(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層を含む光電変換素子の製造方法であって、
電極を形成する工程と、
前記電極を被覆する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層のうち平面視で前記電極に重なる領域に開口を形成する工程と、
前記絶縁層の表面に半導体材料の被覆層を形成する工程と、
前記被覆層のパターニングで前記半導体層を形成する工程とを含み、
前記電極を形成する工程では、第１導電材料の第１層と、前記第１導電材料と比較して光反射性が高い第２導電材料の第２層とを、前記第１層が表面に位置し、かつ、当該表面の前記第１層に形成された開口である電極開口から前記第２層が露出するように、複数層にわたり積層して前記電極を形成し、
前記絶縁層に開口を形成する工程では、前記電極開口に平面視で重なるように前記絶縁層に開口を形成し、
前記半導体層を形成する工程では、前記半導体層の外周縁が前記開口の内周縁よりも平面視で外側に位置するように前記半導体層を形成する
光電変換素子の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁層に開口を形成する工程では、当該開口の内周縁が前記電極開口の内周縁よりも平面視で内側に位置するように、前記絶縁層に開口を形成する
請求項１の光電変換素子の製造方法。
【請求項３】
前記第２導電材料は、アルミニウムを含む
請求項１または請求項２の光電変換素子の製造方法。
【請求項４】
第１導電材料の第１層と、前記第１導電材料と比較して光反射性が高い第２導電材料の第２層とを、前記第１層が表面に位置し、かつ、当該表面の前記第１層に形成された開口である電極開口から前記第２層が露出するように、複数層にわたり積層された電極と、
前記電極を被覆するとともに平面視で前記電極開口に重なる開口が形成された絶縁層と、
平面視で前記開口に重なる半導体層とを具備し、
前記半導体層の外周縁は前記開口の内周縁よりも平面視で外側に位置する
光電変換素子。
【請求項５】
請求項４の光電変換素子を具備する光電変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体層を含む光電変換素子を利用して光を検出する技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、下部電極と上部電極との間に光電変換層を介在させた光電変換素子が開示されている。光電変換素子の製造工程では、まず、光電変換素子の下部電極となる導電層が基板の全面にわたり形成され、導電層の表面に半導体材料の被覆層が形成される。そして、被覆層をエッチング等の製造技術により島状にパターニングすることで光電変換素子の半導体層が形成されたうえで、導電層のパターニングにより光電変換素子の下部電極が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７８６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、被覆層をパターニングする工程で下地の導電層（下部電極）が露出した状態となる。したがって、例えば被覆層のパターニングに使用されるエッチング溶液の付着により導電層から導電材料が解離し、半導体層の表面や側面に導電材料が付着することでリーク電流の経路が形成される可能性がある。以上の事情を考慮して、本発明は、光電変換素子の半導体層を形成する工程にて電極の導電材料が半導体層に付着する可能性を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様は、半導体層を含む光電変換素子の製造方法であって、電極を形成する工程と、電極を被覆する絶縁層を形成する工程と、絶縁層のうち平面視で電極に重なる領域に開口を形成する工程と、絶縁層の表面に半導体材料の被覆層を形成する工程と、被覆層のパターニングで半導体層を形成する工程とを含み、半導体層を形成する工程では、半導体層の外周縁が開口の内周縁よりも平面視で外側に位置するように半導体層を形成する。以上の態様では、被覆層のパターニングで半導体層を形成する工程において、半導体層の外周縁が絶縁層の開口の内周縁よりも平面視で外側に位置するように半導体層が形成される。すなわち、半導体層を形成する工程では電極が半導体層および絶縁層で被覆されている。したがって、半導体層を形成するパターニングの工程において電極の導電材料が解離して半導体層に付着する可能性を低減することが可能である。
