(57)【要約】【課題】電気特性に優れ感度が高くコスト競争力がある光電変換装置、光電変換装置の製造方法、および電子機器を提供する。【解決手段】イメージセンサー１０は、下部電極２１と、下部電極２１上に形成されたｐ型半導体層２５およびｎ型半導体層２６と、ｎ型半導体層２６上に形成された上部電極２７と、下部電極２１の一部が延在された第１配線２２と上部電極２７と同一層に形成された第１導電層２８とが積層された第１端子３１と、下部電極２１と同一層に形成された第２導電層２３と上部電極２７の一部が延在された第２配線２９とが積層された第２端子３２と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された第２電極と、
前記第１電極の一部が延在された第１配線と、前記第２電極と同一層に形成された第１導電層と、が積層された第１端子と、
前記第１電極と同一層に形成された第２導電層と、前記第２電極の一部が延在された第２配線と、が積層された第２端子と、
を備えたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された第２電極と、
前記第１電極とは異なる層に形成され前記第１電極と電気的に接続された第１配線と、前記第２電極と同一層に形成された第１導電層と、が積層された第１端子と、
前記第１配線と同一層に形成された第２導電層と、前記第２電極の一部が延在された第２配線と、が積層された第２端子と、
を備えたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
第１電極と、
前記第１電極上に形成された光電変換層と、
前記光電変換層上に形成された第２電極と、
前記第１電極とは異なる層に形成され前記第１電極と電気的に接続された第１配線からなる第１端子と、
前記第１配線と同一層に形成された第２導電層と、前記第２電極の一部が延在された第２配線と、が積層された第２端子と、
を備えたことを特徴とする光電変換装置。
【請求項４】
前記第２電極は、透明導電材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記第１電極は、高融点金属からなり、
前記光電変換層は、第１１族元素と第１３族元素と第１６族元素とを含むことを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記第１配線と前記第２導電層とは、第１６族元素を含まない高融点金属からなり、
前記第１電極は、表面に第１６族元素を含むことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の光電変換装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
高融点金属からなる第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜上に、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、前記第２導電膜を第１６族元素と反応させて半導体膜を形成するとともに、前記第１導電膜の表面に高融点金属と第１６族元素との反応生成膜を形成する工程と、
前記半導体膜をパターニングして光電変換層の一部を構成する光吸収層を形成し、前記第１導電膜の表面の前記反応生成膜のうち前記光吸収層と重なる部分以外を除去する工程と、
前記第１導電膜をパターニングして、前記光吸収層および前記反応生成膜と重なる第１電極と、前記第１電極から延在する第１配線と、前記第１電極から離間された第２導電層と、を形成する工程と、
前記光吸収層と前記第１配線と前記第２導電層とを覆う絶縁層を形成した後、前記絶縁層における前記光吸収層と重なる領域に第１貫通孔を形成し前記第１配線と重なる領域に第２貫通孔を形成し前記第２導電層と重なる領域に第３貫通孔を形成する工程と、
前記絶縁層上と、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、および前記第３貫通孔内と、に透明導電材料からなる第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１貫通孔内で前記光吸収層と重なる第２電極と、前記第２貫通孔内で前記第１配線に積層された第１導電層と、前記第２電極から延在し前記第３貫通孔内で前記第２導電層に積層された第２配線と、を形成する工程と、を備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
高融点金属からなる第４導電膜を形成する工程と、
前記第４導電膜をパターニングして、第１配線と第２導電層とを形成する工程と、
前記第１配線と前記第２導電層とを覆う第１絶縁層を形成した後、前記第１絶縁層における前記第１配線と重なる領域に第４貫通孔を形成する工程と、
前記第１絶縁層上と前記第４貫通孔内とに高融点金属からなる第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜上に、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、前記第２導電膜を第１６族元素と反応させて半導体膜を形成するとともに、前記第１導電膜の表面に高融点金属と第１６族元素との反応生成膜を形成する工程と、
前記半導体膜をパターニングして光電変換層の一部を構成する光吸収層を形成し、前記第１導電膜の表面の前記反応生成膜のうち前記光吸収層と重なる部分以外を除去する工程と、
前記第１導電膜をパターニングして、前記光吸収層および前記反応生成膜と重なる部分と、前記第４貫通孔内で前記第１配線に接続する部分と、を有する第１電極を形成する工程と、
前記光吸収層と前記第１電極とを覆う第２絶縁層を形成した後、前記第２絶縁層における前記光吸収層と重なる領域に第１貫通孔を形成し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第１配線と重なる領域に第２貫通孔を形成し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第２導電層と重なる領域に第３貫通孔を形成する工程と、
前記第２絶縁層上と、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、および前記第３貫通孔と、に透明導電材料からなる第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１貫通孔内で前記光吸収層と重なる第２電極と、前記第２貫通孔内で前記第１配線に積層された第１導電層と、前記第２電極から延在し前記第３貫通孔内で前記第２導電層に積層された第２配線と、を形成する工程と、を備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項１０】
高融点金属からなる第４導電膜を形成する工程と、
前記第４導電膜をパターニングして、第１配線と第２導電層とを形成する工程と、
前記第１配線と前記第２導電層とを覆う第１絶縁層を形成した後、前記第１絶縁層における前記第１配線と重なる領域に第４貫通孔を形成する工程と、
前記第１絶縁層上と前記第４貫通孔とに高融点金属からなる第１導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜上に、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜を形成する工程と、
前記第１導電膜および前記第２導電膜に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、前記第２導電膜を第１６族元素と反応させて半導体膜を形成するとともに、前記第１導電膜の表面に高融点金属と第１６族元素との反応生成膜を形成する工程と、
前記半導体膜をパターニングして光電変換層の一部を構成する光吸収層を形成し、前記第１導電膜の表面の前記反応生成膜のうち前記光吸収層と重なる部分以外を除去する工程と、
前記第１導電膜をパターニングして、前記光吸収層および前記反応生成膜と重なる部分と、前記第４貫通孔内で前記第１配線に接続する部分と、を有する第１電極を形成する工程と、
前記光吸収層と前記第１電極とを覆う第２絶縁層を形成した後、前記第２絶縁層における前記光吸収層と重なる領域に第１貫通孔を形成し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第２導電層と重なる領域に第３貫通孔を形成する工程と、
前記第２絶縁層上と前記第１貫通孔および前記第３貫通孔とに透明導電材料からなる第３導電膜を形成する工程と、
前記第３導電膜をパターニングして、前記第１貫通孔内で前記光吸収層と重なる第２電極と、前記第２電極から延在し前記第３貫通孔内で前記第２導電層に積層された第２配線と、を形成する工程と、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第１配線と重なる領域を除去して前記第１配線の一部を露出させる工程と、
を備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【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、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＩＳ系膜やＣＩＧＳ系膜をｐ型半導体層として用いた光電変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の光電変換装置では、センサー形成領域に、高融点金属であるタングステンからなる下部電極（第１電極）と、ＣＩＧＳ系膜からなる光吸収層（光電変換層）と、透明導電膜（第２電極）と、が積層されたフォトダイオードにアルミニウムからなる上部電極が接続されてセンサー部が構成されている。また、パッド形成領域に、下部電極と同一層に下部電極と同じ金属で形成された中継電極と、上部電極から延在する延設部と、が積層されて端子部が構成されている。下部電極はその下層に形成された第２配線と接続され、中継電極は第２配線と同一層に形成された第１配線と接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１１／０２７７４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光電変換装置では、フォトダイオードの上層側の電極である透明導電膜上に、センサー形成領域からパッド形成領域まで延在する上部電極が層間絶縁膜を介して設けられている。