特許 6443061 光電変換装置、光電変換装置の製造方法、及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6443061

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】光電変換装置、光電変換装置の製造方法、及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20181217BHJP

   H01L 31/10 20060101ALI20181217BHJP

   H01L 31/12 20060101ALI20181217BHJP

   H01L 21/8234 20060101ALI20181217BHJP

   H01L 27/06 20060101ALI20181217BHJP

【ＦＩ】

   H01L27/146 C

   H01L31/10 A

   H01L31/12 E

   H01L27/06 102A

【請求項の数】4

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-5660(P2015-5660)

(22)【出願日】2015年1月15日

(65)【公開番号】特開2016-131229(P2016-131229A)

(43)【公開日】2016年7月21日

【審査請求日】2017年12月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116665

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 和昭

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(72)【発明者】

【氏名】服部 恭典

【審査官】 柴山 将隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１５６５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４９５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５１２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５６８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０４８０６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２７／１４６

Ｈ０１Ｌ ２１／８２３４

Ｈ０１Ｌ ２７／０６

Ｈ０１Ｌ ３１／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁膜と、
前記絶縁膜に導電型半導体膜で形成されたパターンと、
前記パターンを覆うゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に形成され、かつ前記パターンが露出している開口と、
前記開口に配置され、かつセレン化された、１１族元素および１３族元素と、
を含むことを特徴とする光電変換装置。

【請求項2】

前記１１族元素は、Ｃｕを含み、
前記１３族元素は、Ｉｎを含む、またはＩｎ及びＧａを含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置

【請求項3】

絶縁膜に導電型半導体膜にてパターンを形成する工程と、
前記パターンを覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜に前記パターンが露出する開口を形成し、１１族元素と１３族元素とを配置する工程と、
前記１１族元素と前記１３族元素とをセレン化する工程と、
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4】

前記１１族元素は、Ｃｕを含み、
前記１３族元素は、Ｉｎを含む、またはＩｎ及びＧａを含むことを特徴とする請求項３に記載の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、当該光電変換装置の製造方法、及び当該光電変換装置を搭載した電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

カルコパイライト構造のＣＩＳ系膜やＣＩＧＳ系膜からなる半導体膜を備えた光電変換装置が知られている（特許文献１）。
図１２は、特許文献１に記載の光電変換装置（イメージセンサー）の概略断面図である。図１２に示すように、当該光電変換装置では、基板３００の上に６層の絶縁膜３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６が積層され、第１層の絶縁膜３０１と第３層の絶縁膜３０３との間に薄膜トランジスター４００が形成され、第５層の絶縁膜３０５の上にフォトダイオード５００が形成されている。つまり、薄膜トランジスター４００を形成した後に、フォトダイオード５００が形成されている。

【0003】

薄膜トランジスター４００は、半導体膜４０１やゲート電極４０２を含む。薄膜トランジスター４００のソース及びドレインは、第３層の絶縁膜３０３の上に形成されたソース電極４０３及びドレイン電極４０４を介して回路部に電気的に接続されている。フォトダイオード５００は、順に積層された第１電極５０１と光電変換部５０２と第２電極５０３とを含む。光電変換部５０２では、カルコパイライト構造のＣＩＳ系膜やＣＩＧＳ系膜からなるｐ型半導体膜（アノード）と、非晶質の半導体膜と、ｎ型半導体膜（カソード）とが順に積層されている。第１電極５０１は、フォトダイオード５００のアノードであるｐ型半導体膜に電気的に接続されたアノード電極である。第２電極５０３は、フォトダイオード５００のカソードであるｎ型半導体膜に電気的に接続されたカソード電極である。
フォトダイオード５００は、光吸収係数が大きいカルコパイライト構造のｐ型半導体膜を備えているので、光電変換効率に優れ、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【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】

【0005】

特許文献１に記載の光電変換装置は、薄膜トランジスター４００を形成した後にフォトダイオード５００を形成するので、構造が複雑になり、製造工程も長く、歩留が低下しやすいという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。

【0007】

［適用例１］本適用例に係る光電変換装置は、第１導電型半導体膜と第２導電型半導体膜とが積層された光電変換素子と、第１導電型半導体膜を含むトランジスター素子と、を備え、前記光電変換素子の前記第１導電型半導体膜と前記トランジスター素子の前記第１導電型半導体膜とは、同一材料で同一層上に形成されており、前記光電変換素子の前記第２導電型半導体膜は、カルコパイライト型半導体膜であることを特徴とする。

【0008】

本適用例では、光電変換素子の第１導電型半導体膜とトランジスター素子の第１導電型半導体膜とが同一材料で同一層上に形成されているので、光電変換素子の第１導電型半導体膜とトランジスター素子の第１導電型半導体膜とが別の材料で別の層の上に形成されている場合と比べて、素子構造を簡略化し、製造工程を短縮化し、歩留を高めることができる。
さらに、光電変換素子の第２導電型半導体膜は、光吸収係数が大きいカルコパイライト型半導体膜であるので、光電変換素子は光電変換効率に優れ、高い光感度を有する。