【０００６】
本発明の好適な態様において、第１導電材料の第１層と、第１導電材料と比較して光反射性が高い第２導電材料（例えばアルミニウム）の第２層とを、第１層が表面に位置するように積層した導電層を形成する工程を含み、電極を形成する工程では、導電層の表面に第２導電材料で電極を形成する。以上の態様では、第２層の第２導電材料と比較して光反射性が低い第１導電材料で導電層の表面の第１層が形成される一方、導電層の表面には第２導電材料で電極が形成されるから、電極の表面で光を反射させることで高効率の光電変換を実現することが可能である。また、導電層の表面に電極が形成されるから、導電層を被覆する絶縁層の表面に電極を形成するとともに当該絶縁層の導通孔を介して電極を導電層に導通させる構成と比較して、電極と導電層との間の導通不良（例えば断線）が抑制されるという利点がある。
【０００７】
本発明の好適な態様において、電極を形成する工程では、第１導電材料の第１層と、第１導電材料と比較して光反射性が高い第２導電材料（例えばアルミニウム）の第２層とを、第１層が表面に位置し、かつ、当該表面の第１層に形成された開口である電極開口から第２層が露出するように、複数層にわたり積層して電極を形成し、絶縁層に開口を形成する工程では、電極開口に平面視で重なるように絶縁層に開口を形成する。以上の態様では、第１層と第２層との積層で構成される電極のうち表面に位置する第１層の電極開口から光反射性の第２層が露出するから、第２層の表面で光を反射させることで高効率の光電変換を実現することが可能である。
【０００８】
本発明の好適な態様において、電極を形成する工程では、第１導電材料の第１層と、第１導電材料と比較して光反射性が高い第２導電材料（例えばアルミニウム）の第２層とを、第１層が表面に位置し、かつ、当該表面の第１層に形成された開口である電極開口から第２層が露出するように、複数層にわたり積層して電極を形成し、絶縁層に開口を形成する工程では、当該開口の内周縁が前記電極開口の内周縁よりも平面視で内側に位置するように、前記絶縁層に開口を形成する。以上の態様では、第１層と第２層との積層で構成される電極のうち表面に位置する第１層の電極開口から光反射性の第２層が露出するから、第２層の表面で光を反射させることで高効率の光電変換を実現することが可能である。
【０００９】
本発明の好適な態様に係る光電変換素子は、電極と、電極を被覆するとともに平面視で電極に重なる開口が形成された絶縁層と、平面視で開口に重なる半導体層とを具備し、半導体層の外周縁は開口の内周縁よりも平面視で外側に位置する。また、本発明の好適な態様に係る光電変換装置は、以上の態様に係る光電変換素子を具備する。以上の各態様では、半導体層の外周縁が絶縁層の開口の内周縁よりも平面視で外側に位置するから、被覆層のパターニングで半導体層を形成する工程では電極が絶縁層により被覆されている。したがって、半導体層を形成するパターニングの工程において電極の導電材料が解離して半導体層に付着する可能性を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光電変換装置の構成図である。
【図２】光電変換素子の断面図である。
【図３】光電変換層の近傍を拡大した断面図である。
【図４】導電層を形成する工程の説明図である。
【図５】第１電極を形成する工程の説明図である。
【図６】絶縁層を形成する工程の説明図である。
【図７】開口を形成する工程の説明図である。
【図８】半導体材料の被覆層を形成する工程の説明図である。
【図９】第１半導体層および中間半導体層を形成する工程の説明図である。
【図１０】絶縁層および遮光層を形成する工程の説明図である。
【図１１】第２半導体層を形成する工程の説明図である。
【図１２】第２実施形態における光電変換素子の断面図である。
