(57)【要約】【課題】珪素系ＰＩＮ−ＰＤの暗電流を減らすため、ＰＩＮ−ＰＤのＩ層を挟むＰ層、またはＮ層に炭素を加えバンドギャップを大きくし、Ｉ層からの暗電流を抑える方法では、炭化珪素と珪素とでは２５％程度格子定数が異なっており、珪素中に炭素を添加することで大きな応力が生じ、この応力により欠陥が発生し暗電流が増える。また、側面からのリークを下げるのみでは、暗電流を抑制は限定的なものとなる。【解決手段】ＡｌＮｄを用いたＰＩＮ−ＰＤ１０の第１導電層２０をエッチング液で処理しテクスチャー構造を作り、さらにこの工程で生成されたＡｌＮｄ酸化物を下バリア層２１として用いる。この際、第１半導体層２２と第１導電層２０との間はＦＮ電流により電荷が伝達される。ＦＮ電流が少ない黒状態では下バリア層２１の微分抵抗は高く、暗電流の通過を阻止する。白状態では微分抵抗は低くなり、光電流は通過するので、画像のＳＮ比が上がる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１面に配置された第１導電層と、
前記第１導電層より上側に位置し、かつ前記第１導電層の少なくとも一部に接して設けられた、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層と、
前記下バリア層より上側に位置し、かつ前記下バリア層と接して設けられた、第１導電型を示す不純物元素を含む第１半導体層と、
前記第１半導体層より上側に設けられ、第２導電型を示す不純物元素を含む第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層とに挟まれ、かつ前記第１半導体層と前記第２半導体層とに接して設けられた、前記第１半導体層と比べ第１導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低く、かつ前記第２半導体層と比べ第２導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低い第３半導体層と、
前記第２半導体層より上側に位置し、かつ前記第２半導体層と接して設けられた、可視光波長域の光を透過する第２導電層と、
を備えていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
基板の第１面に形成された第１導電層と、
前記第１導電層より上側に位置し、かつ前記第１導電層の少なくとも一部に接して設けられた第１導電型を示す不純物元素を含む第１半導体層と、
前記第１半導体層より上側に設けられ、第２導電型を示す不純物元素を含む第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層とに挟まれ、かつ前記第１半導体層と前記第２半導体層とに接して設けられた、前記第１半導体層と比べ第１導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低く、かつ前記第２半導体層と比べ第２導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低い第３半導体層と、
前記第２半導体層より上側に位置し、かつ前記第２半導体層に接して設けられ、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下し、かつ可視光波長域の光を透過する上バリア層と、
前記上バリア層より上側に位置し、かつ、前記上バリア層と接し、可視光波長域の光を透過する第２導電層と、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
基板の第１面に配置された第１導電層と、
前記第１導電層より上側に位置し、かつ前記第１導電層の少なくとも一部に接して設けられた、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層と、
前記下バリア層より上側に位置し、かつ前記下バリア層と接して設けられた、第１導電型を示す不純物元素を含む第１半導体層と、
前記第１半導体層より上側に設けられ、第２導電型を示す不純物元素を含む第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層とに挟まれ、かつ前記第１半導体層と前記第２半導体層とに接して設けられた、前記第１半導体層と比べ第１導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低く、かつ前記第２半導体層と比べ第２導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低い第３半導体層と、
前記第２半導体層より上側に位置し、かつ前記第２半導体層に接して設けられ、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下し、かつ可視光波長域の光を透過する上バリア層と、
前記上バリア層より上側に設けられ、かつ、前記上バリア層と接し、可視光波長域の光を透過する第２導電層と、
を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載の光電変換装置であって、前記上バリア層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高く、かつ前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１または３に記載の光電変換装置であって、前記下バリア層の層厚は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の層厚を用いていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項７】
請求項２、３、５のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、前記上バリア層の層厚は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の層厚を用いていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項８】
請求項３に記載の光電変換装置であって、前記下バリア層および前記上バリア層の層厚の和は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の層厚を用いていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項９】
請求項１、３、６、８のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、前記下バリア層は、原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、前記第１導電層は、原子数密度で比率を定めた場合に金属アルミニウムを過半量含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、前記第３半導体層を含まず、前記第１半導体層と前記第２半導体層とが直接接していることを特徴とする光電変換装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、前記第１導電層は、表面粗さの算術平均（Ｒａ）が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のテクスチャー構造を備えることを特徴とする光電変換装置。
【請求項１３】
基板の第１面に、第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層を形成する工程と、
前記下バリア層に重ね、第１導電型を示す第１不純物元素を含む第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層に重ね、前記第１半導体層における前記第１不純物元素の原子数あたりの密度が前記第１半導体層よりも低い第３半導体層を形成する工程と、
前記第３半導体層に重ね、第２導電型を示す第２不純物元素が前記第３半導体層よりも原子数あたりの密度が高い第２半導体層を形成する工程と、
可視光波長域の光を透過する第２導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１４】
基板の第１面に、第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電層に重ね、第１導電型を示す第１不純物元素を含む第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層に重ね、前記第１半導体層における前記第１不純物元素の原子数あたりの密度が前記第１半導体層よりも低い第３半導体層を形成する工程と、
前記第３半導体層に重ね、第２導電型を示す第２不純物元素が前記第３半導体層よりも原子数あたりの密度が高い第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下し、かつ可視光波長域の光を透過する上バリア層を形成する工程と、
前記上バリア層に重ね、可視光波長域の光を透過する第２導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１５】
基板の第１面に、第１導電層を形成する工程と、
前記第１導電層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層を形成する工程と、
前記下バリア層に重ね、第１導電型を示す第１不純物元素を含む第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層に重ね、前記第１半導体層における前記第１不純物元素の原子数あたりの密度が前記第１半導体層よりも低い第３半導体層を形成する工程と、
