくとも1種の金属又はその化合物から成る添加物が含まれており、
透明導電材料層の第1面の界面近傍における透明導電材料に含まれる添加物の濃度は、透明導電材料層の第2面の近傍における透明導電材料に含まれる添加物の濃度よりも高い形態とすることができる。尚、透明導電材料を構成する金属化合物から成る添加物として、酸化タングステン、酸化クロム、酸化ルテニウム、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅を例示することができる。
第1層を構成する透明導電材料には添加物が含まれており、
第2層を構成する透明導電材料には添加物が含まれていない構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第1の構成の透明導電材料層』と呼ぶ。第1層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の平均濃度をIc1、第2層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の平均濃度をIc2としたとき、
5≦Ic1/Ic2≦10
を満足することが好ましい。透明導電材料に添加物が含まれているか否かは、SIMSを用いて評価することができる。ここで、1種の金属(具体的には、例えばモリブデン)のキャリヤ濃度が1.8×1016cm-3以上である場合には、透明導電材料に添加物が含まれていると判断することができるし、一方、1種の金属(具体的には、例えばモリブデン)のキャリヤ濃度が1.8×1016cm-3未満である場合には、透明導電材料に添加物が含まれていないと判断することができる。
0.4≦R2/R1≦1.0
0.80≦TP2×TP1≦1.0
を満足することが好ましい。更には、これらの好ましい構成を含む第1の構成の透明導電材料層において、透明導電材料層の平均光透過率は95%以上であり、透明導電材料層の平均電気抵抗率は2×10-6Ω・m(2×10-4Ω・cm)以下であり、透明導電材料層と表面再結合防止層又はコンタクト層との間の接触抵抗値は1×10-8Ω・m2(1×10-4Ω・cm2)以下であることが好ましい。また、第1層の厚さをT1、第2層の厚さをT2としたとき、
2≦T2/T1≦70
を満足することが好ましく、この場合、
3≦T1(nm)≦60
10≦T2(nm)≦350
を満足することが一層好ましい。ここで、第1層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の平均濃度は、SIMSを用いて測定することができる。また、第1層の電気抵抗率、第2層の電気抵抗率、透明導電材料層の平均電気抵抗率は、例えば、受光素子の表面をガラス基板等の支持基板に貼り合わせて、受光素子の裏面側を剥離した後、残った透明導電材料層をホール測定、シート抵抗測定機を用いて測定するといった方法に基づき測定することができるし、透明導電材料層とコンタクト層との間の接触抵抗値は、例えば、受光素子の表面をガラス基板等の支持基板に貼り合わせて、受光素子の裏面側を剥離する際、コンタクト層だけを残し、TLMパターンを形成した後、四端子測定方法に基づき測定することができる。更には、第1層の光透過率(光吸収率)、第2層の光透過率(光吸収率)、透明導電材料層の平均光透過率(光吸収率)は、ガラス基板に貼り合わせて透過及び反射率測定機を用いて測定することができる。また、第1層の厚さ、第2層の厚さは、段差計や、SEMあるいはTEM電子顕微鏡観察に基づき測定することができる。
(A)本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの受光素子あるいは撮像素子(受光素子あるいは撮像素子は可視光から赤外光までの光を受光する)
から構成されていてもよいし、
(B)赤外線カットフィルタを備えた本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの第1撮像素子(撮像素子は可視光を受光する)、及び、可視光カットフィルタを備えた本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの第2撮像素子(撮像素子は赤外光を受光する)
から構成されていてもよいし、
(C)赤色を透過する赤色フィルタを備えた本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの赤色撮像素子(撮像素子は赤色を受光する)、緑色を透過する緑色フィルタを備えた本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの緑色撮像素子(撮像素子は緑色を受光する)、青色を透過する青色フィルタを備えた本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの青色撮像素子(撮像素子は青色を受光する)、及び、可視光カットフィルタを備えた本開示の第1の態様〜第2の態様に係る1つの赤外線撮像素子(撮像素子は赤外光を受光する)