【図１３】第２実施形態において電極を形成する工程の説明図である。
【図１４】第２実施形態の変形例における光電変換素子の断面図である。
【図１５】第３実施形態における光電変換素子の断面図である。
【図１６】第４実施形態における光電変換素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る光電変換装置１００の構成図である。光電変換装置１００は、例えば生体認証のために生体の静脈像を撮像する撮像装置（静脈センサー）であり、図１に例示される通り、基板１０と複数の単位素子Ｕとを具備する。基板１０は、ガラス基板や石英基板等の板状部材である。複数の単位素子Ｕは、基板１０の面上に行列状に配列される。
【００１２】
１個の単位素子Ｕについて図１に代表的に図示した通り、各単位素子Ｕは、定電位線１１２と検出線１１４との交差に対応して配置され、トランジスター１２とトランジスター１３２とトランジスター１３４と光電変換素子１４とを含んで構成される。光電変換素子１４は、受光量に応じた電荷を発生する。第１実施形態の光電変換素子１４は、近赤外光（波長７００ｎｍ〜１０００ｎｍ）を受光可能である。定電位線１１２と検出線１１４との間にトランジスター１２とトランジスター１３４とが直列に接続される。トランジスター１２のゲート電極は光電変換素子１４に接続され、トランジスター１３２はトランジスター１２のゲート電極と定電位線１１２との間に接続される。
【００１３】
トランジスター１２のゲート電極の電位は、トランジスター１３２がオン状態に制御されることで定電位線１１２の電位に初期化されてから光電変換素子１４の受光量に応じた電位に変化する。したがって、トランジスター１３４がオン状態に制御されると、光電変換素子１４の受光量（トランジスター１２のゲート電極の電位）に応じた電流値の検出信号が定電位線１１２からトランジスター１２とトランジスター１３４とを経由して検出線１１４に出力される。すなわち、単位素子Ｕ内の各トランジスター（１２，１３２，１３４）は、検出信号の入出力の制御（光電変換素子１４の駆動）に使用される半導体素子である。なお、単位素子Ｕの具体的な構成は図１の例示に限定されない。
【００１４】
＜光電変換素子１４の構造＞
図２は、光電変換装置１００のうち任意の１個の単位素子Ｕに対応する部分の断面図である。図２に示すように、基板１０の表面には回路層２０が形成される。回路層２０は、下地層２２と複数のトランジスター（１２，１３２，１３４）と層間絶縁層２８とを包含する。下地層２２は、例えば酸化珪素（ＳｉＯx）や窒化珪素（ＳｉＮx）等の絶縁材料で形成される。
【００１５】
各単位素子Ｕ内の複数のトランジスター（１２，１３２，１３４）は同様の構成の薄膜トランジスターである。図２にはトランジスター１２が代表的に例示されている。トランジスター１２は、半導体層２４とゲート絶縁層２５とゲート電極２６とを含む薄膜トランジスターである。半導体層２４は、例えばポリシリコン等の半導体材料で下地層２２の表面に島状に形成される。ゲート電極２６は、例えばモリブデン（Ｍｏ）等の導電材料で形成され、ゲート絶縁層２５を挟んで半導体層２４のチャネル領域に対向する。層間絶縁層２８は、半導体層２４とゲート電極２６とを被覆する絶縁性の被膜であり、例えば酸化珪素や窒化珪素等の絶縁材料で形成される。
【００１６】
回路層２０（層間絶縁層２８）の表面には、トランジスター１２のソース電極およびドレイン電極（図示略）が形成されるほか、導電層３２と配線層３４と配線層３６とが形成される。導電層３２は、層間絶縁層２８を貫通する導通孔（コンタクトホール）を介してトランジスター１２のゲート電極２６に導通する。図２に例示される通り、導電層３２は、第１層Ｌ1と第２層Ｌ2とを交互に積層した構造の電極である。第１層Ｌ1は、第２層Ｌ2と比較して融点が高い第１導電材料で形成され、第２層Ｌ2は、第１層Ｌ1と比較して光反射性が高い第２導電材料で形成される。第１導電材料は、例えばモリブデン（Ｍｏ）やチタン（Ｔｉ）等の高融点金属であり、第２導電材料は、例えばアルミニウムや銀等を含む光反射性の金属である。図２に例示される通り、第１実施形態の導電層３２は、相互に対向する一対の第１層Ｌ1の間に第２層Ｌ2を介在させた合計３層の積層体であり、高融点の第１層Ｌ1が表面に位置する。したがって、例えば光電変換素子１４の製造工程において導電層３２が加熱された場合でも、導電層３２の電気的な特性の変動を抑制できるという利点がある。また、アルミニウムに代表される第２導電材料を最表層に位置させた構成では、表面にヒロックが発生し易いという問題がある。第１実施形態では、モリブデンまたはチタン等の第１導電材料で導電層３２の表面が形成されるから、ヒロックの発生を抑制できるという利点もある。