【0009】

［適用例２］上記適用例に記載の光電変換装置において、前記第１導電型半導体膜は、ｎ型シリコン膜であることが好ましい。

【0010】

トランジスター素子の第１導電型半導体膜はｎ型シリコン膜である。すなわち、トランジスター素子はシリコントランジスターであるので、例えばゲルマニウムトランジスターと比べて、特性の安定性に優れ、安定して製造することができる。

【0011】

［適用例３］本適用例に係る光電変換装置は、カソードとアノードとが積層された光電変換素子と、ソースドレインを有するトランジスター素子と、を備え、前記カソードと前記ソースドレインとは、同一材料で同一層上に形成されており、前記光電変換素子の前記アノードは、カルコパイライト型半導体膜であることを特徴とする。

【0012】

本適用例によれば、光電変換素子のカソードとトランジスター素子のソースドレインとが同一材料で同一層上に形成されているので、光電変換素子のカソードとトランジスター素子のソースドレインとが別の材料で別の層に形成されている場合と比べて、素子構造を簡略化し、製造工程を短縮化し、歩留を高めることができる。
さらに、光電変換素子のアノードは、光吸収係数が大きいカルコパイライト型半導体膜であるので、光電変換素子は光電変換効率に優れ、高い光感度を有する。

【0013】

［適用例４］上記適用例に記載の光電変換装置において、前記ソースドレインは、ｎ型シリコン膜であることが好ましい。

【0014】

トランジスター素子のソースドレインはｎ型シリコン膜である。すなわち、トランジスター素子はシリコントランジスターであるので、例えばゲルマニウムトランジスターと比べて、特性の安定性に優れ、安定して製造することができる。

【0015】

［適用例５］上記適用例に記載の光電変換装置において、前記光電変換素子は、前記アノードに電気的に接続されたアノード電極を有し、前記トランジスター素子は、前記ソースに電気的に接続されたソース電極を有し、前記アノード電極と前記ソース電極とは同一材料で構成されていることが好ましい。

【0016】

光電変換素子のアノード電極とトランジスター素子のソース電極とが同一材料で構成されているので、光電変換素子のアノード電極とトランジスター素子のソース電極とが別の材料で構成されている場合と比べて、光電変換装置を構成する材料の数が少なくなり、光電変換装置を製造する工程を短縮化することができる。

【0017】

［適用例６］上記適用例に記載の光電変換装置において、前記カルコパイライト型半導体膜は、Ｃｕ（Ｉｎｘ，Ｇａ（１−ｘ））Ｓｅ２（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。

【0018】

カルコパイライト型半導体膜は、ＣＩＧＳ系の膜（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ₂）またはＣＩＳ系の膜（ＣｕＩｎＳｅ₂）であるので、光吸収係数が大きく、光電変換装置（光電変換素子）の光感度を高めることができる。

【0019】

［適用例７］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の光電変換装置と、発光装置とを含むことを特徴とする。

【0020】

本適用例によれば、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検出可能な電子機器を提供することができる。

【0021】

［適用例８］本適用例に係る光電変換装置の製造方法は、絶縁膜上に第１導電型半導体膜にて第１パターンと第２パターンとを形成する工程と、前記第１パターン及び前記第２パターンを覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜に前記第１パターンを露出させる開口を形成し、１１族元素と１３族元素とを配置する工程と、前記１１族元素と前記１３族元素とをセレン化する工程と、を含むことを特徴とする。

【0022】

第１導電型半導体膜で形成された第１パターンの上に、１１族元素と１３族元素とがセレン化された化合物を形成することで、光電変換素子が形成される。第１導電型半導体膜で形成された第２パターンをゲート絶縁膜で覆うことで、第２パターンをソースドレインとするトランジスター素子が形成される。

【0023】

つまり、本適用例に係る光電変換装置の製造方法では、光電変換素子の一方の半導体膜（第１パターン）とトランジスター素子のソースドレイン（第２パターン）とを、同一材料で同一層上に形成するので、光電変換素子の一方の半導体膜（第１パターン）とトランジスター素子のソースドレイン（第２パターン）とを、別の材料で別の層の上に形成する場合と比べて、素子構造を簡略化し、製造工程を短縮化し、歩留を高めることができる。

【0024】

［適用例９］上記適用例に記載の光電変換装置の製造方法において、前記１１族元素は、Ｃｕを含み、前記１３族元素は、Ｉｎを含む、またはＩｎ及びＧａを含むことが好ましい。

【0025】

１１族元素と１３族元素とをセレン化することで形成される化合物は、ＣｕとＩｎとセレン（Ｓｅ）とを含むＣＩＳ系の膜（ＣｕＩｎＳｅ₂）、またはＣｕとＩｎとＧａとセレン（Ｓｅ）とを含むＣＩＧＳ系の膜（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ₂）からなるカルコパイラト型半導体膜であり、光吸収係数が大きい。従って、光電変換素子は、光吸収係数が大きいカルコパイラト型半導体膜を備え、高い光感度を有する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態に係る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】（ａ）はイメージセンサーの構成を示す概略配線図、（ｂ）はフォトセンサーの構成を示す等価回路図。