から構成されていてもよい。撮像素子を除く撮像装置の構成、構造は、周知の撮像装置の構成、構造と同じとすることができるし、撮像素子によって得られた信号の各種処理も周知の回路に基づき行うことができる。
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層21、
第2の化合物半導体から成る光電変換層22、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層23、
の積層構造(積層構造体20A)を有し、
表面再結合防止層21(窓層とも呼ばれる)は30nm以下の厚さを有する。尚、図1A、図1Bにおいては、受光素子を3つ、図示している。
BG1=1.35eV
BG2=0.74eV
BG3=1.35eV
であり、BG1>BG2、且つ、BG3>BG2といった関係を満足する。
先ず、周知の方法に基づき、InPから成る成膜用基板40上に、表面再結合防止層21、光電変換層22及び化合物半導体層23の積層構造体20A(実施例2にあっては、コンタクト層24、表面再結合防止層21、光電変換層22及び化合物半導体層23の積層構造体20B)を形成する。尚、図示しないが、成膜用基板40と表面再結合防止層21(あるいはコンタクト層24)との間に、バッファ層、エッチングストップ層、研磨エッチングストップ層等を形成してもよい。こうして、図12Aに示す構造を得ることができる。次に、例えば、リフトオフ法に基づき、化合物半導体層23の所望の領域に第2電極を形成する。
次いで、受光素子と受光素子との間の化合物半導体層23を除去して、例えば、SiO2から成る絶縁層27を形成し、絶縁層27によって、受光素子と受光素子とを素子分離する。こうして、図12Bに示す構造を得ることができる。尚、絶縁層27は、例えば、光電変換層22まで延びていてもよい。あるいは又、受光素子と受光素子との間の化合物半導体層23にイオン注入処理を施し(場合によっては、更に、光電変換層22の厚さ方向、一部分あるいは全部にイオン注入処理を施し)、受光素子と受光素子との間を素子分離してもよい。
一方、例えばシリコン半導体基板41に、受光素子を駆動するための各種回路(図示せず)を形成しておく。また、シリコン半導体基板41には、受光素子の第2電極26との接続のための、In合金やSn合金から成るバンプ部42を形成しておく。そして、成膜用基板40上に形成された第2電極26と、シリコン半導体基板41に設けられたバンプ部42とを接続する。こうして、図13Aに示す構造を得ることができる。尚、図面においては、バンプ部42がシリコン半導体基板41の表面に形成されているように描かれているが、実際には、各種回路が形成されたシリコン半導体基板41の表面は、例えば、絶縁層(図示せず)で被覆されており、絶縁層の表面に、各種回路に接続されたバンプ部42が形成されている。
次いで、成膜用基板40をエッチング法や研磨法、CMP法、レーザ・アブレーション法、加熱法等によって除去し、更に、必要に応じて表面再結合防止層21をエッチング法等によって薄くする。こうして、図13Bに示す構造を得ることができる。
その後、表面再結合防止層21の表面に透明導電材料層25、反射防止膜28を、順次、形成する。こうして、図1Aに示す構造を得ることができる。
撮像素子の製造にあっては、反射防止膜28の上に平坦化膜29を形成し、更に、平坦化膜29上にフィルタ30、集光レンズ(オンチップレンズ)31を形成すればよい。
光が入射する透明導電材料層(第1電極)25、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層21、
第2の化合物半導体から成る光電変換層22、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層23、
の積層構造(積層構造体20B)を有し、
透明導電材料層25と表面再結合防止層21との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層24を更に備えており、
表面再結合防止層21は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層24は20nm以下の厚さを有する。
BG1=1.35eV
BG2=0.74eV
BG3=1.35eV
BG4=0.74eV
であり、BG1>BG2、且つ、BG3>BG2、且つ、BG1>BG4といった関係を満足する。
表面再結合防止層21:5×1018cm-3
Ic1=1.1×1017cm-3