【００１７】
図２の配線層３４および配線層３６は、トランジスター１２のソース電極およびドレイン電極とともに導電層３２と同様の積層構造で形成される。配線層３４および配線層３６は、例えば接地電位に維持される。
【００１８】
図２に例示される通り、光電変換素子１４は、第１電極４１と第２電極４２との間に光電変換層４３を介在させた受光素子（フォトダイオード）である。第１電極４１は、光電変換層４３の下層に位置する下部電極であり、単位素子Ｕ毎に個別に形成される。第１実施形態の第１電極４１は、導電層３２の第２層Ｌ2と同様の低抵抗かつ光反射性の第２導電材料（例えばアルミニウムを含む導電材料）で導電層３２の表面に形成される。すなわち、導電層３２のうち最表層に位置する第１層Ｌ1の表面に接触するように第１電極４１が形成される。
【００１９】
導電層３２と配線層３４と配線層３６とが形成された回路層２０の表面は絶縁層５０で被覆される。第１実施形態の絶縁層５０は、保護層５２と平坦化層５４と絶縁層５６との積層で構成される。保護層５２（パッシベーション層）は、トランジスター１２を保護するための被膜であり、例えば酸化珪素や窒化珪素等の絶縁材料で形成される。平坦化層５４は、回路層２０の表面の凹凸（段差）を平坦化するための被膜であり、例えば光透過性の樹脂材料（例えばアクリル系樹脂）で形成される。絶縁層５６は、保護層５２および平坦化層５４を被覆する被膜であり、例えば酸化珪素や窒化珪素等の絶縁材料で形成される。なお、保護層５２および絶縁層５６の各々を単層で形成した構成を図２では例示したが、相異なる絶縁材料で形成された複数層の積層で保護層５２または絶縁層５６を形成することも可能である。
【００２０】
絶縁層５０のうち平面視で（すなわち基板１０の表面に垂直な方向からみて）第１電極４１に重なる領域には開口５８が単位素子Ｕ毎に個別に形成される。具体的には、絶縁層５０のうち保護層５２と絶縁層５６とが積層された領域に開口５８が形成される。図３は、絶縁層５０の開口５８の近傍を拡大した断面図である。図３から理解される通り、絶縁層５０の開口５８の内周縁Ｅ1は、平面視で第１電極４１の外周縁（輪郭線）Ｅ2の内側に位置する。すなわち、絶縁層５０の開口５８の領域は、第１電極４１の輪郭線で包囲された範囲（すなわち第１電極４１が存在する領域）に平面視で内包される。したがって、第１電極４１は、開口５８を介して絶縁層５０から露出し、当該開口５８の内壁面で包囲された空間（凹部）の底面を構成する。
【００２１】
図２に例示される通り、第１実施形態の光電変換層４３は、第１半導体層４３１と中間半導体層４３２と第２半導体層４３３とを第１電極４１側からこの順番に積層した積層体であり、絶縁層５０の開口５８に平面視で重なるように形成される。したがって、第１半導体層４３１は、開口５８の内側で第１電極４１の表面に接触する。第１半導体層４３１と中間半導体層４３２と第２半導体層４３３とは、例えばアモルファスシリコン等の半導体材料で形成される。具体的には、第１半導体層４３１は、ｎ型半導体で形成された下部コンタクト層（ｎ+層）であり、第２半導体層４３３は、ｐ型半導体で形成された上部コンタクト層（ｐ+層）である。第１半導体層４３１と第２半導体層４３３との間に介在する中間半導体層４３２は、真性半導体で形成された半導体層（ｉ層）である。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の光電変換素子１４は、第１電極４１を陰極とするＰＩＮ型ダイオードである。なお、第１半導体層４３１をｐ型半導体で形成するとともに第２半導体層４３３をｎ型半導体で形成することも可能である。
【００２２】