【図6】フォトセンサーの構成を示す概略断面図。

【図7】実施形態に係るイメージセンサーの製造方法を示す工程フロー。

【図8】図７に示す主要な工程を経た後のイメージセンサーの状態を示す概略断面図。

【図9】図７に示す主要な工程を経た後のイメージセンサーの状態を示す概略断面図。

【図10】変形例１に係るイメージセンサーの構成を示す概略断面図。

【図11】ステップＳ６を経た後のイメージセンサーの状態を示す概略断面図。

【図12】公知技術に係る光電変換装置の概略断面図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本願の一態様を示すものであり、本願を限定するものではなく、本願の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、各部位の縮尺を実際とは異ならせしめてある。

【0028】

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。

【0029】

＜電子機器＞
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。
最初に、図１及び図２を参照し、本実施形態に係る生体情報取得装置について説明する。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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、複数のフォトセンサー５０を備え、各フォトセンサー５０は受光素子であるフォトダイオード２０を有している（図４参照）。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。
このように、生体情報取得装置２００は、光電変換装置の一例であるイメージセンサー１００と、発光装置１３０とを含む。

【0038】

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。

【0039】

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た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。

【0040】

＜センサー部＞
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。
次に、図３および図４を参照し、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について説明する。

【0041】

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と、可変分光部１２０と、発光装置１３０と、保護部１４０とが順に積層されている。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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を射出す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。

【0045】

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。

【0046】

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、可変分光部１２０とイメージセンサー１００との間に配置され、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は遮光膜１１３によって遮光されるようなっている。

【0047】

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は、透光性の基板１０やフォトセンサー５０（フォトダイオード２０）などを有している。複数のフォトセンサー５０（フォトダイオード２０）は、基板１０の遮光部１１０側の面１０ｂに対して反対側の面１０ａに設けられている。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、透光性の基板１０を通過しフォトダイオード２０に入射する。
なお、イメージセンサー１００の詳細は後述する。

【0048】

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。

【0049】

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。
さらに、基板１０の面１０ａに対向する保護基板や保護フィルムを設け、フォトダイオード２０を保護し、傷つきにくくしてもよい。

【0050】

＜イメージセンサー＞
図５（ａ）は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配線図であり、同図（ｂ）はフォトセンサーの構成を示す等価回路図である。図６はフォトセンサーの構成を示す概略断面図である。
なお、図６はフォトセンサー５０のＸ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Ｙ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。
以下に、図５及び図６を参照し、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の詳細を説明する。

【0051】

図５（ａ）に示すように、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１３及び複数のデータ線１５と、複数の走査線１３が電気的に接続された走査線駆動回路１０２と、複数のデータ線１５が電気的に接続されたデータ線駆動回路１０１とを有している。さらに、イメージセンサー１００は、走査線１３とデータ線１５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。

【0052】

図５（ｂ）に示すように、フォトセンサー５０は、薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと称す）１１と、フォトダイオード２０と、保持容量３０とを含んで構成されている。ＴＦＴ１１のゲート電極は走査線１３に接続され、ＴＦＴ１１のソース電極はデータ線１５に接続されている。フォトダイオード２０のアノードはＴＦＴ１１のドレイン電極に接続され、フォトダイオード２０のカソードはデータ線１５と並行して設けられた定電位線１６に接続されている。保持容量３０の一方の電極はＴＦＴ１１のドレイン電極に接続され、他方の電極は走査線１３と並行して設けられた定電位線１４に接続されている。
ＴＦＴ１１は、「トランジスター素子」の一例である。フォトダイオード２０は、「光電変換素子」の一例である。

【0053】

定電位線１４，１６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、フォトダイオード２０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。さらに、複数の走査線１３のそれぞれによって複数のＴＦＴ１１をＯＮ（選択）させることで、データ線１５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。
かかる構成によって、イメージセンサー１００では、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検出することができる。

【0054】

図６に示すように、フォトセンサー５０は、基板１０の面１０ａの側に設けられたフォトダイオード２０やＴＦＴ１１などを備えている。
基板１０には、例えばガラス基板や石英基板などの透明基板が使用されている。基板１０の面１０ａの上には、遮光膜１が形成されている。遮光膜１は、例えばモリブデン（Ｍｏ）で構成される。遮光膜１は、遮光性を有する導電材料で構成されていればよく、Ｍｏの他に、例えばチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）などの高融点金属や、これら高融点金属のシリサイドなどを使用することができる。遮光膜１は、絶縁膜２で覆われている。絶縁膜２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）で構成される。

【0055】

絶縁膜２の上には、遮光膜１と平面的に重なるように半導体膜３が形成されている。遮光膜１は、基板１０の側から光が半導体膜３に入射しないように光を遮る。さらに、絶縁膜２の上には、遮光膜１と平面的に重ならないようにｎ型半導体膜２１が形成されている。つまり、ｎ型半導体膜２１は、基板１０の側から光が入射するように形成されている。

