(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属を含む第１電極と、前記第１電極よりも上層に配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された半導体層と、前記第１金属を含む第３電極と、を備え、
前記第１電極と前記第３電極とは同一層に形成されており、
前記第１電極上に選択的に前記第１金属のセレン化膜が形成されており、
前記第１電極と前記第３電極との上には開口部を有する絶縁層が形成されており、
前記セレン化膜は、平面視で、前記第１電極上に設けられた前記開口部と重なる領域に配置されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
第１金属を含む第１電極と、前記第１電極よりも上層に配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された半導体層と、前記第１金属を含む第３電極と、を備え、
前記第１電極と前記第３電極とは同一層に形成されており、
前記第１電極上に選択的に前記第１金属のセレン化膜が形成されており、
前記第１電極と前記第３電極との上には開口部を有する金属酸化層が形成されており、
前記セレン化膜は、平面視で、前記第１電極上に設けられた前記開口部と重なる領域に配置されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電変換装置であって、
前記第１電極の層厚は、前記第３電極の層厚よりも薄い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電極と前記第３電極とが電気的に接続されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光電変換装置であって、
トランジスターをさらに備え、
前記第３電極は、前記トランジスターのゲート電極に電気的に接続されていることを特徴とする光電変換装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の光電変換装置であって、
前記半導体層は、カルコパイライト構造の半導体膜を含むことを特徴とする光電変換装置。
【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と、前記光電変換装置に積層された発光装置と、を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
基板上に第１金属を含む導電膜を成膜して第１電極と第３電極とを形成する工程と、
前記第３電極を覆うとともに前記第１電極上に開口部を有する絶縁層を形成する工程と、
前記開口部内に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成する工程と、
前記金属膜のうちの前記第１電極と接触する部位を選択的にセレン化するとともに、前記金属膜の他の部位を半導体層とする工程と、
前記半導体層を介して、前記第１電極よりも上層に第２電極を形成する工程と、を含み、
前記セレン化する工程では、前記第１電極の表層部が選択的に前記第１金属のセレン化物となることを特徴とする光電変換装置の製造方法。
【請求項９】
基板上に第１金属を含む導電膜を成膜して第１電極と第３電極とを形成する工程と、
前記第３電極を覆うとともに前記第１電極上に開口部を有する金属酸化層を形成する工程と、
前記開口部内に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成する工程と、
前記金属膜のうちの前記第１電極と接触する部位を選択的にセレン化するとともに、前記金属膜の他の部位を半導体層とする工程と、
前記半導体層を介して、前記第１電極よりも上層に第２電極を形成する工程と、を含み、
前記セレン化する工程では、前記第１電極の表層部が選択的に前記第１金属のセレン化物となる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】
カルコパイライト構造のＣＩＳ系膜やＣＧＩＳ系膜からなる半導体層を備え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は、下部電極（第１電極）と、上部電極（第２電極）と、これらの間に設けられた半導体層（光電変換部）とを備えている。下部電極はモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属で形成されており、下部電極上にＣＩＳ系膜からなるカルコパイライト構造の半導体層がスパッタリング法により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６９５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の光電変換装置のように、高融点金属からなる下部電極とカルコパイライト構造の半導体層とが接して配置されていると、下部電極と半導体層との間の接触抵抗が高くなって電気特性が悪化し、光電変換装置の感度が低下してしまうという課題がある。そこで、下部電極の表層部をセレン化してセレン化膜を形成すれば、下部電極とセレン化膜と半導体層とのそれぞれの境界においてオーミック接触が得られ、下部電極と半導体層との間の接触抵抗が低く抑えられる。しかしながら、光電変換装置が下部電極と同層に同じ高融点金属で形成された配線部や中継電極などを有する場合、下部電極の表層部をセレン化する際に配線部や中継電極の表層部もセレン化されるため、配線抵抗が高くなるとともに配線部や中継電極と上層の電極との間の接触抵抗も高くなり、光電変換装置の動作が不安定となるおそれがあるという課題がある。
【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］本適用例の光電変換装置は、第１金属を含む第１電極と、前記第１電極よりも上層に配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された半導体層と、前記第１金属を含む第３電極と、を備え、前記第１電極と前記第３電極とは同一層に形成されており、前記第１電極上に選択的に前記第１金属のセレン化膜が形成されており、前記第１電極と前記第３電極との上には開口部を有する絶縁層が形成されており、前記セレン化膜は、平面視で、前記第１電極上に設けられた前記開口部と重なる領域に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、第１電極と第２電極との間に半導体層が配置された光電変換装置において第１電極上に第１金属のセレン化膜が形成されているので、第１電極にセレン化膜が接し、セレン化膜に半導体層が接している。そのため、第１電極とセレン化膜と半導体層とのそれぞれの境界においてオーミック接触が得られるので、第１電極と半導体層とが接している場合と比べて、第１電極と半導体層との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、第１電極と第３電極とが同一の第１金属を用いて同一層に形成されているので、例えば、第１電極を受光素子の電極とし第３電極を中継電極や配線部とすれば、光電変換装置を簡易な構成にできる。そして、第３電極上には第１金属のセレン化膜が形成されていないので、第３電極の配線抵抗を低く抑えることができる。これらにより、高感度で安定して動作する光電変換装置を提供することができる。
また、この構成によれば、絶縁層は、第３電極を覆うように形成され、第１電極上のセレン化膜と平面視で重なる開口部を有している。したがって、第１電極と第３電極との上に絶縁層を形成した後でセレン化を行うことで、第３電極をセレン化することなく、第１電極のうち平面視で開口部と重なる領域をセレン化することが可能となる。
［適用例２］本適用例の光電変換装置は、第１金属を含む第１電極と、前記第１電極よりも上層に配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された半導体層と、前記第１金属を含む第３電極と、を備え、前記第１電極と前記第３電極とは同一層に形成されており、前記第１電極上に選択的に前記第１金属のセレン化膜が形成されており、前記第１電極と前記第３電極との上には開口部を有する金属酸化層が形成されており、前記セレン化膜は、平面視で、前記第１電極上に設けられた前記開口部と重なる領域に配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、第１電極と第２電極との間に半導体層が配置された光電変換装置において第１電極上に第１金属のセレン化膜が形成されているので、第１電極にセレン化膜が接し、セレン化膜に半導体層が接している。そのため、第１電極とセレン化膜と半導体層とのそれぞれの境界においてオーミック接触が得られるので、第１電極と半導体層とが接している場合と比べて、第１電極と半導体層との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、第１電極と第３電極とが同一の第１金属を用いて同一層に形成されているので、例えば、第１電極を受光素子の電極とし第３電極を中継電極や配線部とすれば、光電変換装置を簡易な構成にできる。そして、第３電極上には第１金属のセレン化膜が形成されていないので、第３電極の配線抵抗を低く抑えることができる。これらにより、高感度で安定して動作する光電変換装置を提供することができる。
