【手続補正書】
【提出日】平成28年1月8日(2016.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキシトンボーア半径以上の半径を有する複数の半導体ナノ粒子と、
前記複数の半導体ナノ粒子が分散された溶媒と
を含む
半導体ナノ粒子分散体。
【請求項２】
前記半導体ナノ粒子は、２元混晶からなる
請求項１記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項３】
前記複数の半導体ナノ粒子として、第１の半径を有する第１の粒子と第２の半径を有する第２の粒子とを含む
請求項１または請求項２に記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項４】
前記半導体ナノ粒子は、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛化合物）からなり、ＺｎＳｅのエキシトンボーア半径である３．９ｎｍ以上の半径を有する
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項５】
前記半導体ナノ粒子は、ｎ型ドーパントとして不純物元素Ｇａ，Ｃｌが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項４記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項６】
前記半導体ナノ粒子は、ｐ型ドーパントとして不純物元素Ｎ、Ｏ、Ｌｉが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項４記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項７】
前記半導体ナノ粒子は、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛化合物）からなり、ＺｎＴｅのエキシトンボーア半径である５．４ｎｍ以上の半径を有する
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項８】
前記半導体ナノ粒子は、ｎ型ドーパントとして不純物元素Ｇａ，Ｃｌが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項７記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項９】
前記半導体ナノ粒子は、ｐ型ドーパントとして不純物元素Ｎ、Ｏ、Ｌｉが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項７記載の半導体ナノ粒子分散体。
【請求項１０】
エキシトンボーア半径以上の半径を有する複数の半導体ナノ粒子を含有する光電変換層と、
前記光電変換層を挟んで対向する一対の電極と
を有する
光電変換素子。
【請求項１１】
前記半導体ナノ粒子の半径は、前記光電変換層における吸収ピーク波長の２０分の１以下である
請求項１０記載の光電変換素子。
【請求項１２】
前記半導体ナノ粒子は、２元混晶からなる
請求項１０または請求項１１に記載の光電変換素子。
【請求項１３】
前記複数の半導体ナノ粒子として、第１の半径を有する第１の粒子と第２の半径を有する第２の粒子とを含む
請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１４】
前記半導体ナノ粒子は、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛化合物）からなり、ＺｎＳｅのエキシトンボーア半径である３．９ｎｍ以上の半径を有する
請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１５】
前記半導体ナノ粒子は、ｎ型ドーパントとして不純物元素Ｇａ，Ｃｌが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項１４記載の光電変換素子。
【請求項１６】
前記半導体ナノ粒子は、ｐ型ドーパントとして不純物元素Ｎ、Ｏ、Ｌｉが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項１４記載の光電変換素子。
【請求項１７】
前記半導体ナノ粒子は、ＺｎＴｅ（テルル化亜鉛化合物）からなり、ＺｎＴｅのエキシトンボーア半径である５．４ｎｍ以上の半径を有する
請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１８】
前記半導体ナノ粒子は、ｎ型ドーパントとして不純物元素Ｇａ，Ｃｌが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項１７記載の光電変換素子。
【請求項１９】
前記半導体ナノ粒子は、ｐ型ドーパントとして不純物元素Ｎ、Ｏ、Ｌｉが１０17〜１０19ｃｍ-3の範囲でドーピングされたものである
請求項１７記載の光電変換素子。
【請求項２０】
画素としての光電変換素子を複数備え、
前記光電変換素子は、
エキシトンボーア半径以上の半径を有する複数の半導体ナノ粒子を含有する光電変換層と、
前記光電変換層を挟んで対向する一対の電極と
を有する
撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施の形態としての光電変換素子（画素）の概略構成例を表す断面図である。
【図２】図１に示したナノ粒子層におけるエキシトンボーア半径と吸収端波長との関係を模式的に表す説明図である。
【図３Ａ】ナノ粒子層における半導体ナノ粒子の充填例およびキャリアの経路を表す第１の模式図である。
【図３Ｂ】ナノ粒子層における半導体ナノ粒子の充填例およびキャリアの経路を表す第２の模式図である。
【図３Ｃ】ナノ粒子層における半導体ナノ粒子の充填例を表す第３の模式図である。
【図３Ｄ】ナノ粒子層における半導体ナノ粒子の充填例を表す第４の模式図である。
【図４】半導体ナノ粒子から有機リガンドを除去する様子を表した模式図である。
【図５Ａ】半導体ナノ粒子の半径の規定の方法について説明するための第１の説明図である。
【図５Ｂ】半導体ナノ粒子の半径の規定の方法について説明するための第２の説明図である。
【図５Ｃ】半導体ナノ粒子の半径の規定の方法について説明するための第３の説明図である。
【図６】半導体ナノ粒子の半径の分布（粒度分布）を説明するための説明図である。
【図７】図１に示した光電変換素子の動作について説明するための説明図である。
【図８】図１に示した光電変換素子の第１の変形例（変形例１）を表す断面図である。
【図９】図１に示した光電変換素子の第２の変形例（変形例２）を表す断面図である。
【図１０】本開示の第２の実施の形態の光電変換素子の要部構成を表す断面図である。
【図１１】撮像装置の機能ブロック図である。
【図１２】適用例に係る電子機器の機能ブロック図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