そのため、光電変換装置の製造工程において、透明導電膜上にさらに層間絶縁膜と上部電極とを形成する工程を必要とするため、製造工数が増加し生産性が低下するおそれがある。また、光吸収層に光が入射するセンサー形成領域にアルミニウムからなる上部電極が配置されているので、センサー形成領域に入射する光の一部が上部電極で反射される。そのため、センサー領域のうち実質的に光が入射する領域が狭くなり、入射光量が少なくなってしまうことで、光電変換装置の感度が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る光電変換装置は、第１電極と、前記第１電極上に形成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された第２電極と、前記第１電極の一部が延在された第１配線と、前記第２電極と同一層に形成された第１導電層と、が積層された第１端子と、前記第１電極と同一層に形成された第２導電層と、前記第２電極の一部が延在された第２配線と、が積層された第２端子と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本適用例の構成によれば、第１電極と光電変換層と第２電極とでフォトダイオードが構成される。第１端子は、第１電極の一部が延在された第１配線と、第２電極と同一層に形成された第１導電層とで構成される。第２端子は、第１電極と同一層に形成された第２導電層と、第２電極の一部が延在された第２配線とで構成される。したがって、第１端子の第１配線と第２端子の第２導電層とは、第１電極を形成する際に同一の導電膜から形成できる。また、第１端子の第１導電層と第２端子の第２配線とは、第２電極を形成する際に同一の導電膜から形成できる。すなわち、光電変換装置の製造工程において、第２電極上にさらに別の導電膜を形成する工程を不要にできる。これにより、従来と比べて製造工数を低減でき生産性を向上できるので、コスト競争力がある光電変換装置を提供できる。
【０００８】
［適用例２］本適用例に係る光電変換装置は、第１電極と、前記第１電極上に形成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された第２電極と、前記第１電極とは異なる層に形成され前記第１電極と電気的に接続された第１配線と、前記第２電極と同一層に形成された第１導電層と、が積層された第１端子と、前記第１配線と同一層に形成された第２導電層と、前記第２電極の一部が延在された第２配線と、が積層された第２端子と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本適用例の構成によれば、第１電極と光電変換層と第２電極とでフォトダイオードが構成される。第１端子は、第１電極とは異なる層に形成された第１配線と、第２電極と同一層に形成された第１導電層とで構成される。第２端子は、第１配線と同一層に形成された第２導電層と、第２電極の一部が延在された第２配線とで構成される。したがって、第１端子の第１配線と第２端子の第２導電層とは、第１電極とは異なる層に同一の導電膜から形成できる。また、第１端子の第１導電層と第２端子の第２配線とは、第２電極を形成する際に同一の導電膜から形成できる。すなわち、光電変換装置の製造工程において、第２電極上にさらに導電膜を形成する工程を不要にできる。これにより、従来と比べて製造工数を低減でき生産性を向上できるので、コスト競争力がある光電変換装置を提供できる。
【００１０】
［適用例３］本適用例に係る光電変換装置は、第１電極と、前記第１電極上に形成された光電変換層と、前記光電変換層上に形成された第２電極と、前記第１電極とは異なる層に形成され前記第１電極と電気的に接続された第１配線からなる第１端子と、前記第１配線と同一層に形成された第２導電層と、前記第２電極の一部が延在された第２配線と、が積層された第２端子と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本適用例の構成によれば、第１電極と光電変換層と第２電極とでフォトダイオードが構成される。第１端子は、第１電極とは異なる層に形成された第１配線で構成される。第２端子は、第１配線と同一層に形成された第２導電層と、第２電極の一部が延在された第２配線とで構成される。したがって、第１端子の第１配線と第２端子の第２導電層とは、第１電極とは異なる層に同一の導電膜から形成できる。また、第２端子の第２配線は、第２電極を形成する際に同一の導電膜から形成できる。すなわち、光電変換装置の製造工程において、第２電極上にさらに導電膜を形成する工程を不要にできる。これにより、従来と比べて製造工数を低減でき生産性を向上できるので、コスト競争力がある光電変換装置を提供できる。
【００１２】
［適用例４］本適用例に係る光電変換装置であって、前記第２電極は、透明導電材料からなることが好ましい。
【００１３】
本適用例の構成によれば、第２電極を形成する導電膜から形成される第２端子の第２配線を透明導電材料で形成できる。また、第１端子が第１導電層を有する場合に、第２電極を形成する導電膜から形成される第１導電層も透明導電材料で形成できる。したがって、光電変換層よりも上層に、光電変換層よりも光吸収係数が高い膜や光反射率が高い膜が配置されないので、光電変換層に入射する光の減衰を少なくできる。そして、第１端子および第２端子がフォトダイオードの近くに配置されていても、光電変換層に光が入射する領域が狭くなることはない。これにより、感度の高い光電変換装置を提供できる。
【００１４】
［適用例５］本適用例に係る光電変換装置であって、前記第１電極は、高融点金属からなり、前記光電変換層は、第１１族元素と第１３族元素と第１６族元素とを含むことが好ましい。
【００１５】
本適用例の構成によれば、第１電極が高融点金属であるので、例えばモリブデン等の電気特性が良好で製造が容易な材料で、第１電極と第１配線と第２導電層とを形成できる。また、光電変換層が第１１族元素と第１３族元素と第１６族元素とを含むので、カルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜で光電変換層を形成できる。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る光電変換装置であって、前記第１配線と前記第２導電層とは、第１６族元素を含まない高融点金属からなり、前記第１電極は、表面に第１６族元素を含むことが好ましい。
【００１７】
本適用例の構成によれば、第１１族元素と第１３族元素とを含む導電膜にセレン等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことで、導電膜が第１６族元素と反応して、光電変換層に好適なＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜を生成できる。その際、高融点金属からなる第１電極も第１６族元素と反応し、例えば第１電極がモリブデンであればセレン化モリブデンの膜が第１電極の表面に形成される。第１電極とＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜からなる光電変換層との間にセレン化モリブデンの膜が介在すると、第１電極と半導体膜との間がオーミック接触となるので、第１電極と光電変換層との間の接触抵抗が低く抑えられ、良好な電気特性が得られる。
【００１８】
一方、第１電極と同じ高融点金属からなる第１配線および第２導電層の表面にセレン化モリブデンの膜が形成されると、第１端子における第１配線と第１導電層あるいは外部装置との間と、第２端子における第２導電層と第２配線との間と、における接触抵抗が高くなる。本適用例の構成によれば、第１配線と第２導電層とは第１６族元素を含まないので、第１配線および第２導電層の表面にセレン化モリブデンの膜はない。したがって、第１端子および第２端子における接触抵抗を低く抑えることができる。
【００１９】
［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記の光電変換装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本適用例の構成によれば、電気特性に優れ感度の高い光電変換装置を備えているので、高感度で高品質の電子機器を提供できる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係る光電変換装置の製造方法は、高融点金属からなる第１導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜上に、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜および前記第２導電膜に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、前記第２導電膜を第１６族元素と反応させて半導体膜を形成するとともに、前記第１導電膜の表面に高融点金属と第１６族元素との反応生成膜を形成する工程と、前記半導体膜をパターニングして光電変換層の一部を構成する光吸収層を形成し、前記第１導電膜の表面の前記反応生成膜のうち前記光吸収層と重なる部分以外を除去する工程と、前記第１導電膜をパターニングして、前記光吸収層および前記反応生成膜と重なる第１電極と、前記第１電極から延在する第１配線と、前記第１電極から離間された第２導電層と、を形成する工程と、前記光吸収層と前記第１配線と前記第２導電層とを覆う絶縁層を形成した後、前記絶縁層における前記光吸収層と重なる領域に第１貫通孔を形成し前記第１配線と重なる領域に第２貫通孔を形成し前記第２導電層と重なる領域に第３貫通孔を形成する工程と、前記絶縁層上と、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、および前記第３貫通孔内と、に透明導電材料からなる第３導電膜を形成する工程と、前記第３導電膜をパターニングして、前記第１貫通孔内で前記光吸収層と重なる第２電極と、前記第２貫通孔内で前記第１配線に積層された第１導電層と、前記第２電極から延在し前記第３貫通孔内で前記第２導電層に積層された第２配線と、を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
本適用例の製造方法によれば、光吸収層上に形成する透明導電材料からなる第３導電膜をパターニングして光吸収層と重なる第２電極を形成する工程と同一の工程で、第１端子を構成する第１導電層と第２端子を構成する第２配線とを形成する。したがって、第２電極上にさらに別の導電膜を形成する工程を不要にできるので、従来と比べて光電変換装置の製造工程における製造工数を低減できる。これにより、コスト競争力がある光電変換装置を製造できる。