【0056】

半導体膜３は、例えば多結晶シリコンで構成され、ｎ型不純物がドープされたソース領域３ｓと、ｎ型不純物がドープされたドレイン領域３ｄと、ドレイン領域３ｄとソース領域３ｓとで挟まれたチャネル領域３ｃとを有している。半導体膜３のソース領域３ｓはＴＦＴ１１のソースであり、半導体膜３のドレイン領域３ｄはＴＦＴ１１のドレインである。
換言すれば、半導体膜３のソース領域３ｓ及びドレイン領域３ｄ（ＴＦＴ１１のソースドレイン）は、ｎ型不純物がドープされキャリアが電子であるｎ型シリコン膜である。ＴＦＴ１１は、ｎ型不純物がドープされキャリアが電子であるｎ型シリコン膜を備える。
なお、半導体膜３のドレイン領域３ｄ及びソース領域３ｓは、「第１導電型半導体膜」及び「ｎ型シリコン膜」の一例である。

【0057】

ｎ型半導体膜２１は、半導体膜３のドレイン領域３ｄ及びソース領域３ｓと同じ材料（ｎ型不純物がドープされた多結晶シリコン）で構成される。ｎ型半導体膜２１は、フォトダイオード２０のカソードである。
換言すれば、ｎ型半導体膜２１（フォトダイオード２０のカソード）は、ｎ型不純物がドープされキャリアが電子であるｎ型シリコン膜である。フォトダイオード２０は、ｎ型不純物がドープされキャリアが電子であるｎ型シリコン膜を備える。
なお、ｎ型半導体膜２１は、「第１導電型半導体膜」及び「ｎ型シリコン膜」の一例である。

【0058】

半導体膜３のソース領域３ｓと、半導体膜３のドレイン領域３ｄと、ｎ型半導体膜２１とは、同じ材料で構成されたキャリアが電子のｎ型シリコン膜であり、絶縁膜２の上に形成されている。換言すれば、半導体膜３のソース領域３ｓ及びドレイン領域３ｄ（ＴＦＴ１１のソースドレイン）と、ｎ型半導体膜２１（フォトダイオード２０のカソード）とは、同一材料で同一層上に形成されている。

【0059】

半導体膜３及びｎ型半導体膜２１の上には、ゲート絶縁膜４が形成されている。ゲート絶縁膜４は、例えば酸化シリコンで構成される。ゲート絶縁膜４は、ｎ型半導体膜２１を露出させる開口２３を有している。

【0060】

ゲート絶縁膜４の上には、半導体膜３のチャネル領域３ｃに対向配置されたゲート電極４ｇが形成されている。ゲート電極４ｇは、例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成される。ＴＦＴ１１は、半導体膜３とゲート絶縁膜４とゲート電極４ｇとを含んで構成される。

【0061】

ゲート絶縁膜４の開口２３で露出したｎ型半導体膜２１の上には、ｐ型半導体膜２２が積層されている。ｐ型半導体膜２２は、開口２３を覆うように形成されている。ｐ型半導体膜２２は、平面視でｎ型半導体膜２１に重なり、平面視でｎ型半導体膜２１の内側に形成されている。
換言すれば、ｎ型半導体膜２１は、ｐ型半導体膜２２よりも広く、平面視でｐ型半導体膜２２から張り出している。

【0062】

ｐ型半導体膜２２は、フォトダイオード２０のアノードである。ｐ型半導体膜２２は、第１１族元素である銅（Ｃｕ）と第１３族元素であるインジウム（Ｉｎ，Ｇａ）と第１６族元素であるセレン（Ｓｅ）とを含むカルコパイライト構造のＣＩＧＳ系（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ₂）の膜、または第１１族元素である銅（Ｃｕ）と第１３族元素であるインジウム（Ｉｎ）と第１６族元素であるセレン（Ｓｅ）とを含むカルコパイライト構造のＣＩＳ系（ＣｕＩｎＳｅ₂）の膜である。すなわち、ｐ型半導体膜２２は、Ｃｕ（Ｉｎｘ，Ｇａ（１−ｘ））Ｓｅ２（０≦ｘ≦１）で構成されるカルコパイライト型半導体膜である。ｐ型半導体膜２２は、光吸収係数が大きく、可視光から近赤外光までの波長域の光を効率よく吸収することができる。
なお、ｐ型半導体膜２２は、「第２導電型半導体膜」の一例である。

【0063】

フォトダイオード２０は、ｎ型半導体膜２１とｐ型半導体膜２２とで構成される。ｎ型半導体膜２１はフォトダイオード２０のカソードであり、ｐ型半導体膜２２はフォトダイオード２０のアノードである。開口２３の内側の領域（ｎ型半導体膜２１とｐ型半導体膜２２とが接した領域）が、フォトダイオード２０の受光領域となる。

【0064】

フォトダイオード２０は、光吸収係数が大きいｐ型半導体膜２２を備えているので、光電変換効率が高く、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。従って、フォトダイオード２０をイメージセンサー１００に適用することで、上述した生体情報取得装置２００において、近赤外光ＩＬの一部である反射光ＲＬを高感度で検出することができる。

