JP2015056484A

JP2015056484A - Photoelectric conversion device, method for manufacturing photoelectric conversion device, and electronic apparatus

Info

Publication number: JP2015056484A
Application number: JP2013188363A
Authority: JP
Inventors: 次六　寛明; Hiroaki Jiroku; 寛明次六
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2015-03-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoelectric conversion device that allows obtaining desired images by preventing stray light, and to provide an electronic apparatus using the same.SOLUTION: A photoelectric conversion device 100 includes: a switching element 10 provided on one surface side of a substrate 1; an interlayer insulating film 3 provided so as to cover the switching element 10; a light-shielding film 9 provided, above the interlayer insulating film 3, in a region overlapped with the switching element 10 when viewed from the thickness direction of films formed on the substrate 1; a lower electrode 8 provided on the interlayer insulating film 7; and semiconductor films 21A and 21B respectively provided on the lower electrode 8 and the light-shielding film 9, and having a chalcopyrite structure.

Description

本発明は、光電変換装置、光電変換装置の製造方法及び電子機器等に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion device, a method for manufacturing a photoelectric conversion device, an electronic device, and the like.

従来、基板上に薄膜トランジスターによるスイッチング素子が形成され、スイッチング素子に接続されるカルコパイライト構造を有する半導体膜から成る光電変換部を備える光電変換装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a photoelectric conversion device including a photoelectric conversion unit formed of a semiconductor film having a chalcopyrite structure in which a switching element using a thin film transistor is formed on a substrate and connected to the switching element.

カルコパイライト構造を有する半導体膜には、１１族元素と、１３族元素と、１６族元素とを含んで構成される化合物半導体薄膜が用いられる。この化合物半導体薄膜をｐ形半導体膜とし、ｎ形半導体膜と共にｐｎ接合を形成することで光電変換部を構成している。
上記１１−１３−１６族化合物半導体には、銅（Ｃｕ）、インジウム（Ｉｎ）、セレン（Ｓｅ）を含むＣｕＩｎＳｅ_２膜（いわゆるＣＩＳ膜）や、Ｃｕ、Ｉｎ、ガリウム（Ｇａ）、Ｓｅを含むＣｕ（Ｉｎ、Ｇａ）Ｓｅ_２膜（いわゆるＣＩＧＳ膜）が用いられる。ＣＩＳ膜は、Ｃｕ，Ｉｎを含む金属膜を５００℃程度のＳｅ雰囲気でアニールすることで形成される。また、同様にＣＩＧＳ膜は、Ｃｕ，Ｉｎ、Ｇａを含む金属膜をＳｅ雰囲気でアニールすることで形成される。 As the semiconductor film having a chalcopyrite structure, a compound semiconductor thin film including a group 11 element, a group 13 element, and a group 16 element is used. The compound semiconductor thin film is used as a p-type semiconductor film, and a pn junction is formed together with the n-type semiconductor film to constitute a photoelectric conversion unit.
The 11-13-16 group compound semiconductor includes CuInSe ₂ film (so-called CIS film) containing copper (Cu), indium (In), selenium (Se), Cu, In, gallium (Ga), and Se. A Cu (In, Ga) Se ₂ film (so-called CIGS film) is used. The CIS film is formed by annealing a metal film containing Cu and In in an Se atmosphere at about 500 ° C. Similarly, the CIGS film is formed by annealing a metal film containing Cu, In, and Ga in an Se atmosphere.

例えば、特許文献１では、基板上に回路部として薄膜トランジスター等が形成され、その回路部に積層させて、上述したＣＩＧＳ膜を用いた光電変換部が形成された光電変換装置としてのイメージセンサーが開示されている。 For example, in Patent Document 1, there is an image sensor as a photoelectric conversion device in which a thin film transistor or the like is formed as a circuit portion on a substrate, and the photoelectric conversion portion using the CIGS film described above is formed by being stacked on the circuit portion. It is disclosed.

特開２０１２−１６９５１７号公報（図３）JP2012-169517A (FIG. 3)

しかしながら、特許文献１に記載の光電変換装置では、迷光によって所望の画像が得られないという課題があった。 However, the photoelectric conversion device described in Patent Document 1 has a problem that a desired image cannot be obtained due to stray light.

詳述すると、特許文献１に記載の光電変換装置では、光電変換装置に光を入射する際、回路部の薄膜トランジスターに光（迷光）が入射してしまうと、薄膜トランジスターにリーク電流が流れてしまい、回路の誤動作を引き起こして所望の画像が得られない。そこで、薄膜トランジスターへの迷光の入射を防止する為に、金属膜で薄膜トランジスター上を覆って遮光膜としている。しかしながら、金属膜を、薄膜トランジスターへの迷光の入射を防止する為の遮光膜として用いることには課題がある。金属膜を遮光膜として用いた場合、遮光膜に入射した光の多くが反射する。遮光膜で反射した光は再度迷光となり、直接或いは多重反射の末に光電変換部に入射する。光が本来入射すべき光電変換部とは異なる場所にある光電変換部に入射してしまうと、クロストークにより所望の画像が得られなくなってしまう。 More specifically, in the photoelectric conversion device described in Patent Document 1, when light (stray light) enters the thin film transistor in the circuit portion when light enters the photoelectric conversion device, a leak current flows through the thin film transistor. Therefore, the circuit malfunctions and a desired image cannot be obtained. Therefore, in order to prevent stray light from entering the thin film transistor, the thin film transistor is covered with a metal film to form a light shielding film. However, there is a problem in using the metal film as a light shielding film for preventing stray light from entering the thin film transistor. When the metal film is used as the light shielding film, most of the light incident on the light shielding film is reflected. The light reflected by the light shielding film becomes stray light again and enters the photoelectric conversion unit directly or after multiple reflection. If light enters a photoelectric conversion unit at a location different from the photoelectric conversion unit that should be incident, a desired image cannot be obtained due to crosstalk.

本発明の幾つかの態様は、迷光によるクロストークを抑制することができる光電変換装置、光電変換装置の製造方法及び電子機器等を提供することを目的とする。 An object of some aspects of the present invention is to provide a photoelectric conversion device that can suppress crosstalk due to stray light, a method for manufacturing the photoelectric conversion device, an electronic device, and the like.

（１）本発明の一態様は、基板の一方面側に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を覆うように設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上であって、前記基板の膜厚方向から見て前記スイッチング素子と重なる領域に設けられた遮光膜と、前記層間絶縁膜上に設けられた下部電極と、前記下部電極及び前記遮光膜上に設けられたカルコパイライト構造を有する半導体膜と、を備えた光電変換装置に関する。 (1) One embodiment of the present invention is a switching element provided on one side of a substrate, an interlayer insulating film provided so as to cover the switching element, and the interlayer insulating film, A light shielding film provided in a region overlapping with the switching element when viewed from the film thickness direction; a lower electrode provided on the interlayer insulating film; and a chalcopyrite structure provided on the lower electrode and the light shielding film. The present invention relates to a photoelectric conversion device including a semiconductor film.

本発明の一態様によれば、カルコパイライト構造を有する半導体膜が、下部電極と遮光膜との上に設けられている。カルコパイライト構造を有する半導体膜は、下部電極上に形成されることで、高い光電変換効率を実現できる光吸収層として機能させることができる。一方、遮光膜上の半導体膜は、本来入射すべき光電変換部とは異なる場所にある光電変換部に入射する光（迷光）を抑制することができる。ここで、遮光膜として一般に用いられる金属層は、高い反射率によりスイッチング素子を遮光することができるが、遮光膜で反射された光は迷光となる。遮光膜上の半導体膜も光吸収層として機能するので、遮光膜に入射する光及び遮光膜で反射される光の双方を吸収することで、迷光を抑制することができる。 According to one embodiment of the present invention, the semiconductor film having a chalcopyrite structure is provided over the lower electrode and the light-shielding film. A semiconductor film having a chalcopyrite structure can function as a light absorption layer that can realize high photoelectric conversion efficiency by being formed over the lower electrode. On the other hand, the semiconductor film on the light-shielding film can suppress light (stray light) incident on the photoelectric conversion unit at a location different from the photoelectric conversion unit that should originally be incident. Here, the metal layer generally used as the light shielding film can shield the switching element with high reflectance, but the light reflected by the light shielding film becomes stray light. Since the semiconductor film on the light shielding film also functions as a light absorption layer, stray light can be suppressed by absorbing both the light incident on the light shielding film and the light reflected by the light shielding film.

（２）本発明の一態様では、前記半導体膜と、前記下部電極及び前記遮光膜が前記半導体膜に接する表層とは、１６族元素を含むことができる。 (2) In one embodiment of the present invention, the semiconductor film and the surface layer in which the lower electrode and the light-shielding film are in contact with the semiconductor film may include a group 16 element.

本発明の一態様によれば、カルコパイライト構造を有する半導体膜に含まれる１６族元素が、遮光膜と下部電極の各表層にも含まれている。下部電極の表層に１６族が含まれていることによって、下部電極と半導体膜がオーミック接触となり易く、光電変換装置の電気特性が良好になる。遮光膜の表層に１６族が含まれていることによって、遮光膜自体の反射率は金属膜に比べて低くなる。よって、遮光膜自体で反射する光が少なくなるので、迷光が少なくなる。 According to one embodiment of the present invention, the group 16 element contained in the semiconductor film having a chalcopyrite structure is also contained in each surface layer of the light shielding film and the lower electrode. When the group 16 is included in the surface layer of the lower electrode, the lower electrode and the semiconductor film are likely to be in ohmic contact, and the electrical characteristics of the photoelectric conversion device are improved. When the surface layer of the light shielding film includes the 16th group, the reflectance of the light shielding film itself is lower than that of the metal film. Therefore, since the light reflected by the light shielding film itself is reduced, stray light is reduced.