【００２３】
そして、光吸収層の上層に配置される第１導電層と第２配線とを、光吸収層よりも光吸収係数および光反射率が低い透明導電材料で形成する。そのため、光吸収層の上層に、光吸収層よりも光吸収係数が高い膜や光反射率が高い膜が配置されないので、光吸収層に入射する光の減衰を少なくできる。また、第１導電層と第２配線とが透明導電材料で形成されるので、第１端子および第２端子が近くに配置されていても光吸収層に光が入射する領域が狭くなることはない。これにより、感度の高い光電変換装置を製造できる。
【００２４】
また、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜にセレン等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施して、カルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜を形成する工程で、高融点金属からなる第１導電膜も第１６族元素と反応し、例えばセレン化モリブデン等の反応生成膜が第１導電膜の表面に形成される。この反応生成膜が、第１導電膜から形成される第１電極と半導体膜からなる光吸収層との間に介在することで、第１電極と半導体膜との間がオーミック接触となるので、第１電極と光吸収層との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００２５】
一方、第１導電膜の表面に形成された反応生成膜のうち光吸収層と重なる部分以外、すなわち、第１導電膜から形成される第１配線の表面の部分と第２導電層の表面の部分とは除去される。したがって、第１端子における第１配線と第１導電層との間と、第２端子における第２導電層と第２配線との間と、の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００２６】
［適用例９］本適用例に係る光電変換装置の製造方法は、高融点金属からなる第４導電膜を形成する工程と、前記第４導電膜をパターニングして、第１配線と第２導電層とを形成する工程と、前記第１配線と前記第２導電層とを覆う第１絶縁層を形成した後、前記第１絶縁層における前記第１配線と重なる領域に第４貫通孔を形成する工程と、前記第１絶縁層上と前記第４貫通孔内とに高融点金属からなる第１導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜上に、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜および前記第２導電膜に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、前記第２導電膜を第１６族元素と反応させて半導体膜を形成するとともに、前記第１導電膜の表面に高融点金属と第１６族元素との反応生成膜を形成する工程と、前記半導体膜をパターニングして光電変換層の一部を構成する光吸収層を形成し、前記第１導電膜の表面の前記反応生成膜のうち前記光吸収層と重なる部分以外を除去する工程と、前記第１導電膜をパターニングして、前記光吸収層および前記反応生成膜と重なる部分と、前記第４貫通孔内で前記第１配線に接続する部分と、を有する第１電極を形成する工程と、前記光吸収層と前記第１電極とを覆う第２絶縁層を形成した後、前記第２絶縁層における前記光吸収層と重なる領域に第１貫通孔を形成し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第１配線と重なる領域に第２貫通孔を形成し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第２導電層と重なる領域に第３貫通孔を形成する工程と、前記第２絶縁層上と、前記第１貫通孔、前記第２貫通孔、および前記第３貫通孔と、に透明導電材料からなる第３導電膜を形成する工程と、前記第３導電膜をパターニングして、前記第１貫通孔内で前記光吸収層と重なる第２電極と、前記第２貫通孔内で前記第１配線に積層された第１導電層と、前記第２電極から延在し前記第３貫通孔内で前記第２導電層に積層された第２配線と、を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００２７】
本適用例の製造方法によれば、光吸収層上に形成する透明導電材料からなる第３導電膜をパターニングして光吸収層と重なる第２電極を形成する工程と同一の工程で、第１端子を構成する第１導電層と第２端子を構成する第２配線とを形成する。したがって、第２電極上にさらに別の導電膜を形成する工程を不要にできるので、従来と比べて光電変換装置の製造工程における製造工数を低減できる。これにより、コスト競争力がある光電変換装置を製造できる。
【００２８】
そして、光吸収層の上層に配置される第１導電層と第２配線とを光吸収層よりも光吸収係数および光反射率が低い透明導電材料で形成する。そのため、光吸収層の上層に、光吸収層よりも光吸収係数が高い膜や光反射率が高い膜が配置されないので、光吸収層に入射する光の減衰を少なくできる。また、第１導電層と第２配線とが透明導電材料で形成されるので、第１端子および第２端子が近くに配置されていても光吸収層に光が入射する領域が狭くなることはない。これにより、感度の高い光電変換装置を製造できる。
【００２９】
また、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜にセレン等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施して、カルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜を形成する工程で、高融点金属からなる第１導電膜も第１６族元素と反応し、例えばセレン化モリブデン等の反応生成膜が第１導電膜の表面に形成される。この反応生成膜が、第１導電膜から形成される第１電極と半導体膜からなる光吸収層との間に介在することで、第１電極と半導体膜との間がオーミック接触となるので、第１電極と光吸収層との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００３０】
一方、第１配線および第２導電層となる第４導電膜は、第１電極となる第１導電膜に対して第１絶縁層を間に介して下層側に形成される。そのため、第２導電膜にセレン等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施して、カルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜を形成する工程で、第１配線および第２導電層の表面にセレン化モリブデン等の反応生成膜が形成されない。したがって、第１端子における第１配線と第１導電層との間と、第２端子における第２導電層と第２配線との間と、の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００３１】
［適用例１０］本適用例に係る光電変換装置の製造方法は、高融点金属からなる第４導電膜を形成する工程と、前記第４導電膜をパターニングして、第１配線と第２導電層とを形成する工程と、前記第１配線と前記第２導電層とを覆う第１絶縁層を形成した後、前記第１絶縁層における前記第１配線と重なる領域に第４貫通孔を形成する工程と、前記第１絶縁層上と前記第４貫通孔とに高融点金属からなる第１導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜上に、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜を形成する工程と、前記第１導電膜および前記第２導電膜に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、前記第２導電膜を第１６族元素と反応させて半導体膜を形成するとともに、前記第１導電膜の表面に高融点金属と第１６族元素との反応生成膜を形成する工程と、前記半導体膜をパターニングして光電変換層の一部を構成する光吸収層を形成し、前記第１導電膜の表面の前記反応生成膜のうち前記光吸収層と重なる部分以外を除去する工程と、前記第１導電膜をパターニングして、前記光吸収層および前記反応生成膜と重なる部分と、前記第４貫通孔内で前記第１配線に接続する部分と、を有する第１電極を形成する工程と、前記光吸収層と前記第１電極とを覆う第２絶縁層を形成した後、前記第２絶縁層における前記光吸収層と重なる領域に第１貫通孔を形成し、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第２導電層と重なる領域に第３貫通孔を形成する工程と、前記第２絶縁層上と前記第１貫通孔および前記第３貫通孔とに透明導電材料からなる第３導電膜を形成する工程と、前記第３導電膜をパターニングして、前記第１貫通孔内で前記光吸収層と重なる第２電極と、前記第２電極から延在し前記第３貫通孔内で前記第２導電層に積層された第２配線と、を形成する工程と、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層における前記第１配線と重なる領域を除去して前記第１配線の一部を露出させる工程と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
本適用例の製造方法によれば、光吸収層上に形成する透明導電材料からなる第３導電膜をパターニングして光吸収層と重なる第２電極を形成する工程と同一の工程で、第２端子を構成する第２配線を形成する。したがって、第２電極上にさらに別の導電膜を形成する工程を不要にできるので、従来と比べて光電変換装置の製造工程における製造工数を低減できる。これにより、コスト競争力がある光電変換装置を製造できる。
【００３３】
そして、光吸収層の上層に配置される第２配線を光吸収層よりも光吸収係数および光反射率が低い透明導電材料で形成する。そのため、光吸収層の上層に、光吸収層よりも光吸収係数が高い膜や光反射率が高い膜が配置されないので、光吸収層に入射する光の減衰を少なくできる。また、第２配線が透明導電材料で形成されるので、第２端子が近くに配置されていても光吸収層に光が入射する領域が狭くなることはない。これにより、感度の高い光電変換装置を製造できる。
【００３４】