前記第３半導体層に重ね、第２導電型を示す第２不純物元素が前記第３半導体層よりも原子数あたりの密度が高い第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下し、可視光波長域の光を透過する上バリア層を形成する工程と、
前記上バリア層に重ね、可視光波長域の光を透過する第２導電層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれか一項に記載の光電変換装置の製造方法であって、前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４または１５に記載の光電変換装置の製造方法であって、前記上バリア層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高く、かつ前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１３から１７のいずれか一項に記載の光電変換装置の製造方法であって、前記第３半導体層の形成工程を除き、かつ第２導電型を示す前記第２半導体層を前記第１半導体層上に製造する工程を含むことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１３または１５に記載の光電変換装置の製造方法であって、前記下バリア層は前記第１導電層を酸化して形成することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１３から１９のいずれか一項に記載の光電変換装置の製造方法であって、前記第１導電層は、金属アルミニウムを過半量含み、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチング、または化学機械研磨（ＣＭＰ）、またはサンドブラスト処理によりテクスチャー構造を形成していることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項１３、１５、１９のいずれか一項に記載の光電変換装置の製造方法であって、前記第１導電層は、金属アルミニウムと金属ネオジムとの合金であり、燐酸と硝酸と酢酸の水溶液を用いてウェットエッチングを行い、テクスチャー構造を得るのと同時に金属アルミニウムと金属ネオジムを酸化して得られた物質を用いて前記下バリア層を形成することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の光電変換装置を含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置、光電変換装置の製造方法、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体を用いた光電変換装置として、たとえばＰＮフォトダイオードや、ＰＩＮフォトダイオード等の構造を用いたものが知られており、画像信号を得るためのイメージセンサとして開発が進められてきている。特に、ＰＩＮフォトダイオードは光強度変調に対する応答性に優れている。
【０００３】
ここで、Ｐ型半導体とは、電荷の輸送媒体として主に正孔（ホール）が用いられる半導体であり、Ｎ型半導体とは、電荷の輸送媒体として主に電子が用いられる半導体であり、Ｉ型半導体とはＰ型半導体、Ｎ型半導体の双方と比べ、電荷の輸送に関与する媒体の密度が低い半導体（真性半導体）である。なお、Ｐ型半導体からなる層をＰ層、Ｎ型半導体からなる層をＮ層、Ｉ型半導体からなる層をＩ層と呼称する。
【０００４】
ＰＩＮフォトダイオードを構成するアモルファス（以下、αとも呼ぶ）半導体や微結晶（１０〜１００ｎｍ程度の粒径を有するもの、以下μｃとも呼ぶ）半導体は、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）を用いて形成することができる。ＣＶＤ法を用いることで、硬質ガラス基板等に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した後、低温（ＴＦＴの耐熱温度以下）で形成し得るアモルファス半導体や微結晶半導体を用いてＴＦＴを覆うようにＰＩＮフォトダイオードを構成することが可能である。この場合、ＴＦＴ領域上にもＰＩＮフォトダイオードを配置することが可能となるため、受光面積が大きく取れ、光電変換効率が高いＰＩＮフォトダイオードを得ることが可能となる。なお、ＰＮフォトダイオードでも同様な構成を用いることが可能である。ＰＮフォトダイオードや、ＰＩＮフォトダイオードは集積化が容易であることから、ＰＮフォトダイオードや、ＰＩＮフォトダイオードをマトリクス状に配置して画像信号を得るイメージセンサ等の分野に対しても活用されてきている。
【０００５】
イメージセンサの光応答性を向上させ、動きの多い被写体に対しても動作ボケの少ない、優れた画像信号を得るためには、ＰＩＮフォトダイオードに逆バイアス電圧を印加して動作させることが好適である。しかし、この場合、ＰＩＮフォトダイオードから暗電流が発生する。この暗電流により、イメージセンサが提供する画像信号のＳＮ比が低下してしまうという課題がある。この課題はＰＮフォトダイオードを用いた場合でも同様に発生する。
【０００６】
ＰＩＮフォトダイオードの逆バイアス印加時の暗電流を減らし、画像信号のＳＮ比を向上させるため、たとえば特許文献１に示す技術が知られている。これは、ＰＩＮフォトダイオードのＩ層を挟むＰ層、またはＮ層の少なくともいずれか一方のバンドギャップをＩ層のバンドギャップよりも大きくすることでＩ層からの暗電流を抑制する方法である。
【０００７】
また、ＰＩＮフォトダイオードの側面を通って流れる漏れ電流が暗電流として検知される場合があり、暗電流と重なる当該電流を抑制すべく、２段のメサ形状を有する断面形状とすることで、漏れ電流を含む暗電流を抑制する方法が公知である。
【０００８】
【特許文献１】特開平５−８２８２５号公報
【特許文献２】特開２００７−３１８１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に示す技術を用いた場合、ＰＩＮフォトダイオードを構成する半導体層の格子定数がＰ−Ｉ間またはＩ−Ｎ間の少なくとも一方では異なる組み合わせを有することとなる。たとえば、炭化珪素と珪素とでは２５％程度格子定数が異なっており、珪素中に炭素を添加することで大きな応力が内包されることとなり、欠陥が発生する場合がある。光電変換素子内でのこのような欠陥は暗電流を増大させるため、暗電流を十分に低減するには技術的な困難があるという課題がある。また、珪素中に炭素を導入すると珪素中に炭化珪素の凝集体が発生し、バンドギャップ制御が困難になる場合がある。この現象を防止するには、層形成温度やガス流量等を最適化する必要があり、開発期間が長期化するという課題がある。
【００１０】
また、特許文献２に示す技術を用いた場合、製造工程の増加を伴う上、ＰＩＮフォトダイオード側面の汚染物質に起因する電流以外には効果がなく、暗電流の改善効果は限定的なのもとなる課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。ここで、微分抵抗（ΔＲ）とは、電流（Ｉ）が流れている状態で、微小電流変化（ΔＩ）を与えた場合の微小電圧変化（ΔＶ）で定められるもので、ΔＲ（＠Ｉ）＝ΔＶ／ΔＩで定義されるものとする。また、上とは、基板の第１面と垂直で、基板から離れる方向のベクトルの向きと定義する。
【００１２】
［適用例１］本適用例にかかる光電変換装置は、基板の第１面に配置された第１導電層と、前記第１導電層より上側に位置し、かつ前記第１導電層の少なくとも一部に接して設けられた、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層と、前記下バリア層より上側に位置し、かつ前記下バリア層と接して設けられた、第１導電型を示す不純物元素を含む第１半導体層と、前記第１半導体層より上側に設けられ、第２導電型を示す不純物元素を含む第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層とに挟まれ、かつ前記第１半導体層と前記第２半導体層とに接して設けられた、前記第１半導体層と比べ第１導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低く、かつ前記第２半導体層と比べ第２導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低い第３半導体層と、前記第２半導体層より上側に位置し、かつ前記第２半導体層と接して設けられた、可視光波長域の光を透過する第２導電層と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
これによれば、黒状態での雑音を抑え、白状態での輝度に優れた光電変換装置を得ることが可能となる。電流密度が小さい状態（黒状態）での微分抵抗が１０で、電流密度が大きい状態（白状態）での微分抵抗を１とした場合、黒状態での暗電流は高い微分抵抗で抑制され、黒状態の表示品質を高めることが可能となる。一方、白状態では微分抵抗が小さくなるため、白状態での電流を阻害することなく通過させるため、白状態での輝度低下が抑えられ、白状態の表示品質を高めることが可能となる。
【００１４】
［適用例２］本適用例にかかる光電変換装置は、基板の第１面に形成された第１導電層と、前記第１導電層より上側に位置し、かつ前記第１導電層の少なくとも一部に接して設けられた第１導電型を示す不純物元素を含む第１半導体層と、前記第１半導体層より上側に設けられ、第２導電型を示す不純物元素を含む第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層とに挟まれ、かつ前記第１半導体層と前記第２半導体層とに接して設けられた、前記第１半導体層と比べ第１導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低く、かつ前記第２半導体層と比べ第２導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低い第３半導体層と、前記第２半導体層より上側に位置し、かつ前記第２半導体層に接して設けられ、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下し、かつ可視光波長域の光を透過する上バリア層と、前記上バリア層より上側に位置し、かつ、前記上バリア層と接し、可視光波長域の光を透過する第２導電層と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