また、この構成によれば、金属酸化層は、第３電極を覆うように形成され、第１電極上のセレン化膜と平面視で重なる開口部を有している。したがって、第１電極と第３電極との上に金属酸化層を形成した後でセレン化を行うことで、第３電極をセレン化することなく、第１電極のうち平面視で開口部と重なる領域をセレン化することが可能となる。また、半導体層となる半導体膜を第１電極と第３電極とを覆うように形成する場合に、開口部内の領域以外では半導体膜が金属酸化層に接して形成されるので、絶縁層に接して形成される場合と比べて半導体膜の密着性が向上し浮きや膜剥がれが生じにくくなる。
【０００８】
［適用例３］上記適用例の光電変換装置であって、前記第１電極の層厚は、前記第３電極の層厚よりも薄いことが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第１金属を用いて同一層に形成された第１電極および第３電極のうち、上にセレン化膜が形成された第１電極の層厚は第３電極の層厚よりも薄い。これより、第１電極上のセレン化膜は第１電極の表層部をセレン化することで形成されたものであり、第３電極の表層部はセレン化されていないものと考えられる。したがって、第１電極と半導体層との間の接触抵抗を低く抑えつつ、第３電極の配線抵抗を低く抑えることが可能となる。
【００１４】
［適用例４］上記適用例の光電変換装置であって、前記第２電極と前記第３電極とが電気的に接続されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、第１電極よりも上層に形成された第２電極と、第１電極と同一層に形成された第３電極とが電気的に接続されているので、第２電極は、第１電極の上層に配置される部分と、第１電極と同一層に配置され第３電極と電気的に接続される部分とを含む。したがって、第２電極を、下層側に配置された第３電極を介して、例えば中継配線やトランジスターなどと電気的に接続させることができる。また、第３電極上にはセレン化膜が形成されていないので、第２電極と第３電極との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例の光電変換装置であって、トランジスターをさらに備え、前記第３電極は、前記トランジスターのゲート電極に電気的に接続されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、第２電極と電気的に接続された第３電極がトランジスターのゲート電極に電気的に接続されているので、トランジスターにより第２電極の電位を増幅することができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例の光電変換装置であって、前記半導体層は、カルコパイライト構造の半導体膜を含むことが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、第１電極と第２電極との間にカルコパイライト構造の半導体膜を含む半導体層を備えているので、近赤外光に対して感度が高い光電変換装置を提供できる。
【００２０】
［適用例７］本適用例の電子機器は、上記の光電変換装置と、前記光電変換装置に積層された発光装置と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、発光装置から照射され、生体などの対象物で反射された光を光電変換装置で受光し、生体情報などの情報を高い感度で安定して検出可能な電子機器を提供することができる。
【００２２】
［適用例８］本適用例の光電変換装置の製造方法は、基板上に第１金属を含む導電膜を成膜して第１電極と第３電極とを形成する工程と、前記第３電極を覆うとともに前記第１電極上に開口部を有する絶縁層を形成する工程と、前記開口部内に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成する工程と、前記金属膜のうちの前記第１電極と接触する部位を選択的にセレン化するとともに、前記金属膜の他の部位を半導体層とする工程と、前記半導体層を介して、前記第１電極よりも上層に第２電極を形成する工程と、を含み、前記セレン化する工程では、前記第１電極の表層部が選択的に前記第１金属のセレン化物となることを特徴とする。
【００２３】
この製造方法によれば、基板上に第１金属を含む導電膜で第１電極と第３電極とを形成し、これらの上に第３電極を覆うとともに第１電極上に開口部を有する絶縁層を形成して、開口部内に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成した後、金属膜をセレン化する。これにより、第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜がセレン化されてカルコパイライト構造の半導体膜となるので、近赤外光に対して感度が高い光電変換装置を製造できる。また、金属膜をセレン化する工程において、第１電極の表層部がセレン化されて第１電極上に第１金属のセレン化物からなるセレン化膜が形成され、第１電極とセレン化膜と半導体膜との境界においてオーミック接触が得られるので、第１電極と半導体膜との間の接触抵抗を低く抑えることができる。一方、第３電極は絶縁層で覆われているため、金属膜をセレン化する工程において第３電極の表層部はセレン化されないので、第３電極の配線抵抗を低く抑えることができる。これらにより、高感度で安定して動作する光電変換装置を製造することができる。
【００２４】
［適用例９］本適用例の光電変換装置の製造方法は、基板上に第１金属を含む導電膜を成膜して第１電極と第３電極とを形成する工程と、前記第３電極を覆うとともに前記第１電極上に開口部を有する金属酸化層を形成する工程と、前記開口部内に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成する工程と、前記金属膜のうちの前記第１電極と接触する部位を選択的にセレン化するとともに、前記金属膜の他の部位を半導体層とする工程と、前記半導体層を介して、前記第１電極よりも上層に第２電極を形成する工程と、を含み、前記セレン化する工程では、前記第１電極の表層部が選択的に前記第１金属のセレン化物となることを特徴とする。
【００２５】
この製造方法によれば、基板上に第１金属を含む導電膜で第１電極と第３電極とを形成し、これらの上に第３電極を覆うとともに第１電極上に開口部を有する金属酸化層を形成して、開口部内に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成した後、金属膜をセレン化する。これにより、第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜がセレン化されてカルコパイライト構造の半導体膜となるので、近赤外光に対して感度が高い光電変換装置を製造できる。また、金属膜をセレン化する工程において、第１電極の表層部がセレン化されて第１電極上に第１金属のセレン化物からなるセレン化膜が形成され、第１電極とセレン化膜と半導体膜との境界においてオーミック接触が得られるので、第１電極と半導体膜との間の接触抵抗を低く抑えることができる。一方、第３電極は金属酸化層で覆われているため、金属膜をセレン化する工程において第３電極の表層部はセレン化されないので、第３電極の配線抵抗を低く抑えることができる。また、開口部内とそれ以外の領域とを覆うように第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成してカルコパイライト構造の半導体膜を形成する場合に、開口部内以外の領域では半導体膜が金属酸化層に接して形成されるので、絶縁層に接して形成される場合と比べて半導体膜の密着性が向上し浮きや膜剥がれが生じにくくなる。これらにより、高感度で安定して動作する光電変換装置をより安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本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２】生体情報取得装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】センサー部の構成を示す概略斜視図。
【図４】センサー部の構造を示す概略断面図。
【図５】第１の実施形態に係るフォトセンサーの電気的な構成を示す等価回路図。
【図６】第１の実施形態に係るフォトセンサーの構成を示す概略断面図。
【図７】第１の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【図８】第１の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【図９】第１の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【図１０】第２の実施形態に係るフォトセンサーの構成を示す概略断面図。
【図１１】第２の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【図１２】第２の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【図１３】第２の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【図１４】変形例１に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