（３）本発明の一態様では、前記１６族元素は、セレン及び硫黄の少なくとも一方を含むことができる。 (3) In one aspect of the present invention, the group 16 element may include at least one of selenium and sulfur.

本発明の一態様によれば、セレンまたは硫黄により高い光電変換効率を実現できるカルコパイライト構造を有する半導体膜を得ることができる。 According to one embodiment of the present invention, a semiconductor film having a chalcopyrite structure that can achieve high photoelectric conversion efficiency with selenium or sulfur can be obtained.

（４）本発明の一態様では、前記下部電極及び前記遮光膜は、モリブデン（Ｍｏ）を含むことができる。 (4) In one aspect of the present invention, the lower electrode and the light shielding film may include molybdenum (Mo).

モリブデンは、低抵抗率により下部電極としての電極特性に優れる。さらに、低コストで低電気抵抗な下部電極を得ることができる。しかも下部電極と半導体膜がオーミック接触しやすくなる。 Molybdenum is excellent in electrode characteristics as a lower electrode because of its low resistivity. Furthermore, a lower electrode having low cost and low electrical resistance can be obtained. In addition, the lower electrode and the semiconductor film are easily in ohmic contact.

（５）本発明の一態様では、前記下部電極及び前記遮光膜が前記半導体膜に接する前記表層は、ＭｏＳｅ_２またはＭｏＳ_２を含むことができる。 (5) In one mode of the present invention, the surface layer in which the lower electrode and the light-shielding film are in contact with the semiconductor film may include MoSe ₂ or MoS ₂ .

セレン化モリブデン（ＭｏＳｅ_２）は禁制帯幅１．３５〜１．４１ｅＶ程度の半導体であり、硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）は禁制帯幅１．８ｅＶ程度の半導体である。よって、遮光膜は上記の禁制帯幅以上のエネルギーを持つ光を吸収し、遮光膜の反射率が低下する。このように、遮光膜自体で反射する光が少なくなるので、迷光が少なくなる。その結果、所望の画像を得ることができる光電変換装置を提供することができる。下部電極の表層のＭｏＳｅ_２またはＭｏＳ_２は、下部電極と半導体膜とをオーミック接触させる。 Molybdenum selenide (MoSe ₂ ) is a semiconductor with a forbidden band width of about 1.35 to 1.41 eV, and molybdenum sulfide (MoS ₂ ) is a semiconductor with a forbidden band width of about 1.8 eV. Therefore, the light shielding film absorbs light having energy equal to or larger than the forbidden band width, and the reflectance of the light shielding film is lowered. Thus, since the light reflected by the light shielding film itself is reduced, stray light is reduced. As a result, a photoelectric conversion device that can obtain a desired image can be provided. MoSe ₂ or MoS _{2 on} the surface layer of the lower electrode brings the lower electrode and the semiconductor film into ohmic contact.

（６）本発明の他の態様は、基板の一方面側にスイッチング素子を形成する工程と、前記スイッチング素子を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上であって、前記基板の膜厚方向から見て前記スイッチング素子と重なる領域に遮光膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極及び前記遮光膜上にカルコパイライト構造を有する半導体膜を形成する工程と、を備える光電変換装置の製造方法に関する。 (6) Another aspect of the present invention includes a step of forming a switching element on one side of the substrate, a step of forming an interlayer insulating film so as to cover the switching element, and the interlayer insulating film. Forming a light shielding film in a region overlapping with the switching element when viewed from the film thickness direction of the substrate; forming a lower electrode on the interlayer insulating film; and a chalcopyrite structure on the lower electrode and the light shielding film. And a step of forming a semiconductor film comprising: a photoelectric conversion device manufacturing method.

本発明の他の態様によれば、カルコパイライト構造を有する半導体膜を、下部電極と遮光膜との上に形成する工程が設けられている。カルコパイライト構造を有する半導体膜は、下部電極上に形成されることで、高い光電変換効率を実現できる光吸収層として機能させることができる。一方、遮光膜上に半導体膜を形成することで、本来入射すべき光電変換部とは異なる場所にある光電変換部に入射する光（迷光）を抑制することができる。しかも、下部電極と遮光膜との上に設けられる半導体膜は同一工程にて形成することができるので、工程が増加することもない。 According to another aspect of the present invention, there is provided a step of forming a semiconductor film having a chalcopyrite structure on the lower electrode and the light shielding film. A semiconductor film having a chalcopyrite structure can function as a light absorption layer that can realize high photoelectric conversion efficiency by being formed over the lower electrode. On the other hand, by forming a semiconductor film on the light-shielding film, light (stray light) incident on the photoelectric conversion unit at a location different from the photoelectric conversion unit that should be incident can be suppressed. In addition, since the semiconductor film provided on the lower electrode and the light shielding film can be formed in the same process, the number of processes does not increase.

（７）本発明の他の態様では、前記半導体膜を形成する工程は、前記遮光膜及び前記下部電極上にプリカーサ膜を形成する工程と、１６族元素を含む雰囲気でのアニール工程とを含むことができる。 (7) In another aspect of the invention, the step of forming the semiconductor film includes a step of forming a precursor film on the light shielding film and the lower electrode, and an annealing step in an atmosphere containing a group 16 element. be able to.

こうすると、カルコパイライト膜の前駆体であるプリカーサ膜が、１６族元素を含む雰囲気でのアニール工程を経て、カルコパイライト構造を有する半導体膜に変換される。 Thus, the precursor film, which is a precursor of the chalcopyrite film, is converted into a semiconductor film having a chalcopyrite structure through an annealing process in an atmosphere containing a group 16 element.

（８）本発明の他の態様では、前記１６族元素は、セレン及び硫黄の少なくとも一方を含むことができる。 (8) In another aspect of the invention, the group 16 element may include at least one of selenium and sulfur.

こうすると、セレン化アニールまたは硫化アニールにより工程により、高い光電変換効率を実現できるカルコパイライト構造を有する半導体膜を得ることができる。 Thus, a semiconductor film having a chalcopyrite structure capable of realizing high photoelectric conversion efficiency can be obtained by a process by selenization annealing or sulfurization annealing.

（９）本発明の他の態様では、前記遮光膜及び前記下部電極は、同一の金属材料にて形成することができる。 (9) In another aspect of the invention, the light shielding film and the lower electrode can be formed of the same metal material.

こうすると、遮光膜を下部電極の形成工程と同一工程にて形成することができる。 Thus, the light shielding film can be formed in the same process as the process of forming the lower electrode.

（１０）本発明の他の態様では、前記遮光膜及び前記下部電極は、モリブデン（Ｍｏ）を含むことができる。 (10) In another aspect of the invention, the light shielding film and the lower electrode may include molybdenum (Mo).

（１１）本発明の他の態様では、前記アニール工程は、前記モリブデンを前記１６族元素と反応させる工程を含むことができる。 (11) In another aspect of the present invention, the annealing step may include a step of reacting the molybdenum with the group 16 element.

モリブデンがセレン化または硫化されることで、下部電極及び遮光膜の表層にはＭｏＳｅ_２またはＭｏＳ_２の半導体膜が形成される。この半導体膜は、下部電極と半導体膜とをオーミック接触させ易く、光電変換装置の電気特性が良好になる。また、遮光膜にはＭｏＳｅ_２またはＭｏＳ_２が含まれることになる。ＭｏＳｅ_２は禁制帯幅１．３５〜１．４１ｅＶ程度の半導体であり、ＭｏＳ_２は禁制帯幅１．８ｅＶ程度の半導体である。よって、遮光膜は上記の禁制帯幅以上のエネルギーを持つ光を吸収し、遮光膜の反射率が低下する。このように、遮光膜で反射する光が少なくなるので、本来入射すべき光電変換部とは異なる場所にある光電変換部に入射する光が少なくなる。その結果、所望の画像を得ることができる光電変換装置を提供することができる。 Molybdenum is selenized or sulfided, whereby a MoSe ₂ or MoS ₂ semiconductor film is formed on the surface layer of the lower electrode and the light shielding film. This semiconductor film facilitates ohmic contact between the lower electrode and the semiconductor film, and the electrical characteristics of the photoelectric conversion device are improved. The light shielding film contains MoSe ₂ or MoS ₂ . MoSe ₂ is a semiconductor having a forbidden band width of about 1.35 to 1.41 eV, and MoS ₂ is a semiconductor having a forbidden band width of about 1.8 eV. Therefore, the light shielding film absorbs light having energy equal to or larger than the forbidden band width, and the reflectance of the light shielding film is lowered. Thus, since the light reflected by the light shielding film is reduced, the light incident on the photoelectric conversion unit located at a different location from the photoelectric conversion unit that should be incident is reduced. As a result, a photoelectric conversion device that can obtain a desired image can be provided.

（１２）本発明のさらに他の態様は、上述した光電変換装置を備えた電子機器を定義している。 (12) Still another aspect of the present invention defines an electronic apparatus including the above-described photoelectric conversion device.

電子機器は、上述したような所望の画像を得ることができる光電変換装置を備えているので、高品質な画像を実現できる。 Since the electronic device includes the photoelectric conversion device that can obtain a desired image as described above, a high-quality image can be realized.