これによれば、黒状態での雑音を抑え、白状態での輝度に優れた光電変換装置を得ることが可能となる。電流密度が小さい状態（黒状態）での微分抵抗が１０で、電流密度が大きい状態（白状態）での微分抵抗を１とした場合、黒状態での暗電流は高い微分抵抗で抑制され、黒状態の表示品質を高めることが可能となる。一方、白状態では微分抵抗が小さくなるため、白状態での電流を阻害することなく通過させるため、白状態での輝度低下が抑えられ、白状態の表示品質を高めることが可能となる。また、光電変換を行う第１半導体層、第３半導体層、第２半導体層上に上バリア層を形成するため、第１半導体層、第３半導体層、第２半導体層の状態に影響を与えることなく上バリア層を形成することができるため、下バリア層を形成する場合と比べ、使用し得る構成部材の自由度を増すことが可能となる。
【００１６】
［適用例３］本適用例にかかる光電変換装置は、基板の第１面に配置された第１導電層と、前記第１導電層より上側に位置し、かつ前記第１導電層の少なくとも一部に接して設けられた、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層と、前記下バリア層より上側に位置し、かつ前記下バリア層と接して設けられた、第１導電型を示す不純物元素を含む第１半導体層と、前記第１半導体層より上側に設けられ、第２導電型を示す不純物元素を含む第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層とに挟まれ、かつ前記第１半導体層と前記第２半導体層とに接して設けられた、前記第１半導体層と比べ第１導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低く、かつ前記第２半導体層と比べ第２導電型を示す不純物元素の原子数あたりの密度が低い第３半導体層と、前記第２半導体層より上側に位置し、かつ前記第２半導体層に接して設けられ、電流密度の増加に伴い微分抵抗が低下し、かつ可視光波長域の光を透過する上バリア層と、前記上バリア層より上側に設けられ、かつ、前記上バリア層と接し、可視光波長域の光を透過する第２導電層と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、黒状態での雑音を抑え、白状態での輝度に優れた光電変換装置を得ることが可能となる。電流密度が小さい状態（黒状態）での微分抵抗が１０で、電流密度が大きい状態（白状態）での微分抵抗を１とした場合、黒状態での暗電流は高い微分抵抗で抑制され、黒状態の表示品質を高めることが可能となる。一方、白状態では微分抵抗が小さくなるため、白状態での電流を阻害することなく通過させるため、白状態での輝度低下が抑えられ、白状態の表示品質を高めることが可能となる。また、第１半導体層、第３半導体層、第２半導体層を挟むように下バリア層と上バリア層が配置されるため、どちらか片方にピンホール等の欠陥が生じた場合でも、微分抵抗の制御が可能となるため、より視覚上の欠陥が少ない光電変換装置を得ることが可能となる。
【００１８】
［適用例４］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする。
【００１９】
上記した適用例によれば、第２導電層は、第２半導体層の光透過効率よりも高い光透過率を備えているため、入射光の過半量を主として光電変換を行う第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層に入射させることが可能となる。そのため、光電変換効率が高い光電変換装置を得ることが可能となる。
【００２０】
［適用例５］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記上バリア層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高く、かつ前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする。
【００２１】
上記した適用例によれば、上バリア層は可視光波長域において前記第２半導体層より光透過率が高く、かつ第２導電層は可視光波長域において、第２半導体層より光透過率が高いため、入射光を主として光電変換を行う第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層に入射させることが可能となる。そのため、光電変換効率が高い光電変換装置を得ることが可能となる。
［適用例６］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記下バリア層の層厚は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の層厚を用いていることを特徴とする。
【００２２】
上記した適用例によれば、黒状態での暗電流を抑え、白状態での輝度を保つことが可能となる。下バリア層の層厚が３ｎｍ以上であれば、黒状態での暗電流を抑える高いバリア性を得ることができる。また、下バリア層の層厚が２０ｎｍ以下であれば、白状態での電流を妨げずに流し得る低いバリア性が得られる。
【００２３】
［適用例７］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記上バリア層の層厚は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の層厚を用いていることを特徴とする。
【００２４】
上記した適用例によれば、黒状態での暗電流を抑え、白状態での輝度を保つことが可能となる。上バリア層の層厚が３ｎｍ以上あれば、黒状態での暗電流を抑える高いバリア性を得ることができる。また、上バリア層の層厚が２０ｎｍ以下であれば、白状態での電流を妨げずに流し得る低いバリア性が得られる。
【００２５】
［適用例８］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記下バリア層および前記上バリア層の層厚の和は、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の層厚を用いていることを特徴とする。
【００２６】
上記した適用例によれば、黒状態での暗電流を抑え、白状態での輝度を保つことが可能となる。下バリア層と上バリア層の層厚との層厚の和が３ｎｍ以上あれば、黒状態での暗電流を抑える高いバリア性を得ることができる。また、下バリア層と上バリア層の層厚との層厚の和が２０ｎｍ以下あれば、白状態での電流を妨げずに流し得る低いバリア性が得られる。
【００２７】
［適用例９］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記下バリア層は、原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含むことを特徴とする。
【００２８】
上記した適用例によれば、酸化アルミニウムを過半量含むことで、下バリア層の化学的性質は酸化アルミニウムの性質に準じるものとなる。酸化アルミニウムは半導体製造工程で実績のある物質であることから、加工を容易に行うことが可能となる。
【００２９】
［適用例１０］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記第１導電層は、原子数密度で比率を定めた場合に金属アルミニウムを過半量含むことを特徴とする。
【００３０】
上記した適用例によれば、金属アルミニウムを過半量含むことで、下バリア層の化学的性質は金属アルミニウムの性質に準じるものとなる。金属アルミニウムは半導体製造工程で実績のある物質であることから、加工を容易に行うことが可能となる。
【００３１】
［適用例１１］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記第３半導体層を含まず、前記第１半導体層と前記第２半導体層とが直接接していることを特徴とする。
【００３２】
上記した適用例によれば、第３半導体層はなくとも光電変換を行うことができるため、構造を簡素化し、第３半導体層に起因する不良発生を避けることが可能となる。
【００３３】
［適用例１２］上記適用例にかかる光電変換装置であって、前記第１導電層は、表面粗さの算術平均（Ｒａ）が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下のテクスチャー構造を備えることを特徴とする。
【００３４】
上記した適用例によれば、第１導電層に抜けてきた光を乱反射させることができる。乱反射させることで、第１半導体層、第３半導体層、第２半導体層での再吸収を促せるため、光電変換効率を向上させることができる。そして、１０ｎｍ以上のＲａを備えることで十分な反射特性が得られる。そして、１００ｎｍ以下のＲａを備えることで、第１導電層上に設けられる第１半導体層、第３半導体層、第２半導体層に与える影響を抑えることが可能となる。
【００３５】
［適用例１３］本適用例にかかる光電変換装置の製造方法は、基板の第１面に、第１導電層を形成する工程と、前記第１導電層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層を形成する工程と、前記下バリア層に重ね、第１導電型を示す第１不純物元素を含む第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に重ね、前記第１半導体層における前記第１不純物元素の原子数あたりの密度が前記第１半導体層よりも低い第３半導体層を形成する工程と、前記第３半導体層に重ね、第２導電型を示す第２不純物元素が前記第３半導体層よりも原子数あたりの密度が高い第２半導体層を形成する工程と、可視光波長域の光を透過する第２導電層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３６】
