[发明专利]光电转换元件和光电转换元件制造方法

说明书

本申请是申请日为2007年4月17日、申请号为200780015170.5、发明名称为“光电转换元件和光电转换元件制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及将接收的光转换成电信号输出的光电转换器件。具体而言，本发明涉及包括薄膜半导体元件的光电转换器件及其制造方法。此外，本发明涉及半导体器件和包括光电转换元件的电子设备。

注意，在此说明书中，光电转换元件指包括一个单独光电转换层的薄膜堆叠层体，并且光电转换器件指一个或多个光电转换元件与半导体器件的组合装置，包括光电转换元件与另一元件的组合。

背景技术

光电转换器件用于检测电磁波，并且对紫外线到红外线反应灵敏的光电转换器件通常也称为光传感器。在光传感器中，对波长在400到700nm的可见光区域反应灵敏的传感器称为可见光传感器，它以不同方式用于根据环境而需要照度调整或开关控制的设备(参阅专利文件1：日本公开专利申请2005-129909)。

在显示装置中，检测环境亮度以调整显示装置的显示器亮度。这是因为通过检测环境亮度并获得适当的显示器亮度可降低功耗和提高可视性。例如，用于调整亮度的此类光传感器在移动电话的显示器部分中和在个人计算机的显示器部分中使用。在移动电话中，键盘按钮照明的功耗及显示器部分的功耗可降低。

另外，通过由光传感器检测显示装置的亮度及环境亮度，可调整显示器部分的亮度。具体而言，通过使用光传感器检测液晶显示装置的背光亮度，调整显示屏幕的亮度。

此外，在设有投影仪的显示装置中，通过使用光传感器执行收敛调整。收敛调整是要调整图像，使得RGB每个颜色的图像不产生偏差。通过使用光传感器，可检测每个颜色的图像位置，并且在正确的位置定位图像。

光电转换元件(光敏二极管)大致分类为四种类型：pn型、针型、肖特基型和雪崩型。pn光敏二极管是使用p型半导体结和n型半导体结的光电转换元件。pin光敏二极管是具有如下结构的光电转换元件，其中在pn光敏二极管的p型半导体与n型半导体之间插入了本征半导体(i型半导体)。PN光敏二极管具有小的暗电流和低响应速度。pin光敏二极管具有高响应速度和大的暗电流。

p型半导体是一种半导体，其中，孔洞主要用作由于电子丢失而传送电荷的载流子。n型半导体是一种半导体，其中，电子主要用作由于过多电子而传送电荷的载流子。本征半导体是由高纯度半导体材料形成的一种半导体。肖特基光敏二极管是使用金薄膜层的结而不是p型半导体层和n型层的光电转换元件。雪崩光敏二极管是具有高速度和高灵敏度的光电转换元件，其中，通过应用反向偏置电压而使光电流翻倍。注意，p型半导体层称为p层，i型半导体层称为i层，并且n型半导体层称为n层。

发明内容

图4B中示出常规pin光敏二极管的一个示例。在图4B中，基层115在衬底100上方提供，第一导电层112在基层115上方提供，并且包括第一半导体层103A、第二半导体层103B和第三半导体层103C的半导体层103D在第一导电层112上方提供，第一导电层112与第一半导体层103A相互连接，具有开口的绝缘层107在第三半导体层103C上方提供，第二导电层117在绝缘层107上方提供，第二导电层117通过绝缘层107中的开口连接到第三半导体层103C，具有开口的绝缘层109提供用于覆盖上述堆叠层结构，第三导电层111在绝缘层109上方提供，并且第三导电层111通过绝缘层109中的开口连接到第一导电层112和第二导电层117。第一半导体层103A、第二半导体层103B和第三半导体层103C端部的侧表面是在相同平面中。一种导电类型的杂质元素添加到第一半导体层103A，并且一种与第一半导体层103A中相反导电类型的杂质元素添加到第三半导体层103C。第二半导体层103B是本征半导体。

在图4B所示的光电转换元件中，泄露电流可能会生成。图4A中同样如此。蚀刻残余被作为生成泄露电流的一个原因考虑在内，该残余沉积在用作光电转换层的半导体层(半导体层包括连续设置的p层、i层和n层)端部侧表面上。蚀刻残余在蚀刻步骤中生成。在蚀刻步骤中生成的蚀刻残余沉积在半导体层103D端部的蚀刻表面(图4A和4B中由虚线114A到114D围绕的区域)上。泄露电流被认为是由于通过蚀刻残余的导电而生成。

本发明的一个目的是通过降低在pin光电转换元件中蚀刻表面上生成的泄露电流，以高产出制造具有高可靠性的光电转换器件。