また、第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜にセレン等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施して、カルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜で形成する工程で、高融点金属からなる第１導電膜も第１６族元素と反応し、例えばセレン化モリブデン等の反応生成膜が第１導電膜の表面に形成される。この反応生成膜が、第１導電膜から形成される第１電極と半導体膜からなる光吸収層との間に介在することで、第１電極と半導体膜との間がオーミック接触となるので、第１電極と光吸収層との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００３５】
一方、第１配線および第２導電層となる第４導電膜は、第１電極となる第１導電膜に対して第１絶縁層を間に介して下層側に形成される。そのため、第２導電膜にセレン等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施して、カルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の半導体膜を形成する工程で、第１配線および第２導電層の表面にセレン化モリブデン等の反応生成膜が形成されない。したがって、第２端子における第２導電層と第２配線との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、第１端子である第１配線と外部接続される装置等電極との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの構成を示す概略平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿ったイメージセンサーの概略断面図。
【図３】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図４】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図５】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図６】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図７】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図８】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図９】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１０】第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１１】第２の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの構成を示す概略平面図。
【図１２】図１１のＡ−Ａ’線に沿ったイメージセンサーの概略断面図。
【図１３】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１４】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１５】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１６】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１７】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１８】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図１９】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図２０】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図２１】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図２２】第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図。
【図２３】第３の実施形態に係る電子機器の一例としての生体情報取得装置の構成を示す斜視図。
【図２４】生体情報取得装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図２５】センサー部の構成を示す概略斜視図。
【図２６】センサー部の構造を示す概略断面図。
【図２７】変形例１に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの構成を示す概略平面図。
【図２８】図２７のＡ−Ａ’線に沿ったイメージセンサーの概略断面図。
【図２９】変形例３に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの概略配線図。
【図３０】変形例３に係るフォトセンサーの構成を示す等価回路図。
【図３１】変形例３に係るフォトセンサーの配置を示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。
【００３８】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００３９】
以下の実施形態では、光電変換装置の例としてイメージセンサーを挙げ、電子機器の例としてこのイメージセンサーを適用した生体情報取得装置を例に挙げて説明する。
【００４０】
（第１の実施形態）
＜光電変換装置＞
第１の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーについて、図１および図２を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの構成を示す概略平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿ったイメージセンサーの概略断面図である。
【００４１】
図１および図２に示すように、第１の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサー１０は、基板１１と、基板１１上に設けられた、フォトダイオード２０と、外部接続用の第１端子３１および第２端子３２と、を有している。基板１１は、例えば、ガラスやシリコンなどからなる。フォトダイオード２０は、基板１１側から順に積層された下部電極２１と中間層２４と光電変換層（ｐ型半導体層２５およびｎ型半導体層２６）と上部電極２７とを有している。
【００４２】
第１電極としての下部電極２１は、基板１１上に配置されている。下部電極２１は、高融点金属からなり、本実施形態では、モリブデン（Ｍｏ）からなる。モリブデンは、電気特性が良好であり、かつ、製造が容易であるため、下部電極２１の材料として好適に用いることができる。高融点金属としては、他に、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）などが挙げられる。
【００４３】
基板１１上には、基板１１と下部電極２１の一部（ｐ型半導体層２５と重ならない部分）とを覆うように、絶縁層１２が配置されている。絶縁層１２は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ2）やシリコン窒化物（ＳｉＮ）等からなる。
【００４４】
中間層２４は、下部電極２１上に配置されている。中間層２４は、下部電極２１を構成する高融点金属と第１６族元素との反応生成膜である。換言すれば、下部電極２１は、その表面（中間層２４に相当）に第１６族元素を含んでいる。本実施形態では、下部電極２１を構成する高融点金属としてモリブデン（Ｍｏ）を用い、第１６族元素としてセレン（Ｓｅ）を用いているので、中間層２４はセレン化モリブデン（ＭｏＳｅ2）で構成される。
【００４５】
下部電極２１上には、中間層２４を介して、光電変換層としてのｐ型半導体層２５とｎ型半導体層２６とが配置されている。ｐ型半導体層２５は光吸収層であり、ｎ型半導体層２６はバッファー層である。
【００４６】
光吸収層としてのｐ型半導体層２５は、第１１族元素である銅（Ｃｕ）、第１３族元素であるインジウム（Ｉｎ）、第１６族元素であるセレン（Ｓｅ）を含むカルコパイライト構造のＣＩＳ系（ＣｕＩｎＳｅ2）の膜で構成される。ｐ型半導体層２５は、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、第１３族元素であるガリウム（Ｇａ）、セレン（Ｓｅ）を含むカルコパイライト構造のＣＩＧＳ系（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ2）の膜で構成されていてもよい。
【００４７】
バッファー層としてのｎ型半導体層２６は、絶縁層１２のｐ型半導体層２５と重なる領域に設けられた第１貫通孔としての貫通孔ＣＨ１内に設けられている。ｎ型半導体層２６は、ｐ型半導体層２５上に積層配置されている。本実施形態では、ｎ型半導体層２６は、絶縁層１２のｐ型半導体層２５と重なる領域に設けられた貫通孔ＣＨ１内におけるｐ型半導体層２５上から貫通孔ＣＨ１の周囲の絶縁層１２上に亘って形成されている。
【００４８】
ｎ型半導体層２６は、例えば、ｎ型半導体であるＺｎＯ等の材料で構成されている。ｎ型半導体層２６上にノンドープの真性半導体膜であるｉ−ＺｎＯ（イントリンジック酸化亜鉛）膜を積層してもよい。なお、真性半導体膜とは、意図的にドナー原子やアクセプター原子を添加していない半導体膜である。
【００４９】
第２電極としての上部電極２７は、ｎ型半導体層２６上に配置されている。上部電極２７は、ｎ型半導体層２６を覆うように形成されている。上部電極２７は、ＩＴＯやＩＺＯなどの、化学的かつ機械的に安定した透明導電材料で形成されている。フォトダイオード２０では、上部電極２７側から光吸収層であるｐ型半導体層２５に光が入射する。
【００５０】
第１端子３１は、積層された第１配線２２と第１導電層２８とで構成される。第１配線２２は、基板１１上の下部電極２１と同一層に配置されている。第１配線２２は、下部電極２１の一部が延在されたものである。第１導電層２８は、絶縁層１２の第１配線２２と重なる領域に設けられた第２貫通孔としての貫通孔ＣＨ２内における第１配線２２上から貫通孔ＣＨ２の周囲の絶縁層１２上に亘って配置されている。第１導電層２８は、第１配線２２に電気的に接続されている。第１導電層２８は、第１端子３１において、外部接続するための表面側の電極である。第１導電層２８は、上部電極２７と同じ透明導電材料で形成されている。