これによれば、第１導電層上に下バリア層を形成した後、第１半導体層が形成される。導電性を有する物質と、金属が接触した場合には、電蝕と呼ばれる現象が発生する場合がある。下バリア層を形成した後、第１半導体層が形成されるため、第１導電層と第１半導体層との境界に発生する電蝕の発生を抑制しうる光電変換装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００３７】
［適用例１４］本適用例にかかる光電変換装置の製造方法は、基板の第１面に、第１導電層を形成する工程と、前記第１導電層に重ね、第１導電型を示す第１不純物元素を含む第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に重ね、前記第１半導体層における前記第１不純物元素の原子数あたりの密度が前記第１半導体層よりも低い第３半導体層を形成する工程と、前記第３半導体層に重ね、第２導電型を示す第２不純物元素が前記第３半導体層よりも原子数あたりの密度が高い第２半導体層を形成する工程と、前記第２半導体層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下し、かつ可視光波長域の光を透過する上バリア層を形成する工程と、前記上バリア層に重ね、可視光波長域の光を透過する第２導電層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３８】
これによれば、第２半導体層が形成された後、上バリア層が形成される。導電性を有する物質と、金属が接触した場合には、電蝕と呼ばれる現象が発生する場合がある。上バリア層を形成した後、第２導電層が形成されるため、第２導電層と第２半導体層との境界に発生する電蝕の発生が抑制される。そのため、電蝕に伴い生じる界面での光吸収を抑えることができる。そのため、高い光電変換効率を長期にわたり維持し得る、光電変換装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００３９】
［適用例１５］本適用例にかかる光電変換装置の製造方法は、基板の第１面に、第１導電層を形成する工程と、前記第１導電層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下する下バリア層を形成する工程と、前記下バリア層に重ね、第１導電型を示す第１不純物元素を含む第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層に重ね、前記第１半導体層における前記第１不純物元素の原子数あたりの密度が前記第１半導体層よりも低い第３半導体層を形成する工程と、前記第３半導体層に重ね、第２導電型を示す第２不純物元素が前記第３半導体層よりも原子数あたりの密度が高い第２半導体層を形成する工程と、前記第２半導体層に重ね、電流の増加に伴い微分抵抗が低下し、可視光波長域の光を透過する上バリア層を形成する工程と、前記上バリア層に重ね、可視光波長域の光を透過する第２導電層を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【００４０】
これによれば、第１導電層と第１半導体層との間には下バリア層が配置され、第２導電層と第２半導体層との間には上バリア層が配置される。そのため、第１導電層と第１半導体層との界面、および第２導電層と第２半導体層との界面での電蝕の発生が抑制される。そのため、信頼性に優れ、高い光電変換効率を長期にわたり維持し得る、光電変換装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００４１】
［適用例１６］上記適用例にかかる光電変換装置の製造方法であって、前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする。
【００４２】
上記した適用例によれば、第２導電層は、第２半導体層の光透過効率よりも高い光透過率を備えているため、入射光の過半量を主として光電変換を行う第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層に入射させることが可能となる。そのため、光電変換効率が高い光電変換装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００４３】
［適用例１７］上記適用例にかかる光電変換装置の製造方法であって、前記上バリア層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高く、かつ前記第２導電層は可視光波長域において、前記第２半導体層より光透過率が高いことを特徴とする。
【００４４】
上記した適用例によれば、上バリア層は可視光波長域において前記第２半導体層より光透過率が高く、かつ第２導電層は可視光波長域において、第２半導体層より光透過率が高いため、入射光を主として光電変換を行う第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層に入射させることが可能となる。そのため、光電変換効率が高い光電変換装置の製造方法を提供することが可能となる。
【００４５】
［適用例１８］上記適用例にかかる光電変換装置の製造方法であって、前記第３半導体層の形成工程を除き、かつ第２導電型を示す前記第２半導体層を前記第１半導体層上に製造する工程を含むことを特徴とする。
【００４６】
上記した適用例によれば、第３半導体層がなくとも光電変換を行うことができるため、製造工程を短縮することが可能となる。
【００４７】
［適用例１９］上記適用例にかかる光電変換装置の製造方法であって、前記下バリア層は前記第１導電層を酸化して形成することを特徴とする。
【００４８】
上記した適用例によれば、第１導電層を酸化して下バリア層を形成している。酸化工程を用いて下バリア層を形成することで、緻密かつ高い密着性を備えた下バリア層を形成することが可能となる。
【００４９】
［適用例２０］上記適用例にかかる光電変換装置の製造方法であって、前記第１導電層は、金属アルミニウムを過半量含み、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチング、または化学機械研磨（ＣＭＰ）、またはサンドブラスト処理によりテクスチャー構造を形成していることを特徴とする。
【００５０】
上記した適用例によれば、高い均一性を有するテクスチャー構造を形成することが可能となる。また、金属アルミニウムを過半量含むことで低い硬度の第１導電層を構成することが可能となる。そのため、上記した加工方法での加工を容易に行うことが可能となる。
【００５１】
［適用例２１］上記適用例にかかる光電変換装置の製造方法であって、前記第１導電層は、金属アルミニウムと金属ネオジムとの合金であり、燐酸と硝酸と酢酸の水溶液を用いてウェットエッチングを行い、テクスチャー構造を得るのと同時に金属アルミニウムと金属ネオジムを酸化して得られた物質を用いて前記下バリア層を形成することを特徴とする。
【００５２】
上記した適用例によれば、テクスチャー構造を得るのと同時に下バリア層を形成できるため、短い工程でテクスチャー構造と、下バリア層を得ることが可能となる。また、ウェットエッチングにより金属アルミニウムと金属ネオジムを酸化しているため、低温（室温）で緻密かつ高い密着性を備えた下バリア層を形成できる。
【００５３】
［適用例２２］本適用例にかかる電子機器は、上記記載の光電変換装置を含むことを特徴とする。
【００５４】
これによれば、上記記載の光電変換装置が黒表示、白表示特性共に優れていることから、画質の高い電子機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５６】
（第１の実施形態：下バリア層を含む光電変換装置）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置について図面を用いて説明する。図１は、暗電流の発生量を抑えることを可能とした、下バリア層を有するＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の一形態を示す断面図、図２は、光電変換装置の一形態を示す平面図である。平面形状としては、図２に示すように、たとえばＰＩＮフォトダイオード１０を８μｍ×３０μｍ程度の角を丸めた矩形形状とし、カラーフィルタ３０等を用いてＲＧＢ（赤・緑・青）に入射光を分離し、カラー画像を得る構成を用いることが好適である。また、モノクロ画像に対応した用途に対しては、２０μｍ×２０μｍ程度の正方形形状を持つＰＩＮフォトダイオード１０を用いても良い。
【００５７】
以下、図１に示す光電変換装置１の構成について説明する。光電変換装置１は、ＰＩＮフォトダイオード１０、基板１１、半導体層１２、チャネル１２ａ、ＬＤＤ１２ｂ、ソース１２ｄ、ドレイン１２ｃ、ゲート絶縁層１３、ゲート電極１４、第１層間絶縁層１５、ドレイン電極１６、ソース電極１７、ＴＦＴ１８、第２層間絶縁層１９、第１導電層２０、下バリア層２１、第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４、第２導電層２５、隔壁２６を備える。
【００５８】
ＰＩＮフォトダイオード１０は、後述する、第１導電層２０、下バリア層２１、第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４、第２導電層２５の一部により構成され、入力された光強度に対応した光電流を供給する機能を有している。
【００５９】
基板１１は、硬質ガラス等が用いられ、後述するＴＦＴ１８等を保持する機能を有している。
【００６０】