【0065】

ゲート絶縁膜４の上には、層間絶縁膜５が形成されている。層間絶縁膜５は、例えば酸化シリコンで構成され、ｐ型半導体膜２２とｎ型半導体膜２１のｐ型半導体膜２２から張り出した部分とゲート電極４ｇとを覆う。層間絶縁膜５は、ｐ型半導体膜２２を露出させる開口２４を有している。

【0066】

ゲート絶縁膜４及び層間絶縁膜５には、半導体膜３のソース領域３ｓに至るコンタクトホールＣＮＴ１と、半導体膜３のドレイン領域３ｄに至るコンタクトホールＣＮＴ２と、ｐ型半導体膜２２から張り出したｎ型半導体膜２１に至るコンタクトホールＣＮＴ３とが形成されている。

【0067】

層間絶縁膜５の上には、ソース電極６と、アノード電極７と、定電位線１６とが形成されている。ソース電極６とアノード電極７と定電位線１６とは、Ａｌで構成される。つまり、ソース電極６とアノード電極７と定電位線１６とは、同一材料で構成されている。
ソース電極６は、コンタクトホールＣＮＴ１を介して半導体膜３のソース領域３ｓに電気的に接続されている。つまり、ソース電極６は、ＴＦＴ１１のソースに電気的に接続されたソース電極である。

【0068】

アノード電極７は、開口２４で露出されたｐ型半導体膜２２と、コンタクトホールＣＮＴ２を介して半導体膜３のドレイン領域３ｄとに電気的に接続されている。アノード電極７は、フォトダイオード２０のアノード（ｐ型半導体膜２２）に電気的に接続されたアノード電極と、ＴＦＴ１１のドレイン（半導体膜３のドレイン領域３ｄ）に電気的に接続されたドレイン電極とを兼ねる。

【0069】

定電位線１６は、コンタクトホールＣＮＴ３を介してｎ型半導体膜２１に電気的に接続されている。定電位線１６は、フォトダイオード２０のカソード（ｎ型半導体膜２１）に電気的に接続されたカソード電極を兼ねる。

【0070】

このように、ＴＦＴ１１のソース電極６と、フォトダイオード２０のアノード電極７とは、同一材料で構成されている。さらに、層間絶縁膜５の上には、ソース電極６とアノード電極７と定電位線１６とを覆う層間絶縁膜８が形成されている。層間絶縁膜８は、例えば酸化シリコンで構成される。

【0071】

＜イメージセンサーの製造方法＞
図７は、本実施形態に係るイメージセンサーの製造方法を示す工程フローである。図８及び図９は、図６に対応する図であり、図７に示す主要な工程を経た後のイメージセンサーの状態を示す概略断面図である。
以下、図７乃至図９を参照し、本実施形態に係るイメージセンサー１００の製造方法を説明する。

【0072】

図７に示すように、本実施形態に係るイメージセンサー１００の製造方法は、前駆体膜３Ａを形成する工程（ステップＳ１）と、半導体膜３を形成する工程（ステップＳ２）と、ゲート絶縁膜４を形成する工程(ステップＳ３)と、第１１族元素を含む金属膜２２ａと第１３族元素を含む金属膜２２ｂとを形成する工程(ステップＳ４)と、第１１族元素を含む金属膜２２ａと第１３族元素を含む金属膜２２ｂとをセレン化する工程（ステップＳ５）と、ゲート電極４ｇを形成する工程（ステップＳ６）と、層間絶縁膜５を形成する工程（ステップＳ７）と、ソース電極６及びアノード電極７を形成する工程(ステップＳ８)と、層間絶縁膜８を形成する工程（ステップＳ９）と、を含む。

【0073】

なお、ステップＳ２は、「第１パターンと第２パターンとを形成する工程」の一例である。ステップＳ３は、「ゲート絶縁膜を形成する工程」の一例である。ステップＳ３及びステップＳ４は、「第１パターンを露出させる開口を形成し、１１族元素と１３族元素とを配置する工程」の一例である。ステップＳ５は、「セレン化する工程」の一例である。

【0074】

図８（ａ）に示すように、ステップＳ１では、遮光膜１と絶縁膜２とが積層された基板１０の上に、アモルファスシリコン膜で構成される前駆体膜３Ａを形成する。詳しくは、例えばモノシラン（ＳｉＨ₄）を反応ガスとしたプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、アモルファスシリコン膜を絶縁膜２の上に堆積し、前駆体膜３Ａを形成する。

【0075】

図８（ｂ）に示すように、ステップＳ２では、前駆体膜３Ａを結晶化し多結晶シリコン膜を形成した後、ｎ型不純物をドーピングし、半導体膜３及びｎ型半導体膜２１を形成する。

【0076】

詳しくは、例えば波長３０８ｎｍのエキシマレーザーを前駆体膜３Ａに照射し、前駆体膜３Ａを結晶化し、多結晶シリコン膜を形成する。続いて、フォトリソプロセスを用いて多結晶シリコン膜の上にレジストを形成し、半導体膜３のチャネル領域３ｃとなる部分をレジストで覆う。続いて、イオンドーピング法を用いて、ｎ型不純物（例えば、リン（Ｐ））をレジストで覆われていない部分の多結晶シリコン膜に注入する。レジストを除去した後、概略４５０〜５００℃の熱処理を施し、ｎ型不純物を活性化する。続いて、ドライエッチング法を用いて多結晶シリコン膜をパターニングし、半導体膜３とｎ型半導体膜２１とを形成する。