図１（Ａ）は光電変換装置としてのイメージセンサーの概略配線図であり、図１（Ｂ）は光電変換素子としてのフォトセンサーの等価回路図である。1A is a schematic wiring diagram of an image sensor as a photoelectric conversion device, and FIG. 1B is an equivalent circuit diagram of a photosensor as a photoelectric conversion element. 光電変換素子としてのフォトセンサーの配置を示すイメージセンサーの概略平面図である。It is a schematic plan view of the image sensor which shows arrangement | positioning of the photosensor as a photoelectric conversion element. 実施形態１における、図２のＡ−Ａ’線で切ったフォトセンサーの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the photosensor taken along line A-A ′ of FIG. 2 in the first embodiment. 図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、実施形態１における光電変換装置の製造方法を示す概略部分断面図である。4A to 4D are schematic partial cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the photoelectric conversion device according to the first embodiment. 実施形態２における図２のＡ−Ａ’線で切ったフォトセンサーの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a photosensor taken along line A-A ′ of FIG. 2 in Embodiment 2. 図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、実施形態２における光電変換装置の製造方法を示す概略部分断面図である。6A to 6E are schematic partial cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the photoelectric conversion device according to the second embodiment. 図７（Ａ）は電子機器としての生体認証装置を示す概略斜視図であり、図７（Ｂ）は電子機器としての生体認証装置の概略断面図である。FIG. 7A is a schematic perspective view showing a biometric authentication device as an electronic device, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view of the biometric authentication device as an electronic device. 生体認証装置の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of a biometrics apparatus.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせている。
また、以下の形態において、例えば「基板上に」等と記載された場合は、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.
Further, in the following forms, for example, when described as “on the substrate”, when arranged so as to be in contact with the substrate, or when disposed on the substrate via another component, Alternatively, a case where a part of the substrate is disposed on the substrate and a part of the substrate is disposed through another component is illustrated.

（実施形態１）
＜光電変換装置＞
まず、実施形態１の光電変換装置としてのイメージセンサーについて、図１〜図３を参照して説明する。
図１（Ａ）は光電変換装置としてのイメージセンサーの電気的な構成を示す概略配線図、同図（Ｂ）は光電変換素子としてのフォトセンサーの等価回路図である。図２はイメージセンサーにおいてフォトセンサーの配置を示す概略部分平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線で切ったフォトセンサーの構造を示す概略断面図である。 (Embodiment 1)
<Photoelectric conversion device>
First, an image sensor as a photoelectric conversion device of Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1A is a schematic wiring diagram showing an electrical configuration of an image sensor as a photoelectric conversion device, and FIG. 1B is an equivalent circuit diagram of a photosensor as a photoelectric conversion element. FIG. 2 is a schematic partial plan view showing the arrangement of the photosensors in the image sensor, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the photosensors taken along the line AA ′ in FIG.

図１（Ａ）に示すように、本実施形態の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３ａと、複数のデータ線６と、を有している。また、イメージセンサー１００は、複数の走査線３ａが電気的に接続された走査線回路１０２と、複数のデータ線６が電気的に接続されたデータ線回路１０１と、を有している。そして、イメージセンサー１００は、走査線３ａとデータ線６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画素の各々には、光電変換素子としてのフォトセンサー５０を有している。 As shown in FIG. 1A, an image sensor 100 as a photoelectric conversion device of the present embodiment includes a plurality of scanning lines 3a extending in a crossing manner in the element region F and a plurality of data lines 6. Have. The image sensor 100 includes a scanning line circuit 102 to which a plurality of scanning lines 3a are electrically connected, and a data line circuit 101 to which a plurality of data lines 6 are electrically connected. The image sensor 100 is provided corresponding to the vicinity of the intersection of the scanning line 3a and the data line 6, and each of the plurality of pixels arranged in a matrix in the element region F has a photosensor 50 as a photoelectric conversion element. have.

図１（Ｂ）に示すように、光電変換素子としてのフォトセンサー５０は、スイッチング素子としての薄膜トランジスター（ＴＦＴ）１０と、光電変換部としてのフォトダイオード２０と、保持容量３０とを含んで構成されている。ＴＦＴ１０のゲート電極は走査線３ａに接続され、ＴＦＴ１０のソース電極はデータ線６に接続されている。光電変換部としてのフォトダイオード２０の一端はＴＦＴ１０のドレイン電極に接続され、他端はデータ線６と並行して設けられた定電位線１２に接続されている。保持容量３０の一方の電極はＴＦＴ１０のドレイン電極に接続され、他方の電極は走査線３ａと並行して設けられた定電位線３ｂに接続されている。 As shown in FIG. 1B, a photosensor 50 as a photoelectric conversion element includes a thin film transistor (TFT) 10 as a switching element, a photodiode 20 as a photoelectric conversion unit, and a storage capacitor 30. Has been. The gate electrode of the TFT 10 is connected to the scanning line 3 a, and the source electrode of the TFT 10 is connected to the data line 6. One end of the photodiode 20 as a photoelectric conversion unit is connected to the drain electrode of the TFT 10, and the other end is connected to a constant potential line 12 provided in parallel with the data line 6. One electrode of the storage capacitor 30 is connected to the drain electrode of the TFT 10, and the other electrode is connected to a constant potential line 3b provided in parallel with the scanning line 3a.

図２に示すように、光電変換素子としてのフォトセンサー５０は、走査線３ａとデータ線６とによって平面的に区切られた領域に設けられており、ＴＦＴ１０と、光電変換部としてのフォトダイオード２０と、を含んで構成されている。図２では、保持容量３０は図示していない。 As shown in FIG. 2, the photosensor 50 as a photoelectric conversion element is provided in a region partitioned in a plane by the scanning line 3 a and the data line 6, and the TFT 10 and the photodiode 20 as a photoelectric conversion unit. And. In FIG. 2, the storage capacitor 30 is not shown.

図３に示すように、光電変換素子としてのフォトセンサー５０は、例えば透明なガラスや不透明なシリコンなどの基板１に形成されている。 As shown in FIG. 3, a photosensor 50 as a photoelectric conversion element is formed on a substrate 1 made of, for example, transparent glass or opaque silicon.

基板１上には、基板１の表面を覆うように酸化シリコン（ＳｉＯ_２）の下地絶縁膜１ａが形成され、下地絶縁膜１ａ上に例えば膜厚５０ｎｍ程度の多結晶シリコンの半導体膜２が島状に形成されている。さらに、半導体膜２を覆って、例えば膜厚１００ｎｍ程度のＳｉＯ_２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。なお、ゲート絶縁膜３は、半導体膜２を覆うとともに下地絶縁膜１ａも覆っている。 A base insulating film 1a made of silicon oxide (SiO ₂ ) is formed on the substrate 1 so as to cover the surface of the substrate 1, and a polycrystalline silicon semiconductor film 2 having a thickness of, for example, about 50 nm is formed on the base insulating film 1a. It is formed in a shape. Further, the gate insulating film 3 is formed of an insulating material such as SiO _{2 having a} thickness of about 100 nm so as to cover the semiconductor film 2. Note that the gate insulating film 3 covers the semiconductor film 2 and also covers the base insulating film 1a.

ゲート絶縁膜３上において、半導体膜２のチャネル形成領域２ｃに対向する位置にゲート電極３ｇが形成されている。ゲート電極３ｇは、図２に示した走査線３ａに電気的に接続されており、例えば膜厚５００ｎｍ程度のモリブデン（Ｍｏ）などの金属材料を用いて形成されている。 On the gate insulating film 3, a gate electrode 3g is formed at a position facing the channel forming region 2c of the semiconductor film 2. The gate electrode 3g is electrically connected to the scanning line 3a shown in FIG. 2, and is formed using a metal material such as molybdenum (Mo) having a thickness of about 500 nm, for example.

ゲート電極３ｇ及びゲート絶縁膜３を覆って、膜厚８００ｎｍ程度のＳｉＯ_２によって第１層間絶縁膜４が形成されている。半導体膜２のドレイン領域２ｄと、ソース領域２ｓとを覆うゲート絶縁膜３、及び第１層間絶縁膜４の部分にコンタクトホール４ａ，４ｂが形成される。
これらのコンタクトホール４ａ，４ｂを埋めると共に第１層間絶縁膜４を覆うように、例えば膜厚５００ｎｍ程度のＭｏなどの金属材料からなる導電膜が形成され、当該導電膜をパターニングすることにより、ドレイン電極５ｄ、ソース電極５ｓ、データ線６が形成される。
ソース電極５ｓはコンタクトホール４ａを介して半導体膜２のソース領域２ｓに接続され、さらにデータ線６とも接続されている。ドレイン電極５ｄはコンタクトホール４ｂを介して半導体膜２のドレイン領域２ｄに接続されている。 A first interlayer insulating film 4 is formed of SiO ₂ having a thickness of about 800 nm so as to cover the gate electrode 3 g and the gate insulating film 3. Contact holes 4 a and 4 b are formed in the gate insulating film 3 and the first interlayer insulating film 4 covering the drain region 2 d and the source region 2 s of the semiconductor film 2.
A conductive film made of a metal material such as Mo having a film thickness of, for example, about 500 nm is formed so as to fill the contact holes 4a and 4b and cover the first interlayer insulating film 4, and the conductive film is patterned to form a drain. An electrode 5d, a source electrode 5s, and a data line 6 are formed.
The source electrode 5s is connected to the source region 2s of the semiconductor film 2 through the contact hole 4a, and further connected to the data line 6. The drain electrode 5d is connected to the drain region 2d of the semiconductor film 2 through the contact hole 4b.

ドレイン電極５ｄ、ソース電極５ｓ、データ線６及び第１層間絶縁膜４を覆って第２層間絶縁膜７が形成されている。第２層間絶縁膜７は、膜厚８００ｎｍ程度の窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）を用いて形成されている。 A second interlayer insulating film 7 is formed so as to cover the drain electrode 5 d, the source electrode 5 s, the data line 6, and the first interlayer insulating film 4. The second interlayer insulating film 7 is formed using silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) having a thickness of about 800 nm.