Ic2=1.8×1016cm-3
R1 =2.5×10-4Ω・cm
R2 =1.5×10-4Ω・cm
TP1=97%
TP2=99%
T1 = 5nm
T2 =25nm
Ic1/Ic2=6.1
R2/R1 =0.6
TP2×TP1=0.96
T2/T1 =5.0
第1電極の平均光吸収率 =0.98%
第1電極の平均電気抵抗率=2×10-4Ω・cm以下
第1電極と表面再結合防止層又はコンタクト層側との間の接触抵抗値
=2.7×10-5Ω・cm2
[A01]《受光素子・・・第1の態様》
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有する受光素子。
[A02]表面再結合防止層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成り、
光電変換層は、InGaAsから成り、
化合物半導体層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成る[A01]に記載の受光素子。
[A03]第1の化合物半導体はn型化合物半導体であり、
第2の化合物半導体はi型化合物半導体であり、
第3の化合物半導体はp型化合物半導体である[A01]又は[A02]に記載の受光素子。
[A04]第1の化合物半導体のバンドギャップをBG1、第2の化合物半導体のバンドギャップをBG2、第3の化合物半導体のバンドギャップをBG3としたとき、BG1,BG2,BG3は、BG1>BG2、且つ、BG3>BG2を満足する[A01]に記載の受光素子。
[A05]表面再結合防止層の光入射面には、透明導電材料層が形成されている[A01]乃至[A04]のいずれか1項に記載の受光素子。
[A06]透明導電材料層は、ITO、ITiO又はNiOから成る[A05]に記載の受光素子。
[B01]透明導電材料層は透明導電材料から成り、
透明導電材料には、モリブデン、タングステン、クロム、ルテニウム、チタン、ニッケル、亜鉛、鉄及び銅から成る群から選択された少なくとも1種の金属又はその化合物から成る添加物が含まれており、
透明導電材料層の第1面の界面近傍における透明導電材料に含まれる添加物の濃度は、透明導電材料層の第2面の近傍における透明導電材料に含まれる添加物の濃度よりも高い[A05]に記載の受光素子。
[B02]透明導電材料は、ITO、IZO、AZO、GZO、AlMgZnO、IGO、IGZO、IFO、ATO、FTO、SnO2、ZnO、BドープのZnO、InSnZnO、NiO、又は、ITiOから成る[B01]に記載の受光素子。
[B03]透明導電材料層の第2面上には補助電極が形成されている[B01]又は[B02]に記載の受光素子。
[B04」透明導電材料層は、表面再結合防止層側から、第1層及び第2層の積層構造を有し、
第1層を構成する透明導電材料には添加物が含まれており、
第2層を構成する透明導電材料には添加物が含まれていない[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の受光素子。
[B05]第1層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の平均濃度は、5×1016cm-3乃至1×1018cm-3である[B04]に記載の受光素子。
[B06]第1層の電気抵抗率をR1、第2層の電気抵抗率をR2、波長400nm乃至900nmにおける第1層の光透過率をTP1、第2層の光透過率をTP2としたとき、
0.4≦R2/R1≦1.0
0.8≦TP2×TP1≦1.0
を満足する[B04]又は[B05]に記載の受光素子。
[B07]透明導電材料層の平均光透過率は95%以上であり、
透明導電材料層の平均電気抵抗率は2×10-6Ω・m以下であり、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間の接触抵抗値は1×10-8Ω・m2以下である[B04]乃至[B06]のいずれか1項に記載の受光素子。
[B08]第1層の厚さをT1、第2層の厚さをT2としたとき、
2≦T2/T1≦70
を満足する[B04]乃至[B07]のいずれか1項に記載の受光素子。
[B09]3≦T1(nm)≦60
10≦T2(nm)≦350
を満足する[B08]に記載の受光素子。
[B10]透明導電材料層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の濃度は、透明導電材料層の第1面から第2面に向かって、漸次、低下する[B01]乃至[B03]のいずれか1項に記載の受光素子。
[C01]《受光素子・・・第2の態様》
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有する受光素子。
[C02]コンタクト層は、InGaAs、InP又はInGaAsPから成り、