【0077】

レジストで覆われていない部分の多結晶シリコンは、ｎ型不純物がドープされ、キャリアが電子であるｎ型シリコン膜となる。キャリアが電子であるｎ型シリコン膜によって、半導体膜３のソース領域３ｓと、半導体膜３のドレイン領域３ｄと、ｎ型半導体膜２１とを形成する。

【0078】

レジストで覆われた部分の多結晶シリコン膜は、ｎ型不純物がドーピングされていないシリコン膜（真性半導体膜）となる。ｎ型不純物がドーピングされていないシリコン膜によって、半導体膜３のチャネル領域３ｃを形成する。
なお、ｎ型半導体膜２１は、「第１パターン」の一例である。半導体膜３のソース領域３ｓ及び半導体膜３のドレイン領域３ｄは、「第２パターン」の一例である。換言すれば、ステップＳ２は、キャリアが電子のｎ型シリコン膜によって、第１パターン（ｎ型半導体膜２１）と第２パターン（半導体膜３のソース領域３ｓ及びドレイン領域３ｄ）とを、絶縁膜２の上に形成する工程である。

【0079】

図８（ｃ）に示すように、ステップＳ３では、開口２３を有するゲート絶縁膜４を形成する。詳しくは、例えばモノシラン及び亜酸化窒素（Ｎ₂Ｏ）などを反応ガスとしたプラズマＣＶＤ法を用いて、酸化シリコンを半導体膜３及びｎ型半導体膜２１の上に堆積し、ゲート絶縁膜４を形成する。続いて、ドライエッチング法を用いて、ゲート絶縁膜４にｎ型半導体膜２１を露出させる開口２３を形成する。

【0080】

換言すれば、ステップＳ３は、第１パターン（ｎ型半導体膜２１）と第２パターン（半導体膜３のソース領域３ｓ及びドレイン領域３ｄ）とを覆うゲート絶縁膜４を形成する工程であり、第１パターン（ｎ型半導体膜２１）を露出させる開口２３を形成する工程である。

【0081】

図８（ｄ）に示すように、ステップＳ４では、ゲート絶縁膜４と開口２３で露出されたｎ型半導体膜２１との上に、１１族元素及び１３族元素を含む金属膜を形成（配置）する。
ステップＳ４では、スパッタ法を用いて、ゲート絶縁膜４と開口２３で露出されたｎ型半導体膜２１との上に、Ｃｕ（１１族元素）とＧａ（１３族元素）との合金からなる金属膜２２ａと、Ｉｎからなる金属膜２２ｂ（１３族元素）とを順に堆積する。換言すれば、ステップＳ４では、ゲート絶縁膜４と開口２３で露出されたｎ型半導体膜２１との上に、１種類の１１族元素（Ｃｕ）と２種類の１３族元素（Ｉｎ、Ｇａ）とを含む金属膜を配置する。

【0082】

または、ステップＳ４では、ゲート絶縁膜４と開口２３で露出されたｎ型半導体膜２１との上に、Ｃｕ（１１族元素）からなる金属膜２２ａと、Ｉｎからなる金属膜２２ｂ（１３族元素）とを順に成膜する。換言すれば、ステップＳ４では、ゲート絶縁膜４と開口２３で露出されたｎ型半導体膜２１との上に、１種類の１１族元素（Ｃｕ）と１種類の１３族元素（Ｉｎ）とを含む金属膜を配置する。

【0083】

このように、ステップＳ３及びステップＳ４は、ゲート絶縁膜４に第１パターン（ｎ型半導体膜２１）を露出させる開口２３を形成し、１１族元素と１３族元素とを配置する工程である。

【0084】

図８（ｅ）に示すように、ステップＳ５では、金属膜２２ａ及び金属膜２２ｂを第１６族元素と反応させて、カルコパイライト型半導体膜（ｐ型半導体膜２２）を形成する。詳しくは、金属膜２２ａおよび金属膜２２ｂ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℃〜５５０℃である。

【0085】

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、セレン化水素雰囲気中で概略４５０℃の温度で熱処理を施す。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、セレン化水素雰囲気中で熱処理を施した後に硫化水素雰囲気中でさらに熱処理を施すこととしてもよい。

【0086】

この熱処理は、金属膜２２ａおよび金属膜２２ｂを第１６族元素と反応させてカルコパイライト型半導体膜（ｐ型半導体膜２２）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２２ａおよび金属膜２２ｂ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の変形や金属の析出などの弊害が生じにくくなる。
換言すれば、ステップＳ５は、１１族元素と１３族元素とをセレン化する工程である。

【0087】

ステップＳ４において、Ｃｕ（１１族元素）とＧａ（１３族元素）との合金からなる金属膜２２ａと、Ｉｎからなる金属膜２２ｂ（１３族元素）とが積層されている場合、ステップＳ５のセレン化水素雰囲気中の熱処理によって、カルコパイライト構造のＣＩＧＳ系の膜（Ｃｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ₂）を形成することができる。