第２層間絶縁膜７上には、光電変換部としてのフォトダイオード２０の下部電極８が形成されている。
下部電極８は、例えば膜厚５００ｎｍ程度のＭｏからなる島状の導電膜８ａと、導電膜８ａ上に形成された、１６族元素のセレン（Ｓｅ）を含む膜厚１００ｎｍ程度のＭｏＳｅ_２からなる半導体膜８ｂと、で形成されている。下部電極８は、図１（Ｂ）の定電位線１２と接続されるので、下部電極８及び定電位線１２を同一層上に同一材料にて形成することができる。 On the second interlayer insulating film 7, a lower electrode 8 of a photodiode 20 as a photoelectric conversion portion is formed.
The lower electrode 8 is made of, for example, an island-like conductive film 8a made of Mo having a film thickness of about 500 nm and MoSe ₂ having a film thickness of about 100 nm containing group 16 element selenium (Se) formed on the conductive film 8a. And a semiconductor film 8b. Since the lower electrode 8 is connected to the constant potential line 12 in FIG. 1B, the lower electrode 8 and the constant potential line 12 can be formed of the same material on the same layer.

第２層間絶縁膜７上であって、基板１に形成される膜の厚み方向から見て（以下、平面視ともいう）ＴＦＴ１０と重なる領域に、島状の遮光膜９が形成されている。より具体的には、遮光膜９は、基板１の膜厚方向から見て（基板の平面視）半導体膜２と重なる領域に形成されている。この遮光膜９によって、基板１の上方からＴＦＴ１０への光の入射、特に半導体膜２への光の入射を防いでいる。遮光膜９は、下部電極８と同様に、膜厚５００ｎｍ程度のＭｏからなる島状の導電膜９ａと、導電膜９ａ上に形成された、１６族元素のセレン（Ｓｅ）を含む膜厚１００ｎｍ程度のＭｏＳｅ_２からなる半導体膜９ｂと、で形成されている。 An island-shaped light shielding film 9 is formed on the second interlayer insulating film 7 in a region overlapping with the TFT 10 when viewed from the thickness direction of the film formed on the substrate 1 (hereinafter also referred to as a plan view). More specifically, the light shielding film 9 is formed in a region overlapping the semiconductor film 2 when viewed from the film thickness direction of the substrate 1 (in plan view of the substrate). The light shielding film 9 prevents light from entering the TFT 10 from above the substrate 1, particularly light from entering the semiconductor film 2. Similar to the lower electrode 8, the light shielding film 9 is an island-like conductive film 9a made of Mo having a film thickness of about 500 nm, and a film thickness of 100 nm including a group 16 element selenium (Se) formed on the conductive film 9a. And a semiconductor film 9b made of about MoSe ₂ .

下部電極８及び遮光膜９上には、膜厚１ｕｍ程度のＣＩＳ膜やＣＩＧＳ膜から成るカルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ａ，２１Ｂが形成されている。 On the lower electrode 8 and the light shielding film 9, semiconductor films 21A and 21B having a chalcopyrite structure made of a CIS film or a CIGS film having a film thickness of about 1 μm are formed.

第２層間絶縁膜７、下部電極８、遮光膜９、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ａ，２１Ｂを覆うように第３層間絶縁膜１１が形成されている。第３層間絶縁膜１１は膜厚５００ｎｍ程度のＳｉ_３Ｎ_４を用いて形成されている。 A third interlayer insulating film 11 is formed so as to cover the second interlayer insulating film 7, the lower electrode 8, the light shielding film 9, and the semiconductor films 21A and 21B having a chalcopyrite structure. The third interlayer insulating film 11 is formed using Si ₃ N ₄ having a thickness of about 500 nm.

第３層間絶縁膜１１に形成したコンタクトホール１１ａを介して、フォトダイオード２０の領域に形成されたカルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ａと接続するように、バッファー層２２が島状に形成されている。バッファー層２２は膜厚５０ｎｍ程度の硫化カドミウム（ＣｄＳ）膜で形成されている。ＣｄＳの代わりに、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等で形成されていてもよい。 The buffer layer 22 is formed in an island shape so as to be connected to the semiconductor film 21A having a chalcopyrite structure formed in the region of the photodiode 20 through the contact hole 11a formed in the third interlayer insulating film 11. . The buffer layer 22 is formed of a cadmium sulfide (CdS) film having a thickness of about 50 nm. Instead of CdS, it may be formed of zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), or the like.

第３層間絶縁膜１１及び第２層間絶縁膜７に形成したコンタクトホール１１ｂを介してドレイン電極５ｄと接続し、さらにバッファー層２２と接続するように、透明電極２３が形成されている。透明電極２３は、例えば膜厚１００ｎｍ程度で、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）などの透明導電膜からなる。 A transparent electrode 23 is formed so as to be connected to the drain electrode 5 d through the contact hole 11 b formed in the third interlayer insulating film 11 and the second interlayer insulating film 7 and further to the buffer layer 22. The transparent electrode 23 has a film thickness of, for example, about 100 nm and is made of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide).

下部電極８と、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ａと、バッファー層２２と、透明電極２３と、によって、光電変換部としてのフォトダイオード２０が構成されている。 The lower electrode 8, the semiconductor film 21A having a chalcopyrite structure, the buffer layer 22, and the transparent electrode 23 constitute a photodiode 20 as a photoelectric conversion unit.

本実施形態において、基板１上に設けられた回路部とは、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示した走査線３ａ、データ線６、定電位線３ｂ、１２及びこれらの配線に接続したＴＦＴ１０、保持容量３０、ならびにデータ線回路１０１、走査線回路１０２を含むものである。なお、データ線６が接続されるデータ線回路１０１と、走査線３ａが接続される走査線回路１０２とは、それぞれ集積回路として別途基板１に外付けすることも可能である。 In the present embodiment, the circuit portion provided on the substrate 1 refers to the scanning line 3a, the data line 6, the constant potential lines 3b and 12 and their wirings shown in FIGS. This includes the connected TFT 10, the storage capacitor 30, the data line circuit 101, and the scanning line circuit 102. The data line circuit 101 to which the data line 6 is connected and the scanning line circuit 102 to which the scanning line 3a is connected can be separately attached to the substrate 1 as an integrated circuit.

このような光電変換装置としてのイメージセンサー１００によれば、定電位線３ｂ、１２によって光電変換部としてのフォトダイオード２０に逆バイアスを印加した状態で、フォトダイオード２０に光が入射される。それにより、ｐ型半導体である半導体膜２１Ａとｎ型半導体であるバッファー層２２とのｐｎ接合を有するフォトダイオード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。その際、下部電極８の導電膜８ａをモリブデンで形成することで低抵抗となり、さらに半導体膜８ｂを介することで下部電極８と半導体膜２１Ａとをオーミック接触させることができる。 According to the image sensor 100 as such a photoelectric conversion device, light is incident on the photodiode 20 in a state where a reverse bias is applied to the photodiode 20 as a photoelectric conversion unit by the constant potential lines 3 b and 12. As a result, a photocurrent flows through the photodiode 20 having a pn junction between the semiconductor film 21 </ b> A that is a p-type semiconductor and the buffer layer 22 that is an n-type semiconductor, and charges corresponding thereto are accumulated in the storage capacitor 30. At that time, the conductive film 8a of the lower electrode 8 is formed of molybdenum to reduce resistance, and the lower electrode 8 and the semiconductor film 21A can be brought into ohmic contact via the semiconductor film 8b.

また、複数の走査線３ａのそれぞれによって複数のＴＦＴ１０をＯＮ（選択）させることで、データ線６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。従って、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それぞれ検出することができる。 Further, by turning on (selecting) the plurality of TFTs 10 by each of the plurality of scanning lines 3a, signals corresponding to the charges accumulated in the storage capacitors 30 included in the respective photosensors 50 are sequentially output to the data lines 6. The Accordingly, the intensity of light received by each photosensor 50 in the element region F can be detected.

上述した実施形態１によれば、以下の効果を得ることができる。
このような光電変換装置としてのイメージセンサー１００は、ＴＦＴ１０への光の入射を防止するための遮光膜９と、遮光膜９上に形成されたカルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ｂとを有する。遮光膜９上に形成された半導体膜２１Ｂは、下部電極８上に形成されて高い光電変換効率を実現できる光吸収層として機能する半導体膜２１Ａと同様に、光吸収層として機能させることができる。従って、遮光膜９上の半導体膜２１Ｂは、遮光膜９に入射する光及び遮光膜９で反射される光の双方を吸収することで、迷光を抑制することができる。 According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
The image sensor 100 as such a photoelectric conversion device includes a light shielding film 9 for preventing light from entering the TFT 10 and a semiconductor film 21B having a chalcopyrite structure formed on the light shielding film 9. The semiconductor film 21B formed on the light shielding film 9 can function as a light absorption layer, similar to the semiconductor film 21A formed on the lower electrode 8 and functioning as a light absorption layer capable of realizing high photoelectric conversion efficiency. . Therefore, the semiconductor film 21B on the light shielding film 9 can suppress stray light by absorbing both the light incident on the light shielding film 9 and the light reflected by the light shielding film 9.

