[發(fā)明專利]固態(tài)圖像拾取單元、制造固態(tài)圖像拾取單元的方法以及電子設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380010551.X
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN104137263A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋裕嗣
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): H01L27/146;H01L31/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 焦玉恒

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)方案涉及具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜的固態(tài)圖像拾取單元、制造固態(tài)圖像拾取單元的方法以及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著像素?cái)?shù)的增加，圖像傳感器開發(fā)為降低像素尺寸。另一方面，也在促進(jìn)以高速度攝像和改善運(yùn)動(dòng)圖片特性上的開發(fā)。這樣，當(dāng)像素尺寸減小或者以高速度進(jìn)行攝像時(shí)，減少了進(jìn)入一個(gè)像素的光子數(shù)，這降低了靈敏度。

此外，在監(jiān)測相機(jī)領(lǐng)域中，需要在黑暗的地方能攝取圖片的照相機(jī)。換言之，需要高靈敏度的傳感器。

關(guān)于這樣的要求，有報(bào)道稱將p-型黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體作為高光學(xué)吸收系數(shù)的光電轉(zhuǎn)換膜應(yīng)用到圖像傳感器，以實(shí)現(xiàn)高靈敏度(例如，參見PTL1、PTL2和PTL3)。

引用列表

專利文件

PTL?1：日本未審查專利申請公開號(hào)No.2007-123721

PTL?2：國際公開號(hào)No.WO?2008/093834

PTL?3：國際公開號(hào)No.WO?2009/078299

發(fā)明內(nèi)容

在具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體的上述固態(tài)圖像拾取單元中，需要實(shí)現(xiàn)像素的微型制造和靈敏度改善二者。

因此，希望提供一種固態(tài)圖像拾取單元、制造固態(tài)圖像拾取單元的方法和電子設(shè)備，使其每一個(gè)具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體，并且能實(shí)現(xiàn)像素的微型制造和靈敏度上的改善二者。

根據(jù)本技術(shù)方案的實(shí)施例，所提供的固態(tài)圖像拾取單元包括：黃銅礦結(jié)構(gòu)的p-型化合物半導(dǎo)體層；電極，形成在p-型化合物半導(dǎo)體層上；以及n-型層，對于每個(gè)像素，單獨(dú)形成在該p-型化合物半導(dǎo)體層的與光入射側(cè)相反的表面上。

而且，根據(jù)本技術(shù)方案的實(shí)施例，所提供的電子設(shè)備包括上述的固態(tài)圖像拾取單元和處理從固態(tài)圖像拾取單元輸出的信號(hào)的信號(hào)處理電路。

根據(jù)本技術(shù)方案的實(shí)施例，提供一種制造固態(tài)圖像拾取單元的方法。該方法包括：形成對于每個(gè)像素分離的n-型層；在n-型層上形成黃銅礦結(jié)構(gòu)的p-型化合物半導(dǎo)體層；以及在該p-型化合物半導(dǎo)體層上形成電極。

在根據(jù)本技術(shù)方案實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元中，n-型層與每個(gè)像素分離，并且因此對于每個(gè)像素，黃銅礦結(jié)構(gòu)的p-型化合物半導(dǎo)體層電分離。因此，不必執(zhí)行黃銅礦結(jié)構(gòu)的p-型化合物半導(dǎo)體層的物理像素分離。因此，實(shí)現(xiàn)了固態(tài)圖像拾取單元和電子設(shè)備中靈敏度的改善和像素的微制造。

在根據(jù)本技術(shù)方案的制造固態(tài)圖像拾取單元的方法中，僅為每個(gè)像素分離n-型層而不分離黃銅礦結(jié)構(gòu)的p-型化合物半導(dǎo)體層。因此，實(shí)現(xiàn)了像素的微制造，同時(shí)防止了處理黃銅礦結(jié)構(gòu)的p-型化合物半導(dǎo)體層導(dǎo)致的制造步驟中的缺陷。

根據(jù)本技術(shù)方案的各實(shí)施例，提供了固態(tài)圖像拾取單元、制造固態(tài)圖像拾取單元的方法和電子設(shè)備，其每一個(gè)具有黃銅礦結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體，并且能實(shí)現(xiàn)像素的微制造和靈敏度上的改善。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元的構(gòu)造的平面圖。

圖2是示出根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元的像素部的結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖3是示出鉬(Mo)的膜厚度和在每個(gè)波長區(qū)域中的吸收比的圖線。

圖4A是示出根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖4B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖4C是示出根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖4D是示出根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖4E是示出根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖5是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元的像素部的結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元的光電轉(zhuǎn)換部的平面設(shè)置的示意圖。

圖7是示出由歐姆電極形成在CIGSSe中的累積層狀態(tài)的示意圖。

圖8A是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖8B是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖8C是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖8D是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖8E是示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元制造方法的制造工藝圖。

圖9是示出根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取單元的像素部的結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖10是示出CIGSSe的表面上累積的空穴狀態(tài)的示意圖。