【0088】

ステップＳ４において、Ｃｕ（１１族元素）からなる金属膜２２ａと、Ｉｎからなる金属膜２２ｂ（１３族元素）とが積層されている場合、ステップＳ５のセレン化水素雰囲気中の熱処理によって、カルコパイライト構造のＣＩＳ系の膜（ＣｕＩｎＳｅ₂）を形成することができる。
さらに、カルコパイライト構造のＣＩＧＳ系の膜またはカルコパイライト構造のＣＩＳ系の膜を、平面視でｎ型半導体膜２１に重なり平面視でｎ型半導体膜２１よりも狭くなるようにパターニングし、ｐ型半導体膜２２を形成する。

【0089】

ｐ型半導体膜２２の組成をＣｕ（Ｉｎｘ，Ｇａ（１−ｘ））Ｓｅ２（０≦ｘ≦１）とし、ｐ型半導体膜２２の組成をＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ₂からＣｕＩｎＳｅ₂まで変化させることにより、高感度で受光可能な光の波長域を近赤外光の波長域（概略１３００ｎｍ）まで拡張することができる。従って、ｐ型半導体膜２２は、Ｃｕ（Ｉｎｘ，Ｇａ（１−ｘ））Ｓｅ２（０≦ｘ≦１）であることが好ましい。

【0090】

ステップＳ５では、ｎ型半導体膜２１とｐ型半導体膜２２とを積層してフォトダイオード２０を形成する。フォトダイオード２０では、ｎ型半導体膜２１がカソードとなり、ｐ型半導体膜２２がアノードとなる。

【0091】

図９（ａ）に示すように、ステップＳ６では、スパッタ法を用いて、ゲート絶縁膜４及びｐ型半導体膜２２の上にＡｌを堆積し、Ａｌが半導体膜３のチャネル領域３ｃに対向配置されるようにパターニング（エッチング）し、ゲート電極４ｇを形成する。

【0092】

図９（ｂ）に示すように、ステップＳ７では、コンタクトホールＣＮＴ１，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３及び開口２４を有する層間絶縁膜５を形成する。
詳しくは、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤ法によって、酸化シリコン膜をゲート電極４ｇとゲート絶縁膜４とｐ型半導体膜２２との上に堆積し、層間絶縁膜５を形成する。さらに、ドライエッチング法によって、層間絶縁膜５及びゲート絶縁膜４をエッチングし、半導体膜３のソース領域３ｓに至るコンタクトホールＣＮＴ１と、半導体膜３のドレイン領域３ｄに至るコンタクトホールＣＮＴ２と、ｎ型半導体膜２１に至るコンタクトホールＣＮＴ３とを形成する。同時に、層間絶縁膜５をエッチングし、ｐ型半導体膜２２を露出させる開口２４を形成する。

【0093】

図９（ｃ）に示すように、ステップＳ８では、スパッタ法を用いてＡｌを堆積し、続いてＡｌをパターニング（エッチング）し、半導体膜３のソース領域３ｓに電気的に接続されたソース電極６と、半導体膜３のドレイン領域３ｄ及びｐ型半導体膜２２に電気的に接続されたアノード電極７と、ｎ型半導体膜２１に電気的に接続された定電位線１６とを形成する。

【0094】

図９（ｄ）に示すように、ステップＳ９では、例えばＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いたプラズマＣＶＤ法によって、酸化シリコン膜を堆積し、ソース電極６とアノード電極７と定電位線１６とを覆う層間絶縁膜８を形成する。

【0095】

なお、データ線１５及び定電位線１４（図５参照）は、ステップＳ６またはステップＳ８によって形成される。すなわち、データ線１５及び定電位線１４（図５参照）の構成材料はＡｌであり、低抵抗化が図られている。

【0096】

＜イメージセンサー及びイメージセンサーの製造方法が奏する効果＞
以上述べたように、本実施形態に係るイメージセンサー１００、及びイメージセンサー１００の製造方法は、以下に示す効果を奏することができる。

【0097】

１）本実施形態に係るイメージセンサー１００では、基板１０の上に４層の絶縁膜（絶縁膜２、ゲート絶縁膜４、層間絶縁膜５、層間絶縁膜８）が積層されているので、基板３００の上に６層の絶縁膜（絶縁膜３０１、絶縁膜３０２、絶縁膜３０３、絶縁膜３０４、絶縁膜３０５、絶縁膜３０６）が積層された公知技術のイメージセンサー（光電変換装置、図１２参照）と比べて、絶縁膜の数及び絶縁膜形成工程の数を削減することができる。

【0098】

２）本実施形態に係るイメージセンサー１００では、ＴＦＴ１１のソース電極６とフォトダイオード２０のアノード電極とが同一材料で形成されているので、ＴＦＴ４００のソース電極４０３とフォトダイオード５００のアノード電極（第１電極５０１）とが別々に形成された公知技術のイメージセンサー（光電変換装置）と比べて、ソース電極及びアノード電極の構成材料の数と形成工程の数を削減することができる。

