元 件的制造方法的制造过程说明图。
[0053] 图27J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。
[0054] 图27K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。
[0055] 图27L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。
[0056] 图28是示出根据本公开各种实施方案的用于形成光电转换部的MOCVD装置的说 明图。
[0057] 图29是示出根据本公开各种实施方案的用于形成光电转换部的MBE装置的说明 图。
[0058] 图30是示出根据本公开各种实施方案的当在离散基板上形成光电转换部的情况 下的原子排列的说明图。
[0059] 图31是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的第一变形例的固态 图像拾取元件的主要部分的断面图的示意性说明图。
[0060] 图32A是示出根据本公开各种实施方案的在图31所示的基板和光电转换部的垂 直方向上的断面能带结构的说明图。
[0061] 图32B是示出根据本公开各种实施方案的在图31所示的基板和光电转换部的垂 直方向上的断面能带结构的说明图。
[0062] 图33是示出根据本公开各种实施方案的在图31所示的光电转换部的水平方向上 的断面能带结构的说明图。
[0063] 图34是示出根据按照本公开各种实施方案的第一实施方案的第二变形例的固态 图像拾取元件的主要部分的断面图的示意性说明图。
[0064] 图35是示出根据按照本公开各种实施方案的第二实施方案的电子设备的示意性 说明图（块图）。
【具体实施方式】
[0065] 以下说明本技术一些实施方案的例子。本技术不限于本文所述的例子。按以下顺 序进行说明。
[0066] 1.本技术一些实施方案的概要
[0067] 2.第一实施方案（固态图像拾取元件）
[0068] 3.第一实施方案（固态图像拾取元件的制造方法）
[0069] 4.第一实施方案的第一变形例 [0070] 5.第一实施方案的第二变形例
[0071] 6.第二实施方案（电子设备）
[0072] 1.本技术一些实施方案的概要
[0073] 以下说明本公开一些实施方案的说明性概要。图1示出了现有技术的将黄铜矿材 料用于光电转换部的固态图像拾取元件的说明性结构。在具有图1所示的结构的固态图像 拾取元件中，在硅基板111的前面侧（在附图中硅基板111的下表面上）形成有读出电极 115、诸如栅极MOS141等电极、晶体管和配线等。硅基板111由p型硅基板形成。在硅基 板111中，n型电极层（下部电极）112形成为延伸到硅基板111的背面的附近。例如，n型 电极层112可以由在上述娃基板111中形成的n型娃层构成。另外，在n型电极层112上， 形成有光电转换部113。光电转换部113由晶格匹配的CuAlGaInSSe系混合晶体构成。在 光电转换部113上，形成有透过光的p型透明电极114。例如，透明电极114可以由诸如氧 化铟锡（ITO)、氧化锌和氧化铟锌等透明电极材料形成。
[0074] 在图1所示的结构中，例如，在透明电极114由ITO形成并且光电转换部由p型 CuIna48Gaa52S形成的情况下，当施加反向偏压（-2V)时，获得图2所示的能带结构。在图2 中，将构成透明电极114的ITO的费米能级设定为OeV。在这个例子中，如图2中的箭头所 示，在施加反向偏压时，发生电子跃过在与透明电极114的界面处的势皇并注入到光电转 换部113中的现象。图3示出了此时电流密度和电压的特性（J-V特性）的说明性估计结 果。在施加反向偏压时，电流密度从0向负方向变化。一般来说，在没有电子从透明电极114 注入的情况下，即使在施加反向偏压时（即使当施加的电压V是负电压时），如附图中短划 线所示电流密度J也是0。因此，可以说在图2所示的构成中，在反向偏压状态下从ITO到 p型CuInGaS的泄漏电流大。假定当向透明电极侧施加负电压时电压是反向偏压并且当向 其施加正电压时电压为正向偏压来进行说明。
[0075] 透明电极（p侧电极）114具有施加反向偏压以提取通过光照射生成的空穴、从而 防止P型光电转换部113带电的功能。因此，透明电极114在固态图像拾取元件中可能是 必要的。然而，另一方面，透明电极114的存在可能同时（这里所用的〃同时〃也可以指大 约相同时间）不利地引起电子的注入。
[0076] 表1示出了各种典型黄铜矿材料的电子亲和力X。
[0077] [表 1]
[0078]
【主权项】
1. 一种固态成像元件，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。
2. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述透明电极是ITO并且所述黄铜矿材料 是 CuInGaS0
3. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层的厚度为约10nm。
4. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层的势皇为约0. 6~I. 3eV。
5. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层的势皇为约I. 0~I. 3eV。
6. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层包含NiO、Cu 20和ZnRh2O4 中的至少一种。
7. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层是NiO。
8. 如权利要求7所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层的厚度为约4~10nm。
9. 如权利要求7所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层的厚度为约6~10nm。
10. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述透明电极是IT0,所述电子阻挡层是 Cu2O,所述电子阻挡层的势皇为约I. 3eV，以及所述电子阻挡层的厚度为约6~10nm。
11. 如权利要求1所述的固态成像元件，其中所述电子阻挡层包含至少两种材料，并且 其中所述两种材料层叠。
12. 如权利要求11所述的固态成像元件，其中所述至少两种材料是Cu2O在ZnRh2O4上。
13. -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。
14. 如权利要求13所述的方法，其中所述透明电极是ITO并且所述黄铜矿材料是 CuInGaS0
15. 如权利要求13所述的方法，其中所述电子阻挡层的厚度为约10nm。
16. 如权利要求13所述的方法，其中所述电子阻挡层的势皇为约0. 6~I. 3eV。
17. 如权利要求13所述的方法，其中所述电子阻挡层的势皇为约I. 0~I. 3eV。
18. 如权利要求13所述的方法，其中所述电子阻挡层包含NiO、Cu 20和ZnRh2O4中的至 少一种。
19. 如权利要求13所述的方法，其中所述电子阻挡层是NiO并且所述电子阻挡层的厚 度为约4~10nm。
20. -种电子设备，包括： 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。
【专利摘要】一种固态成像元件(1)，包括：基板(12)；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(50)；在所述光电转换部的光入射侧的透明电极(57)；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(58)；以及所述固态成像元件的制造方法和包括所述固态成像元件的电子设备。
【IPC分类】H01L31-032, H01L27-146, H01L31-072
【公开号】CN104854700
【申请号】CN201380066092
【发明人】户田淳
【申请人】索尼公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】WO2014103239A1