図３から理解される通り、第１半導体層４３１および中間半導体層４３２の外周縁（輪郭線）Ｅ3は、平面視で絶縁層５０の開口５８の内周縁Ｅ1の外側に位置する。すなわち、開口５８が形成された領域は、第１半導体層４３１および中間半導体層４３２の輪郭線で包囲された範囲（光電変換層４３が存在する領域）に平面視で内包される。したがって、第１半導体層４３１は、開口５８の内側で絶縁層５０から露出した第１電極４１の表面と開口５８の内壁面とを被覆するとともに絶縁層５０の表面に到達し、当該表面のうち開口５８の内周縁Ｅ1の近傍に位置する環状ないし枠状の領域を被覆する。
【００２３】
図２に例示される通り、第１半導体層４３１および中間半導体層４３２が形成された絶縁層５０の表面は絶縁層６２で被覆される。絶縁層６２は、例えば酸化珪素や窒化珪素等の絶縁材料で形成される。絶縁層６２の表面には遮光層６４が形成される。遮光層６４は、遮光性の導電材料（例えばクロム）で形成され、絶縁層５０および絶縁層６２を貫通する導通孔を介して前述の配線層３４に導通する。したがって、遮光層６４は接地電位に維持される。トランジスター１２に向かう光が遮光層６４により遮光されることで、光照射に起因したトランジスター１２のリーク電流を抑制することが可能である。なお、樹脂材料の平坦化層５４の表面に遮光層６４を形成する構成では、遮光層６４が平坦化層５４の表面から剥離し易いという問題がある。第１実施形態では、平坦化層５４を被覆する絶縁層６２の表面に遮光層６４が形成されるから、遮光層６４の剥離を抑制できるという利点もある。
【００２４】
遮光層６４が形成された絶縁層６２の表面は絶縁層６６で被覆される。絶縁層６６は、例えば酸化珪素や窒化珪素等の絶縁材料で形成される。図２に例示される通り、絶縁層６２および絶縁層６６には、絶縁層５０と同様の開口６７が形成される。すなわち、中間半導体層４３２は、開口６７を介して絶縁層６２および絶縁層６６から露出する。第２半導体層４３３は、平面視で開口６７に重なるように形成される。したがって、第２半導体層４３３は、開口６７の内側で中間半導体層４３２の表面に接触する。以上に説明した第１半導体層４３１と中間半導体層４３２と第２半導体層４３３との積層により光電変換層４３が形成される。
【００２５】
第２半導体層４３３が形成された絶縁層６６の表面には第２電極４２が形成される。第２電極４２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の光透過性の導電材料で絶縁層６６の表面に形成された上部電極であり、光電変換素子１４の陽極として機能する。第２電極４２は、複数の単位素子Ｕにわたり連続に形成され、絶縁層５０と絶縁層６２と絶縁層６６とを貫通する導通孔を介して配線層３６に導通する。したがって、第２電極４２は接地電位に維持される。
【００２６】
＜光電変換素子１４の製造方法＞
図４から図１１は、第１実施形態の光電変換素子１４の製造工程の説明図である。基板１０の表面に回路層２０が形成された段階で図４の工程Ｐ1が開始される。図４に例示される通り、最初の工程Ｐ1（導電層を形成する工程）では、導電層３２と配線層３４と配線層３６とが、スパッタリング等の公知の成膜技術により回路層２０の表面に形成される。工程Ｐ1の実行後の工程Ｐ2（電極を形成する工程）では、図５に例示される通り、アルミニウム等の光反射性の第２導電材料で導電層３２の表面に第１電極４１が形成される。第１電極４１の形成には、スパッタリング等の公知の成膜技術と、フォトリソグラフィおよびエッチング等の公知の加工技術とが利用される。
【００２７】
工程Ｐ2の実行後の工程Ｐ3（絶縁層を形成する工程）では、図６に例示される通り、第１電極４１を被覆する絶縁層５０が形成される。具体的には、工程Ｐ3は、回路層２０の全面にわたり保護層５２を形成する工程と、保護層５２の表面に平坦化層５４を形成する工程と、保護層５２および平坦化層５４を被覆する絶縁層５６を形成する工程とを包含する。保護層５２および絶縁層５６の形成には、例えば化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）等の公知の成膜技術が利用され、平坦化層５４の形成には例えばスピンコート等の成膜技術が利用される。