【００５１】
第２端子３２は、積層された第２導電層２３と第２配線２９とで構成される。第２導電層２３は、基板１１上の下部電極２１と同一層に配置されている。第２導電層２３は、下部電極２１と同じ高融点金属で形成されている。第２配線２９は、絶縁層１２の第２導電層２３と重なる領域に設けられた第３貫通孔としての貫通孔ＣＨ３内における第２導電層２３上から貫通孔ＣＨ３の周囲の絶縁層１２上に亘って配置されている。第２配線２９は、第２導電層２３に電気的に接続されている。第２配線２９は、第２端子３２において、外部接続するための表面側の電極である。第２配線２９は、上部電極２７の一部が延在されたものである。
【００５２】
なお、第１配線２２と第１導電層２８との間、および、第２導電層２３と第２配線２９との間には、中間層２４は配置されていない。換言すれば、第１配線２２および第２導電層２３は、第１６族元素であるセレンを含まない。
【００５３】
第１の実施形態に係るイメージセンサー１０の構成によれば、光吸収層であるｐ型半導体層２５に対して光が入射する側である上層に配置された、ｎ型半導体層２６、上部電極２７、絶縁層１２、第１導電層２８、および第２配線２９は、いずれも透光性を有する材料で形成されている。これらのｐ型半導体層２５の上層に位置する膜は、可視光から近赤外光までの波長域に亘って、ｐ型半導体層２５よりも光吸収率が低く、かつ、光反射率も低い。
【００５４】
換言すれば、光吸収層であるｐ型半導体層２５の上層に、ｐ型半導体層２５よりも光吸収率が高い膜、および、ｐ型半導体層２５よりも光反射率が高い膜が存在しない。したがって、ｐ型半導体層２５よりも上層に光吸収率が高い膜や光反射率が高い膜が存在する場合と比べて、上層側からｐ型半導体層２５に入射する光の減衰を少なくできる。また、外部接続用の第１端子３１、第２端子３２を構成する第１導電層２８、第２配線２９が透光性を有する材料で形成されているので、第１端子３１および第２端子３２がフォトダイオード２０の近くに配置されていても、ｐ型半導体層２５に光が入射する領域が狭くなることはない。これにより、感度の高いイメージセンサー１０を提供できる。
【００５５】
また、上述したように、第１の実施形態に係るイメージセンサー１０では、フォトダイオード２０のｐ型半導体層２５がカルコパイライト構造のＣＩＳ系膜またはＣＩＧＳ系膜で構成されている。ＣＩＳ系膜およびＣＩＧＳ系膜は、光電変換率に優れており、可視光から近赤外光まで広い波長域に亘って高い光感度を有している。したがって、優れた光電変換率と可視光から近赤外光までの波長域に亘って高い光感度を有するイメージセンサー１０を提供できる。
【００５６】
さらに、第１の実施形態に係るイメージセンサー１０では、フォトダイオード２０の下部電極２１とｐ型半導体層２５との間にセレン化モリブデン（ＭｏＳｅ2）で構成された中間層２４を備えている。セレン化モリブデン膜は、禁制帯幅が１．３５ｅＶ〜１．４１ｅＶ程度の半導体である。そのため、下部電極２１と中間層２４との境界、および中間層２４とｐ型半導体層２５との境界でオーミック接触が得られるので、下部電極２１とｐ型半導体層２５との間の接触抵抗が低く抑えられる。また、下部電極２１とｐ型半導体層２５との間にセレン化モリブデンで構成された中間層２４が介在することにより、これらの各層の界面での密着性が向上する。
【００５７】
一方、下部電極２１と同じモリブデンで形成される第１配線２２と第２導電層２３との表面に中間層２４が配置された場合、第１端子３１における第１配線２２と第１導電層２８との間と、第２端子３２における第２導電層２３と第２配線２９との間と、における接触抵抗が高くなってしまう。本実施形態では、第１配線２２と第１導電層２８との間と、第２導電層２３と第２配線２９との間と、には中間層２４が介在しない。したがって、第１端子３１における第１配線２２と第１導電層２８との間と、第２端子３２における第２導電層２３と第２配線２９との間と、における接触抵抗を低く抑えることができる。また、第１端子３１の表面側の電極である第１導電層２８と、第２端子３２の表面側の電極である第２配線２９とが、化学的にも機械的にも安定した透明導電材料で形成されている。この結果、高感度で信頼性の高いイメージセンサー１０を提供できる。
【００５８】
＜光電変換装置の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサー１０の製造方法について、図３〜図１０を参照して説明する。図３〜図１０は、第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図である。なお、図３〜図１０の各図には、図２と同様の断面を示している。
【００５９】
まず、図３に示すように、基板１１上に高融点金属からなる第１導電膜２１ａを、例えば、物理気相堆積法（PVD：Physical Vapor Deposition）を用いて形成する。本実施形態では、高融点金属としてモリブデン（Ｍｏ）を用いて、スパッタリング法により成膜する。
【００６０】
次に、図４に示すように、第１導電膜２１ａ上に、光電変換層の前駆体膜として第１１族元素と第１３族元素とを含む第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）を物理気相堆積法を用いて形成する。本実施形態では、第１１族元素として銅（Ｃｕ）からなる導電膜２５ａと、第１３族元素としてインジウム（Ｉｎ）からなる導電膜２５ｂとを、スパッタリング法を用いて積層して成膜する。
【００６１】
そして、第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）に対して、第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施す。本実施形態では、第１６族元素を含む気体としてセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用い、例えば４００℃〜５５０℃程度の温度で熱処理を施す。この熱処理は、第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）を第１６族元素と反応させて、半導体膜としてのカルコパイライト構造のｐ型半導体膜２５ｃを形成するための処理である。
【００６２】
第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）に対して熱処理を施すことにより、図５に示すように、カルコパイライト構造のｐ型半導体膜２５ｃが形成される。本実施形態では、セレン化水素雰囲気中で熱処理を施すことにより、導電膜２５ａ（Ｃｕ）と導電膜２５ｂ（Ｉｎ）とがセレン化されてＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）系膜からなるｐ型半導体膜２５ｃが形成される。
【００６３】
また、セレン化水素雰囲気中で熱処理を施すことにより、モリブデンからなる第１導電膜２１ａの上方側（基板１１とは反対側）がセレン化されて、反応生成膜であるセレン化モリブデン（ＭｏＳｅ2）の膜が形成される。第１導電膜２１ａのうち、セレン化された上方側のセレン化モリブデン膜が反応生成膜２４ａとなり、セレン化されなかった下方側（基板１１側）のモリブデン膜が導電膜２１ｂとなる。
【００６４】
なお、第２導電膜として、ＣｕとＩｎとに加えて、第１３族元素であるガリウム（Ｇａ）をさらに含む導電膜を形成してもよい。この場合は、図４に示す工程において、ＣｕとＧａとの合金からなる導電膜２５ａを成膜し、導電膜２５ａ上にＩｎからなる導電膜２５ｂを積層する。そして、熱処理を施すことにより、導電膜２５ａ（Ｃｕ−Ｇａ合金）と導電膜２５ｂ（Ｉｎ）とがセレン化されて、ＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ2）系膜からなるｐ型半導体膜２５ｃが形成される。
【００６５】
また、熱処理を施す際の雰囲気に第１６族元素を含む気体として硫化水素（Ｈ2Ｓ）を用いてもよいし、セレン化モリブデン雰囲気中で熱処理を施した後にＨ2Ｓ雰囲気中でさらに熱処理を施すこととしてもよい。
【００６６】
次に、図６に示すように、ｐ型半導体膜２５ｃを光電変換層の形状にパターニングして、光吸収層となるｐ型半導体層２５を形成する。そして、導電膜２１ｂ上の反応生成膜２４ａのうちｐ型半導体層２５と重なる部分以外をエッチングにより除去する。導電膜２１ｂ上の反応生成膜２４ａのうち残った部分が中間層２４となる。
【００６７】
次に、図７に示すように、導電膜２１ｂをパターニングして、下部電極２１と第１配線２２と第２導電層２３とを形成する。下部電極２１は、ｐ型半導体層２５と重なるように形成される。第１配線２２は、下部電極２１からｐ型半導体層２５と重ならない領域に延在する部分として形成される。第２導電層２３は、下部電極２１から離間して形成される。
【００６８】
次に、図８に示すように、基板１１と、積層された下部電極２１、中間層２４、およびｐ型半導体層２５と、第１配線２２と、第２導電層２３とを覆うように、絶縁層１２を形成する。そして、絶縁層１２におけるｐ型半導体層２５と重なる領域に貫通孔ＣＨ１を形成する。貫通孔ＣＨ１内には、ｐ型半導体層２５が露出する。
【００６９】
次に、図９に示すように、絶縁層１２上と貫通孔ＣＨ１内とにｎ型半導体層２６となる半導体膜を形成してパターニングする。これにより、ｐ型半導体層２５とｎ型半導体層２６とが積層された光電変換層が形成される。そして、絶縁層１２における第１配線２２と重なる領域に貫通孔ＣＨ２を形成するとともに、第２導電層２３と重なる領域に貫通孔ＣＨ３を形成する。
【００７０】
次に、図１０に示すように、絶縁層１２上と貫通孔ＣＨ１内（ｎ型半導体層２６上）と貫通孔ＣＨ２内と貫通孔ＣＨ３内とに、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる第３導電膜２７ａを形成する。第３導電膜２７ａは、貫通孔ＣＨ１内でｎ型半導体層２６に積層され、貫通孔ＣＨ２内で第１配線２２に積層され、貫通孔ＣＨ３内で第２導電層２３に積層される。
【００７１】
次に、第３導電膜２７ａをパターニングして、図２に示すように、上部電極２７と第１導電層２８と第２配線２９とを形成する。第３導電膜２７ａのうち、貫通孔ＣＨ１内でｎ型半導体層２６に積層された部分が上部電極２７となる。基板１１上に積層された下部電極２１と中間層２４とｐ型半導体層２５とｎ型半導体層２６と上部電極２７とで、フォトダイオード２０が構成される。
【００７２】