また、遮光膜９はＭｏからなる導電膜９ａとＭｏＳｅ_２からなる半導体膜９ｂとで構成されている。半導体膜９ｂは禁制帯幅１．３５〜１．４１ｅＶ程度の半導体であるので、半導体膜９ｂは上記の禁制帯幅以上のエネルギーを持つ光を吸収し、遮光膜９自体の反射率が低下する。このように、遮光膜９を金属材料だけで形成するのではなく、１６族元素を含む半導体膜９ｂも形成することにより、遮光膜９自体で反射する光が少なくなるので、迷光を抑制できる。 The light shielding film 9 is composed of a semiconductor film 9b made of a conductive film 9a and MoSe ₂ made of Mo. Since the semiconductor film 9b is a semiconductor having a forbidden band width of about 1.35 to 1.41 eV, the semiconductor film 9b absorbs light having energy equal to or greater than the forbidden band width, and the reflectance of the light shielding film 9 itself is reduced. . In this way, by forming the semiconductor film 9b containing the group 16 element instead of forming the light shielding film 9 with only the metal material, the light reflected by the light shielding film 9 itself is reduced, so that stray light can be suppressed.

＜光電変換装置の製造方法＞
実施形態１の光電変換装置としてのイメージセンサーの製造方法について、図３と図４（Ａ）〜図４（Ｄ）を用いて説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は光電変換装置としてのイメージセンサーの製造方法を示す概略部分断面図であり、第２層間絶縁膜７上の製造方法を示す概略断面図である。 <Method for Manufacturing Photoelectric Conversion Device>
A method for manufacturing an image sensor as the photoelectric conversion device of Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4A to 4D. 4A to 4D are schematic partial cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an image sensor as a photoelectric conversion device, and are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the second interlayer insulating film 7.

光電変換装置としてのイメージセンサー１００の製造方法は、まず、透明なガラスや不透明なシリコンなどの基板１上に、化学気相堆積（ＣＶＤ）法等によってＳｉＯ_２の下地絶縁膜１ａを形成する。
次に、下地絶縁膜１ａ上に、ＣＶＤ法等によって膜厚５０ｎｍ程度の非晶質シリコン膜を形成する。その非晶質シリコン膜をレーザー結晶化法等によって結晶化して、多結晶シリコン膜を形成する。その後、フォトリソグラフィー法等によって島状の多結晶シリコン膜である半導体膜２を形成する。 In the manufacturing method of the image sensor 100 as a photoelectric conversion device, first, a base insulating film 1a of SiO ₂ is formed on a substrate 1 made of transparent glass or opaque silicon by a chemical vapor deposition (CVD) method or the like.
Next, an amorphous silicon film having a thickness of about 50 nm is formed on the base insulating film 1a by a CVD method or the like. The amorphous silicon film is crystallized by a laser crystallization method or the like to form a polycrystalline silicon film. Thereafter, the semiconductor film 2 which is an island-shaped polycrystalline silicon film is formed by a photolithography method or the like.

次に、半導体膜２および下地絶縁膜１ａを覆うように、ＣＶＤ法等によって膜厚１００ｎｍ程度のＳｉＯ_２を形成し、ゲート絶縁膜３とする。
スパッタリング法等によって、ゲート絶縁膜３上に膜厚５００ｎｍ程度のＭｏ膜を形成し、フォトリソグラフィー法によって島状のゲート電極３ｇを形成する。
イオン注入法によって、半導体膜２に不純物イオンを注入し、ソース領域２ｓ、ドレイン領域２ｄ、チャネル形成領域２ｃを形成する。
ゲート絶縁膜３とゲート電極３ｇを覆うように、膜厚８００ｎｍ程度のＳｉＯ_２膜を形成し、第１層間絶縁膜４とする。 Next, SiO ₂ having a thickness of about 100 nm is formed by a CVD method or the like so as to cover the semiconductor film 2 and the base insulating film 1 a to form the gate insulating film 3.
A Mo film having a thickness of about 500 nm is formed on the gate insulating film 3 by a sputtering method or the like, and an island-shaped gate electrode 3g is formed by a photolithography method.
Impurity ions are implanted into the semiconductor film 2 by ion implantation to form a source region 2s, a drain region 2d, and a channel formation region 2c.
A SiO ₂ film having a thickness of about 800 nm is formed so as to cover the gate insulating film 3 and the gate electrode 3 g, thereby forming the first interlayer insulating film 4.

次に、第１層間絶縁膜４にソース領域２ｓとドレイン領域２ｄに達するコンタクトホール４ａ，４ｂを形成する。その後、第１層間絶縁膜４上とコンタクトホール４ａ，４ｂ内に、スパッタリング法等によって膜厚５００ｎｍ程度のＭｏ膜を形成し、フォトリソグラフィー法によってパターニングして、ソース電極５ｓ、ドレイン電極５ｄ及びデータ線６を形成する。 Next, contact holes 4 a and 4 b reaching the source region 2 s and the drain region 2 d are formed in the first interlayer insulating film 4. Thereafter, a Mo film having a thickness of about 500 nm is formed on the first interlayer insulating film 4 and in the contact holes 4a and 4b by sputtering or the like, and is patterned by photolithography to form the source electrode 5s, the drain electrode 5d, and the data. Line 6 is formed.

第１層間絶縁膜４とソース電極５ｓとドレイン電極５ｄとデータ線６とを覆うように、膜厚８００ｎｍ程度のＳｉ_３Ｎ_４膜を形成し、第２層間絶縁膜７とする。 A Si ₃ N ₄ film having a thickness of about 800 nm is formed to cover the first interlayer insulating film 4, the source electrode 5 s, the drain electrode 5 d, and the data line 6, thereby forming the second interlayer insulating film 7.

図４（Ａ）に示すように、第２層間絶縁膜７上に、スパッタリング法等によって導電膜として膜厚５００ｎｍ程度のＭｏ膜８９ａを形成する。その後、Ｍｏ膜８９ａ上に、スパッタリング法等によって、Ｃｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂを形成する。Ｃｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂは、後のセレン化アニールによってカルコパイライト構造を有する半導体膜２１となるプリカーサ膜である。プリカーサ膜の合計膜厚は５００ｎｍ程度である。 As shown in FIG. 4A, a Mo film 89a having a thickness of about 500 nm is formed as a conductive film on the second interlayer insulating film 7 by a sputtering method or the like. Thereafter, a Cu—Ga alloy film 21a and an In film 21b are formed on the Mo film 89a by sputtering or the like. The Cu—Ga alloy film 21a and the In film 21b are precursor films that become the semiconductor film 21 having a chalcopyrite structure by subsequent selenization annealing. The total film thickness of the precursor film is about 500 nm.

図４（Ｂ）はセレン化アニール工程を示す。図４（Ａ）の工程が終了した後、この基板をセレン化アニールすることによって、プリカーサ膜であるＣｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂはカルコパイライト構造を有する半導体膜（ＣＩＧＳ膜）２１となる。セレン化アニールは、セレン化水素（Ｈ_２Ｓｅ）ガスを含む雰囲気中で、５００℃程度の温度によるアニールである。セレン化アニールの際、Ｍｏ膜８９ａの表面をセレン化し、ＭｏＳｅ_２膜８９ｂを形成する。ＭｏＳｅ_２膜８９ｂの膜厚は１００ｎｍ程度である。 FIG. 4B shows a selenization annealing process. After the step of FIG. 4A is completed, the substrate is annealed by selenization, whereby the Cu—Ga alloy film 21a and the In film 21b, which are precursor films, are converted into a semiconductor film (CIGS film) 21 having a chalcopyrite structure. Become. The selenization annealing is annealing at a temperature of about 500 ° C. in an atmosphere containing hydrogen selenide (H ₂ Se) gas. During the selenization annealing, the surface of the Mo film 89a is selenized to form a MoSe ₂ film 89b. The film thickness of the MoSe ₂ film 89b is about 100 nm.

図４（Ｃ）に示すように、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１をフォトリソグラフィー法によってパターニングして、半導体膜２１Ａ，２１Ｂを形成する。 As shown in FIG. 4C, the semiconductor film 21 having a chalcopyrite structure is patterned by a photolithography method to form semiconductor films 21A and 21B.

図４（Ｄ）に示すように、ＭｏＳｅ_２膜８９ｂとＭｏ膜８９ａをフォトリソグラフィー法によってパターニングし、下部電極８と遮光膜９を形成する。 As shown in FIG. 4D, the MoSe ₂ film 89b and the Mo film 89a are patterned by photolithography to form the lower electrode 8 and the light shielding film 9.

次に、図３に示すように、半導体膜２１Ａ，２１Ｂと下部電極８と遮光膜９と第２層間絶縁膜７とを覆うように、膜厚５００ｎｍ程度のＳｉ_３Ｎ_４膜を形成し、第３層間絶縁膜１１とする。
第３層間絶縁膜１１に半導体膜２１Ａに達するコンタクトホール１１ａを形成する。その後、第３層間絶縁膜１１上とコンタクトホール１１ａ内に、ＣＢＤ（Chemical Bath Deposition）法等によって、膜厚５０ｎｍ程度のＣｄＳ膜を形成し、フォトリソグラフィー法によってパターニングして、バッファー層２２を形成する。
第３層間絶縁膜１１と第２層間絶縁膜７に、ドレイン電極５ｄに達するコンタクトホール１１ｂを形成する。その後、第３層間絶縁膜１１上とバッファー層２２上とコンタクトホール１１ｂ内に、スパッタリング法等によって、膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィー法によってパターニングして、透明電極２３を形成する。
このようにして、実施形態１の光電変換装置が形成される。 Next, as shown in FIG. 3, an Si ₃ N ₄ film having a thickness of about 500 nm is formed so as to cover the semiconductor films 21A and 21B, the lower electrode 8, the light shielding film 9, and the second interlayer insulating film 7. The third interlayer insulating film 11 is used.
A contact hole 11a reaching the semiconductor film 21A is formed in the third interlayer insulating film 11. Thereafter, a CdS film having a thickness of about 50 nm is formed on the third interlayer insulating film 11 and in the contact hole 11a by a CBD (Chemical Bath Deposition) method or the like, and patterned by a photolithography method to form the buffer layer 22 To do.
A contact hole 11 b reaching the drain electrode 5 d is formed in the third interlayer insulating film 11 and the second interlayer insulating film 7. Thereafter, an ITO film having a thickness of about 100 nm is formed on the third interlayer insulating film 11, the buffer layer 22 and the contact hole 11b by sputtering or the like, and patterned by photolithography to form the transparent electrode 23. To do.
In this way, the photoelectric conversion device of Embodiment 1 is formed.