【００２８】
工程Ｐ3の実行後の工程Ｐ4（開口を形成する工程）では、図７に例示される通り、絶縁層５０のうち平面視で第１電極４１に重なる領域に開口５８が形成される。開口５８の形成には、例えばフォトリソグラフィおよびエッチング等の公知の加工技術が利用される。図３を参照して前述した通り、絶縁層５０の開口５８の内周縁Ｅ1は平面視で第１電極４１の外周縁Ｅ2の内側に位置する
【００２９】
工程Ｐ4の実行後の工程Ｐ5（被覆層を形成する工程）では、図８に例示される通り、絶縁層５０の表面に半導体材料の被覆層８０が形成される。被覆層８０は、第１半導体層４３１となる第１層８１と、中間半導体層４３２となる第２層８２との積層体であり、工程Ｐ4で形成された開口５８の内側で第１電極４１に接触するとともに絶縁層５０の表面の全域にわたり連続する。被覆層８０の形成には、例えばスパッタリング等の公知の成膜技術が利用される。
【００３０】
工程Ｐ5の実行後の工程Ｐ6（半導体層を形成する工程）では、図９に例示される通り、工程Ｐ5で形成された被覆層８０のパターニングで光電変換層４３の第１半導体層４３１および中間半導体層４３２が形成される。被覆層８０のパターニングには、例えばフォトリソグラフィおよびエッチング等の公知の加工技術が利用される。工程Ｐ6では、半導体層の外周縁Ｅ3が開口５８の内周縁Ｅ1よりも平面視で外側に位置するように被覆層８０をパターニングすることで、第１半導体層４３１および中間半導体層４３２が形成される。したがって、第１電極４１は、絶縁層５０および第１半導体層４３１で封止された状態にある。
【００３１】
工程Ｐ6の実行後の工程Ｐ7では、図１０に例示される通り、絶縁層６２と遮光層６４と絶縁層６６とが公知の成膜技術により順次に形成されるとともに、絶縁層６２と絶縁層６６とにわたる開口６７が平面視で第１電極４１に重なるように形成される。工程Ｐ7の実行後の工程Ｐ8では、図１１に例示される通り、絶縁層６２および絶縁層６６を被覆する半導体材料の成膜とパターニングとにより第２半導体層４３３が形成される。すなわち、第１半導体層４３１と中間半導体層４３２と第２半導体層４３３とを積層した光電変換層４３が工程Ｐ8で形成される。そして、第２半導体層４３３と絶縁層６６とを被覆するように複数の単位素子Ｕにわたる第２電極４２を形成することで、図２に例示した光電変換素子１４が形成される。
【００３２】
以上に例示した通り、第１実施形態の工程Ｐ6（図９）では、第１電極４１が絶縁層５０と第１半導体層４３１および中間半導体層４３２とにより被覆された状態にあるから、被覆層８０のパターニングに使用されるエッチング溶液が第１電極４１に付着する可能性が低減される。したがって、エッチング溶液の付着により導電層３２から解離した導電材料が第１半導体層４３１および中間半導体層４３２の表面や側面に付着する可能性が低減され、結果的に、例えば光電変換素子１４における電流のリークの発生を抑制することが可能である。また、第２層Ｌ2の第２導電材料と比較して光反射性が低い第１導電材料で導電層３２の表面の第１層Ｌ1が形成される一方、導電層３２の表面には光反射性の第２導電材料で第１電極４１が形成されるから、第１電極４１の表面により光を反射させることで高効率の光電変換を実現することが可能である。
【００３３】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００３４】
図１２は、第２実施形態の光電変換装置１００の構成を例示する断面図である。図１２に例示される通り、第２実施形態では、第１実施形態の導電層３２と第１電極４１とが図１２の第１電極４５に置換される。第２実施形態の第１電極４５は、高融点の第１導電材料で形成された第１層Ｌ1と、光反射性の第２導電材料で形成された第２層Ｌ2とを、第１層Ｌ1が表面に位置するように積層した積層体である。具体的には、図１２に例示された第１電極４５は、相互に対向する一対の第１層Ｌ1の間に第２層Ｌ2を介在させた合計３層で構成される。図１２に例示される通り、第１電極４５のうち表層側に位置する第１層Ｌ1には開口（以下「電極開口」という）４５２が形成される。したがって、第１層Ｌ1の電極開口４５２から第２層Ｌ2の表面が露出する。
