JP6783231B2 - 光電変換素子 - Google Patents
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Description
図1及び図2を参照して、実施の形態1に係る光電変換素子1を説明する。
本実施の形態の光電変換素子1は、光が入射する第1の表面10aと、第1の表面10aと反対側の第2の表面10bと、第1の表面10aと第2の表面10bとを接続する側面(例えば、第1の側面10c、第2の側面10d)とを有する半導体基板10を備える。半導体基板10は、第2の表面10b内に、n型不純物拡散層13と、p型不純物拡散層12とを含む。本実施の形態の光電変換素子1は、さらに、第2の表面10b上に設けられた複合パッシベーション膜6を備える。複合パッシベーション膜6は、負の固定電荷を有する第1のパッシベーション膜14と、第1のパッシベーション膜14を保護する保護膜15とを含む。本実施の形態の光電変換素子1は、さらに、半導体基板10の第2の表面10b上に設けられるとともに、n型不純物拡散層13と電気的に接続される第1の電極19と、半導体基板10の第2の表面10b上に設けられるとともに、p型不純物拡散層12と電気的に接続される第2の電極18とを備える。
図16を参照して、実施の形態2に係る光電変換素子1bについて説明する。本実施の形態の光電変換素子1aは、基本的には、図1及び図2に示す実施の形態1の光電変換素子1と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
図17を参照して、実施の形態3に係る光電変換素子1cについて説明する。本実施の形態の光電変換素子1bは、基本的には、図16に示す実施の形態2の光電変換素子1bと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図18を参照して、実施の形態4に係る光電変換素子1dについて説明する。本実施の形態の光電変換素子1dは、基本的には、図1及び図2に示す実施の形態1の光電変換素子1と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図19を参照して、実施の形態5に係る光電変換素子1eについて説明する。本実施の形態の光電変換素子1eは、基本的には、図1及び図2に示す実施の形態1の光電変換素子1と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
図20を参照して、実施の形態6に係る光電変換素子2について説明する。本実施の形態の光電変換素子2は、基本的には、図16に示す実施の形態2の光電変換素子1bと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図29を参照して、実施の形態7に係る光電変換素子2aについて説明する。本実施の形態の光電変換素子2aは、基本的には、図20に示す実施の形態6の光電変換素子2と同様の構成を備え、同様の効果を得ることができるが、主に以下の点で異なる。
図30を参照して、実施の形態8に係る光電変換素子2bについて説明する。本実施の形態の光電変換素子2bは、基本的には、図20に示す実施の形態6の光電変換素子2と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図31を参照して、実施の形態9に係る光電変換素子3について説明する。本実施の形態の光電変換素子3は、基本的には、図16に示す実施の形態2の光電変換素子1bと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図44を参照して、実施の形態10に係る光電変換素子3aについて説明する。本実施の形態の光電変換素子3aは、基本的には、図31に示す実施の形態9の光電変換素子3と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図48を参照して、実施の形態11に係る光電変換素子3bについて説明する。本実施の形態の光電変換素子3bは、基本的には、図44に示す実施の形態10の光電変換素子3aと同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
図49を参照して、実施の形態11に係る光電変換素子3cについて説明する。本実施の形態の光電変換素子3cは、基本的には、図31に示す実施の形態9の光電変換素子3と同様の構成を備えるが、主に以下の点で異なる。
(1)ここで開示された実施の形態の光電変換素子は、光が入射する第1の表面と、第1の表面と反対側の第2の表面と、第1の表面と第2の表面とを接続する側面とを有する半導体基板を備える。半導体基板は、第2の表面内に、n型不純物拡散層と、p型不純物拡散層とを含む。ここで開示された実施の形態の光電変換素子は、さらに、第2の表面上に設けられた複合パッシベーション膜を備える。複合パッシベーション膜は、負の固定電荷を有する第1のパッシベーション膜と、第1のパッシベーション膜を保護する保護膜とを含む。ここで開示された実施の形態の光電変換素子は、さらに、第2の表面上に設けられるとともに、n型不純物拡散層と電気的に接続される第1の電極と、第2の表面上に設けられるとともに、p型不純物拡散層と電気的に接続される第2の電極とを備える。ここで開示された実施の形態の光電変換素子によれば、向上されたキャリアの収集効率を有する光電変換素子が提供され得る。
Claims (20)
- 光が入射する第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面とを接続する側面とを有する半導体基板を備え、前記半導体基板は、前記第2の表面内に、n型不純物拡散層と、p型不純物拡散層とを含み、さらに、
前記第2の表面上に設けられた複合パッシベーション膜を備え、前記複合パッシベーション膜は、負の固定電荷を有する第1のパッシベーション膜と、前記第1のパッシベーション膜を保護する保護膜とを含み、さらに、