半導体層１２は、ポリシリコンやアモルファスシリコン、マイクロ結晶シリコン等により構成されている。半導体層１２には、後述するＴＦＴ１８を構成するソース１２ｄ、ドレイン１２ｃ、ＬＤＤ１２ｂ、チャネル１２ａが形成されている。そして後述するゲート絶縁層１３とゲート電極１４と組み合わされてＴＦＴ１８が構成される。
【００６１】
ゲート絶縁層１３は、後述するＴＦＴ１８のゲート電極１４と半導体層１２とを分離する機能を有している。
【００６２】
ゲート電極１４は、ゲート絶縁層１３を介してチャネル１２ａに電界を供給し、チャネル１２ａを流れる電流を制御している。
【００６３】
第１層間絶縁層１５は、後述するＴＦＴ１８等に用いられる電極や図示せぬ配線パターンを電気的に分離する機能を有している。
【００６４】
ドレイン電極１６は、ドレイン１２ｃと電気的に接続され、ドレイン１２ｃの電位を第１層間絶縁層１５上に伝達し、第１層間絶縁層１５上に位置する図示せぬ配線パターンを介して電子回路を構成している。
【００６５】
ソース電極１７は、ソース１２ｄと電気的に接続され、ソース１２ｄの電位を第１層間絶縁層１５上に伝達する機能を有している。この場合は、ＰＩＮフォトダイオード１０の第１導電層２０と接続され、ＰＩＮフォトダイオード１０と、ＰＩＮフォトダイオード１０と並列に接続された図示せぬ保持容量に蓄える電荷の蓄積／クリア動作を行うべく、ＴＦＴ１８のソース１２ｄと接続されている。
【００６６】
ＴＦＴ１８は、ソース１２ｄ、ドレイン１２ｃ、ＬＤＤ１２ｂ、チャネル１２ａと、ゲート絶縁層１３とゲート電極１４とを組み合わせることで形成されている。ＴＦＴ１８は、ＰＩＮフォトダイオード１０と、ＰＩＮフォトダイオード１０と並列に接続された図示せぬ保持容量に蓄える電荷の蓄積／クリア動作を行う機能を有している。
【００６７】
第２層間絶縁層１９は、ＰＩＮフォトダイオード１０と、ソース電極１７やドレイン電極１６と電気的に分離し、かつＴＦＴ１８やその他配線部材により生じた凸凹を平坦化し、ＰＩＮフォトダイオード１０を形成する際に歪が残らないようにする機能を有している。
【００６８】
第１導電層２０の一部は、ＰＩＮフォトダイオード１０の電極として機能している。第１導電層２０は、たとえばアルミニウム・ネオジム（ＡｌＮｄ）合金等、アルミニウム合金を用いることが好適であり、さらには原子数密度で比率を定めた場合に金属アルミニウムを過半量含むことが好ましい。ここで、原子数密度で比率を定めた場合に金属アルミニウムを過半量含むＡｌＮｄ合金は、アルミニウムの性質を引き継ぐ高い光反射率を確保し、かつ高い導電性を有しながら安価である。そして、ウェット加工でもドライ加工でも加工が可能であり、プロセスを選ばないという利点を有している。さらには、第１導電層２０（ＡｌＮｄ合金層）の層形成後に行われる工程により加熱されることで生じるヒロック（突起状の変形）が、他のアルミニウム合金と比べて少なく、ヒロックに起因する電界集中等の不良発生を抑制することができる。第１導電層２０の層厚としては、たとえば４００ｎｍ程度の平均層厚値を有している。
【００６９】
そして、第１導電層２０は、平均表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の値を有する、ナノメートルのサイズの凹凸形状をもった表面構造（テクスチャー構造）を有していることが好適である。１０ｎｍ以上のＲａを持つことで、第１導電層２０に到達した光を散乱させて反射させることが可能となり、ＰＩＮフォトダイオード１０の光電変換効率を向上させることができる。また、１００ｎｍ以下のＲａを持つことで、後述する下バリア層２１等の形状に与える影響を抑えることができ、第１導電層２０のテクスチャー構造に起因する新たなリーク電流の発生を抑制することが可能となる。
【００７０】
下バリア層２１は、第１導電層２０を覆うようにして配置されており、第１導電層２０としてＡｌＮｄ等、アルミニウムを主としたアルミニウム合金を用いた場合、第１導電層２０を酸化させた金属酸化物を用いることが、第１導電層２０と下バリア層２１との密着性の観点から好ましい。ここでは、下バリア層２１としてＡｌＮｄ酸化物を用い、その層厚を７ｎｍとしている。
【００７１】
第１半導体層２２は、後述する第３半導体層２３、第２半導体層２４とにより、ＰＩＮフォトダイオード１０の光電変換領域として機能する。第１半導体層２２としては、α−シリコンや、μｃ−シリコンが用いる。そして、燐等の不純物元素を含む、第１導電型としてＮ型を示す第１半導体層２２が構成されている。ここで、第１半導体層２２の層厚は５０ｎｍ程度の値を有している。
【００７２】
第３半導体層２３は、第１半導体層２２と重ねて配置されており、意図的な不純物添加を行っていない層である。より精密には、第１半導体層２２と比べ、第１不純物元素の量が原子数あたりの密度に関して低い。第３半導体層２３は、α−シリコンや、μｃ−シリコンを用いて構成され、層厚は５００ｎｍ程度である。
【００７３】
第２半導体層２４は、第３半導体層２３と重ねて配置されている。第２半導体層２４としては、α−シリコンや、μｃ−シリコン等が用いられる。そして、硼素等の不純物元素を含む、第２導電型としてＰ型を示す第２半導体層２４が構成されている。層厚は５０ｎｍ程度の値を有している。ここで、第３半導体層２３は、第２半導体層２４と比べ、第２不純物元素の量が原子数あたりの密度が低く構成されている。ここで、第２半導体層２４の層厚は、５０ｎｍ程度の厚みを有している。
【００７４】
第２導電層２５は、第２半導体層２４と重ねて配置されており、たとえばインジウム・錫・酸化物（ＩＴＯ）層等が用いられている。層厚は５０ｎｍ程度であり、電気抵抗の上昇と、光透過率の低下というトレードオフを最適化する層厚が用いられている。第２導電層２５は可視光波長域の光を透過する材質と厚さで形成され、好ましくは可視光波長域において、第２半導体層２４の光透過率より高い光透過率有する材質と厚さを選択することが好適であり、さらに好ましくは、可視光波長域において、第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４を合わせた（これら３層を透過させた）光透過率より高い光透過率を有する材質と厚さを選択することが好適であり、第２導電層２５による光損失を抑えることで、より明るいＰＩＮフォトダイオード１０を得ることができる。
【００７５】
隔壁２６は、ＰＩＮフォトダイオード１０を素子分離する機能を有している。また、第２導電層２５のうち、ＰＩＮフォトダイオード１０に用いられている部分を含めて、第２半導体層２４側に輸送されたキャリアを導出する機能と、状況に応じその他の配線領域として転用することも可能である。
【００７６】
次に、下バリア層２１について説明する。下バリア層２１を構成する物質としては、酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）や、酸化アルミニウム等の物質を用いることができるが、下バリア層２１としてはＡｌＮｄの酸化物等を用いることが好適である。特に、本実施形態のように、第１導電層２０にＡｌＮｄ合金を用いた場合には、ウェット処理によりＡｌＮｄ合金を酸化させ、下バリア層２１を形成させたＡｌＮｄ酸化物を用いることが好ましい。通常、蒸着法等を用いて形成したものと比べ、基体となる物質を酸化させて得られたものは、基体となる物質との密着性が高く、かつ緻密性が高いという特徴を有していることから、高品質な下バリア層２１を提供することが可能となる。
【００７７】
また、下バリア層２１の層厚として、ここでは７ｎｍの厚さとしている。これは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましいことが実験的に把握されている。３ｎｍ以上あれば、暗電流が抑えられ、光電変換装置として用いた場合、黒の情報をより正確に出力することが可能となる。また、２０ｎｍ以下に抑えることで、白の情報を落とすことなく出力することが可能となる。
【００７８】
下バリア層２１の層厚を３ｎｍ以上２０ｎｍ以下にすることで起きる、このような現象についての理論的裏づけは十分なされていないが、以下のような機構があるものと推測している。
【００７９】
まず、ＰＩＮフォトダイオード１０が黒を表示している（雑音成分のみ）場合には、下バリア層２１に流れる電流が少ない状態となる。この場合、トンネル電流やファウラーノルドハイム電流（ＦＮ電流：電界により絶縁層厚みが減少することで流れるトンネル電流）値が小さい状態となる。微分抵抗（ΔＲ）を、電流（Ｉ）が流れている状態で、微小電流変化（ΔＩ）を与えた場合の微小電圧変化（ΔＶ）で定めると、微分抵抗（ΔＲ）は、ΔＲ（＠Ｉ）＝ΔＶ／ΔＩで定義される。
【００８０】
トンネル電流やＦＮ電流は電流値の対数で電圧が表されるため、特に低電流領域では高い値となる。この機構について簡単な考察を加える。電流値の対数で電圧が表される場合、基本的にはＶ＝ｌｎ（Ｉ）で表される。この式を微分するとＶ＝１／Ｉとなる。Ｉが大きい場合の例としてＩ＝１とすると、Ｉの微小電流変化（ΔＩ）によるＶの微小電圧変化（ΔＶ）は（微分抵抗ΔＲとなる）１となる。一方、Ｉが小さい場合の例としてＩ＝０．１とすると、Ｉの微小電流変化（ΔＩ）によるＶの微小電圧変化（ΔＶ）は（微分抵抗ΔＲとなる）１０となる。即ち、電流値Ｉが小さくなるにつれて微分抵抗ΔＲは大きくなる。
【００８１】
この状態で暗電流が微増した場合について考察する。暗電流が微増すると、大きな微分抵抗により、下バリア層２１中では大きな電圧が発生する。すると、ＰＩＮフォトダイオード１０の主要光電変換部となる第３半導体層２３にかかる電圧はその分減少（下バリア層２１の電圧＋第３半導体層２３の電圧≒一定となる）するため、下バリア層２１で発生する電圧により、暗電流は減少する方向に変化する。即ち、下バリア層２１は黒状態での雑音を抑制する機能を有している。
【００８２】
一方、白に近い輝度では、ＰＩＮフォトダイオード１０には黒を表示している場合と比べ大きな電流が流れる。第３半導体層２３に大きな電流が流れている状態では、トンネル電流やＦＮ電流も十分流れた状態となり、この微分抵抗は無視できる程度の値を示すのみとなる。即ち、下バリア層は白状態では、第３半導体層２３の動作に影響を与えない。そのため、黒状態での雑音を抑え、白状態での輝度に優れたＰＩＮフォトダイオード１０を得ることが可能となる。なお、上記した現象は、現状の現象を説明するための仮説に留まるものであり、異なった機構で画質向上を果たしている可能性もありうる。