表面再結合防止層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成り、
光電変換層は、InGaAsから成り、
化合物半導体層は、InGaAs、InP又はInGaAsPから成る[C01]に記載の受光素子。
[C03](コンタクト層を構成する化合物半導体,表面再結合防止層を構成する化合物半導体)の組合せは、(InGaAs,InP)、(InGaAs,InGaAsP)、(InGaAs,AlInAs)、(InP,InGaAsP)、(InP,AlInAs)、(InGaAsP,InP)、(InGaAsP,AlInAs)、又は、(InXGaAsP,InYGaAsP)[但しX>Y]である[C02]に記載の受光素子。
[C04]第1の化合物半導体はn型化合物半導体であり、
第2の化合物半導体はi型化合物半導体であり、
第3の化合物半導体はp型化合物半導体であり、
第4の化合物半導体はn型化合物半導体である[C01]乃至[C03]のいずれか1項に記載の受光素子。
[C05]第1の化合物半導体のバンドギャップをBG1、第2の化合物半導体のバンドギャップをBG2、第3の化合物半導体のバンドギャップをBG3、第4の化合物半導体のバンドギャップをBG4としたとき、BG1,BG2,BG3,BG4は、BG1>BG2、且つ、BG3>BG2、且つ、BG1>BG4を満足する[C01]に記載の受光素子。
[C06]透明導電材料層は、ITO、ITiO又はNiOから成る[C01]乃至[C04]のいずれか1項に記載の受光素子。
[D01]透明導電材料層は透明導電材料から成り、
透明導電材料には、モリブデン、タングステン、クロム、ルテニウム、チタン、ニッケル、亜鉛、鉄及び銅から成る群から選択された少なくとも1種の金属又はその化合物から成る添加物が含まれており、
透明導電材料層の第1面の界面近傍における透明導電材料に含まれる添加物の濃度は、透明導電材料層の第2面の近傍における透明導電材料に含まれる添加物の濃度よりも高い[C01]乃至[C04]のいずれか1項に記載の受光素子。
[D02]透明導電材料は、ITO、IZO、AZO、GZO、AlMgZnO、IGO、IGZO、IFO、ATO、FTO、SnO2、ZnO、BドープのZnO、InSnZnO、NiO、又は、ITiOから成る[D01]に記載の受光素子。
[D03]透明導電材料層の第2面上には補助電極が形成されている[D01]又は[D02]に記載の受光素子。
[D04」透明導電材料層は、コンタクト層側から、第1層及び第2層の積層構造を有し、
第1層を構成する透明導電材料には添加物が含まれており、
第2層を構成する透明導電材料には添加物が含まれていない[D01]乃至[D03]のいずれか1項に記載の受光素子。
[D05]第1層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の平均濃度は、5×1016cm-3乃至1×1018cm-3である[D04]に記載の受光素子。
[D06]第1層の電気抵抗率をR1、第2層の電気抵抗率をR2、波長400nm乃至900nmにおける第1層の光透過率をTP1、第2層の光透過率をTP2としたとき、
0.4≦R2/R1≦1.0
0.8≦TP2×TP1≦1.0
を満足する[D04]又は[D05]に記載の受光素子。
[D07]透明導電材料層の平均光透過率は95%以上であり、
透明導電材料層の平均電気抵抗率は2×10-6Ω・m以下であり、
透明導電材料層とコンタクト層との間の接触抵抗値は1×10-8Ω・m2以下である[D04]乃至[D06]のいずれか1項に記載の受光素子。
[D08]第1層の厚さをT1、第2層の厚さをT2としたとき、
2≦T2/T1≦70
を満足する[D04]乃至[D07]のいずれか1項に記載の受光素子。
[D09]3≦T1(nm)≦60
10≦T2(nm)≦350
を満足する[D08]に記載の受光素子。
[D10]透明導電材料層を構成する透明導電材料に含まれる添加物の濃度は、透明導電材料層の第1面から第2面に向かって、漸次、低下する[D01]乃至[D03]のいずれか1項に記載の受光素子。
[E01]《撮像素子・・・第1の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子であって、
受光素子は、
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有する撮像素子。
[E02]《撮像素子・・・第1の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子であって、
受光素子は、[A01]乃至[D10]のいずれか1項に記載の受光素子から成る撮像素子。