上述した実施形態１の製造方法によれば、下部電極８と遮光膜９との上に設けられる半導体膜２１Ａ，２１Ｂは同一工程にて形成することができるので、工程が増加することがない。また、半導体膜２１Ａ，２１Ｂを形成する工程は、遮光膜９及び下部電極Ｂ上にプリカーサ膜２１ａ，２１ｂを形成する工程と、１６族元素であるセレンを含む雰囲気でのセレンアニール工程とを含むことで、カルコパイライト膜の前駆体であるプリカーサ膜を、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１に変換できる。また、下部電極８及び遮光膜９は、導電膜８ａ，９ａを同一の金属材料Ｍｏにて同一工程にて形成することができる。さらに、導電膜８ａ，９ａであるモリブデンがセレン化されることで、下部電極８及び遮光膜９の表層にはＭｏＳｅ_２の半導体膜を形成することができる。 According to the manufacturing method of the first embodiment described above, the semiconductor films 21A and 21B provided on the lower electrode 8 and the light shielding film 9 can be formed in the same process, so that the number of processes does not increase. The process of forming the semiconductor films 21A and 21B includes a process of forming the precursor films 21a and 21b on the light shielding film 9 and the lower electrode B and a selenium annealing process in an atmosphere containing selenium as a group 16 element. Thus, the precursor film, which is a precursor of the chalcopyrite film, can be converted into the semiconductor film 21 having a chalcopyrite structure. Further, the lower electrode 8 and the light shielding film 9 can be formed by forming the conductive films 8a and 9a with the same metal material Mo in the same process. Furthermore, MoSe ₂ semiconductor films can be formed on the surface layers of the lower electrode 8 and the light shielding film 9 by selenizing molybdenum as the conductive films 8a and 9a.

（実施形態２）
＜光電変換装置＞
実施形態２の光電変換装置としてのイメージセンサーについて、図１、図２及び図５を参照して説明する。
図５は、実施形態２において、図２のＡ−Ａ’線で切ったフォトセンサー５１の構造を示す概略断面図である。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。（２１Ａと２１Ｂが８０と９０を覆うように図５を変更して下さい。発明提案書のようにして下さい。） (Embodiment 2)
<Photoelectric conversion device>
An image sensor as a photoelectric conversion apparatus according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the photosensor 51 taken along the line AA ′ in FIG. 2 in the second embodiment. In addition, about the component same as Embodiment 1, the same number is used and the overlapping description is abbreviate | omitted. (Change Figure 5 so that 21A and 21B cover 80 and 90. Please make it like an invention proposal.)

実施形態２において、実施形態１と異なる点は、下部電極８と遮光膜９の構造であり、本実施形態２の説明では、下部電極８０、遮光膜９０として説明する。
図５に示すように、実施形態２のイメージセンサー５１において、第２層間絶縁膜７上には、フォトダイオード２０の下部電極８０が形成されている。下部電極８０は、膜厚５００ｎｍ程度のＭｏからなる島状の導電膜８ａと、導電膜８ａの上面と側面に形成された、１６族元素のＳｅを含む膜厚１００ｎｍ程度のＭｏＳｅ_２からなる半導体膜８０ｂとで形成されている。下部電極８０も、図１（Ｂ）の定電位線１２を兼ねるものである。カルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ａは、ＭｏＳｅ_２からなる半導体膜８０ｂを覆うように下部電極８０の上面と側面に形成されている。 The second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the lower electrode 8 and the light shielding film 9. In the description of the second embodiment, the lower electrode 80 and the light shielding film 90 will be described.
As shown in FIG. 5, in the image sensor 51 of the second embodiment, the lower electrode 80 of the photodiode 20 is formed on the second interlayer insulating film 7. The lower electrode 80 is an island-shaped conductive film 8a made of Mo having a thickness of about 500 nm, and a semiconductor made of MoSe ₂ having a thickness of about 100 nm containing Se of group 16 element formed on the upper and side surfaces of the conductive film 8a. And a film 80b. The lower electrode 80 also serves as the constant potential line 12 in FIG. The semiconductor film 21A having a chalcopyrite structure is formed on the upper surface and side surfaces of the lower electrode 80 so as to cover the semiconductor film 80b made of MoSe ₂ .

第２層間絶縁膜７上であって、基板１の膜厚方向から見て（基板の平面視）ＴＦＴ１０と重なる領域に、島状の遮光膜９０が形成されている。より具体的には、遮光膜９０は、基板１の膜厚方向から見て半導体膜２と重なる領域に形成されている。この遮光膜９０よって、ＴＦＴ１０への光の入射、特に半導体膜２への光の入射を防いでいる。遮光膜９０は、下部電極８０と同様に、膜厚５００ｎｍ程度のＭｏからなる島状の導電膜９ａと、導電膜９ａの上面と側面に形成された、１６族元素のＳｅを含む膜厚１００ｎｍ程度のＭｏＳｅ_２からなる半導体膜９０ｂとで形成されている。カルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ｂは、ＭｏＳｅ_２からなる半導体膜９０ｂを覆うように遮光膜９０の上面と側面に形成されている。
上記の下部電極８０と遮光膜９０と半導体膜２１Ａ及び２１Ｂの構造以外は、実施形態２は実施形態１と同じである。 An island-shaped light shielding film 90 is formed on the second interlayer insulating film 7 in a region overlapping with the TFT 10 when viewed from the film thickness direction of the substrate 1 (plan view of the substrate). More specifically, the light shielding film 90 is formed in a region overlapping the semiconductor film 2 when viewed from the film thickness direction of the substrate 1. The light shielding film 90 prevents light from entering the TFT 10, particularly light from entering the semiconductor film 2. Similar to the lower electrode 80, the light shielding film 90 is an island-like conductive film 9 a made of Mo having a thickness of about 500 nm, and a film thickness of 100 nm containing Se of a group 16 element formed on the top and side surfaces of the conductive film 9 a. And a semiconductor film 90b made of MoSe ₂ . The semiconductor film 21B having a chalcopyrite structure is formed on the upper and side surfaces of the light shielding film 90 so as to cover the semiconductor film 90b made of MoSe ₂ .
The second embodiment is the same as the first embodiment except for the structure of the lower electrode 80, the light shielding film 90, and the semiconductor films 21A and 21B.

上述した実施形態２によれば、以下の効果を得ることができる。
このような光電変換装置としてのイメージセンサーは、ＴＦＴ１０への光の入射を防止する為の遮光膜９０と、遮光膜９０上に形成されたカルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ｂとを有する。実施形態２では、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１Ｂは、遮光膜９０の上面だけでなく、側面にも形成されている。遮光膜９０の上面と側面に形成された半導体膜２１Ｂは、下部電極８０上に形成されて高い光電変換効率を実現できる光吸収層として機能する半導体膜２１Ａと同様に、光吸収層として機能させることができる。従って、遮光膜９０の上面と側面の半導体膜２１Ｂは、遮光膜９０に入射する光及び遮光膜９０で反射される光の双方を吸収することで、迷光を抑制することができる。
また、遮光膜９０は導電膜９ａと半導体膜９０ｂとで構成されている。実施形態２では、半導体膜９０ｂは導電膜９ａの上面だけでなく、側面にも形成されている。半導体膜９０ｂは禁制帯幅１．３５〜１．４１ｅＶ程度の半導体であるので、半導体膜９０ｂは上記の禁制帯幅以上のエネルギーを持つ光を吸収し、遮光膜９０の上面及び側面の反射率が低下する。このように、遮光膜９０を金属材料だけで形成するのではなく、１６族元素を含む半導体膜９０ｂも形成することにより、遮光膜９０で反射する光が少なくなるので、本来入射すべき光電変換部とは異なる場所にある光電変換部に入射する光が少なくなる。実施形態２では特に、遮光膜９０の上面と側面が１６族元素を含む半導体膜９０ｂであるので、実施形態１に比べて遮光膜９０での光の反射がより少なくなる。その結果、所望の画像を得ることができる光電変換装置としてのイメージセンサーを提供することができる。 According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
Such an image sensor as a photoelectric conversion device includes a light shielding film 90 for preventing light from entering the TFT 10 and a semiconductor film 21B having a chalcopyrite structure formed on the light shielding film 90. In the second embodiment, the semiconductor film 21B having a chalcopyrite structure is formed not only on the top surface of the light shielding film 90 but also on the side surfaces. The semiconductor film 21B formed on the upper surface and the side surface of the light shielding film 90 functions as a light absorption layer, similar to the semiconductor film 21A that is formed on the lower electrode 80 and functions as a light absorption layer capable of realizing high photoelectric conversion efficiency. be able to. Therefore, the semiconductor film 21 </ b> B on the upper and side surfaces of the light shielding film 90 can suppress stray light by absorbing both the light incident on the light shielding film 90 and the light reflected by the light shielding film 90.
The light shielding film 90 includes a conductive film 9a and a semiconductor film 90b. In the second embodiment, the semiconductor film 90b is formed not only on the upper surface of the conductive film 9a but also on the side surfaces. Since the semiconductor film 90b is a semiconductor having a forbidden band width of about 1.35 to 1.41 eV, the semiconductor film 90b absorbs light having energy equal to or greater than the forbidden band width, and the reflectance of the upper and side surfaces of the light shielding film 90 is reduced. Decreases. In this way, since the light shielding film 90 is not formed of only a metal material, but also by forming a semiconductor film 90b containing a group 16 element, light reflected by the light shielding film 90 is reduced. The amount of light incident on the photoelectric conversion unit in a different location from the unit is reduced. In the second embodiment, in particular, since the upper surface and the side surface of the light shielding film 90 are the semiconductor film 90b containing a group 16 element, the light reflection at the light shielding film 90 is less than that in the first embodiment. As a result, an image sensor as a photoelectric conversion device that can obtain a desired image can be provided.