第３導電膜２７ａのうち、上部電極２７から離間され、貫通孔ＣＨ２内で第１配線２２に積層された部分が第１導電層２８となる。基板１１上に積層された第１配線２２と第１導電層２８とで第１端子３１が構成される。第３導電膜２７ａのうち、上部電極２７から第２導電層２３と重なる領域に延在し、貫通孔ＣＨ３内で第２導電層２３に積層された部分が第２配線２９となる。基板１１上に積層された第２導電層２３と第２配線２９とで第２端子３２が構成される。以上の工程を経ることにより、光電変換装置としてのイメージセンサー１０が完成する。
【００７３】
第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法によれば、第１端子３１の第１配線２２と第２端子３２の第２導電層２３とを、下部電極２１を形成する際に同一の導電膜から形成する。また、第１端子３１の第１導電層２８と第２端子３２の第２配線２９とを、上部電極２７を形成する際に同一の導電膜から形成する。したがって、イメージセンサー１０の製造工程において、上部電極２７上に外部接続用の電極としてさらに別の導電膜を形成する工程を不要にできる。これにより、従来と比べて製造工数を低減でき生産性を向上できるので、コスト競争力があるイメージセンサー１０を提供できる。
【００７４】
また、第１導電膜２１ａ（下部電極２１）上に第２導電膜として形成した、第１１族元素（銅）を含む導電膜２５ａと第１３族元素（インジウム、ガリウム）を含む導電膜２５ｂとに対して、第１６族元素（セレン）を含む雰囲気中で熱処理を施す。これにより、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）系膜やＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ2）系膜からなるカルコパイライト構造のｐ型半導体膜２５ｃ（ｐ型半導体層２５）が形成される。したがって、光電変換率に優れ、可視光から近赤外光まで広い波長域に亘って高い光感度を有するイメージセンサー１０を製造できる。
【００７５】
そして、上述の熱処理において、第１導電膜２１ａの上層側でモリブデンがセレン化されることにより、導電膜２１ｂ上に反応生成膜２４ａが形成される。すなわち、下部電極２１とｐ型半導体層２５との間に、セレン化モリブデン膜が中間層２４として形成される。そのため、下部電極２１と中間層２４との境界、および中間層２４とｐ型半導体層２５との境界でオーミック接触が得られるので、下部電極２１とｐ型半導体層２５との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００７６】
一方、上述の熱処理において導電膜２１ｂ上に形成された反応生成膜２４ａのうち、ｐ型半導体層２５と重なる部分以外を除去する。すなわち、第１端子３１を構成する第１配線２２と第１導電層２８との間と、第２端子３２を構成する第２導電層２３と第２配線２９との間と、には中間層２４が配置されない。これにより、第１端子３１における第１配線２２と第１導電層２８との間と、第２端子３２における第２導電層２３と第２配線２９との間と、における接触抵抗を低く抑えることができる。したがって、高感度で信頼性の高いイメージセンサー１０を製造できる。
【００７７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、光電変換装置の構成の一部とその製造方法の一部とが異なる。ここでは、第２の実施形態に係る機光電変換装置の構成とその製造方法について、第１の実施形態との相違点を説明し、第１の実施形態と同じ構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
＜光電変換装置＞
第２の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーについて、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、第２の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの構成を示す概略平面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ’線に沿ったイメージセンサーの概略断面図である。
【００７９】
図１１および図１２に示すように、第２の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサー６０は、基板１１と、基板１１上に設けられた、フォトダイオード２０と、外部接続用の第１端子６１および第２端子６２とを有している。
【００８０】
フォトダイオード２０は、基板１１側から順に積層された下部電極２１と中間層２４とｐ型半導体層２５とｎ型半導体層２６と上部電極２７とを有している。第２の実施形態に係るイメージセンサー６０は、第１の実施形態に係るイメージセンサー１０に対して、第１端子６１の第１配線６３と第２端子６２の第２導電層６４とが、フォトダイオード２０の下部電極２１とは異なる層に形成されている点が異なる。
【００８１】
第１端子６１は、積層された第１配線６３と第１導電層２８とで構成される。第２端子６２は、積層された第２導電層６４と第２配線２９とで構成される。第１配線６３と第２導電層６４とは、基板１１上に配置されている。第１配線６３と第２導電層６４とは、フォトダイオード２０の下部電極２１と同じ高融点金属で形成されている。下部電極２１は、基板１１と第１配線６３と第２導電層６４とを覆う絶縁層６５上に配置されている。したがって、第１配線６３と第２導電層６４とは、下部電極２１よりも下層に配置されている。
【００８２】
絶縁層６５は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ2）やシリコン窒化物（ＳｉＮ）等からなる。絶縁層６５上には、下部電極２１の一部が第１配線６３と重なる領域に延在された配線部２２ａが配置されている。配線部２２ａは、絶縁層６５の第１配線６３と重なる領域に設けられた第４貫通孔としての貫通孔ＣＨ４内で、第１配線６３に電気的に接続されている。すなわち、第１配線６３は、フォトダイオード２０の下部電極２１に電気的に接続されている。
【００８３】
絶縁層１２は、絶縁層６５上に配置されている。第１導電層２８は、絶縁層１２および絶縁層６５の第１配線６３と重なる領域に設けられた貫通孔ＣＨ２内における第１配線６３上から貫通孔ＣＨ２の周囲の絶縁層１２上に亘って配置されている。第１導電層２８は、第１配線６３に電気的に接続されている。第２配線２９は、絶縁層１２および絶縁層６５の第２導電層６４と重なる領域に設けられた貫通孔ＣＨ３内における第２導電層６４上から貫通孔ＣＨ３の周囲の絶縁層１２上に亘って配置されている。第２配線２９は、第２導電層６４に電気的に接続されている。
【００８４】
なお、第１配線６３と第１導電層２８との間、第１配線６３と配線部２２ａとの間、および、第２導電層６４と第２配線２９との間には、中間層２４は配置されていない。換言すれば、第１配線６３および第２導電層６４は、第１６族元素であるセレンを含まない。
【００８５】
第２の実施形態に係るイメージセンサー６０の構成によれば、第１の実施形態に係るイメージセンサー１０と同様の効果が得られる。
【００８６】
＜光電変換装置の製造方法＞
次に、第２の実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサー６０の製造方法について、図１３〜図２２を参照して説明する。図１３〜図２２は、第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法を説明する図である。なお、図１３〜図２２の各図には、図１２と同様の断面を示している。
【００８７】
まず、図１３に示すように、基板１１上にモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を用いて第４導電膜としての導電膜６３ａを形成する。そして、導電膜６３ａをパターニングして、第１配線６３と第２導電層６４とを形成する。
【００８８】
次に、図１４に示すように、基板１１と第１配線６３と第２導電層６４とを覆うように、第１絶縁層としての絶縁層６５を形成する。そして、絶縁層６５における第１配線６３と重なる領域に貫通孔ＣＨ４を形成する。貫通孔ＣＨ４内には、第１配線６３が露出する。
【００８９】
次に、図１５に示すように、絶縁層６５上と貫通孔ＣＨ４内とにモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属からなる第１導電膜２１ａを形成する。第１導電膜２１ａは、貫通孔ＣＨ４内で第１配線６３に電気的に接続される。続いて、第１導電膜２１ａ上に、銅（Ｃｕ）等の第１１族元素とインジウム（Ｉｎ）等の第１３族元素とを含む第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）を形成する。そして、第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）に対して、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）等の第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施す。
【００９０】
熱処理を施すことにより、図１６に示すように、カルコパイライト構造のＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）系膜からなるｐ型半導体膜２５ｃが形成される。また、熱処理を施すことにより、第１導電膜２１ａの上方側（基板１１とは反対側）がセレン化されて、導電膜２１ｂと反応生成膜２４ａとが形成される。
【００９１】
なお、第１配線６３と第２導電層６４とは、第１導電膜２１ａと同じ高融点金属で形成されているが、第１導電膜２１ａよりも下層側の基板１１上に配置されているため、上述の熱処理を施しても、第１導電膜２１ａのようにセレン化されない。
【００９２】
次に、図１７に示すように、ｐ型半導体膜２５ｃを光電変換層の形状にパターニングしてｐ型半導体層２５を形成する。そして、導電膜２１ｂ上の反応生成膜２４ａのうちｐ型半導体層２５と重なる部分以外をエッチングにより除去する。導電膜２１ｂ上の反応生成膜２４ａのうち残った部分が中間層２４となる。
【００９３】
次に、図１８に示すように、導電膜２１ｂをパターニングして、下部電極２１と配線部２２ａとを形成する。配線部２２ａは、下部電極２１から延在して第１配線６３と重なるように形成される。
【００９４】
次に、図１９に示すように、絶縁層６５と、積層された下部電極２１、中間層２４、およびｐ型半導体層２５と、配線部２２ａとを覆うように、第２絶縁層としての絶縁層１２を形成する。そして、絶縁層１２におけるｐ型半導体層２５と重なる領域に貫通孔ＣＨ１を形成する。