【0099】

３）本実施形態に係るイメージセンサー１００では、定電位線１６がフォトダイオード２０のカソード電極を兼ねるので、公知技術のフォトダイオード５００のカソード電極である第２電極５０３（図１２参照）が省略される。すなわち、カソード電極の形成工程を短縮することができる。

【0100】

４）本実施形態に係るイメージセンサー１００では、ステップＳ２におけるｎ型不純物の熱処理、及びステップＳ５のセレン化水素雰囲気中での熱処理を経た後に、ゲート電極４ｇとソース電極６とアノード電極７とデータ線１５と定電位線１４，１６とを形成するので、ゲート電極４ｇとソース電極６とアノード電極７とデータ線１５と定電位線１４，１６とを、低融点金属のＡｌで形成することができる。Ａｌは、例えばＭｏなどの高融点金属と比べて安価で低抵抗であるので、ゲート電極４ｇとソース電極６とアノード電極７とデータ線１５と定電位線１４，１６との低コスト化及び低抵抗化を図ることができる。

【0101】

５）上述した１）〜３）によって、本実施形態に係るイメージセンサー１００は、公知技術のイメージセンサー（光電変換装置）と比べて構造が大幅に簡略化されているので、高い製造歩留を実現することができる。

【0102】

６）上述した１）〜３）によって、本実施形態に係るイメージセンサー１００は、公知技術のイメージセンサー（光電変換装置）と比べて製造工程が大幅に短縮されるので、高い生産性を実現することができる。

【0103】

７）本実施形態に係るイメージセンサー１００は、公知技術のイメージセンサー（光電変換装置）と比べて高い製造歩留及び高い生産性が実現され、且つ安価な材料（Ａｌ）を使用することができるので、イメージセンサー１００の低コスト化を図ることができる。

【0104】

８）本実施形態に係るイメージセンサー１００では、光吸収係数が大きいカルコパイライト構造のｐ型半導体膜２２を含むフォトダイオード２０を備えているので、光電変換効率が高く、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。
従って、イメージセンサー１００を生体情報取得装置２００に適用することによって、生体情報取得装置２００は、近赤外光ＩＬの一部である反射光ＲＬを高感度で検出することができる。

【0105】

本願は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光電変換装置及び光電変換装置の製造方法、並びに当該光電変換装置を含む電子機器もまた本願の技術的範囲に含まれる。
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

【0106】

（変形例１）
図１０は、図６に対応する図であり、変形例１に係るイメージセンサーの構成を示す概略断面図である。図１１は、図９（ａ）に対応する図であり、ステップＳ６を経た後のイメージセンサーの状態を示す概略断面図である。

【0107】

図１０に示すように、本変形例に係るイメージセンサーに配置されたフォトセンサー５１は、ｐ型半導体膜２２とアノード電極７との間に保護電極９を有している。この点が、本変形例に係るイメージセンサーと上記実施形態に係るイメージセンサー１００との相違点であり、他の構成は同じである。

【0108】

図１１に示すように、ステップＳ６では、スパッタ法を用いてゲート絶縁膜４及びｐ型半導体膜２２の上にＡｌを堆積し、半導体膜３のチャネル領域３ｃに対向配置されるようにパターニング（エッチング）してゲート電極４ｇを形成し、さらにｐ型半導体膜２２を覆うようにパターニング（エッチング）して保護電極９を形成する。

【0109】

ステップＳ６では、ドライエッチング法またはウエットエッチング法のいずれかでＡｌをエッチングする。ｐ型半導体膜２２は、保護電極９で覆われているので、Ａｌをエッチングする反応種の雰囲気に曝されない。従って、ｐ型半導体膜２２が当該反応種の雰囲気に曝され、ｐ型半導体膜２２が劣化するおそれがなくなるので、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フォトダイオード２０を安定して製造することができる。

【0110】

（変形例２）
上記実施形態では、ｐ型半導体膜２２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型半導体膜２２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、ステップＳ４において、第１１族元素である銅（Ｃｕ）と第１２族元素である亜鉛（Ｚｎ）と第１４族元素であるスズ（Ｓｎ）とならなる金属膜を形成し、ステップＳ５において第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型半導体膜２２をＣＺＴＳ系の膜で構成できる。

【0111】

（変形例３）
上記実施形態では、光電変換装置として、カルコパイライト型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、カルコパイライト型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。

【0112】

（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】

【0113】

１…遮光膜、２…絶縁膜、３…半導体膜、３ｃ…チャネル領域、３ｄ…ドレイン領域、３ｓ…ソース領域、４…ゲート絶縁膜、４ｇ…ゲート電極、５…層間絶縁膜、６…ソース電極、７…アノード電極、８…層間絶縁膜、１０…基板、１０ａ，１０ｂ…基板の面、１１…薄膜トランジスター、１３…走査線、１５…データ線、１４，１６…定電位線、２０…フォトダイオード、２１…ｎ型半導体膜、２２…ｐ型半導体膜、２３，２４…開口、５０…フォトセンサー、１００…イメージセンサー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】