【００８３】
ここまで、下バリア層２１として第１導電層２０に用いたＡｌＮｄ合金を酸化させたＡｌＮｄ酸化物層を用いた場合の例として説明した。ここで、下バリア層２１はＡｌＮｄ酸化物に限定される必要は無く、たとえば、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む物質を用いることが好適である。特に、第１導電層２０に用いた金属を酸化したものを下バリア層２１として用いることが好適で、通常、蒸着法等を用いて形成したものと比べ、基体となる物質を酸化させて得られたものは、基体となる物質との密着性が高く、かつ緻密性が高いという特徴を有していることから、高品質な下バリア層２１を提供することが可能となる。
【００８４】
そして、上記したように酸化アルミニウムを過半量含む場合には、下バリア層２１の基本的な特性は、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備えたものとなり、黒状態での雑音を抑えたＰＩＮフォトダイオード１０を得ることが可能となる。
【００８５】
ここで、第１導電層２０として、原子数密度で比率を定めた場合にＡｌを過半量含む層を用い、第１半導体層２２、としてシリコン系の物質を用いた場合、電流の通過に伴い、第１導電層２０と第１半導体層２２の界面が荒れる不良として知られるエレクトロマイグレーション現象によりＰＩＮフォトダイオード１０の寿命が短くなる場合があるが、下バリア層２１を介することでエレクトロマイグレーション現象の発生を抑え、信頼性が高いＰＩＮフォトダイオード１０を得ることが可能となる。
【００８６】
また、第１導電層２０としてはＡｌＮｄに限定されることはなく、たとえば金属アルミニウム（Ａｌ）または、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＴａ、ＡｌＮｂ、ＡｌＣｕ、ＡｌＡｇ、ＡｌＡｕ、ＡｌＳｉおよびこれらの合金、混合物、および多層の積層物を用いても良い。ここで、第１導電層２０として上記した金属を用いた場合に、原子数密度で比率を定めた場合にＡｌを過半量含むことが好適である。この場合、金属アルミニウムが備える易加工性により、ドライエッチング法やウェットエッチング法等を用いて、第１導電層２０を加工することが容易となる。
【００８７】
また、第１導電層２０の形状として、上記したように平均表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の値を有する、ナノメートルのサイズの凹凸形状をもった表面構造（テクスチャー構造）を有していることが好適であるが、平均表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ未満の平坦な形状を用いても差し支えない。この場合、光電変換効率が低下するが、下バリア層２１を略平坦な面に構成することができるため、下バリア層２１の信頼性を向上させることができる。
【００８８】
また、広義のバリア層として、下バリア層２１を半導体層と金属の接触によるショットキーバリア構造を有するバリア層を用いても良い。この場合には、第１半導体層２２の不純物濃度を１×１０17ｃｍ-3程度に落とすことが好適である。また、ＰＩＮフォトダイオード１０のＩ層となる第３半導体層２３を除いても良い。この場合、ＰＩＮフォトダイオード１０のＰＩＮ構造をなす部分はＰＮフォトダイオードとなり、光電変換は主にＰＮ接合部分で行われることとなる。即ち、第３半導体層２３に代えてＰＮ接合の空乏層を割り当てることでＰＮフォトダイオードの構成を適用することが可能となる。
【００８９】
また、上記したＰＩＮフォトダイオード１０のＰＩＮ構造をなす部分に、雪崩増倍型フォトダイオード（ＡＰＤ）構造を用いても良い。ＡＰＤは高い感度を有する反面、雪崩増倍に起因する暗電流は、ＰＩＮフォトダイオード１０のＰＩＮ構造をなす部分で発生する暗電流よりも高い傾向がある。そこで、下バリア層２１で暗電流を抑えることで、暗電流の発生を抑えたＡＰＤを得ることが可能となる。
【００９０】
また、第１半導体層２２にＮ型不純物を導入し、第２半導体層２４にＰ型不純物を導入しているが、これは反対に第１半導体層２２にＰ型不純物を導入し、第２半導体層２４にＮ型不純物を導入しても良い。
【００９１】
（第２の実施形態：上バリア層を含む光電変換装置）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置について図面を用いて説明する。図３は、暗電流の発生量を抑えることを可能とした、上バリア層を有するＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の一形態を示す断面図である。第１の実施形態との相違は、下バリア層２１に代えて上バリア層２７を第２半導体層２４と第２導電層２５との間に追加して配置したことである。他の構成は同じものを用いており、ＰＮフォトダイオードや、ショットキーバリア、第１半導体層２２にＰ型不純物を導入する等の適用も同様の適用条件で行える。
【００９２】
上バリア層２７は蒸着法やスパッタ法等を用いて形成した、たとえば酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）や、酸化アルミニウム、酸化アルミニウムと酸化ネオジムとの混晶を用いることができる。また、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む物質を用いることが好適である。下バリア層２１に代えて上バリア層２７を用いることで、第１導電層２０の形状として、上記したように平均表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の値を有する、ナノメートルのサイズの凹凸形状をもった表面構造（テクスチャー構造）を備えている場合に、テクスチャー構造上に、第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４とが形成され、平坦化された面上に上バリア層２７が形成されるため、下バリア層２１を用いる場合と比べ、欠陥密度を抑えることができる。そのため、上バリア層２７の欠陥部を通して抜けていく電流を減少させることができる。従って、上バリア層２７を通る電流と電圧との関係はより理想的に、対数で表すことが可能となり、微分抵抗ΔＲを、低電流域で高めることが可能となり、黒状態での雑音を抑え、白状態での輝度を保ったＰＩＮフォトダイオード１０を得ることが可能となる。
【００９３】
ここで、上バリア層２７は、可視光波長域の光を透過する材質と厚さで形成され、好ましくは可視光波長域において、第２半導体層２４の光透過率より高い光透過率有する材質と厚さを選択することが好適であり、さらに好ましくは、可視光波長域において第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４を合わせた（これら３層を透過させた）光透過率より高い光透過率を有する材質と厚さを選択することが好適であり、上バリア層２７による光損失を抑えることで、より明るいＰＩＮフォトダイオード１０を得ることができる。
【００９４】
ここで、上バリア層２７の層厚としては。３ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。３ｎｍ以上あれば、暗電流が抑えられ、光電変換装置として用いた場合、黒の情報をより正確に出力することが可能となる。また、２０ｎｍ以下に抑えることで、白の情報を落とすことなく出力することが可能となる。
【００９５】
（第３の実施形態：下バリア層と上バリア層とを含む光電変換装置）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置について図面を用いて説明する。図４は、暗電流の発生量を抑えることを可能とした、下バリア層と上バリア層とを有するＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の一形態を示す断面図である。第１の実施形態、第２の実施形態との相違は、下バリア層２１に加えて上バリア層２７を配置したことである。他の構成は同じものを用いており、ＰＮフォトダイオードや、ショットキーバリア、第１半導体層２２にＰ型不純物を導入する等の適用も同様の適用条件で行える。また、下バリア層２１の構成材料等は第１の実施形態、上バリア層２７の構成材料等は第２の実施形態に準ずるものとする。
【００９６】
この場合には、第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４を挟んで下バリア層２１と上バリア層２７が配置される。そのため、下バリア層２１と上バリア層２７のどちらかに欠陥が生じた場合でも暗電流が抑えられ、光電変換装置として用いた場合、黒の情報をより正確に出力することが可能となる。ここで、下バリア層２１と、上バリア層２７の層厚は、下バリア層２１と、上バリア層２７との和で示され、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。３ｎｍ以上あれば、暗電流が抑えられ、光電変換装置として用いた場合、黒の情報をより正確に出力することが可能となる。また、２０ｎｍ以下に抑えることで、白の情報を落とすことなく出力することが可能となる。
【００９７】
ここで、上バリア層２７は、可視光波長域の光を透過する材質と厚さで形成され、好ましくは可視光波長域において、第２半導体層２４の光透過率より高い光透過率有する材質と厚さを選択することが好適であり、さらに好ましくは、可視光波長域において第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４を合わせた（これら３層を透過させた）光透過率より高い光透過率を有する材質と厚さを選択することが好適であり、上バリア層２７による光損失を抑えることで、より明るいＰＩＮフォトダイオード１０を得ることができる。