【００９５】
次に、図２０に示すように、絶縁層１２上と貫通孔ＣＨ１内とにｎ型半導体層２６となる半導体膜を形成してパターニングする。これにより、ｐ型半導体層２５とｎ型半導体層２６とが積層された光電変換層が形成される。
【００９６】
続いて、図２１に示すように、絶縁層１２および絶縁層６５における第１配線６３と重なる領域に貫通孔ＣＨ２を形成するとともに、第２導電層６４と重なる領域に貫通孔ＣＨ３を形成する。これにより、貫通孔ＣＨ２内に第１配線６３が露出し、貫通孔ＣＨ３内に第２導電層６４が露出する。
【００９７】
次に、図２２に示すように、絶縁層１２上と貫通孔ＣＨ１内（ｎ型半導体層２６上）と貫通孔ＣＨ２内と貫通孔ＣＨ３内とに、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる第３導電膜２７ａを形成する。第３導電膜２７ａは、貫通孔ＣＨ１内でｎ型半導体層２６に積層され、貫通孔ＣＨ２内で第１配線６３に積層され、貫通孔ＣＨ３内で第２導電層６４に積層される。
【００９８】
次に、第３導電膜２７ａをパターニングして、図１２に示すように、上部電極２７と第１導電層２８と第２配線２９とを形成する。第３導電膜２７ａのうち、貫通孔ＣＨ１内でｎ型半導体層２６に積層された部分が上部電極２７となる。絶縁層６５上に積層された下部電極２１と中間層２４とｐ型半導体層２５とｎ型半導体層２６と上部電極２７とで、フォトダイオード２０が構成される。
【００９９】
第３導電膜２７ａのうち、上部電極２７から離間され、貫通孔ＣＨ２内で第１配線６３に積層された部分が第１導電層２８となる。基板１１上に積層された第１配線６３と第１導電層２８とで第１端子６１が構成される。第３導電膜２７ａのうち、上部電極２７から第２導電層６４と重なる領域に延在し、貫通孔ＣＨ３内で第２導電層６４に積層された部分が第２配線２９となる。基板１１上に積層された第２導電層６４と第２配線２９とで第２端子６２が構成される。以上の工程を経ることにより、光電変換装置としてのイメージセンサー６０が完成する。
【０１００】
第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法によれば、第１の実施形態に係る光電変換装置の製造方法と同様の効果が得られる。さらに、第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法によれば、以下の効果も得られる。
【０１０１】
第１の実施形態では、第１端子３１の第１配線２２と第２端子３２の第２導電層２３とを、フォトダイオード２０の下部電極２１と同じ第１導電膜２１ａをパターニングして形成する。第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）に対して、第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、第１導電膜２１ａの上方側がセレン化されて反応生成膜２４ａとなるが、この反応生成膜２４ａのうち、下部電極２１と重なる部分以外をエッチングにより除去する。したがって、第１配線２２上および第２導電層２３上の反応生成膜２４ａは除去される。
【０１０２】
しかしながら、第１配線２２上および第２導電層２３上の反応生成膜２４ａを除去する際に、第１配線２２および第２導電層２３の表面にエッチングの残渣が残留したり、表面に凹凸が形成されたり、表面の結晶構造に乱れが生じたりする場合がある。このような場合、第１配線２２と第１導電層２８との接続、および、第２導電層２３と第２配線２９との接続において、接触抵抗が高くなったり、機械的強度が低下したり、電気的接続の信頼性が低下したりするおそれがある。
【０１０３】
第２の実施形態では、第１配線６３および第２導電層６４となる導電膜６３ａを、下部電極２１となる第１導電膜２１ａよりも下層側の基板１１上に形成する。そのため、第２導電膜（導電膜２５ａおよび導電膜２５ｂ）に対して第１６族元素を含む雰囲気中で熱処理を施しても、導電膜６３ａ（第１配線６３および第２導電層６４）は第１導電膜２１ａのようにセレン化されない。すなわち、第１配線６３および第２導電層６４に対して、反応生成膜２４ａを除去することによって生じ得るリスクを回避できる。これにより、より高感度で信頼性の高いイメージセンサー６０を製造することが可能となる。
【０１０４】
（第３の実施形態）
＜電子機器＞
第３の実施形態に係る電子機器の一例としての生体情報取得装置について、図２３および図２４を参照して説明する。図２３は、第３の実施形態に係る電子機器の一例としての生体情報取得装置の構成を示す斜視図である。図２４は、生体情報取得装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【０１０５】
図２３に示すように、第３の実施形態に係る生体情報取得装置２００は、人体Ｍの手首（リスト）に装着する携帯型の情報端末装置である。生体情報取得装置２００では、手首の内部における血管の画像情報から生体における血管の位置を特定することや、非侵襲で光学的に当該血管の血液中の特定成分、例えばグルコースなどの含有量を検出することで血糖値を特定することができる。
【０１０６】
生体情報取得装置２００は、手首に装着可能な環状のベルト１６４と、ベルト１６４の外側に取り付けられた本体部１６０と、本体部１６０に対して対向する位置においてベルト１６４の内側に取り付けられたセンサー部１５０とを有している。
【０１０７】
本体部１６０は、本体ケース１６１と、本体ケース１６１に組み込まれた表示部１６２とを有している。本体ケース１６１には、表示部１６２だけでなく、操作ボタン１６３や、後述する制御部１６５などの回路系（図２４参照）、電源としての電池などが組み込まれている。
【０１０８】
センサー部１５０は、第１の実施形態に係るイメージセンサー１０または第２の実施形態に係るイメージセンサー６０を受光部１００として備えている（図２４参照）。センサー部１５０は、ベルト１６４に組み込まれた配線（図２３では図示を省略）により本体部１６０と電気的に接続されている。
【０１０９】
このような生体情報取得装置２００は、手の甲と反対の手のひら側の手首にセンサー部１５０が接するように手首に装着して用いられる。このように装着することで、センサー部１５０が皮膚の色によって検出感度が変動することを避けることができる。
【０１１０】
なお、第３の実施形態に係る生体情報取得装置２００では、ベルト１６４に対して本体部１６０とセンサー部１５０とを分けて組み込んだ構成となっているが、本体部１６０とセンサー部１５０とを一体としベルト１６４に組み込んだ構成としてもよい。
【０１１１】
図２４に示すように、生体情報取得装置２００は、制御部１６５と、制御部１６５に電気的に接続されたセンサー部１５０と、記憶部１６７と、出力部１６８と、通信部１６９とを有している。また、出力部１６８に電気的に接続された表示部１６２を有している。
【０１１２】
センサー部１５０は、発光部１３０と、受光部１００とを備えている。発光部１３０と受光部１００とは、それぞれ制御部１６５に電気的に接続されている。発光部１３０は、波長が７００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲の近赤外光ＩＬを発する光源部を有している。制御部１６５は発光部１３０を駆動して近赤外光ＩＬを発光させる。近赤外光ＩＬは人体Ｍの内部に伝搬して散乱する。人体Ｍの内部で散乱した近赤外光ＩＬの一部を反射光ＲＬとして受光部１００で受光することができる構成となっている。
【０１１３】
制御部１６５は、受光部１００により受光した反射光ＲＬの情報を記憶部１６７に記憶させることができる。そして、制御部１６５は、当該反射光ＲＬの情報を出力部１６８で処理させる。出力部１６８は、当該反射光ＲＬの情報を血管の画像情報に変換して出力したり、血液中の特定成分の含有情報に変換して出力したりする。また、制御部１６５は、変換された血管の画像情報や血液中の特性成分の情報を表示部１６２に表示させることができる。そして、これらの情報を通信部１６９から他の情報処理装置に送信することができる。
【０１１４】
また、制御部１６５は、通信部１６９を介して他の情報処理装置からプログラムなどの情報を受け取って記憶部１６７に記憶させることができる。通信部１６９は有線によって他の情報処理装置と接続される有線通信手段でもよいし、ブルートゥース（Blue tooth（登録商標））などの無線通信手段であってもよい。なお、制御部１６５は、取得した血管や血液に纏わる情報を表示部１６２に表示させるだけでなく、記憶部１６７に予め記憶させたプログラムなどの情報や、現在時刻などの情報を表示部１６２に表示させてもよい。また、記憶部１６７は脱着可能なメモリーであってもよい。
【０１１５】
＜センサー部＞
次に、第３の実施形態に係る生体情報取得装置２００が有するセンサー部１５０について、図２５および図２６を参照して説明する。図２５は、センサー部の構成を示す概略斜視図である。図２６は、センサー部の構造を示す概略断面図である。
【０１１６】
図２５に示すように、センサー部１５０は、受光部１００と遮光部１１０と可変分光部１２０と発光部１３０と保護部１４０とを有している。これらの各部はそれぞれ板状であって、受光部１００上に、遮光部１１０、可変分光部１２０、発光部１３０、保護部１４０の順に積層された構成となっている。
【０１１７】
なお、センサー部１５０は、各部が積層された積層体を収容し、ベルト１６４に取り付け可能なケース（図示省略）を有している。以下の説明では、上記積層体の一辺部がＸ方向に沿っており、一辺部と直交する他の辺部がＹ方向に沿っており、上記積層体の厚み方向がＺ方向に沿っているものとする。また、センサー部１５０を保護部１４０の法線方向（Ｚ方向）から見ることを「平面視」という。
【０１１８】
図２６に示すように、発光部１３０は、透光性の基板本体１３１と、基板本体１３１の一方の面１３１ａに設けられた光源部１３３と、透光部１３２とを有している。光源部１３３としては、例えば、ＬＥＤ素子や有機エレクトロルミネッセンス素子などを用いることができる。光源部１３３や透光部１３２と重なるように保護部１４０が設けられている。保護部１４０は、例えば、カバーガラスやプラスチックなどの透明な板である。
【０１１９】
保護部１４０の一方の面１４０ａに接するように人体Ｍが配置される。光源部１３３は、保護部１４０側に近赤外光ＩＬが射出される構成となっており、人体Ｍの内部で散乱した近赤外光ＩＬの一部である反射光ＲＬは透光部１３２を透過して、下層の可変分光部１２０へ導かれる。
【０１２０】