前記第2の表面上に設けられるとともに、前記n型不純物拡散層と電気的に接続される第1の電極と、
前記第2の表面上に設けられるとともに、前記p型不純物拡散層と電気的に接続される第2の電極とを備え、
前記半導体基板は、前記p型不純物拡散層を、前記側面の少なくとも一部にも含み、
前記p型不純物拡散層を含む前記側面における、前記第2の表面からの前記p型不純物拡散層の厚さは、前記第2の表面側から平面視したときに前記第2の電極と重なる領域における、前記第2の表面からの前記p型不純物拡散層の厚さよりも大きい、光電変換素子。 - 前記第1のパッシベーション膜は、前記p型不純物拡散層を含む前記側面上にさらに設けられる、請求項1に記載の光電変換素子。
- 前記保護膜は、前記p型不純物拡散層を含む前記側面上にさらに設けられ、
前記第1のパッシベーション膜は、前記p型不純物拡散層を含む前記側面と前記保護膜との間に位置する、請求項2に記載の光電変換素子。 - 前記第1の表面上に設けられる第2のパッシベーション膜をさらに備える、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光電変換素子。
- 前記第2のパッシベーション膜は、前記p型不純物拡散層を含む前記側面上にも設けられ、
前記p型不純物拡散層を含む前記側面上において、前記第2のパッシベーション膜は、前記第1のパッシベーション膜と前記保護膜との間に位置する、請求項4に記載の光電変換素子。 - 前記第2のパッシベーション膜上に、誘電体膜をさらに備え、
前記第2のパッシベーション膜は、前記誘電体膜の屈折率よりも大きく、前記半導体基板の屈折率よりも小さな屈折率を有する、請求項4または請求項5に記載の光電変換素子。 - 前記半導体基板は、前記n型不純物拡散層を、前記側面の少なくとも一部にも含む、請求項1に記載の光電変換素子。
- 光が入射する第1の表面と、前記第1の表面と反対側の第2の表面と、前記第1の表面と前記第2の表面とを接続する側面とを有する半導体基板を備え、前記半導体基板は、前記第2の表面内に、n型不純物拡散層と、p型不純物拡散層とを含み、さらに、
前記第2の表面上に設けられた複合パッシベーション膜を備え、前記複合パッシベーション膜は、負の固定電荷を有する第1のパッシベーション膜と、前記第1のパッシベーション膜を保護する保護膜とを含み、さらに、
前記第2の表面上に設けられるとともに、前記n型不純物拡散層と電気的に接続される第1の電極と、
前記第2の表面上に設けられるとともに、前記p型不純物拡散層と電気的に接続される第2の電極とを備え、
前記半導体基板は、前記n型不純物拡散層を、前記側面の少なくとも一部にも含み、
前記n型不純物拡散層を含む前記側面における、前記第2の表面からの前記n型不純物拡散層の厚さは、前記第2の表面側から平面視したときに前記第1の電極と重なる領域における、前記第2の表面からの前記n型不純物拡散層の厚さよりも大きい、光電変換素子。 - 前記第1の表面上に設けられる第2のパッシベーション膜をさらに備える、請求項7または請求項8に記載の光電変換素子。
- 前記第2のパッシベーション膜上に、誘電体膜をさらに備え、
前記第2のパッシベーション膜は、前記誘電体膜の屈折率よりも大きく、前記半導体基板の屈折率よりも小さな屈折率を有する、請求項9に記載の光電変換素子。 - 前記第2のパッシベーション膜は、前記n型不純物拡散層を含む前記側面上にさらに設けられる、請求項9または請求項10に記載の光電変換素子。
- 前記保護膜は、前記n型不純物拡散層を含む前記側面上にさらに設けられ、
前記第2のパッシベーション膜は、前記n型不純物拡散層を含む前記側面と前記保護膜との間に位置する、請求項11に記載の光電変換素子。 - 前記複合パッシベーション膜は、負の固定電荷を有さない第3のパッシベーション膜をさらに含み、
前記第2の表面における前記p型不純物拡散層の上に、前記第1のパッシベーション膜が設けられ、
前記第2の表面における前記n型不純物拡散層の上に、前記第3のパッシベーション膜が設けられる、請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の光電変換素子。 - 前記第3のパッシベーション膜は、窒化珪素(SiNx2)、または水素化窒化珪素(SiNx2:H)から形成される、請求項13に記載の光電変換素子。
- 前記第1の表面に、表面電界層をさらに備える、請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の光電変換素子。
- 前記p型不純物拡散層は、前記n型不純物拡散層に接する、請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の光電変換素子。
- 前記第1のパッシベーション膜は、酸化アルミニウム(AlOx1)または水素化酸化アルミニウム(AlOx1:H)で形成される、請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の光電変換素子。
- 前記保護膜は、酸化珪素(SiOx3)、窒化珪素(SiNx3)、または水素化窒化珪素(SiNx3:H)で形成される、請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の光電変換素子。
- 前記第2のパッシベーション膜は、窒化珪素(SiNx4)、または水素化窒化珪素(SiNx4:H)で形成される、請求項4から請求項6並びに請求項9から請求項12のいずれか一項に記載の光電変換素子。
- 前記誘電体膜は、窒化珪素(SiNx5)、水素化窒化珪素(SiNx5:H)または酸化珪素(SiOx5)で形成される、請求項6または請求項10に記載の光電変換素子。
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