【００３５】
図１２に例示される通り、第２実施形態の絶縁層５０（保護層５２および絶縁層５６）には、第１電極４５の電極開口４５２に平面視で重なる領域に開口５８が形成される。したがって、第１電極４５のうち平面視で電極開口４５２の内側に位置する第２層Ｌ2の表面は、絶縁層５０の開口５８の内側に露出する。
【００３６】
第１半導体層４３１は、第１実施形態と同様に、絶縁層５０の開口５８に平面視で重なるように形成される。したがって、第１半導体層４３１は、開口５８の内側において、第１電極４５のうち電極開口４５２の内側に露出する第２層Ｌ2の表面に接触する。第１半導体層４３１および中間半導体層４３２の外周縁Ｅ3が平面視で絶縁層５０の開口５８の内周縁Ｅ1の外側に位置する構成は第１実施形態と同様である。
【００３７】
第２実施形態の光電変換素子１４の製造工程では、第１実施形態の工程Ｐ1および工程Ｐ2が図１３の工程ＰAに置換される。工程ＰA（電極を形成する工程）では、最表層の第１層Ｌ1に形成された電極開口４５２から第２層Ｌ2が露出するように、第１層Ｌ1と第２層Ｌ2とを複数層にわたり積層した第１電極４５が形成される。また、工程Ｐ4（絶縁層に開口を形成する工程）では、電極開口４５２に平面視で重なるように絶縁層５０に開口５８が形成される。
【００３８】
第２実施形態においても第１実施形態と同様に、被覆層８０のパターニングで第１半導体層４３１および中間半導体層４３２を形成する工程Ｐ6では、第１電極４５が絶縁層５０および半導体層で被覆された状態にあるから、被覆層８０のパターニングに使用されるエッチング溶液が第１電極４５に付着する可能性を低減することが可能である。また、第１層Ｌ1と第２層Ｌ2との積層で構成される電極のうち表層側に位置する第１層Ｌ1の電極開口４５２から光反射性の第２層Ｌ2が露出するから、第２層Ｌ2の表面で光を反射させることで高効率の光電変換を実現することが可能である。
【００３９】
なお、図１２では、絶縁層５０の開口５８の内周縁Ｅ1が電極開口４５２の内周縁に平面視で略一致する構成を例示したが、開口５８と電極開口４５２との平面的な関係は以上の例示に限定されない。例えば、図１４に例示される通り、工程Ｐ4（絶縁層に開口を形成する工程）では、開口５８の内周縁Ｅ1が電極開口４５２の内周縁よりも平面視で内側に位置するように、絶縁層５０に開口５８を形成することも可能である。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図１５は、第３実施形態の光電変換装置１００の構成を例示する断面図である。前述の第１実施形態では、導電層３２の表面（第１層Ｌ1の表面）に第１電極４１を形成した。第３実施形態では、図１５に例示される通り、導電層３２と配線層３４と配線層３６とを被覆する保護層５２の表面に第１電極４１が形成される。第３実施形態の第１電極４１は、導電層３２の第２層Ｌ2と同様の光反射性の第２導電材料で形成され、保護層５２に形成された導通孔を介して導電層３２に導通する。
【００４１】
図１５に例示される通り、第３実施形態の絶縁層５０は、絶縁層５３と平坦化層５４と絶縁層６２とで構成される。絶縁層５３は、保護層５２の表面に形成されて第１電極４１を被覆する。絶縁層５０（絶縁層５３および絶縁層５６）に開口５８が形成される構成や、平面視で開口５８の内周縁Ｅ1の外側に第１半導体層４３１および中間半導体層４３２の外周縁Ｅ3が位置する構成は、第１実施形態と同様である。したがって、第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。
【００４２】
＜第４実施形態＞
図１６は、第４実施形態の光電変換装置１００の構成を例示する断面図である。図１６から理解される通り、第４実施形態では、平坦化層５４の面上に光電変換素子１４（第１電極４１，光電変換層４３，第２電極４２）が形成される。
【００４３】
第１電極４１は、第１実施形態と同様に光反射性の第２導電材料で平坦化層５４の表面に形成され、当該平坦化層５４に形成された導通孔５４２を介して導電層３２に導通する。第１電極４１と遮光層６４とは、例えば共通の導電膜のパターニングにより一括的に形成される。