本実施形態では、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。
【００３０】
＜電子機器＞
次に、本実施形態に係る光電変換装置を備えた電子機器の一例としての生体情報取得装置について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本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２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。
【００３１】
図１に示すように、本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。
【００３２】
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。
【００３３】
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２参照）、電源としての電池などが組み込まれている。
【００３４】
センサー部１５０は、本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１００を受光部として備えている（図２参照）。センサー部１５０は、ベルト１６４に組み込まれた配線（図１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。イメージセンサー１００は、光電変換素子として複数のフォトセンサー５０を備え、各フォトセンサー５０は受光素子としてフォトダイオード２０を有している（図４参照）。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、本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。
【００３７】
図２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。
【００３８】
センサー部１５０は、発光装置１３０と、イメージセンサー１００とを備えている。発光装置１３０とイメージセンサー１００とは、それぞれ制御部１６５に電気的に接続されている。発光装置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は発光装置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としてイメージセンサー１００で受光することができる構成となっている。
【００３９】
制御部１６５は、イメージセンサー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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜センサー部＞
次に、本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３および図４を参照して説明する。図３は、センサー部の構成を示す概略斜視図である。図４は、センサー部の構造を示す概略断面図である。
【００４２】
図３に示すように、センサー部１５０は、イメージセンサー１００と遮光部１１０と可変分光部１２０と発光装置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、イメージセンサー１００上に、遮光部１１０、可変分光部１２０、発光装置１３０、保護部１４０の順に積層された構成となっている。
【００４３】
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に沿った方向をＸ方向とし、一辺部と直交する他の辺部に沿った方向をＹ方向とし、上記積層体の厚み方向に沿った方向をＺ方向とする。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。
【００４４】
図４に示すように、発光装置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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、発光装置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とイメージセンサー１００との間に配置されている。
【００４８】
イメージセンサー１００は、近赤外光に対して高い光感度を有している。イメージセンサー１００の詳細構成については後述する。イメージセンサー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。
【００４９】
上記の構成に加えて、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、発光装置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。
【００５０】
なお、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、発光装置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、発光装置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、発光装置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。
【００５１】
（第１の実施形態）
＜光電変換装置＞
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１００について、図５および図６を参照して説明する。上述したように、イメージセンサー１００は、光電変換素子として複数のフォトセンサー５０を備えている。図５は、第１の実施形態に係るフォトセンサーの電気的な構成を示す等価回路図である。図６は、第１の実施形態に係るフォトセンサーの構成を示す概略断面図である。
【００５２】
図５に示すように、イメージセンサー１００は、複数の走査線３ａと、走査線３ａと交差する複数の読出線１４とを有している。走査線３ａはＸ方向に沿って延在しており、読出線１４はＹ方向に沿って延在している。フォトセンサー５０は、走査線３ａと読出線１４との交差に対応して設けられている。
【００５３】
フォトセンサー５０は、受光素子としてのフォトダイオード２０と増幅トランジスター１１とリセットトランジスター１２と選択トランジスター１３とを有している。増幅トランジスター１１、リセットトランジスター１２、および選択トランジスター１３は、薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）で構成されている。
【００５４】
フォトダイオード２０のアノードは負電源線１７に接続され、負電源線１７には負電源電位Ｖｓｓが供給される。フォトダイオード２０のカソードは、増幅トランジスター１１のゲートとリセットトランジスター１２のソースとに接続されている。増幅トランジスター１１のドレインとリセットトランジスター１２のドレインとは、正電源線１６に接続され、正電源線１６には正電源電位Ｖｄｄが供給される。
【００５５】
増幅トランジスター１１のソースと、選択トランジスター１３のドレインとが接続されている。選択トランジスター１３のソースは読出線１４に接続され、選択トランジスター１３のゲートは走査線３ａに接続されている。また、リセットトランジスター１２のゲートは、リセット信号線１５に接続されている。
【００５６】
フォトセンサー５０による光量の測定は、以下のように行われる。まず、増幅トランジスター１１のゲートが正電源電位Ｖｄｄに充電される。次いで、フォトダイオード２０を、例えばτの期間に渡って露光する。この露光期間中において、リセットトランジスター１２はオフ状態にされているので、フォトダイオード２０の接合リーク電流Ｉに応じて増幅トランジスター１１のゲート電位Ｖｇが変化する。
【００５７】
このようにして露光が終了すると、増幅トランジスター１１のゲート電位Ｖｇは、Ｖｇ＝Ｖｄｄ−Ｉτ／ＣTとなる。なお、ＣTは増幅トランジスター１１のトランジスター容量である。接合リーク電流は光量が多い程大きいので、光量に応じて増幅トランジスター１１のゲート電位Ｖｇは変化する。この結果生ずる増幅トランジスター１１のコンダクタンスの変化を、読み出し期間中にフォトセンサー５０毎に計測することにより、露光期間中に照射された光量を測定できる。
【００５８】
図６に示すように、第１の実施形態に係るフォトセンサー５０は、基板１０と、基板１０上に設けられたフォトダイオード２０とを備えている。第１の実施形態に係るフォトダイオード２０は、基板１０側から順に積層された、第１電極としての下部電極２１と、セレン化膜としての中間層２２と、ｐ型半導体層２３と、ｎ型半導体層２４と、第２電極としての上部電極２５とで構成されている。
【００５９】
なお、図６はフォトセンサー５０のＹ方向に沿った断面図であり、図６における手前から奥へ向かう方向がＸ方向であり、上方に向かう方向がＺ方向である。図６において、フォトセンサー５０をフォトダイオード２０の法線方向（Ｚ方向）から見ることを「平面視」という。
【００６０】