【００９８】
なお、下バリア層２１と、上バリア層２７の片方が０になる場合は、前述した実施形態に準ずるものとなる。ここで、上バリア層２７は、可視光波長域の光を透過する材質と厚さで形成され、好ましくは可視光波長域において、第２半導体層２４の光透過率より高い光透過率有する材質と厚さを選択することが好適であり、さらに好ましくは、可視光波長域において第１半導体層２２、第３半導体層２３、第２半導体層２４を合わせた（これら３層を透過させた）光透過率より高い光透過率を有する材質と厚さを選択することが好適であり、上バリア層２７による光損失を抑えることで、より明るいＰＩＮフォトダイオード１０を得ることができる。
【００９９】
（第４の実施形態：下バリア層を含む光電変換装置の製造方法）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置の製造方法について図面を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）、図６（ａ）、（ｂ）は、下バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図である。
【０１００】
まず、工程１として、基板１１上に、半導体層１２の前駆体となるシリコン層を堆積し、熱処理やレーザアニール等により多結晶シリコン層に改質した後、フォトリソグラフ工程によりレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクを用いてエッチング工程を行い、多結晶シリコン層を用いた半導体層１２を形成する。エッチング工程終了後、レジストマスクは除去する。
【０１０１】
次に、ゲート絶縁層１３を堆積した後、フォトリソグラフ工程とイオン注入工程と、を用いて、ソース１２ｄ、ドレイン１２ｃを形成する。イオン注入工程後、レジストマスクは除去する。
【０１０２】
次に、工程２として、モリブデン層、アルミニウム層、チタン層、タングステン層、タンタル層等の金属やポリシリコン等を堆積した後、フォトリソグラフ工程によりレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクを用いてエッチング工程を行い、ゲート電極１４を形成する。エッチング工程終了後、レジストマスクは除去する。
【０１０３】
次に、工程３として、ゲート電極１４をマスクとして、イオン注入工程を用いて、ＬＤＤ１２ｂを形成する。ここまでの工程でＴＦＴ１８が形成される。ここまでの工程を終了した状態の断面図を図５（ａ）に示す。
【０１０４】
次に、工程４として、たとえば酸化珪素を用いて第１層間絶縁層１５を形成し、ゲート電極１４を含むＴＦＴ１８等を覆い、電気的に絶縁する。
【０１０５】
次に、工程５として、ソース１２ｄ、ドレイン１２ｃを電気的に接続するために、第１層間絶縁層１５の一部を開口した後、アルミニウム等の金属を堆積する。そして、不要領域を除去してドレイン電極１６、ソース電極１７を形成する。ここまでの工程を終了した状態の断面図を図５（ｂ）に示す。
【０１０６】
次に、工程６として、たとえば酸化珪素を用いて第２層間絶縁層１９を形成し、ドレイン電極１６、ソース電極１７等を覆い、電気的に絶縁すると共に、ＴＦＴ１８等の構造体に起因する段差を平坦化する。そして、不要領域を除去して、スパッタ法や蒸着法等を用いて第１導電層前駆体２０ａを堆積する。ここで、第１導電層前駆体２０ａはアルミニウムとネオジムの合金（ＡｌＮｄ）層を用いている。ここまでの工程を終了した状態を図５（ｃ）に示す。ここで、ＡｌＮｄに代えて金属アルミニウム（Ａｌ）または、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＴａ、ＡｌＮｂ、ＡｌＣｕ、ＡｌＡｇ、ＡｌＡｕ、ＡｌＳｉおよびこれらの合金、混合物、および多層の積層物を用いても良い。ここで、第１導電層２０として上記した金属を用いた場合に、原子数密度で比率を定めた場合にＡｌを過半量含むことが好適である。この場合、金属アルミニウムが備える易加工性により、ドライエッチング法やウェットエッチング法等を用いて、第１導電層２０を加工することが容易となる。
【０１０７】
次に、工程７として、ＡｌＮｄを用いた第１導電層前駆体２０ａをウェット処理する。具体的には、燐酸５０％、硝酸１０％、酢酸１％と、に水（純水や超純水が好ましい）を加えて１００％にした溶液を用いる。そして溶液中に室温で３分程度浸した後、水洗することで、平均表面粗さ（Ｒａ）が４０ｎｍ程度の値を有する、ナノメートルのサイズの凹凸形状をもった表面構造（テクスチャー構造）を得ることができ、第１導電層２０が形成される。同時に、ＡｌＮｄが酸化されることで、７ｎｍ程度の値を有し、電気的なバリアとなるＡｌＮｄ酸化物が形成される。このＡｌＮｄ酸化物が下バリア層２１として機能する。テクスチャー構造のＲａを変えるためには、たとえばウェット処理後に塩酸の水溶液等でＡｌＮｄ酸化物を除去した後、再びウェット処理を行うことでＡｌＮｄ酸化物を薄くすることが可能である。また、陽極酸化法を用いることでＡｌＮｄ酸化物を厚くすることも可能である。また、第１導電層前駆体２０ａに用いた物質を酸化したものを下バリア層２１として用いると、蒸着法等を用いて形成したものと比べ、基体となる物質を酸化させて得られたものは、基体となる物質との密着性が高く、かつ緻密性が高いという特徴を有していることから、高品質な下バリア層２１を提供することが可能となる。具体的には、、第１導電層前駆体２０ａに用いた金属を酸化したＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む場合には、下バリア層２１の基本的な特性が、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備え好適である。
【０１０８】
ここで、テクスチャー構造を得るための手段としては、酸化セリウムの微粒子（数１０ｎｍ）程度のスラリーを用いた化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いることでも対応できる。また、塩素＋酸素のエッチングガスを用いたドライエッチング法を用いても良い。ＣＭＰ法やドライエッチング法を用いてテクスチャー構造を形成した場合には、陽極酸化法や、蒸着法等を用いて下バリア層２１として機能するＡｌＮｄ酸化物や、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む場合には、下バリア層２１の基本的な特性が上記した場合と同様に、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備え好適である。なお、テクスチャー構造を用いない場合には、陽極酸化法や、蒸着法等を用いて下バリア層２１として機能するＡｌＮｄ酸化物を形成する工程に代えることで対応できる。ここまでの工程を終了した状態の断面図を図６（ａ）に示す。
【０１０９】
次に、工程８として、シラン（ＳｉＨ4）と笑気（Ｎ2Ｏ）とを材料ガスとして、ホスフィン（ＰＨ３）を導入し、第１半導体層２２としてＮ型のα−Ｓｉを５０ｎｍ程度層形成する。続けて、ＰＨ３の導入を止め、第３半導体層２３としてＩ型のα−Ｓｉを５００ｎｍ程度層形成する。続けて、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を導入し、第２半導体層２４としてＰ型のα−Ｓｉを５０ｎｍ程度層形成する。ここまでの工程を終了した状態の断面図を図６（ｂ）に示す。ここで、ＰＩＮフォトダイオード１０に代えてＰＮダイオードを用いる場合には、Ｉ型のα−Ｓｉ堆積工程を省略することで対応できる。
【０１１０】
次に、工程９として、ＰＩＮフォトダイオード１０を形成すべき領域を残し、フォトリソグラフ工程によりレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクを用いてエッチング工程を行い、ＰＩＮフォトダイオード１０を形成すべき領域を残してエッチング工程を行う。エッチング工程終了後、レジストマスクは除去する。
【０１１１】
次に、工程１０として、隔壁前駆体２６ａを形成する。隔壁前駆体２６ａは、酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）層により形成されている。
【０１１２】
次に、工程１１として、隔壁前駆体２６ａのＰＩＮフォトダイオード１０を形成すべき領域を開口するよう、フォトリソグラフ工程によりレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクを用いてエッチング工程を行い、ＰＩＮフォトダイオード１０を形成すべき領域をエッチング除去するようエッチング工程を行う。エッチング工程終了後、レジストマスクは除去する。そして、ＩＴＯを用いた第２導電層２５を蒸着法やイオンプレーティング法等を用いて形成する。以上の工程を行うことで、図１に示す光電変換装置を製造するための製造工程を提供することができる。
【０１１３】
（第５の実施形態：上バリア層を含む光電変換装置の製造方法）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置の製造方法について図面を用いて説明する。図７は、上バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図である。第４の実施形態との相違は、下バリア層２１の製造工程を除き、上バリア層２７を追加したことである。他の製造工程は同じものを用いているため、上述の例を適用することとし、重複を防ぐ。まず、工程１〜工程６までを行う。
【０１１４】