[E03]《撮像素子・・・第2の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子であって、
受光素子は、
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有する撮像素子。
[E04]《撮像素子・・・第2の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子であって、
受光素子は、[A01]乃至[D10]のいずれか1項に記載の受光素子から成る撮像素子。
[F01]《撮像装置・・・第1の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子が、複数、配列されて成る撮像装置であって、
受光素子は、
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有する撮像装置。
[F02]《撮像装置・・・第1の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子が、複数、配列されて成る撮像装置であって、
受光素子は、[A01]乃至[D10]のいずれか1項に記載の受光素子から成る撮像装置。
[F03]《撮像装置・・・第2の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子が、複数、配列されて成る撮像装置であって、
受光素子は、
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層は30nm以下の厚さを有し、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有する撮像装置。
[F04]《撮像装置・・・第2の態様》
受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子が、複数、配列されて成る撮像装置であって、
受光素子は、[A01]乃至[D10]のいずれか1項に記載の受光素子から成る撮像装置。
Claims (16)
- 第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有する受光素子であって、
表面再結合防止層の厚さは、10nm以上、30nm以下であり、
表面再結合防止層は、隣接する受光素子を構成する表面再結合防止層へと延びており、
光電変換層は、隣接する受光素子を構成する光電変換層へと延びており、
化合物半導体層と、隣接する受光素子を構成する化合物半導体層との間には、絶縁層が形成されており、
化合物半導体層は電極と接している受光素子。 - 表面再結合防止層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成り、
光電変換層は、InGaAsから成り、
化合物半導体層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成る請求項1に記載の受光素子。 - 第1の化合物半導体はn型化合物半導体であり、
第2の化合物半導体はi型化合物半導体であり、
第3の化合物半導体はp型化合物半導体である請求項1又は請求項2に記載の受光素子。 - 第1の化合物半導体のバンドギャップをBG1、第2の化合物半導体のバンドギャップをBG2、第3の化合物半導体のバンドギャップをBG3としたとき、BG1,BG2,BG3は、BG1>BG2、且つ、BG3>BG2を満足する請求項1に記載の受光素子。
- 表面再結合防止層の光入射面には、透明導電材料層が形成されている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の受光素子。
- 透明導電材料層は、ITO又はITiOから成る請求項5記載の受光素子。
- 光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有する受光素子であって、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層の厚さは、10nm以上、30nm以下であり、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有し、
表面再結合防止層は、隣接する受光素子を構成する表面再結合防止層へと延びており、
コンタクト層は、隣接する受光素子を構成するコンタクト層へと延びており、
光電変換層は、隣接する受光素子を構成する光電変換層へと延びており、
化合物半導体層と、隣接する受光素子を構成する化合物半導体層との間には、絶縁層が形成されており、
化合物半導体層は電極と接している受光素子。 - コンタクト層は、InGaAs、InP又はInGaAsPから成り、
表面再結合防止層は、InP、InGaAsP又はAlInAsから成り、