基板１０は、基板本体１と絶縁膜１ａと増幅トランジスター１１とゲート絶縁膜３と層間絶縁膜４と中継配線５と正電源線１６と負電源線１７と絶縁膜６と平坦化層７とを有している。基板本体１は、例えば、透明なガラスや不透明なシリコンなどからなる。絶縁膜１ａは、基板本体１の表面を覆うように形成されている。
【００６１】
増幅トランジスター１１は、半導体層２とゲート電極３ｇとを有している。半導体層２は、例えば、多結晶シリコンで形成され、絶縁膜１ａ上に島状に設けられている。半導体層２は、チャネル領域２ｃとドレイン領域２ｄとソース領域２ｓとを有している。半導体層２を覆うように、例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）などの絶縁材料によってゲート絶縁膜３が形成されている。
【００６２】
ゲート電極３ｇは、ゲート絶縁膜３上において、半導体層２のチャネル領域２ｃに対向する位置に形成されている。層間絶縁膜４は、ゲート絶縁膜３とゲート電極３ｇとを覆うように形成されている。
【００６３】
中継配線５と正電源線１６と負電源線１７とは、層間絶縁膜４上に、例えばＡｌ（アルミニウム）などの金属材料を用いて形成されている。中継配線５は、層間絶縁膜４を貫通する貫通孔を介してゲート電極３ｇに電気的に接続されている。正電源線１６は、層間絶縁膜４とゲート絶縁膜３とを貫通する貫通孔を介して半導体層２のドレイン領域２ｄに電気的に接続されている。
【００６４】
絶縁膜６は、中継配線５と正電源線１６と負電源線１７とを覆うように形成されている。絶縁膜６は、例えば、ＳｉＮ（窒化シリコン）などを用いて形成されている。平坦化層７は、絶縁膜６を覆うように形成されている。平坦化層７は、例えば、ＳｉＯ2（酸化シリコン）などを用いて形成されている。絶縁膜６および平坦化層７には、平面視で負電源線１７と重なる部分に貫通孔７ａが形成され、平面視で中継配線５と重なる部分に貫通孔７ｂが形成されている。
【００６５】
基板１０上（平坦化層７上）には、第１電極としての下部電極２１と、第３電極としての中継電極２６とが同一層に形成されている。下部電極２１と中継電極２６とは、第１金属としての高融点金属を含む導電膜で構成されている。したがって、一つの導電膜を同一層に成膜しパターニングして下部電極２１と中継電極２６とを形成できるので、フォトセンサー５０を簡易な構成とすることができる。
【００６６】
下部電極２１および中継電極２６を構成する高融点金属としては、例えば、Ｍｏ（モリブデン）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）などが挙げられる。中でも、Ｍｏ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および中継電極２６の材料として好適に用いることができる。
【００６７】
下部電極２１を構成する導電膜は、絶縁膜６および平坦化層７に設けられた貫通孔７ａを埋めるように成膜されている。貫通孔７ａを埋める導電膜により、コンタクトホールＣＮＴ１が形成される。下部電極２１は、コンタクトホールＣＮＴ１を介して負電源線１７に電気的に接続されている。
【００６８】
下部電極２１上には、下部電極２１に接して、高融点金属のセレン化物からなる中間層２２が形成されている。中間層２２は、下部電極２１として成膜された導電膜（図７（ａ）に示す導電膜２１ａ）の表層部がセレン化されたセレン化膜である。下部電極２１を構成する高融点金属としてＭｏを用いる場合、中間層２２は、セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ2）で構成される。
【００６９】
中間層２２は、平面視で下部電極２１の外形よりも内側に配置されている。したがって、下部電極２１は、平面視で中間層２２の周囲に位置し中間層２２と重ならない周縁部を有している。下部電極２１の周縁部の層厚は、例えば２５０ｎｍ程度である。下部電極２１のうち平面視で中間層２２と重なる部分の層厚は、周縁部の層厚よりも薄く、例えば２００ｎｍ程度である。また、中間層２２の層厚は、例えば１００ｎｍ程度である。
【００７０】
下部電極２１および中間層２２が上記のような層厚を有している場合、下部電極２１を構成する導電膜の層厚２５０ｎｍのうち、表層側の層厚５０ｎｍの部分がセレン化されることにより厚くなって層厚１００ｎｍの中間層２２となり、この結果、層厚２００ｎｍの導電膜が下部電極２１として残ったことを意味している。
【００７１】
ここで、仮に下部電極２１を構成する導電膜の平面的な領域全体がセレン化された場合、コンタクトホールＣＮＴ１を形成する部分、すなわち、貫通孔７ａで負電源線１７と電気的に接続される部分も表層側がセレン化されることとなる。そうすると、その分だけセレン化されずに残される導電膜の層厚が薄くなるため、コンタクトホールＣＮＴ１の部分における配線抵抗が高くなってしまう。本実施形態では、下部電極２１を構成する導電膜のうち、上層に形成されるｐ型半導体層２３と平面視で重なる領域以外はセレン化されていないので、コンタクトホールＣＮＴ１の部分における配線抵抗が低く抑えられる。
【００７２】
中継電極２６を構成する導電膜は、絶縁膜６および平坦化層７に設けられた貫通孔７ｂを埋めるように成膜されている。中継電極２６を構成する導電膜のうち、貫通孔７ｂを埋める部分によりコンタクトホールＣＮＴ２が形成される。中継電極２６は、コンタクトホールＣＮＴ２を介して中継配線５に電気的に接続され、中継配線５を介してゲート電極３ｇに電気的に接続されている。
【００７３】
中継電極２６の層厚は、下部電極２１の周縁部の層厚と同じであり、例えば２５０ｎｍ程度である。したがって、下部電極２１のうち平面視で中間層２２と重なる部分の層厚は、中継電極２６の層厚よりも薄い。また、中継電極２６上には、中間層２２のようなセレン化膜は形成されていない。すなわち、中継電極２６を構成する導電膜はセレン化されていないので、中継配線５と電気的に接続されるコンタクトホールＣＮＴ２を形成する部分を含む中継電極２６の配線抵抗を低く抑えることができる。
【００７４】
基板１０（平坦化層７）と下部電極２１と中継電極２６とを覆うように、絶縁層８が形成されている。絶縁層８は、平面視で下部電極２１と重なる開口部８ａと、平面視で中継電極２６と重なる開口部８ｂとを有している。開口部８ａは、平面視で下部電極２１の外形よりも内側に中間層２２と重なるように配置されている。換言すれば、下部電極２１の外形は開口部８ａよりも大きく、中間層２２は平面視で開口部８ａと重なる領域に配置されている。
【００７５】
絶縁層８は、例えば、ＳｉＯx（酸化シリコン）やＳｉＮx（窒化シリコン）で構成される。本実施形態では、絶縁層８はＳｉＮで形成されており、絶縁層８の層厚は、例えば２００ｎｍ程度である。
【００７６】
ｐ型半導体層２３は、中間層２２上に形成されている。ｐ型半導体層２３は、例えば、平面視で中間層２２の外形よりも内側に配置されている。すなわち、ｐ型半導体層２３は、絶縁層８の開口部８ａよりも内側に配置されている。なお、ｐ型半導体層２３が、開口部８ａよりも大きく、その周縁部が絶縁層８に乗り上げるように形成されていてもよい。
【００７７】
ｐ型半導体層２３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）の半導体膜で構成される。ｐ型半導体層２３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。カルコパイライト構造の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。
【００７８】
また、フォトダイオード２０では、下部電極２１とｐ型半導体層２３との間に中間層２２が配置されている。すなわち、下部電極２１に中間層２２が接し、中間層２２にｐ型半導体層２３が接している。これにより、下部電極２１とｐ型半導体層２３とが接している場合と比べて、下部電極２１と中間層２２とｐ型半導体層２３とのそれぞれの境界において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２３との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【００７９】
絶縁層８と中間層２２とｐ型半導体層２３とを覆うように、保護層９が形成されている。保護層９は、例えば、ＳｉＯxやＳｉＮxで構成される。本実施形態では、保護層９はＳｉＮで形成されており、保護層９の層厚は、例えば５００ｎｍ程度である。
【００８０】
保護層９は、平面視でｐ型半導体層２３と重なる開口部９ａと、平面視で中継電極２６と重なる貫通孔９ｂとを有している。開口部９ａは、平面視でｐ型半導体層２３の外形よりも内側に配置されている。貫通孔９ｂは、例えば、絶縁層８の開口部８ｂよりも内側に配置され、中継電極２６に到達するまで貫通するように形成されている。なお、貫通孔９ｂは、開口部８ｂと同じ平面積で形成されていてもよい。
【００８１】
ｎ型半導体層２４は、ｐ型半導体層２３上に積層され形成されている。ｎ型半導体層２４は、例えば、開口部９ａよりも大きく、その周縁部が保護層９に乗り上げるように形成されている。
【００８２】
ｎ型半導体層２４は、例えば、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）膜と、ｎ型不純物がドープされたＺｎＯ（ｎ+）膜とで構成されていてもよい。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ない半導体膜である。本実施形態では、ｐ型半導体層２３の上に真性半導体膜が積層され、さらに真性半導体膜の上にｎ型不純物がドープされた半導体膜が積層されている。