可変分光部１２０は、固定基板１２１と、可動基板１２２とを含む。可変分光部１２０では、固定基板１２１と可動基板１２２との間の隙間（ギャップ）を電気的に制御することで、可変分光部１２０を透過する反射光ＲＬの分光分布（分光特性）を変えることができる。可変分光部１２０を透過した反射光ＲＬは下層の遮光部１１０に導かれる。
【０１２１】
遮光部１１０は、透光性の基板本体１１１と、基板本体１１１の可変分光部１２０側の面１１１ａに対して反対側の面１１１ｂに設けられた遮光膜１１３とを有している。遮光膜１１３には、発光部１３０の透光部１３２の配置に対応する位置に開口部（ピンホール）１１２が形成されている。遮光部１１０は、開口部１１２を透過した反射光ＲＬだけがフォトダイオード２０に導かれ、それ以外の反射光ＲＬが遮光膜１１３によって遮光されるように、可変分光部１２０と受光部１００との間に配置されている。
【０１２２】
受光部１００は、上記実施形態に係る光電変換装置としてのイメージセンサーであり、近赤外光に対して高い光感度を有している。受光部１００は、フォトダイオード２０が設けられた側が遮光部１１０と対向するように配置される。複数のフォトダイオード２０のそれぞれは、遮光部１１０における開口部１１２の配置に対応した位置に配置される。開口部１１２を透過した反射光ＲＬは、フォトダイオード２０に入射する。
【０１２３】
なお、フォトダイオード２０に入射する反射光ＲＬに可視光が混ざることを抑制するために、例えば可視光波長範囲（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光をカットするフィルターが、発光部１３０の透光部１３２や、遮光部１１０の開口部１１２に対応して配置されていてもよい。
【０１２４】
センサー部１５０の構成は、これに限定されるものではない。例えば、発光部１３０は、保護部１４０を含む構成としてもよく、保護部１４０によって光源部１３３を封止する構造としてもよい。また、透光部１３２を透過した光は、屈折率が異なる部材の界面で反射して減衰するおそれがあるので、例えば、発光部１３０の基板本体１３１の面１３１ｂと、可変分光部１２０とが接するように、発光部１３０と可変分光部１２０とを貼り合わせてもよい。また、可変分光部１２０と遮光部１１０の面１１１ａとが接するように貼り合わせてもよい。このようにすれば互いの厚み方向（Ｚ方向）における位置関係をより確実なものとすることができる。
【０１２５】
第３の実施形態に係る生体情報取得装置２００は、カルコパイライト構造のＣＩＳ系膜またはＣＩＧＳ系膜で構成されたｐ型半導体層２５を有し、下部電極２１とｐ型半導体層２５との間にセレン化モリブデンで構成された中間層２４を有するフォトダイオード２０（図２参照）をセンサー部１５０に備えている。したがって、近赤外光に対して高い光感度を有するとともに、電気特性に優れ信頼性の高い生体情報取得装置２００を提供できる。
【０１２６】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。
【０１２７】
（変形例１）
第２の実施形態に係るイメージセンサー６０では、外部接続用の第１端子６１が積層された第１配線６３と第１導電層２８とで構成されていたが、第１導電層２８を積層しない構成としてもよい。図２７は、変形例１に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの構成を示す概略平面図である。図２８は、図２７のＡ−Ａ’線に沿ったイメージセンサーの概略断面図である。
【０１２８】
図２７および図２８に示すように、変形例１に係るイメージセンサー７０は、基板１１と、基板１１上に設けられた、フォトダイオード２０と、外部接続用の第１端子６１Ａおよび第２端子６２とを有している。変形例１に係るイメージセンサー７０では、第１端子６１Ａは、基板１１上に配置された第１配線６３で構成される。絶縁層６５および絶縁層１２の一部（外部接続に必要な領域）が除去されることで露出し第１配線６３の一部が第１端子６１Ａの役割を果たす。
【０１２９】
なお、イメージセンサー７０は、第２の実施形態に係る光電変換装置の製造方法において、図２１に示す工程で貫通孔ＣＨ２を形成せず、図２２に示す工程で形成した第３導電膜２７ａをパターニングして上部電極２７と第２配線２９とを形成した後、絶縁層１２および絶縁層６５における第１配線６３と重なる領域を除去して第１配線６３の一部を露出させることにより、製造できる。
【０１３０】
（変形例２）
上記実施形態では、ｐ型半導体層２５が、第１１族元素、第１３族元素、および第１６族元素を含むカルコパイライト構造のＣＩＳ系やＣＩＧＳ系の膜で構成されていたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、ｐ型半導体層２５を、第１１族元素、第１２族元素、第１４族元素、および第１６族元素を含むＣＺＴＳ（Ｃｕ2ＺｎＳｎＳ4）系の膜で構成してもよい。例えば、図４に示す工程において、第２導電膜として第１１族元素である銅（Ｃｕ）、第１２族元素である亜鉛（Ｚｎ）、および第１４族元素であるスズ（Ｓｎ）の導電膜を形成し、第１６族元素であるイオウ（Ｓ）を含む雰囲気中で熱処理を施すことにより、ｐ型半導体層２５をＣＺＴＳ系の膜で構成できる。
【０１３１】
（変形例３）
上記実施形態では、光電変換装置として、フォトダイオード２０と外部接続用の第１端子３１，６１および第２端子３２，６２とを有するイメージセンサー１０を説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。例えば、光電変換装置が、複数のフォトダイオードが薄膜トランジスターに接続されマトリックス状に配置された構成を有していてもよい。
【０１３２】
図２９は、変形例３に係る光電変換装置としてのイメージセンサーの概略配線図である。図３０は、変形例３に係るフォトセンサーの構成を示す等価回路図である。図３１は、変形例２に係るフォトセンサーの配置を示す概略平面図である。
【０１３３】
図２９に示すように、変形例３に係る光電変換装置としてのイメージセンサー８０は、素子領域Ｆにおいて互いに交差して延在する複数の走査線３ａと複数のデータ線６とを有している。また、イメージセンサー８０は、複数の走査線３ａが電気的に接続された走査線駆動回路５２と、複数のデータ線６が電気的に接続されたデータ線駆動回路５１とを有している。そして、イメージセンサー８０は、走査線３ａとデータ線６との交差点付近に対応して設けられ、素子領域Ｆにおいてマトリックス状に配置された複数のフォトセンサー５０を有している。
【０１３４】
図３０に示すように、フォトセンサー５０は、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）４１と、フォトダイオード２０と、保持容量３０とを備えている。ＴＦＴ４１のゲート電極は走査線３ａに電気的に接続され、ＴＦＴ４１のソース電極はデータ線６に電気的に接続されている。
【０１３５】
フォトダイオード２０の一方はＴＦＴ４１のドレイン電極に電気的に接続され、他方はデータ線６と並行して設けられた定電位線４２に電気的に接続されている。保持容量３０の一方の電極はＴＦＴ４１のドレイン電極に電気的に接続され、他方の電極は走査線３ａと並行して設けられた定電位線３ｂに電気的に接続されている。
【０１３６】
図３１に示すように、フォトセンサー５０は、互いに交差する走査線３ａとデータ線６とによって平面的に区切られた領域に設けられた、ほぼ正方形の下部電極２１と、コンタクトホールＣＮＴとを有している。下部電極２１は、コンタクトホールＣＮＴを介してＴＦＴ４１（図３０参照）に電気的に接続されている。平面視でコンタクトホールＣＮＴを除く下部電極２１と重なる部分に受光領域５０ａが設けられている。
【０１３７】
変形例３に係るイメージセンサー８０によれば、図３０に示す定電位線３ｂ，４２によってフォトダイオード２０に逆方向バイアスを印加した状態で、受光領域５０ａに光が入射すると、フォトダイオード２０に光電流が流れ、それに応じた電荷が保持容量３０に蓄積される。
【０１３８】
また、複数の走査線３ａのそれぞれによって複数のＴＦＴ４１をＯＮ（選択）させることで、データ線６には、各フォトセンサー５０が備える保持容量３０に蓄積された電荷に対応する信号が順次出力される。したがって、素子領域Ｆにおいてそれぞれのフォトセンサー５０が受光した光の強度をそれぞれ検出することができる。
【０１３９】
（変形例４）
上記実施形態および変形例では、光電変換装置として、カルコパイライト構造の半導体膜を有するフォトダイオード２０を備えたイメージセンサーを例に挙げて説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。光電変換装置は、カルコパイライト構造の半導体膜を有するフォトダイオード２０を備えた太陽電池であってもよい。
【０１４０】
（変形例５）
第３の実施形態では、電子機器として、血管の画像情報や血液中の特定成分などの情報を入手可能な携帯型の情報端末装置である生体情報取得装置２００を例に挙げて説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。電子機器は、据置型など異なる形態の情報端末装置であってもよいし、指の静脈の画像情報を取得し予め登録された静脈の画像情報と比較することで個人を特定する生体認証装置であってもよい。また、電子機器は、指紋や眼球の虹彩などを撮像する固体撮像装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１４１】
１０，６０，７０，８０，１００…イメージセンサー（光電変換装置）、１１…基板、１２…絶縁層（第２絶縁層）、２０…フォトダイオード、２１…下部電極（第１電極）、２１ａ…第１導電膜、２２，６３…第１配線、２３，６４…第２導電層、２４ａ…反応生成膜、２５…ｐ型半導体層（光電変換層）、２５ａ…導電膜（第２導電膜）、２５ｂ…導電膜（第２導電膜）、２５ｃ…ｐ型半導体膜（半導体膜）、２６…ｎ型半導体層（光電変換層）、２７…上部電極（第２電極）、２７ａ…第３導電膜、２８…第１導電層、２９…第２配線、３１，６１，６１Ａ…第１端子、３２，６２…第２端子、６３ａ…導電膜（第４導電膜）、６５…絶縁層（第１絶縁層）、２００…生体情報取得装置（電子機器）、ＣＨ１…貫通孔（第１貫通孔）、ＣＨ２…貫通孔（第２貫通孔）、ＣＨ３…貫通孔（第３貫通孔）、ＣＨ４…貫通孔（第４貫通孔）。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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