＜光電変換装置の製造方法＞
実施形態２の光電変換装置としてのイメージセンサーの製造方法について、図５と図６（Ａ）〜図６（Ｅ）を用いて説明する。
図６（Ａ）〜図６（Ｅ）は、光電変換装置としてのイメージセンサーの製造方法を示す概略部分断面図であり、第２層間絶縁膜７上の製造方法を示す概略断面図である。
実施形態２において、実施形態１と異なる点は、下部電極８０と遮光膜９０の構造である。第２層間絶縁膜７を形成する工程までは、実施形態１と同じであるため説明を省略する。 <Method for Manufacturing Photoelectric Conversion Device>
A method for manufacturing an image sensor as a photoelectric conversion device according to Embodiment 2 will be described with reference to FIGS. 5 and 6A to 6E.
6A to 6E are schematic partial cross-sectional views illustrating a manufacturing method of an image sensor as a photoelectric conversion device, and are schematic cross-sectional views illustrating a manufacturing method on the second interlayer insulating film 7.
The second embodiment is different from the first embodiment in the structure of the lower electrode 80 and the light shielding film 90. The steps up to the step of forming the second interlayer insulating film 7 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

図６（Ａ）に示すように、第２層間絶縁膜７上に、スパッタリング法等によって導電膜として膜厚５００ｎｍ程度のＭｏ膜８９ａを形成する。
図６（Ｂ）に示すように、Ｍｏ膜８９ａをフォトリソグラフィー法によってパターニングし、下部電極８０の一部となるＭｏからなる導電膜８ａと、遮光膜９０の一部となるＭｏからなる導電膜９ａを形成する。
図６（Ｃ）に示すように、第２層間絶縁膜７、導電膜８ａ、及び導電膜９ａを覆うように、スパッタリング法等によって、Ｃｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂを形成する。Ｃｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂは、後のセレン化アニールによってカルコパイライト構造を有する半導体膜２１となるプリカーサ膜である。プリカーサ膜の合計膜厚は５００ｎｍ程度である。 As shown in FIG. 6A, a Mo film 89a having a thickness of about 500 nm is formed as a conductive film on the second interlayer insulating film 7 by a sputtering method or the like.
As shown in FIG. 6B, the Mo film 89 a is patterned by a photolithography method, and a conductive film 8 a made of Mo that becomes a part of the lower electrode 80 and a conductive film made of Mo that becomes a part of the light-shielding film 90. 9a is formed.
As shown in FIG. 6C, a Cu—Ga alloy film 21a and an In film 21b are formed by sputtering or the like so as to cover the second interlayer insulating film 7, the conductive film 8a, and the conductive film 9a. The Cu—Ga alloy film 21a and the In film 21b are precursor films that become the semiconductor film 21 having a chalcopyrite structure by subsequent selenization annealing. The total film thickness of the precursor film is about 500 nm.

図６（Ｄ）によりセレン化アニール工程を説明する。図６（Ｃ）の工程が終了した後、この基板をセレン化アニールすることによって、プリカーサ膜であるＣｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂはカルコパイライト構造を有する半導体膜２１となる。セレン化アニールは、Ｈ_２Ｓｅガスを含む雰囲気中で、５００℃程度の温度によるアニールである。セレン化アニールの際、導電膜８ａ、及び導電膜９ａの上面及び側面をセレン化し、ＭｏＳｅ_２からなる半導体膜８０ｂ，９０ｂを形成する。半導体膜８０ｂ，９０ｂの膜厚は１００ｎｍ程度である。このようにして、Ｍｏからなる導電膜８ａ，９ａの上面及び側面にＭｏＳｅ_２からなる半導体膜８０ｂ，９０ｂが設けられた下部電極８０と遮光膜９０を形成する。
図６（Ｅ）に示すように、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１をフォトリソグラフィー法によってパターニングすることによって、半導体膜２１Ａ，２１Ｂを形成する。以降の工程は、実施形態１と同じである。このようにして、実施形態２の光電変換装置が形成される。 The selenization annealing process will be described with reference to FIG. After the step of FIG. 6C is completed, the substrate is annealed by selenization, whereby the Cu—Ga alloy film 21a and the In film 21b, which are precursor films, become the semiconductor film 21 having a chalcopyrite structure. The selenization annealing is annealing at a temperature of about 500 ° C. in an atmosphere containing H ₂ Se gas. During the selenization annealing, the upper surfaces and side surfaces of the conductive film 8a and the conductive film 9a are selenized to form semiconductor films 80b and 90b made of MoSe ₂ . The film thickness of the semiconductor films 80b and 90b is about 100 nm. In this way, the lower electrode 80 and the light shielding film 90 in which the semiconductor films 80b and 90b made of MoSe ₂ are provided on the upper and side surfaces of the conductive films 8a and 9a made of Mo are formed.
As shown in FIG. 6E, semiconductor films 21A and 21B are formed by patterning a semiconductor film 21 having a chalcopyrite structure by a photolithography method. The subsequent steps are the same as those in the first embodiment. In this way, the photoelectric conversion device of Embodiment 2 is formed.

（実施形態３）
＜生体認証装置＞
次に、本実施形態の電子機器としての生体認証装置について、図７を参照して説明する。図７（Ａ）は生体認証装置を示す概略斜視図、同図（Ｂ）は概略断面図である。 (Embodiment 3)
<Biometric authentication device>
Next, a biometric authentication device as an electronic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a schematic perspective view showing a biometric authentication device, and FIG. 7B is a schematic cross-sectional view.

図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態の電子機器としての生体認証装置５００は、指の静脈パターンを光検出（撮像）して、予め登録された個人ごとの静脈パターンと比較することで、生体認証装置５００にかざされた指を持つ個人を特定して認証する装置である。
具体的には、かざされた指を所定の場所に配置する溝を有した被写体受け部５０２と、上記実施形態の光電変換装置としてのイメージセンサー１００が取り付けられた撮像部５０４と、被写体受け部５０２と撮像部５０４との間に配置されたマイクロレンズアレイ５０３と、を備えている。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the biometric authentication device 500 as an electronic apparatus according to the present embodiment detects (captures) a finger vein pattern and registers a vein pattern for each individual registered in advance. By comparing with the biometric authentication device 500, the individual holding the finger is identified and authenticated.
Specifically, a subject receiving unit 502 having a groove for placing a held finger at a predetermined location, an imaging unit 504 to which the image sensor 100 as the photoelectric conversion device of the embodiment is attached, and a subject receiving unit And a microlens array 503 disposed between the imaging unit 504 and the imaging unit 504.

被写体受け部５０２には、溝に沿って両側に複数配置された光源５０１が内蔵されている。光源５０１は、外光に影響されずに静脈パターンを撮像するため、可視光以外の近赤外光を射出する例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）やＥＬ素子などが用いられている。
光源５０１によって指の中の静脈パターンが照明され、その映像光がマイクロレンズアレイ５０３に設けられたマイクロレンズ５０３ａによってイメージセンサー１００に向けて集光される。マイクロレンズ５０３ａは、イメージセンサー１００のフォトセンサー５０ごとに対応して設けても良いし、複数のフォトセンサー５０と対となるように設けても良い。 The subject receiver 502 includes a plurality of light sources 501 arranged on both sides along the groove. The light source 501 uses, for example, a light emitting diode (LED) or an EL element that emits near-infrared light other than visible light in order to capture a vein pattern without being affected by external light.
The vein pattern in the finger is illuminated by the light source 501, and the image light is condensed toward the image sensor 100 by the microlens 503 a provided in the microlens array 503. The microlens 503a may be provided corresponding to each photosensor 50 of the image sensor 100, or may be provided so as to be paired with a plurality of photosensors 50.

なお、光源５０１を内蔵した被写体受け部５０２とマイクロレンズアレイ５０３との間に、複数の光源５０１による照明光の輝度ムラを補正する光学補償板を設けても良い。
このような生体認証装置５００によれば、近赤外光を受光して、照明された静脈パターンを映像パターンとして正確に出力可能なイメージセンサー１００を備えているので、確実に生体（人体）を認証することができる。 Note that an optical compensator for correcting luminance unevenness of illumination light from the plurality of light sources 501 may be provided between the subject receiving unit 502 incorporating the light source 501 and the microlens array 503.
According to such a biometric authentication apparatus 500, the image sensor 100 that receives near-infrared light and can accurately output the illuminated vein pattern as a video pattern is provided. It can be authenticated.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification will be described below.

（変形例１）
上記実施形態のイメージセンサー１００において、フォトセンサー５０の電気的な構成とその接続は、これに限定されない。例えば、フォトダイオード２０からの電気的な出力をＴＦＴ１０のゲート電極３ｇに接続して、ソース電極５ｓとドレイン電極５ｄとの間の電圧や電流の変化として受光を検出するとしても良い。 (Modification 1)
In the image sensor 100 of the above embodiment, the electrical configuration of the photosensor 50 and its connection are not limited to this. For example, the electrical output from the photodiode 20 may be connected to the gate electrode 3g of the TFT 10 to detect light reception as a change in voltage or current between the source electrode 5s and the drain electrode 5d.