【００８３】
上部電極２５は、保護層９上に、ｎ型半導体層２４を覆うように形成されている。上部電極２５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透光性を有する導電膜で形成されている。上部電極２５を構成する導電膜は、平面視で中継電極２６と重なる領域まで延在しており、保護層９の貫通孔９ｂを埋めるように成膜されている。
【００８４】
上部電極２５を構成する導電膜のうち、貫通孔９ｂを埋める部分により、コンタクトホールＣＮＴ３が形成される。上部電極２５は、コンタクトホールＣＮＴ３を介して中継電極２６に電気的に接続され、コンタクトホールＣＮＴ２を介して中継配線５に電気的に接続され、さらに中継配線５を介してゲート電極３ｇに電気的に接続されている。
【００８５】
コンタクトホールＣＮＴ３において、上部電極２５を構成する導電膜は、中継電極２６と接している。中継電極２６上には、下部電極２１上の中間層２２のようなセレン化膜が形成されていないので、中継電極２６と上部電極２５との接触抵抗を低く抑えることができる。
【００８６】
下部電極２１と中間層２２とｐ型半導体層２３とｎ型半導体層２４と上部電極２５とでフォトダイオード２０が構成される。フォトダイオード２０において、ｐ型半導体層２３およびｎ型半導体層２４の領域のうち保護層９によって覆われていない領域、すなわち、平面視で開口部９ａ内に配置された領域が受光領域５０ａとなっている。フォトセンサー５０では、受光領域５０ａに光が入射するとフォトダイオード２０に光量に応じた光電流が流れる。
【００８７】
以上、説明したように、第１の実施形態に係るフォトダイオード２０は、カルコパイライト構造のｐ型半導体層２３を備えているので、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。そして、フォトダイオード２０では、下部電極２１とｐ型半導体層２３との間にセレン化膜からなる中間層２２が配置されているため、下部電極２１と中間層２２とｐ型半導体層２３とのそれぞれの境界において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２３との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、下部電極２１のコンタクトホールＣＮＴ１部分と、コンタクトホールＣＮＴ２部分を含む中継電極２６とはセレン化されていないので、配線抵抗を低く抑えることができる。これらにより、可視光から近赤外光まで広い波長域に亘って高感度で安定して動作するイメージセンサー１００を提供することができる。
【００８８】
＜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の製造方法について、図７、図８、および図９を参照して説明する。ここでは、本発明の特徴であるフォトセンサー５０の製造方法を説明する。図７、図８、および図９は、第１の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図である。なお、図７、図８、および図９の各図は、図６の部分拡大図に相当する。
【００８９】
図７（ａ）に示す工程の前に、基板１０を準備する。基板１０は、基板本体１上に増幅トランジスター１１などのトランジスター類、層間絶縁膜４、絶縁膜６、平坦化層７など（図６参照）を公知の半導体製造技術を用いて形成することにより得られる。
【００９０】
まず、図７（ａ）に示すように、基板１０における平面視で負電源線１７と重なる領域に、絶縁膜６および平坦化層７を貫通して負電源線１７に到達する貫通孔７ａを形成する。また、基板１０における平面視で中継配線５と重なる領域に、絶縁膜６および平坦化層７を貫通して中継配線５に到達する貫通孔７ｂを形成する。そして、基板１０上に高融点金属を含む導電膜２１ａを、例えば、物理気相堆積法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）を用いて、１００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下の膜厚で成膜する。これにより、基板１０を覆うとともに貫通孔７ａおよび貫通孔７ｂを埋めるように導電膜２１ａが形成される。
【００９１】
導電膜２１ａの膜厚が１００ｎｍ以上であると、下部電極２１および中継電極２６となる導電膜２１ａの配線抵抗が高くなることを抑制できる。一方、導電膜２１ａの膜厚が５００ｎｍ以下であると、下部電極２１および中継電極２６による段差が大きくなる事態を抑制できるとともに、厚膜に起因する大きな内部ストレスが原因となる膜剥がれを抑制することができる。本実施形態では、高融点金属としてＭｏ（モリブデン）を用いて、スパッタリング法により２５０ｎｍの膜厚で導電膜２１ａを成膜した。
【００９２】
次に、図７（ｂ）に示すように、導電膜２１ａをパターニングして、下部電極膜２１ｂと中継電極２６とを形成する。下部電極膜２１ｂのうちの貫通孔７ａを埋める導電膜によりコンタクトホールＣＮＴ１が形成され、コンタクトホールＣＮＴ１を介して下部電極膜２１ｂが負電源線１７に電気的に接続される。また、中継電極２６のうちの貫通孔７ｂを埋める導電膜によりコンタクトホールＣＮＴ２が形成され、コンタクトホールＣＮＴ２を介して中継電極２６が中継配線５に電気的に接続される。
【００９３】
次に、図７（ｃ）に示すように、基板１０（平坦化層７）と下部電極膜２１ｂと中継電極２６とを覆うように、ＳｉＯxやＳｉＮxからなる絶縁層８を形成する。絶縁層８は、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）を用いて、５０ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下の膜厚で形成する。絶縁層８は、後述する熱処理を施す工程において、下部電極膜２１ｂのうち所望の領域（図８（ａ）に示す中間層２２を形成する領域）以外の部分のセレン化を抑止する役割を果たす。
【００９４】
絶縁層８の膜厚が５０ｎｍ以上であると、下部電極膜２１ｂと中継電極２６とを覆う被覆性が確保できる。一方、絶縁層８の膜厚が７００ｎｍ以下であると、厚膜に起因する大きな内部ストレスが原因となる膜剥がれを抑制することができる。絶縁層８の膜厚は、１００ｎｍ〜３００ｎｍであることが好ましい。本実施形態では、ＳｉＮからなる絶縁層８を２００ｎｍの膜厚で形成した。
【００９５】
続いて、絶縁層８における平面視で下部電極膜２１ｂと重なる領域に、開口部８ａを形成する。開口部８ａは、平面視でコンタクトホールＣＮＴ１と重ならない領域に、下部電極膜２１ｂの外形よりも小さい面積で形成される。これにより、下部電極膜２１ｂのうち、コンタクトホールＣＮＴ１を除く部分であって、下部電極膜２１ｂの外形よりも内側の領域が開口部８ａから露出する。なお、中継電極２６は絶縁層８で覆われている。
【００９６】
次に、図７（ｄ）に示すように、下部電極膜２１ｂ上に第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜を形成する。本実施形態では、開口部８ａ内に露出する下部電極膜２１ｂと絶縁層８とを覆うように、第１１族元素として銅（Ｃｕ）からなる金属膜２３ａと、第１３族元素としてインジウム（Ｉｎ）からなる金属膜２３ｂとを、スパッタリング法を用いて積層して成膜した。
【００９７】
続いて、金属膜２３ａおよび金属膜２３ｂに対して、第１６族元素を含む気体の雰囲気中で熱処理を施す。第１６族元素としては、例えば、セレン（Ｓｅ）、硫黄（Ｓ）、テルル（Ｔｅ）などを用いることができる。熱処理の温度は、例えば、４００℃以上かつ５５０℃以下とする。
【００９８】
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、Ｈ2Ｓｅ雰囲気中で４５０℃の温度で熱処理を施した。なお、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、Ｈ2Ｓｅ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。
【００９９】
この熱処理は、金属膜２３ａおよび金属膜２３ｂを第１６族元素と反応させてカルコパイライト構造のｐ型半導体層２３（図８（ａ）参照）とするための処理である。熱処理の温度が４００℃以上であると、金属膜２３ａおよび金属膜２３ｂが第１６族元素と良好に反応する。一方、熱処理の温度が５５０℃以下であると、高温に晒されることによる基板１０（基板本体１）の変形や金属の析出などの弊害が生じることが抑えられる。
【０１００】
このようにＨ2Ｓｅ雰囲気中で熱処理を施すことにより、図８（ａ）に示すように、カルコパイライト構造の半導体膜からなるｐ型半導体層２３が形成される。本実施形態では、Ｈ2Ｓｅ雰囲気中で熱処理を施すことにより、金属膜２３ａ（Ｃｕ）と金属膜２３ｂ（Ｉｎ）とがセレン化されてＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）系膜からなるｐ型半導体層２３が形成される。
【０１０１】