次に、工程７ａとしてＡｌＮｄを用いた第１導電層前駆体２０ａをウェット処理する。具体的には、燐酸５０％、硝酸１０％、酢酸１％と、に水（純水や超純水が好ましい）を加えて１００％にした溶液を用いる。そして溶液中に室温で３分程度浸した後、水洗することで、平均表面粗さ（Ｒａ）が４０ｎｍ程度の値を有する、ナノメートルのサイズの凹凸形状をもった表面構造（テクスチャー構造）を得ることができ、第１導電層２０が形成される。テクスチャー構造のＲａを変えるには、たとえばウェット処理の時間を変えることで対応できる。次に塩酸の水溶液等でＡｌＮｄ酸化物を除去する。ここで、テクスチャー構造を得るための手段としては、酸化セリウムの微粒子（数１０ｎｍ）程度のスラリーを用いた化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いることでも対応できる。また、塩素＋酸素のエッチングガスを用いたドライエッチング法を用いても良い。次に、上述の工程８を行う。
【０１１５】
次に、工程９ａとして、スパッタ法を用いてＡｌＮｄ酸化物を用いた上バリア層２７を形成する。層厚は３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲に入るよう制御する。ここまでの工程を終了した状態の断面図を図７に示す。ここで、ＡｌＮｄ酸化物に代えて酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）や、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む場合には、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備え好適である。次に上記した工程９、工程１０、工程１１を行うことで図３に示す光電変換装置を製造するための製造工程を提供することができる。
【０１１６】
（第６の実施形態：下バリア層と上バリア層とを含む光電変換装置の製造方法）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置の製造方法について図面を用いて説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、上バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図である。第４の実施形態との相違は、下バリア層２１に加え、上バリア層２７を追加したことである。他の製造工程は同じものを用いているため、上述の例を適用することとし、重複を防ぐ。まず、工程１〜工程６までを行う。
【０１１７】
次に、工程７ｂとして、ＡｌＮｄを用いた第１導電層前駆体２０ａをウェット処理する。具体的には、燐酸５０％、硝酸１０％、酢酸１％と、に水（純水や超純水が好ましい）を加えて１００％にした溶液を用いる。そして溶液中に室温で３分程度浸した後、水洗することで、平均表面粗さ（Ｒａ）が４０ｎｍ程度の値を有する、ナノメートルのサイズの凹凸形状をもった表面構造（テクスチャー構造）を得ることができ、第１導電層２０が形成される。同時に、ＡｌＮｄが酸化されることで、７ｎｍ程度の値を有するＡｌＮｄ酸化物が形成される。下バリア層２１の厚さが７ｎｍ程度で良い場合には、このＡｌＮｄ酸化物を下バリア層２１として用いて良い。
【０１１８】
ここで、テクスチャー構造のＲａを変えるには、たとえばウェット処理の時間を変更することで可能である。また、テクスチャー構造を得るための手段としては、酸化セリウムの微粒子（数１０ｎｍ）程度のスラリーを用いた化学機械研磨（ＣＭＰ）法を用いることでも対応できる。また、塩素＋酸素のエッチングガスを用いたドライエッチング法を用いても良い。
【０１１９】
下バリア層２１の層厚を変える場合には、一旦形成されたＡｌＮｄ酸化物を塩酸の水溶液等で除去し、陽極酸化法を用いてＡｌＮｄ酸化物からなる下バリア層２１を形成しても良い。また、陽極酸化法を用いる場合には、第１導電層前駆体２０ａの酸化層が形成される。具体的には、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物が形成される。さらには、原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む場合には、下バリア層２１の基本的な特性が、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備え好適である。
【０１２０】
また、蒸着法等を用いることで、下バリア層２１として機能するＡｌＮｄ酸化物や、酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む場合には、下バリア層２１の基本的な特性が上記した場合と同様に、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備え好適である。なお、テクスチャー構造を用いない場合には、陽極酸化法や、蒸着法等を用いて下バリア層２１として機能するＡｌＮｄ酸化物や酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を形成する工程に代えることで対応できる。ここまでの工程を終了した状態の断面図を図８（ａ）に示す。次に、上述の工程８を行う。
【０１２１】
次に、工程９ｂとして、スパッタ法を用いてＡｌＮｄ酸化物を用いた上バリア層２７を形成する。層厚は下バリア層２１の層厚との和が３ｎｍ以上２０ｎｍ以下の範囲に入るよう制御する。ここで、ＡｌＮｄ酸化物に代えて酸窒化珪素（酸素０％、窒素０％を含む）や、ＡｌＴｉ酸化物、ＡｌＣｒ酸化物、ＡｌＴａ酸化物、ＡｌＮｂ酸化物、ＡｌＣｕ酸化物、ＡｌＡｇ酸化物、ＡｌＡｕ酸化物、ＡｌＳｉ酸化物およびこれらの混合物や化合物を用いても良く、さらには原子数密度で比率を定めた場合に、酸化アルミニウムを過半量含む場合には、酸化アルミニウムの性質を引き継ぎ、電気的に良好なバリア特性と、易加工性を備え好適である。次に上記した工程９、工程１０、工程１１を行うことで図４に示す光電変換装置を製造するための製造工程を提供することができる。
【０１２２】
（第７の実施形態：電子機器）
以下、本実施形態にかかる光電変換装置の製造方法について図面を用いて説明する。図９は本実施形態にかかるデジタルカメラの斜視図である。本実施形態のデジタルカメラ１００は、撮影レンズ群１２１と、画像情報を光電変換によって電気信号に変換する光電変換装置１を集積化させたイメージセンサ１２２と、シャッタボタン１２３と、ダイヤルスイッチ１２４と、被写体までの距離を検出可能な測距センサ１２５と、電子ファインダ１２６と、を備えている。撮影レンズ群１２１は可動式であり、イメージセンサ１２２との距離を変えることでイメージセンサ１２２に焦点を合わせて光像を結ばせる機能を有している。イメージセンサ１２２は、マトリクス状に配置された複数の光電変換装置１を備えている。光電変換装置１は露光時における光情報を電荷に変換して蓄積し、画像信号として保持している。シャッタボタン１２３は、押下されると撮影レンズ群１２１を通じてイメージセンサ１２２上に結像した画像を取り込むタイミングを制御する。測距センサ１２５は大まかな距離を測定する赤外線センサと正確な距離を測定する位相差センサを含んでおり、撮影レンズ群１２１と協働してイメージセンサ１２２に合焦させる機能を有している。電子ファインダ１２６は、イメージセンサ１２２よりも画素数が少ない図示せぬイメージセンサを有しており、露光条件の最適化や、色バランスの最適化等を行うための信号を出力し、撮像条件の最適化情報を抽出する機能を有している。このように、光電変換装置１を集積化させたイメージセンサ１２２を備えることで、黒表示、白表示特性共に優れたデジタルカメラ１００を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】暗電流の発生量を抑えることを可能とした、下バリア層を有するＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の一形態を示す断面図。
【図２】光電変換装置の一形態を示す平面図。
【図３】暗電流の発生量を抑えることを可能とした、上バリア層を有するＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の一形態を示す断面図。
【図４】暗電流の発生量を抑えることを可能とした、下バリア層と上バリア層とを有するＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の一形態を示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、下バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、下バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図。
【図７】上バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、上バリア層を有する、暗電流の発生を抑えたＰＩＮフォトダイオードを含む光電変換装置の製造方法における一形態を示す工程断面図。
【図９】本実施形態にかかるデジタルカメラの斜視図。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…ＰＩＮフォトダイオード、１１…基板、１２…半導体層、１２ａ…チャネル、１２ｂ…ＬＤＤ、１２ｃ…ドレイン、１２ｄ…ソース、１３…ゲート絶縁層、１４…ゲート電極、１５…第１層間絶縁層、１６…ドレイン電極、１７…ソース電極、１８…ＴＦＴ、１９…第２層間絶縁層、２０…第１導電層、２０ａ…第１導電層前駆体、２１…下バリア層、２２…第１半導体層、２３…第３半導体層、２４…第２半導体層、２５…第２導電層、２６…隔壁、２６ａ…隔壁前駆体、２７…上バリア層、３０…カラーフィルタ、１００…デジタルカメラ、１２１…撮影レンズ群、１２２…イメージセンサ、１２３…シャッタボタン、１２４…ダイヤルスイッチ、１２５…測距センサ、１２６…電子ファインダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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