画素トランジスタとしては、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタが挙げられる。これらの画素トランジスタは、いずれも例えばＭＯＳトランジスタにより構成され、面１１Ｓ２側のｐ型半導体ウェル領域に形成されている。このような画素トランジスタを含む回路が、赤、緑、青の光電変換部ごとに形成されている。各回路では、これらの画素トランジスタのうち、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタおよび増幅トランジスタからなる、計３つのトランジスタを含む３トランジスタ構成を有していてもよいし、これに選択トランジスタを加えた４トランジスタ構成であってもよい。転送トランジスタは、赤色光電変換部２０Ｒ、緑色光電変換部２０Ｇおよび青色光電変換部２０Ｂの各々において発生し、赤色蓄電層１１０Ｒ、緑色蓄電層１１０Ｇおよび青色蓄電層１１０Ｂにそれぞれ蓄積された各色に対応する信号電荷（本実施の形態では電子）を、後述の垂直信号線Ｌsig（図１１参照）へ転送するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
第１電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、半導体基板１１内に埋設された上述の導電性プラグに電気的に接続されている。一方、第２電極２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂは、例えば固体撮像装置の周縁部において、図示しないコンタクト部を介して半導体基板１１の面１１Ｓ２に設けられた上述の回路形成層における配線に接続されており、これにより電荷（ここでは正孔）が排出されるようになっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、一定の半径を有する半導体ナノ粒子のみによってナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを構成するのではなく、互いに異なる半径を有する複数種の半導体ナノ粒子によってナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを構成するとよい。ナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂにおける、光吸収率の向上および導電率の向上の両立を図るためである。図３Ａは、ナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが、例えばエキシトンボーア半径と同程度の比較的小さな半径を有する半導体ナノ粒子（第１の粒子Ｐ１）のみからなる場合を模式的に表した図である。この場合、キャリアは、例えば経路ＣＡ１を辿ってナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの内部を移動すると考えられる。一方、図３Ｂは、ナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが、第１の粒子Ｐ１よりも大きな半径を有する半導体ナノ粒子（第２の粒子Ｐ２）のみからなる場合を模式的に表した図である。この場合、キャリアは、例えば経路ＣＡ２を辿ってナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの内部を移動すると考えられる。ここで、図３Ａと図３Ｂとを比較すると、図３Ｂに示した場合に、より高いキャリア移動度が得られる。コロイドナノ粒子層自体のキャリア移動度は、ナノ粒子に比べ移動度の低いリガンドの特性が支配的であり、半導体ナノ粒子の半径が大きいほど、ナノ粒子間を移動する際にキャリアがリガンドを通過する回数が減るからである。具体的には、図３Ａでは経路ＣＡ１を辿って距離Ｌ２２を移動する際に７個の半導体ナノ粒子（第１の粒子Ｐ１）を通過することとなる。これに対し、図３Ｂでは経路ＣＡ２を辿って距離Ｌ２２を移動する際に３個の半導体ナノ粒子（第２の粒子Ｐ２）を通過するだけでよい。ところが、半導体ナノ粒子の半径が大きい場合、半導体ナノ粒子同士の隙間の体積も増大する。このため、ナノ粒子層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとしての光吸収率は低下する。そこで、図３Ｃに示したように、大きさの異なる第１の粒子Ｐ１と第２の粒子Ｐ２とが混在することにより、第１の粒子Ｐ１により低抵抗のパスラインを確保しつつ、第２の粒子Ｐ２により第１の粒子Ｐ１同士の隙間を充填し、吸光度を高めることができる。より吸光度を高めるには例えば図３Ｄに示したように、第１の粒子Ｐ１の半径に対して第２の粒子Ｐ２の半径が０．１６倍であるようにするとよい、この場合、最密充填された第１の粒子Ｐ１同士の隙間を第２の粒子Ｐ２が効率良く埋めることができ、ナノ粒子の体積は第１の粒子Ｐ１のみの場合と比べて１．７％増加する。例としてＺｎＳｅからなるナノ粒子について具体的に言えば、第１の粒子Ｐ１の半径を２６ｎｍとし、第２の粒子Ｐ２の半径を４ｎｍとすればよい。共にエキシトンボーア半径３．９ｎｍよりも大きく、良好な分光特性が得られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
第２電極２３Ｒはナノ粒子層２２Ｒで発生した正孔を、第２電極２３Ｇはナノ粒子層２２Ｇで発生した正孔を、第２電極２３Ｂはナノ粒子層２２Ｂで発生した正孔をそれぞれ取りだすためのものである。第２電極２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂから取り出された正孔は各々の伝送経路（図示せず）を介して、例えば半導体基板１１内のｐ型半導体領域に排出されるようになっている。第２電極２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂについても第１電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂと同様に、透明導電材料により構成される。光電変換素子１０では、第２電極２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂから取り出される正孔は排出されるので、複数の光電変換素子１０を配置した際に（例えば後述の図１１の撮像装置１０１）第２電極２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを各光電変換素子１０（図１１の画素Ｐ）に共通して設けるようにしてもよい。第２電極２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの厚みは例えば、例えば５ｎｍ〜３００ｎｍである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
具体的には、詳細には、図７に示したように、光電変換素子１０へ入射した光Ｌのうち、まず、青色光ＬBが青色光電変換部２０Ｂで選択的に検出（吸収）され、光電変換される。青色光電変換部２０Ｂで発生した電子−正孔対のうちの電子ＥBが第１電極２１Ｂから取り出され、青色蓄電層１１０Ｂへ蓄積される。一方、正孔は第２電極２３Ｂから排出される。同様に、青色光電変換部２０Ｂを透過した光のうち、緑色光ＬGは緑色光電変換部２０Ｇで選択的に検出され、光電変換される。緑色光電変換部２０Ｇで発生した電子−正孔対のうちの電子ＥBが第１電極２１から取り出され、緑色蓄電層１１０Ｇへ蓄積される。青色光電変換部２０Ｂおよび緑色光電変換部２０Ｇを透過した光のうち、赤色光ＬRは赤色光電変換部２０Ｒで選択的に検出され、光電変換される。赤色光電変換部２０Ｒで発生した電子−正孔対のうちの電子ＥBが第１電極２１Ｒから取り出され、赤色蓄電層１１０Ｒへ蓄積される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
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