なお、ｐ型半導体層２３を形成する金属膜として、ＣｕとＩｎとに加えて、第１３族元素であるガリウム（Ｇａ）をさらに含む金属膜を形成してもよい。この場合、図７（ｄ）に示す工程において、ＣｕとＧａとの合金からなる金属膜２３ａを成膜し、金属膜２３ａ上にＩｎからなる金属膜２３ｂを積層する。そして、熱処理を施すことにより、金属膜２３ａ（ＣｕＧａ）と金属膜２３ｂ（Ｉｎ）とがセレン化されてＣＩＧＳ（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ2）系膜からなるｐ型半導体層２３が形成される。
【０１０２】
また、Ｈ2Ｓｅ雰囲気中で熱処理を施すことにより、下部電極膜２１ｂ（Ｍｏ）のうち平面視で開口部８ａと重なる領域の表層部がセレン化されて、モリブデンのセレン化物であるセレン化モリブデン（ＭｏＳｅ2）膜が形成される。このセレン化膜が中間層２２となる。そして、下部電極膜２１ｂのうち、セレン化されなかった部分（平面視で開口部８ａと重なる領域における中間層２２の下方側、および平面視で開口部８ａと重ならない部分）のＭｏ膜が下部電極２１となる。この結果、下部電極２１とｐ型半導体層２３との間に中間層２２が配置される。
【０１０３】
このように、熱処理により、カルコパイライト構造のｐ型半導体層２３が形成されるとともに、開口部８ａ内における下部電極２１とｐ型半導体層２３との間に、モリブデンがセレン化されたセレン化膜が中間層２２として形成される。そのため、下部電極２１と中間層２２との境界、および中間層２２とｐ型半導体層２３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２３との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、これらの各層の界面での密着性を向上させることができる。
【０１０４】
中間層２２（ＭｏＳｅ2膜）の膜厚は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。中間層２２の膜厚が厚くなるほど、下部電極２１として残されるＭｏ膜の膜厚が薄くなって配線抵抗が高くなる。さらに、下部電極膜２１ｂの膜厚すべてがセレン化されてしまうと、下部電極２１（Ｍｏ膜）が残らなくなり、ｐ型半導体層２３が基板１０から剥離することとなる。
【０１０５】
なお、Ｍｏ膜がセレン化されてＭｏＳｅ2膜になると、ＭｏＳｅ2膜の膜厚は元のＭｏ膜の膜厚の複数倍となる。本実施形態では、下部電極膜２１ｂの元の膜厚２５０ｎｍに対して、中間層２２（ＭｏＳｅ2膜）の膜厚が１００ｎｍ程度となり、残された下部電極２１（Ｍｏ膜）の膜厚が２００ｎｍ程度となった。
【０１０６】
上記の熱処理において、仮に絶縁層８が形成されていない場合、下部電極膜２１ｂおよび中継電極２６の平面的な領域全体においてその表層部がセレン化される。そうすると、コンタクトホールＣＮＴ１を含む下部電極２１、およびコンタクトホールＣＮＴ２を含む中継電極２６の領域全体において、配線抵抗が高くなってしまう。また、中継電極２６の表層部がセレン化されると、後の工程で中継電極２６に接して形成される上部電極２５と中継電極２６との間にセレン化膜が介在することとなり、上部電極２５と中継電極２６との間の接触抵抗が高くなってしまう。
【０１０７】
これに対して、本実施形態では、下部電極膜２１ｂのうちの中間層２２を形成する領域以外の領域と、中継電極２６の領域全体とを絶縁層８で覆っているので、熱処理において、これらの領域のセレン化を抑止できる。これにより、コンタクトホールＣＮＴ１を含む下部電極２１、およびコンタクトホールＣＮＴ２を含む中継電極２６の配線抵抗を低く抑えるとともに、上部電極２５と中継電極２６との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【０１０８】
次に、図８（ｂ）に示すように、ｐ型半導体層２３をパターニングして、ｐ型半導体層２３のうち絶縁層８上にある部分を除去する。これにより、絶縁層８の開口部８ａ内において、中間層２２上にｐ型半導体層２３が配置される。なお、ｐ型半導体層２３を開口部８ａよりも広く、ｐ型半導体層２３の周縁部が絶縁層８に乗り上げるようにパターニングしてもよい。
【０１０９】
続いて、絶縁層８における平面視で中継電極２６と重なる領域であって、平面視でコンタクトホールＣＮＴ２と重ならない領域に、開口部８ｂを形成する。これにより、開口部８ｂ内に中継電極２６が露出する。
【０１１０】
次に、図８（ｃ）に示すように、中継電極２６とｐ型半導体層２３と絶縁層８とを覆うようにＳｉＯxやＳｉＮxからなる保護層９を形成する。本実施形態では、化学気相成長法を用いて、ＳｉＮからなる保護層９を５００ｎｍの膜厚で形成した。そして、保護層９における平面視でｐ型半導体層２３と重なる領域に開口部９ａを形成する。これにより、開口部９ａ内にｐ型半導体層２３が露出する。
【０１１１】
次に、図９（ａ）に示すように、ｐ型半導体層２３上に、真性半導体膜とｎ型不純物がドープされた半導体膜とを積層してｎ型半導体層２４を形成する。本実施形態では、スパッタリング法によりノンドープのｉ−ＺｎＯ膜とｎ型不純物がドープされたＺｎＯ（ｎ+）膜とを積層して成膜し、パターニングしてｎ型半導体層２４を形成した。
【０１１２】
次に、図９（ｂ）に示すように、保護層９における平面視で開口部８ｂと重なる領域に、コンタクトホールＣＮＴ３を形成するため、中継電極２６に到達する貫通孔９ｂを形成する。これにより、貫通孔９ｂ内に中継電極２６が露出する。なお、図８（ｂ）に示す工程で絶縁層８に開口部８ｂを形成せず、図９（ｂ）に示す工程で保護層９と絶縁層８とを貫通するように貫通孔９ｂを形成してもよい。
【０１１３】
次に、図９（ｃ）に示すように、ｎ型半導体層２４を覆うとともに貫通孔９ｂを埋めるように、透光性を有する導電膜で上部電極２５を形成する。本実施形態では、ｎ型半導体層２４と保護層９との上に、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を成膜し、パターニングして上部電極２５を形成した。これにより、下部電極２１と上部電極２５との間に積層配置されたｐ型半導体層２３とｎ型半導体層２４と、下部電極２１とｐ型半導体層２３との間に配置された中間層２２とを有するフォトダイオード２０が構成される。
【０１１４】
また、上部電極２５を構成する導電膜で貫通孔９ｂを埋めることにより、コンタクトホールＣＮＴ３が形成される。これにより、上部電極２５は、コンタクトホールＣＮＴ３を介して中継電極２６に電気的に接続され、コンタクトホールＣＮＴ２を介して中継配線５に電気的に接続され、さらに中継配線５を介してゲート電極３ｇに電気的に接続される。この結果、フォトダイオード２０を有するフォトセンサー５０が構成される。
【０１１５】
以上により、第１の実施形態に係るフォトセンサー５０を備えたイメージセンサー１００が完成する。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、下部電極２１のうち中間層２２を形成する領域を選択的にセレン化し、それ以外の下部電極２１の領域と中継電極２６とを絶縁層８で覆ってセレン化を抑止できる。この結果、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し、信頼性の高いイメージセンサー１００を安定的に製造することができる。
【０１１６】
（第２の実施形態）
＜光電変換装置＞
第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、光電変換装置としてのイメージセンサー１００におけるフォトセンサーの構成が異なっている。第２の実施形態に係るフォトセンサー６０について、図１０を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態に係るフォトセンサーの構成を示す概略断面図である。
【０１１７】
図１０に示すように、第２の実施形態に係るフォトセンサー６０は、基板１０と基板１０上に設けられたフォトダイオード３０とを備えている。基板１０は、第１の実施形態と同様の構成を有する。第２の実施形態に係るフォトダイオード３０は、基板１０側から順に積層された、第１電極としての下部電極３１と、セレン化膜としての中間層２２と、ｐ型半導体層２３と、ｎ型半導体層２４と、第２電極としての上部電極２５とで構成されている。また、フォトセンサー６０は、基板１０上（平坦化層７上）に、第３電極としての中継電極３４を有している。
【０１１８】
第２の実施形態に係るフォトセンサー６０は、第１の実施形態に係るフォトセンサー５０に対して、基板１０（平坦化層７）上に絶縁層８が設けられていない点と、下部電極３１上に金属酸化層３２が設けられ中継電極３４上に金属酸化層３５が設けられている点とが異なる。ここでは、第２の実施形態に係るフォトセンサー６０について、主として第１の実施形態に係るフォトセンサー５０との相違点を説明する。
【０１１９】
下部電極３１と中継電極３４とは、基板１０上（平坦化層７上）の同一層に形成されている。下部電極３１と中継電極３４とは、第１の実施形態と同様に、第１金属としての高融点金属を含む導電膜で構成されている。下部電極３１および中継電極３４の平面的な形状および配置は、第１の実施形態における下部電極２１および中継電極２６の平面的な形状および配置と同様である。
【０１２０】
下部電極３１を構成する導電膜で平坦化層７に設けられた貫通孔７ａを埋めることにより、負電源線１７に電気的に接続するためのコンタクトホールＣＮＴ１が形成されている。また、中継電極３４を構成する導電膜で平坦化層７に設けられた貫通孔７ｂを埋めることにより、中継配線５に電気的に接続するためのコンタクトホールＣＮＴ２が形成されている。