光電変換層は、InGaAsから成り、
化合物半導体層は、InGaAs、InP又はInGaAsPから成る請求項7に記載の受光素子。 - (コンタクト層を構成する化合物半導体,表面再結合防止層を構成する化合物半導体)の組合せは、(InGaAs,InP)、(InGaAs,InGaAsP)、(InGaAs,AlInAs)、(InP,InGaAsP)、(InP,AlInAs)、(InGaAsP,InP)、(InGaAsP,AlInAs)、又は、(InXGaAsP,InYGaAsP)[但しX>Y]である請求項8に記載の受光素子。
- 第1の化合物半導体はn型化合物半導体であり、
第2の化合物半導体はi型化合物半導体であり、
第3の化合物半導体はp型化合物半導体であり、
第4の化合物半導体はn型化合物半導体である請求項7乃至請求項9のいずれか1項に記載の受光素子。 - 第1の化合物半導体のバンドギャップをBG1、第2の化合物半導体のバンドギャップをBG2、第3の化合物半導体のバンドギャップをBG3、第4の化合物半導体のバンドギャップをBG4としたとき、BG1,BG2,BG3,BG4は、BG1>BG2、且つ、BG3>BG2、且つ、BG1>BG4を満足する請求項7に記載の受光素子。
- 透明導電材料層は、ITO又はITiOから成る請求項7乃至請求項11のいずれか1項に記載の受光素子。
- 受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子であって、
受光素子は、
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層の厚さは、10nm以上、30nm以下であり、
表面再結合防止層は、隣接する受光素子を構成する表面再結合防止層へと延びており、
光電変換層は、隣接する受光素子を構成する光電変換層へと延びており、
化合物半導体層と、隣接する受光素子を構成する化合物半導体層との間には、絶縁層が形成されており、
化合物半導体層は電極と接している撮像素子。 - 受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子であって、
受光素子は、
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層の厚さは、10nm以上、30nm以下であり、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有し、
表面再結合防止層は、隣接する受光素子を構成する表面再結合防止層へと延びており、
コンタクト層は、隣接する受光素子を構成するコンタクト層へと延びており、
光電変換層は、隣接する受光素子を構成する光電変換層へと延びており、
化合物半導体層と、隣接する受光素子を構成する化合物半導体層との間には、絶縁層が形成されており、
化合物半導体層は電極と接している撮像素子。 - 受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子が、複数、配列されて成る撮像装置であって、
受光素子は、
第1の化合物半導体から成り、光が入射する表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
表面再結合防止層の厚さは、10nm以上、30nm以下であり、
表面再結合防止層は、隣接する受光素子を構成する表面再結合防止層へと延びており、
光電変換層は、隣接する受光素子を構成する光電変換層へと延びており、
化合物半導体層と、隣接する受光素子を構成する化合物半導体層との間には、絶縁層が形成されており、
化合物半導体層は電極と接している撮像装置。 - 受光素子、及び、受光素子の光入射側に配設された所望の波長の光を通過させるフィルタを備えた撮像素子が、複数、配列されて成る撮像装置であって、
受光素子は、
光が入射する透明導電材料層、
第1の化合物半導体から成る表面再結合防止層、
第2の化合物半導体から成る光電変換層、及び、
第3の化合物半導体から成る化合物半導体層、
の積層構造を有し、
透明導電材料層と表面再結合防止層との間に形成された、第4の化合物半導体から成るコンタクト層を更に備えており、
表面再結合防止層の厚さは、10nm以上、30nm以下であり、
コンタクト層は20nm以下の厚さを有し、
表面再結合防止層は、隣接する受光素子を構成する表面再結合防止層へと延びており、
コンタクト層は、隣接する受光素子を構成するコンタクト層へと延びており、
光電変換層は、隣接する受光素子を構成する光電変換層へと延びており、
化合物半導体層と、隣接する受光素子を構成する化合物半導体層との間には、絶縁層が形成されており、
化合物半導体層は電極と接している撮像装置。
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