（変形例２）
上記実施形態のイメージセンサー１００において、カルコパイライト構造を有する半導体膜２１と、遮光膜９，９０と、下部電極８，８０とに含まれる１６族元素はセレン（Ｓｅ）としたが、必ずしもＳｅに限定されない。例えば、１６族元素を硫黄（Ｓ）とし、カルコパイライト構造を有する半導体膜をＣＩＳ膜とし、遮光膜はＭｏ膜とＭｏＳ2膜から構成されても良い。また、カルコパイライト構造を有する半導体膜と、遮光膜と、下部電極とに含まれる１６族元素は、ＳｅとＳの２元素でも良い。 (Modification 2)
In the image sensor 100 of the above embodiment, the group 16 element contained in the semiconductor film 21 having the chalcopyrite structure, the light shielding films 9 and 90, and the lower electrodes 8 and 80 is selenium (Se). It is not limited. For example, the group 16 element may be sulfur (S), the semiconductor film having a chalcopyrite structure may be a CIS film, and the light shielding film may be composed of a Mo film and a MoS2 film. Further, the group 16 element contained in the semiconductor film having the chalcopyrite structure, the light shielding film, and the lower electrode may be two elements of Se and S.

（変形例３）
上記実施形態の光電変換装置の製造方法において、プリカーサ膜はＣｕ―Ｇａ合金膜２１ａとＩｎ膜２１ｂとしたが、これに限定されない。例えば、Ｃｕ―Ｇａ合金膜の代わりに、Ｃｕ膜を成膜しても良い。この場合、カルコパイライト構造を有する半導体膜は、ＣＩＳ膜となる。また、成膜順序を変更して、Ｉｎ膜を成膜した後に、Ｃｕ−Ｇａ合金膜やＣｕ膜を成膜しても良い。更に、積層数を増やして、Ｃｕ―Ｇａ合金膜とＩｎ膜を何層にも積層しても良い。また、積層膜ではなく、Ｃｕ―Ｉｎ−Ｇａ合金膜やＣｕ−Ｉｎ合金膜を成膜しても良い。 (Modification 3)
In the method for manufacturing a photoelectric conversion device according to the above embodiment, the precursor film is the Cu—Ga alloy film 21a and the In film 21b, but is not limited thereto. For example, a Cu film may be formed instead of the Cu—Ga alloy film. In this case, the semiconductor film having a chalcopyrite structure is a CIS film. Further, the Cu—Ga alloy film or the Cu film may be formed after the In film is formed by changing the film formation order. Further, the Cu—Ga alloy film and the In film may be stacked in any number by increasing the number of stacked layers. Further, instead of a laminated film, a Cu—In—Ga alloy film or a Cu—In alloy film may be formed.

（変形例４）
上記実施形態のイメージセンサー１００が搭載される電子機器は、生体認証装置５００に限定されない。例えば、指紋や眼球の虹彩を撮像する固体撮像装置にも適用することができる。また、生体認証装置５１０は、図８に示すように、被写体受け部５０２と撮像部５０４との間に、マイクロレンズアレイ５０３と発光装置５１２を有することができる。発光装置５１２は、複数の発光素子（例えば有機ＥＬ等）５１２ａを有している。これにより図７（Ａ）に示す光源５０１を被写体受け部５０２に設ける必要はない。図８の構造では、発光素子（例えば有機ＥＬ等）５１２ａからフォトダイオード２０に直接光が入射することを阻止する遮光部５０４ａを撮像部５０４に設けても良い。 (Modification 4)
The electronic device on which the image sensor 100 of the above embodiment is mounted is not limited to the biometric authentication device 500. For example, the present invention can be applied to a solid-state imaging device that images a fingerprint or an iris of an eyeball. Further, as shown in FIG. 8, the biometric authentication device 510 can include a microlens array 503 and a light emitting device 512 between the subject receiving unit 502 and the imaging unit 504. The light emitting device 512 includes a plurality of light emitting elements (for example, an organic EL) 512a. Accordingly, it is not necessary to provide the light source 501 shown in FIG. In the structure of FIG. 8, the imaging unit 504 may be provided with a light shielding unit 504 a that prevents light from directly entering the photodiode 20 from the light emitting element (e.g., organic EL) 512 a.

１…基板、１ａ…下地絶縁膜、２…半導体膜、２ｃ…チャネル形成領域、２ｓ…ソース領域、２ｄ…ドレイン領域、３…ゲート絶縁膜、３ａ…走査線、３ｂ…定電位線、３ｇ…ゲート電極、４…第１層間絶縁膜、５ｓ…ソース電極、５ｄ…ドレイン電極、６…データ線、７…第２層間絶縁膜、８，８０…下部電極、８ａ…導電膜（Ｍｏ膜）、８ｂ，８０ｂ…VIＡ（６Ａ）族元素を含む半導体膜（ＭｏＳｅ_２膜）、９，９０…遮光膜、９ａ…導電膜（Ｍｏ膜）、９ｂ，９０ｂ…１６族元素を含む半導体膜（ＭｏＳｅ_２膜）、１０…薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、１１…第３層間絶縁膜、１２…定電位線、２０…光電変換部としてのフォトダイオード、２１，２１Ａ，２１Ｂ…カルコパイライト構造を有する半導体膜、２１ａ…プリカーサ膜（Ｃｕ―Ｇａ合金膜）、２１ｂ…プリカーサ膜（Ｉｎ膜）、２２…バッファー層、２３…透明電極、３０…保持容量、５０…光電変換素子としてのフォトセンサー、８９ａ…導電膜（Ｍｏ膜）、１００…光電変換装置としてのイメージセンサー、１０１…データ線回路、１０２…走査線回路、５００，５１０…電子機器としての生体認証装置、５０１…光源、５０２…被写体受け部、５０３…マイクロレンズアレイ、５０３ａ…マイクロレンズ、５０４…撮像部、５１２発光装置、Ｆ…素子領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 1a ... Base insulating film, 2 ... Semiconductor film, 2c ... Channel formation region, 2s ... Source region, 2d ... Drain region, 3 ... Gate insulating film, 3a ... Scan line, 3b ... Constant potential line, 3g ... Gate electrode, 4 ... first interlayer insulating film, 5s ... source electrode, 5d ... drain electrode, 6 ... data line, 7 ... second interlayer insulating film, 8, 80 ... lower electrode, 8a ... conductive film (Mo film), 8b, 80b ... Semiconductor film containing a VIA (6A) group element (MoSe ₂ film), 9, 90 ... Light-shielding film, 9a ... Conductive film (Mo film), 9b, 90b ... Semiconductor film containing a group 16 element (MoSe ₂₎ 10) Thin film transistor (TFT), 11 ... Third interlayer insulating film, 12 ... Constant potential line, 20 ... Photodiode as photoelectric conversion part, 21, 21A, 21B ... Semiconductor film having chalcopyrite structure, 21a ... Precursor membrane ( Cu-Ga alloy film), 21b ... precursor film (In film), 22 ... buffer layer, 23 ... transparent electrode, 30 ... retention capacity, 50 ... photosensor as photoelectric conversion element, 89a ... conductive film (Mo film), DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image sensor as photoelectric conversion apparatus, 101 ... Data line circuit, 102 ... Scanning line circuit, 500, 510 ... Biometric authentication apparatus as an electronic device, 501 ... Light source, 502 ... Subject-receiving part, 503 ... Micro lens array, 503a: Micro lens, 504: Imaging unit, 512 Light emitting device, F: Element region

Claims

A switching element provided on one side of the substrate;
An interlayer insulating film provided so as to cover the switching element;
A light-shielding film provided on the interlayer insulating film and in a region overlapping with the switching element as viewed from the film thickness direction of the substrate;
A lower electrode provided on the interlayer insulating film;
A semiconductor film having a chalcopyrite structure provided on the lower electrode and the light shielding film;
A photoelectric conversion device comprising:

2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the semiconductor film and the surface layer in which the lower electrode and the light-shielding film are in contact with the semiconductor film contain a Group 16 element.

The photoelectric conversion device according to claim 2, wherein the group 16 element includes at least one of selenium and sulfur.

The photoelectric conversion device according to claim 3, wherein the lower electrode and the light shielding film contain molybdenum.

The photoelectric conversion device according to claim 4, wherein the surface layer in which the lower electrode and the light shielding film are in contact with the semiconductor film includes MoSe ₂ or MoS ₂ .

Forming a switching element on one side of the substrate;
Forming an interlayer insulating film so as to cover the switching element;
Forming a light shielding film on the interlayer insulating film and in a region overlapping with the switching element when viewed from the film thickness direction of the substrate;
Forming a lower electrode on the interlayer insulating film;
Forming a semiconductor film having a chalcopyrite structure on the lower electrode and the light shielding film;
A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising:

The step of forming the semiconductor film includes
Forming a precursor film on the light shielding film and the lower electrode;
An annealing step in an atmosphere containing a group 16 element;
The manufacturing method of the photoelectric conversion apparatus of Claim 6 characterized by the above-mentioned.

The method for producing a photoelectric conversion device according to claim 7, wherein the group 16 element includes at least one of selenium and sulfur.

The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 8, wherein the light shielding film and the lower electrode are formed of the same metal material.

The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 9, wherein the light shielding film and the lower electrode contain molybdenum.

The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 10, wherein the annealing step includes a step of reacting the molybdenum with the group 16 element.

An electronic apparatus comprising the photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 5.