【０１２１】
下部電極３１上には金属酸化層３２が形成され、中継電極３４上には金属酸化層３５が形成されている。金属酸化層３２および金属酸化層３５は、下部電極３１および中継電極３４を構成する高融点金属の酸化物からなる。すなわち、金属酸化層３２および金属酸化層３５は、下部電極３１および中継電極３４として成膜された導電膜（図１１（ａ）に示す導電膜２１ａ）の表層部が酸化されたものである。下部電極３１および中継電極３４を構成する高融点金属としてＭｏを用いる場合、金属酸化層３２および金属酸化層３５は、酸化モリブデン（ＭｏＯ2、ＭｏＯ3等）で構成される。
【０１２２】
金属酸化層３２および金属酸化層３５は、第１の実施形態における絶縁層８と同様に、カルコパイライト構造のｐ型半導体層２３を形成するための熱処理を施す工程（図１１（ｄ）参照）において、下部電極３１および中継電極３４となる導電膜３１ａのうち中間層２２を形成する領域以外の部分のセレン化を抑止する役割を果たす。
【０１２３】
下部電極３１上に形成された金属酸化層３２は、開口部３３を有している。下部電極３１上の開口部３３と平面視で重なる領域に、下部電極３１として成膜された導電膜の表層部がセレン化されたセレン化膜（ＭｏＳｅ2等）からなる中間層２２が配置されている。下部電極３１のうち平面視で中間層２２と重なる部分の層厚は、周縁部の層厚よりも薄くなっている。中間層２２の層厚は、第１の実施形態と同程度である。また、下部電極３１のうち平面視で中間層２２と重なる部分の層厚は、中継電極３４の層厚よりも薄い。
【０１２４】
第２の実施形態に係るフォトセンサー６０においても、フォトダイオード３０の下部電極３１とｐ型半導体層２３との間にセレン化膜からなる中間層２２が配置されている。したがって、下部電極３１と中間層２２とｐ型半導体層２３とのそれぞれの境界においてオーミック接触が得られるので、下部電極３１とｐ型半導体層２３との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、これらの各層の界面での密着性を向上させることができる。下部電極３１のｐ型半導体層２３と接触する部分以外の領域にはセレン化膜が形成されていないので、下部電極３１の配線抵抗を低く抑えることができる。
【０１２５】
中継電極３４上に形成された金属酸化層３５は、開口部３６を有している。中継電極３４は、開口部３６と平面視で重なる領域に形成されたコンタクトホールＣＮＴ３を介して、上層に設けられた上部電極２５と電気的に接続されている。中継電極３４の上部電極２５と接触する部分には、金属酸化層３５やセレン化膜が形成されていないので、中継電極３４と上部電極２５との接触抵抗を低く抑えることができる。また、中継電極３４上には、上部電極２５と接触する部分だけでなく全領域にセレン化膜が形成されていないので、中継電極３４の配線抵抗を低く抑えることができる。
【０１２６】
金属酸化層３２および金属酸化層３５の層厚は、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが好ましい。例えば、下部電極３１および中継電極３４として成膜された導電膜の膜厚を２５０ｎｍとしその表層側の層厚５０ｎｍの部分を酸化させると、導電膜の表層側が酸化されることにより厚くなって、層厚１００ｎｍ程度の金属酸化層３２および金属酸化層３５が形成される。この場合、層厚２００ｎｍ程度の導電膜が下部電極３１および中継電極３４として残されることとなる。
【０１２７】
以上、説明したように、第２の実施形態に係るフォトダイオード３０も、第１の実施形態に係るフォトダイオード２０と同様に、カルコパイライト構造のｐ型半導体層２３を備えているので、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。そして、下部電極３１と中間層２２とｐ型半導体層２３とのそれぞれの境界においてオーミック接触が得られるので、下部電極３１とｐ型半導体層２３との間の接触抵抗を低く抑えることができる。また、下部電極３１のコンタクトホールＣＮＴ１部分と、コンタクトホールＣＮＴ２部分を含む中継電極３４とはセレン化されていないので、配線抵抗を低く抑えることができる。これらにより、第１の実施形態と同様に、可視光から近赤外光まで広い波長域に亘って高感度で安定して動作するイメージセンサー１００を提供することができる。
【０１２８】
＜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の製造方法について、図１１、図１２、および図１３を参照して説明する。ここでは、フォトセンサー６０の製造方法について、主として第１の実施形態との相違点を説明する。図１１、図１２、および図１３は、第２の実施形態に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図である。なお図１１、図１２、および図１３の各図は、図１０の部分拡大図に相当する。
【０１２９】
まず、図１１（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様に基板１０（平坦化層７）を覆うとともに平坦化層７の貫通孔７ａおよび貫通孔７ｂを埋めるように、Ｍｏ（モリブデン）などの高融点金属を含む導電膜２１ａを形成する。第２の実施形態においても、高融点金属としてＭｏ（モリブデン）を用いて、スパッタリングにより２５０ｎｍの膜厚で導電膜２１ａを成膜した。
【０１３０】
次に、図１１（ｂ）に示すように、導電膜２１ａの表層側を酸化させることにより、金属酸化膜３２ａを形成する。金属酸化膜３２ａを形成する方法としては、例えば、酸素雰囲気中でのスパッタリングや酸素雰囲気中（２５０℃以上の高温下）での熱処理などを用いることができる。導電膜２１ａ（図１１（ａ）参照）のうち、表層側が酸化されて金属酸化膜３２ａとなり、酸化されなかった部分が導電膜３１ａとして残される。この結果、基板１０上に、導電膜３１ａと、導電膜３１ａを覆う金属酸化膜３２ａとが形成される。
【０１３１】
金属酸化膜３２ａの膜厚は、上述したように、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが好ましい。金属酸化膜３２ａの膜厚が１０ｎｍであると、後述する熱処理において導電膜３１ａのうち中間層２２を形成する領域以外の部分のセレン化を良好に抑止できる。また、金属酸化膜３２ａの膜厚が１００ｎｍ以下であると、次の工程で金属酸化膜３２ａに開口部３３を形成する際に、この部分の金属酸化膜３２ａを除去する加工を容易に行うことができる。本実施形態では、導電膜２１ａの元の膜厚２５０ｎｍに対して金属酸化膜３２ａ（ＭｏＯx）の膜厚が１００ｎｍ程度となり、残された導電膜３１ａ（Ｍｏ）の膜厚が２００ｎｍ程度となった。
【０１３２】
次に、図１１（ｃ）に示すように、金属酸化膜３２ａのうち中間層２２を形成する領域と平面視で重なる部分をエッチング処理などにより除去して、開口部３３を形成する。エッチング処理では、開口部３３内の金属酸化膜３２ａを確実に除去しつつ、導電膜３１ａの膜厚が薄くなり過ぎないように、エッチング量を適宜調整する。これにより、金属酸化膜３２ａの開口部３３内に導電膜３１ａが露出する。
【０１３３】
次に、図１１（ｄ）に示すように、開口部３３内に露出する導電膜３１ａと金属酸化膜３２ａとを覆うように、第１１族元素と第１３族元素とを含む金属膜として、銅（Ｃｕ）からなる金属膜２３ａとインジウム（Ｉｎ）からなる金属膜２３ｂとを、スパッタリング法などを用いて積層して成膜する。
【０１３４】
続いて、図１１（ｄ）に示すように、金属膜２３ａおよび金属膜２３ｂに対して、第１６族元素を含む気体の雰囲気中で熱処理を施す。第２の実施形態においても、第１６族元素を含む気体としてセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）を用い、Ｈ2Ｓｅ雰囲気中で４５０℃の温度で熱処理を施すこととする。
【０１３５】
Ｈ2Ｓｅ雰囲気中で熱処理を施すことにより、図１２（ａ）に示すように、カルコパイライト構造の半導体膜からなるｐ型半導体層２３が形成される。本実施形態では、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）系膜からなるｐ型半導体層２３が形成される。また、導電膜３１ａ（Ｍｏ）のうち平面視で開口部３３と重なる領域の表層部がセレン化されて、セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ2）膜からなる中間層２２が形成される。この結果、下部電極３１となる導電膜３１ａとｐ型半導体層２３との間に中間層２２が配置される。
【０１３６】
本実施形態では、導電膜３１ａの元の膜厚２００ｎｍに対して、中間層２２（ＭｏＳｅ2）の膜厚が１００ｎｍ程度となり、残された導電膜３１ａ（Ｍｏ）の膜厚が１５０ｎｍ程度となった。この結果、導電膜３１ａのうち平面視で中間層２２と重なる部分の層厚は、導電膜３１ａのうち後の工程で中継電極３４となる部分を含む他の領域の層厚よりも薄くなる。
【０１３７】
この熱処理において、導電膜３１ａのうちの中間層２２を形成する開口部３３内以外の領域は金属酸化膜３２ａで覆われているので、これらの領域のセレン化を抑止できる。これにより、後の工程で形成されるコンタクトホールＣＮＴ１を含む下部電極３１、およびコンタクトホールＣＮＴ２を含む中継電極３４の配線抵抗を低く抑えるとともに、上部電極２５と中継電極３４との間の接触抵抗を低く抑えることができる。
