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公開番号2024002467
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-11
出願番号2022101655
出願日2022-06-24
発明の名称固体撮像素子の製造方法
出願人日本放送協会
代理人個人,個人
主分類H01L 31/08 20060101AFI20231228BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】結晶セレン膜の緻密性を維持するとともに、暗電流を低減させることが可能な固体撮像素子の製造方法を提供する。
【解決手段】固体撮像素子10の製造方法は、透明電極12上に、酸化ニッケル(II)膜13を形成する工程と、酸化ニッケル(II)膜13上に、結晶セレン膜15を形成する工程と、を含む。固体撮像素子10の製造方法は、酸化ニッケル(II)膜13を形成する際に、酸素濃度が2体積%以下であるスパッタリングガスを用いて、第1酸化ニッケル(II)膜を成膜した後、酸素濃度が5体積%以上であるスパッタリングガスを用いて、厚さが5nm以上である第2酸化ニッケル(II)膜を成膜する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電極上に、酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成する工程と、
前記酸化ニッケル（ＩＩ）膜上に、結晶セレン膜を形成する工程と、を含み、
前記酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成する際に、酸素濃度が２体積％以下であるスパッタリングガスを用いて、第１酸化ニッケル（ＩＩ）膜を成膜した後、酸素濃度が５体積％以上であるスパッタリングガスを用いて、厚さが５ｎｍ以上である第２酸化ニッケル（ＩＩ）膜を成膜する、固体撮像素子の製造方法。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
前記第２酸化ニッケル（ＩＩ）膜および前記結晶セレン膜の間に、テルル膜を形成する工程をさらに含む、請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
前記結晶セレン膜上に、金属酸化物膜を形成する工程と、
前記金属酸化物膜上に、透明電極を形成する工程と、をさらに含み、
前記金属酸化物は、ｎ型半導体である、請求項１または２に記載の固体撮像素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像素子の多画素化に伴い、画素面積が縮小したため、固体撮像素子の感度を高くすることが求められている。そこで、光電変換膜を構成するｐ型半導体膜として、結晶セレン膜を使用する固体撮像素子が検討されている（非特許文献１、２参照）。
【０００３】
一方、固体撮像素子の暗電流を低減させるために、電極からｐ型半導体膜への電子の注入を防ぐことが求められている。そこで、電極および結晶セレン膜の間に、電子ブロッキング層として、酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成することが検討されている（非特許文献３参照）。ここで、酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成する際に、スパッタリングガス中の酸素濃度を１０体積％から３体積％に低減させると、暗電流が低減する。また、スパッタリングガス中の酸素濃度を低減させると、酸化ニッケル（ＩＩ）膜中のキャリア濃度が減少する（非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ｓ．Ｉｍｕｒａｅｔａｌ．ＩＥＤＭＴｅｃｈ．Ｄｉｇ．，（２０１４）８８
Ｓ．Ｉｍｕｒａｅｔａｌ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１０４，（２０１４）２４２１０１
Ｓ．Ｉｍｕｒａｅｔａｌ．ＳｃｉＲｅｐ１０，（２０２０）２１８８８
Ｓ．Ｓｕｇｉｙａｍａｅｔａｌ．Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．５５，（２０１６）０８８００３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成する際に、スパッタリングガス中の酸素濃度を２体積％以下に低減させると、酸化ニッケル（ＩＩ）膜上に形成される結晶セレン膜の結晶粒が粗大化し、結晶セレン膜の緻密性が低下するとともに、固体撮像素子の暗電流が増大する。
【０００６】
本発明は、結晶セレン膜の緻密性を維持するとともに、暗電流を低減させることが可能な固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）電極上に、酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成する工程と、前記酸化ニッケル（ＩＩ）膜上に、結晶セレン膜を形成する工程と、を含み、前記酸化ニッケル（ＩＩ）膜を形成する際に、酸素濃度が２体積％以下であるスパッタリングガスを用いて、第１酸化ニッケル（ＩＩ）膜を成膜した後、酸素濃度が５体積％以上であるスパッタリングガスを用いて、厚さが５ｎｍ以上である第２酸化ニッケル（ＩＩ）膜を成膜する、固体撮像素子の製造方法。
【０００８】
（２）前記第２酸化ニッケル（ＩＩ）膜および前記結晶セレン膜の間に、テルル膜を形成する工程をさらに含む、（１）に記載の固体撮像素子の製造方法。
【０００９】
（３）前記結晶セレン膜上に、金属酸化物膜を形成する工程と、前記金属酸化物膜上に、透明電極を形成する工程と、をさらに含み、前記金属酸化物は、ｎ型半導体である、（１）または（２）に記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、結晶セレン膜の緻密性を維持するとともに、暗電流を低減させることが可能な固体撮像素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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