固态图像拾取元件和电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本技术涉及一种固态图像拾取元件。本技术也涉及一种包括固态图像拾取元件的 电子设备。
【背景技术】
[0002] 固态图像拾取元件的例子包括经由MOS晶体管读出在光电二极管的pn结电容中 累积的光电荷的CMOS图像传感器，其中光电二极管包含在光电转换元件中。特别地，已提 出了将诸如CuInGaSjPCuInGaSe2等黄铜矿材料用作光电转换部的CMOS图像传感器。例 如，已提出了在光电转换部中使用光吸收系数高的诸如CuInGaSe2膜等化合物半导体膜，从 而可以实现更高的感光性（例如，参照PTL1)。另外，可以在n型ZnO和P-CuInGaSe2之间 插入CdS和i型ZnO的层间绝缘膜，从而防止在反向偏压状态下产生泄漏电流（例如，参照 PTL2和PTL3)。当施加反向偏压时，CdS和i型ZnO的层间绝缘膜充当可以减少或防止 空穴从n侧电极侧注入到CuInGaSeJ莫侧的势皇。另外，已提出了S/N比高并且将与Si基 板晶格匹配的诸如CuInGaS2膜等化合物半导体膜用于光电转换部的CMOS图像传感器（例 如，参照PTL4)。另外，可以将光吸收系数高的诸如CuInGaS2膜等化合物半导体膜用于光 电转换部以遮光，从而可以实现全局快门（例如，参照PTL5)。
[0003] [引用文献列表]
[0004] [专利文献]
[0005] [PTL 1]JP 2007-123720A
[0006] [PTL 2]JP 2011-151271A
[0007] [PTL 3]JP 2009-259872A
[0008] [PTL 4]JP 2011-146635A
[0009] [PTL 5]JP 2011-199057A
【发明内容】
[0010] [技术问题]
[0011] 在将黄铜矿材料用于光电转换部的CMOS图像传感器中，当将反向偏压施加到光 电转换部以读出信号时，电子可能从电子侧电极注入到光电转换膜侧，从而在某些情况下 产生泄漏电流。这种泄漏电流的成分变为作为图像拾取单元的暗电流的噪声成分。因此降 低了S/N比并且图像质量劣化。
[0012] 因此，本公开的各种实施方案可以有利地提供一种能够抑制或降低由泄漏到光电 转换部中的泄漏电流导致的图像质量劣化的固态图像拾取元件和包括所述固态图像拾取 元件的电子设备。
[0013] [问题的解决方案]
[0014] 本公开的各种实施方案涉及固态成像元件，包括：基板；在所述基板的光入射侧 上形成的包含黄铜矿材料的光电转换部；在所述光电转换部的光入射侧的透明电极；和在 所述光电转换部和所述透明电极之间形成的电子阻挡层。
[0015] 本公开的其他示例性实施方案涉及一种固态成像元件的制造方法，包括：形成包 含黄铜矿材料的光电转换部；在所述光电转换部的光入射侧形成透明电极；和在所述光电 转换部和所述透明电极之间形成电子阻挡层。
[0016] 本公开的其他示例性实施方案涉及一种电子设备，包括：固态成像元件，所述固态 成像元件包括：基板；在所述基板的光入射侧上形成的包含黄铜矿材料的光电转换部；在 所述光电转换部的光入射侧的透明电极；和在所述光电转换部和所述透明电极之间形成的 电子阻挡层。
[0017] [发明的有益效果]
[0018] 根据本技术的上述实施方案，提供了能够提高图像质量的固态图像拾取元件和包 括该固态图像拾取元件的电子设备。
[0019] 以上概括说明和以下详细说明都是说明性的，并且旨在提供对所请求保护的技术 的进一步说明。
【附图说明】
[0020] 所包含的附图是为了提供对本公开的进一步说明性理解，其结合在本说明书中并 构成本说明书的一部分。附图示出了各种实施方案，并且与说明书一起用来解释本技术的 说明性原理。
[0021] 图1是示出现有技术中的将黄铜矿材料用于光电转换部的固态图像拾取元件的 结构的图。
[0022] 图2是示出如图1所示的现有技术中的固态图像拾取元件中的光电转换部和透明 电极的能带结构的图。
[0023] 图3是示出具有如图1所示的现有技术中的构成的固态图像拾取元件的电流密度 和电压的特性的图。
[0024] 图4是示出现有技术中的光电转换部和透明电极的结构以及各构成的势能的图。
[0025] 图5是示出根据本公开各种实施方案的电子阻挡层、光电转换部和透明电极的结 构以及各构成的势能的说明图。
[0026] 图6是示出根据本公开各种实施方案的图5所示的结构的电流密度和电压的特性 的说明图。
[0027] 图7是示出根据本公开各种实施方案的图6所示的电流密度和电压的特性的放大 说明图。
[0028] 图8是示出根据本公开各种实施方案的图5所示的结构（NiO)中的能带结构的说 明图。
[0029] 图9是示出根据本公开各种实施方案的图5所示的结构（NiO)的电流密度和电压 的特性的说明图。
[0030] 图10是示出根据本公开各种实施方案的图9所示的电流密度和电压的特性的放 大说明图。
[0031] 图11是示出根据本公开各种实施方案的图5所示的结构（Cu2O)的电流密度和电 压的特性（隧道效应）的说明图。
[0032] 图12是示出根据本公开各种实施方案的图11所示的电流密度和电压的特性的放 大说明图。
[0033] 图13是示出根据本公开各种实施方案的图5所示的结构（ZnRh2O4)的电流密度和 电压的特性（隧道效应）的说明图。
[0034] 图14是示出根据本公开各种实施方案的图5所示的结构（Cu2(VZnRh2O4)的电流 密度和电压的特性（隧道效应）的说明图。
[0035] 图15是用于说明根据本公开各种实施方案的隧道效应的说明图。
[0036] 图16是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元件 的说明性示意构成图。
[0037] 图17是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元件 中的像素区域的断面图的说明图。
[0038] 图18是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元件 中的像素的等效电路图的说明图。
[0039] 图19是示出根据本公开各种实施方案的各种半导体材料中的光子能和光吸收系 数之间的关系的说明图。
[0040] 图20是示出根据本公开各种实施方案的各种黄铜矿材料中的晶格常数和能带隙 之间的关系的说明性图（第一个）。
[0041] 图21是示出根据本公开各种实施方案的各种黄铜矿材料中的晶格常数和能带隙 之间的关系的说明性图（第二个）。
[0042] 图22是根据本公开各种实施方案的基于电流密度和电压的特性示出电子阻挡层 的厚度（nm)和势皇高度（eV)之间的关系的说明图。
[0043] 图23是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元件 的驱动方法的说明性时序图。
[0044] 图24A是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0045] 图24B是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0046] 图24C是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0047] 图2印是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0048] 图25E是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0049] 图25F是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0050] 图26G是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0051] 图26H是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0052] 图261是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的固态图像拾取