【０１３８】
ここで、図１１（ｄ）に示す工程において成膜された金属膜２３ａ（および金属膜２３ｂ）は、金属酸化膜３２ａの開口部３３内で導電膜３１ａと接し、開口部３３内を除く領域では金属酸化膜３２ａと接している。そして、熱処理を経て形成された図１２（ａ）に示すｐ型半導体層２３は、金属酸化膜３２ａの開口部３３内で中間層２２と接し、開口部３３内を除く領域では金属酸化膜３２ａと接している。ｐ型半導体層２３（または熱処理前の金属膜２３ａ）と金属酸化膜３２ａとの密着性は、第１の実施形態におけるｐ型半導体層２３（または熱処理前の金属膜２３ａ）と絶縁層８との密着性よりも良好である。
【０１３９】
したがって、第１の実施形態においてｐ型半導体層２３（または熱処理前の金属膜２３ａ）が絶縁層８の開口部８ａ内を除く領域で絶縁層８と接する場合（図８（ａ）参照）と比べて、第２の実施形態では、基板１０側へのｐ型半導体層２３（または熱処理前の金属膜２３ａ）の密着性が向上する。そのため、図１１（ｄ）に示す工程から図１２（ｂ）に示す工程までの間におけるｐ型半導体層２３（または積層された金属膜２３ａおよび金属膜２３ｂ）の浮きや膜剥がれが、第１の実施形態よりも生じにくくなる。これにより、第２の実施形態では、第１の実施形態と比べて生産の安定化と製造歩留まりの向上とを図ることができる。
【０１４０】
次に、図１２（ｂ）に示すように、ｐ型半導体層２３をパターニングして、ｐ型半導体層２３のうち金属酸化膜３２ａ上にある部分を除去する。これにより、金属酸化膜３２ａの開口部３３内において、中間層２２上にｐ型半導体層２３が配置される。
【０１４１】
次に、図１２（ｃ）に示すように、導電膜３１ａをパターニングして、下部電極３１と中継電極３４とを形成する。下部電極３１のうち平坦化層７の貫通孔７ａを埋める導電膜によりコンタクトホールＣＮＴ１が形成され、コンタクトホールＣＮＴ１を介して下部電極３１が負電源線１７に電気的に接続される。中継電極３４のうち平坦化層７の貫通孔７ｂを埋める導電膜によりコンタクトホールＣＮＴ２が形成され、コンタクトホールＣＮＴ２を介して中継電極３４が中継配線５に電気的に接続される。また、導電膜３１ａをパターニングすることにより、金属酸化膜３２ａもパターニングされて、下部電極３１上に金属酸化層３２が配置され、中継電極３４上に金属酸化層３５が配置される。
【０１４２】
次に、図１２（ｄ）に示すように、中継電極３４上の金属酸化層３５のうち、平面視でコンタクトホールＣＮＴ２（平坦化層７の貫通孔７ｂ）と重ならない領域の一部をエッチング処理などにより除去して、開口部３６を形成する。これにより、金属酸化層３５の開口部３６内に中継電極３４が露出する。この開口部３６内において、後の工程で上層に形成される上部電極２５と中継電極３４とが電気的に接続される。
【０１４３】
次に、図１３（ａ）に示すように、下部電極３１および金属酸化層３２と、ｐ型半導体層２３と、中継電極３４および金属酸化層３５とを覆うようにＳｉＯxやＳｉＮxからなる保護層９を形成する。そして、保護層９における平面視でｐ型半導体層２３と重なる領域に開口部９ａを形成する。これにより、開口部９ａ内にｐ型半導体層２３が露出する。
【０１４４】
次に、図１３（ｂ）に示すように、ｐ型半導体層２３上にスパッタリング法などにより、ノンドープのｉ−ＺｎＯ膜などの真性半導体膜と、ｎ型不純物がドープされたＺｎＯ（ｎ+）膜などの半導体膜とを積層してｎ型半導体層２４を形成する。
【０１４５】
次に、図１３（ｃ）に示すように、保護層９における平面視で金属酸化層３５の開口部３６と重なる領域に、コンタクトホールＣＮＴ３を形成するため、中継電極３４に到達する貫通孔９ｂを形成する。これにより、貫通孔９ｂ内に中継電極３４が露出する。
【０１４６】
次に、ｎ型半導体層２４を覆うとともに貫通孔９ｂを埋めるように、スパッタリング法などによりＩＴＯ膜などの透光性を有する導電膜で上部電極２５を形成する。これにより、図１０に示すように、下部電極３１と上部電極２５との間に積層配置されたｐ型半導体層２３とｎ型半導体層２４と、下部電極３１とｐ型半導体層２３との間に配置された中間層２２とを有するフォトダイオード３０が構成される。
【０１４７】
また、上部電極２５を構成する導電膜で貫通孔９ｂを埋めることにより、コンタクトホールＣＮＴ３が形成される。これにより、上部電極２５は、コンタクトホールＣＮＴ３を介して中継電極３４に電気的に接続され、コンタクトホールＣＮＴ２を介して中継配線５に電気的に接続され、さらに中継配線５を介してゲート電極３ｇに電気的に接続される。この結果、フォトダイオード３０を有するフォトセンサー６０が構成される。
【０１４８】
以上により、第２の実施形態に係るフォトセンサー６０を備えたイメージセンサー１００が完成する。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の実施形態と同様に、下部電極３１のうち中間層２２を形成する領域を選択的にセレン化し、それ以外の下部電極３１の領域と中継電極３４とを金属酸化層３２と金属酸化層３５とで覆ってセレン化を抑止できる。
【０１４９】
そして、第１の実施形態と比べて、ｐ型半導体層２３の浮きや膜剥がれの発生を抑えて、生産の安定化と製造歩留まりの向上とを図ることができる。この結果、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し、信頼性の高いイメージセンサー１００を、より安定的に製造することができる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
（変形例１）
第２の実施形態では、図１１（ｂ）に示す工程で導電膜３１ａ上に形成された金属酸化膜３２ａが、図１０に示すフォトセンサー６０が完成した状態においても、下部電極３１上の金属酸化層３２および中継電極３４上の金属酸化層３５として残された構成であったが、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、金属酸化膜３２ａ（金属酸化層３２および金属酸化層３５）が残されていない構成であってもよい。図１４は、変形例１に係るフォトセンサーの製造方法を説明する図である。
【０１５２】
図１４（ａ）は、第２の実施形態の図１２（ｂ）に示すｐ型半導体層２３をパターニングして中間層２２上にある部分以外の領域を除去する工程に相当する。図１４（ａ）に示すように、変形例１では、ｐ型半導体層２３をパターニングする際に、オーバーエッチングにより導電膜３１ａ上の全領域において金属酸化膜３２ａを除去する。これにより、中継電極３４となる部分を含む全領域において導電膜３１ａが露出するので、第２の実施形態の図１２（ｄ）に示す金属酸化層３５に開口部３６を形成して中継電極３４を露出させる工程が不要となる。
【０１５３】
以降は、第２の実施形態と同様に導電膜３１ａをパターニングして下部電極３１と中継電極３４とを形成した後、図１４（ｂ）に示すように、下部電極３１とｐ型半導体層２３と中継電極３４とを覆うように保護層９を形成する。そして、図１４（ｃ）に示すように、保護層９にコンタクトホールＣＮＴ３を形成するための貫通孔９ｂを形成すれば、貫通孔９ｂ内に中継電極３４が露出する。したがって、変形例１に係るフォトセンサーの製造方法によれば、第２の実施形態と比べて、図１２（ｄ）に示す工程が不要となるので、イメージセンサー１００の生産性を向上させることができる。
【０１５４】
（変形例２）
上記実施形態では、ｐ型半導体層２３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２３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７（ｄ）および図１１（ｄ）に示す工程において、下部電極膜２１ｂ上に第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）の金属膜を形成し、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２３をＣＺＴＳ系の膜で構成できる。
【０１５５】
（変形例３）
上記実施形態では、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またはフォトダイオード３０を備えたイメージセンサー１００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またはフォトダイオード３０を備えた太陽電池であってもよい。
【０１５６】
（変形例４）
上記実施形態では、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】
【０１５７】
３ｇ…ゲート電極、８…絶縁層、８ａ…開口部、１０…基板、１１…増幅トランジスター、２１，３１…下部電極（第１電極）、２１ａ，３１ａ…導電膜、２２…中間層（セレン化膜）、２３…ｐ型半導体層、２４…ｎ型半導体層、２５…上部電極（第２電極）、２６，３４…中継電極（第３電極）、３２…金属酸化層、３３…開口部、３５…金属酸化層、３６…開口部、１００…光電変換装置としてのイメージセンサー、１３０…発光装置、２００…電子機器としての生体情報取得装置。
【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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