【００４４】
第１電極４１が形成された平坦化層５４の表面は絶縁層６８で被覆される。絶縁層６８は、例えば酸化珪素や窒化珪素で形成される。絶縁層６８のうち第１電極４１に重なる領域には開口５８が形成され、第１電極４１の表面は開口５８の内側に露出する。また、平面視で開口５８に重なるように、光電変換層４３の第１半導体層４３１および中間半導体層４３２が形成される。したがって、第１半導体層４３１は、開口５８の内側で第１電極４１の表面に接触する。第１半導体層４３１の外周縁は絶縁層６８の開口５８の内周縁の外側に位置する。したがって、第４実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。他の構成は第１実施形態と同様である。
【００４５】
なお、第３実施形態および第４実施形態のように、絶縁層（図１５の保護層５２または図１６の平坦化層５４）に形成された導通孔を介して第１電極４１が導電層３２に導通する構成では、導通孔の内壁面の面上で導電膜が薄くなり、第１電極４１と導電層３２との間の導通不良（例えば断線）が発生し得る。第３実施形態や第４実施形態とは対照的に、前述の第１実施形態では、導電層３２の表面に第１電極４１が形成されるから、絶縁層の導通孔を介して第１電極４１と導電層３２とを導通させる必要がない。したがって、第１実施形態によれば、第３実施形態や第４実施形態と比較して、第１電極４１と導電層３２との間の導通不良を抑制できるという利点がある。導電層３２自体を光電変換素子１４の第１電極４５として利用する第２実施形態でも第１実施形態と同様に、導通孔を介した第１電極４５と導電層３２との導通が不要であるから、第１電極４５と導電層３２との間の導通不良を抑制することが可能である。
【００４６】
＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。
【００４７】
（１）光電変換層４３の構成は前述の各形態の例示に限定されない。例えば、中間半導体層４３２を省略し、第１半導体層４３１と第２半導体層４３３との積層（ＰＮ型ダイオード）で光電変換層４３を形成することも可能である。また、光電変換層４３の半導体層をカルコパイライト型半導体で形成した構成も採用され得る。
【００４８】
（２）前述の各形態では、生体認証用の静脈像を撮像する光電変換装置１００（静脈センサー）を例示したが、本発明の用途は任意である。例えば、静脈像のほか指紋や虹彩を含む生体情報の取得に光電変換装置１００を利用することも可能である。また、例えば、光電変換装置１００が撮像した生体の静脈像から血中アルコール濃度を推定するアルコール検出装置や、光電変換装置１００が撮像した生体の静脈像から血糖値を推定する血糖値推定装置等の医療機器にも本発明は適用され得る。また、印刷物から画像を読取る画像読取装置に本発明を適用することも可能である。なお、画像読取装置に本発明を適用する場合には可視光が撮像光として好適に利用される。光電変換素子１４の用途は撮像に限定されない。例えば、太陽光を電気エネルギーに変換および蓄積する太陽電池に、前述の各形態に係る光電変換素子１４を利用することも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１００…光電変換装置、１０…基板、１１２…定電位線、１１４…検出線、１２，１３２，１３４…トランジスター、１４…光電変換素子、２０…回路層、２２…下地層、２４…半導体層、２５…ゲート絶縁層、２６…ゲート電極、２８…層間絶縁層、３２…導電層、Ｌ1…第１層、Ｌ2…第２層、３４…配線層、３６…配線層、４１…第１電極、４２…第２電極、４３…光電変換層、４３１…第１半導体層、４３２…中間半導体層、４３３…第２半導体層、４５…第１電極、５０…絶縁層、５２…保護層、５３…絶縁層、５４…平坦化層、５６…絶縁層、５８…開口、６２…絶縁層、６４…遮光層、６６…絶縁層、８０…被覆層、８１…第１層、８２…第２層。
【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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