[发明专利]光接收元件、光接收元件的制造方法、成像元件和电子设备

说明书

本发明的光接收元件包括：光电转换层，所述光电转换层包含第一化合物半导体，并且吸收红外区域中的波长以产生电荷；多个接触层，所述多个接触层包含第二化合物半导体，并且在所述光电转换层上彼此间隙地间隔设置；和覆盖层，所述覆盖层形成为覆盖所述光电转换层的前表面中的对应于所述间隙的部分和所述各接触层的侧表面，并且包含IV族半导体。

技术领域

本公开涉及一种能够检测例如红外光的光接收元件和其制造方法，还涉及成像元件和电子设备。

背景技术

近年来，出于监视、军事用途等目的，已经对红外传感器进行了研究和开发。作为用于红外传感器的光接收元件，提出了在光电转换层中使用例如InGaAs(砷化铟镓)等任何化合物半导体(III-V族半导体)的光接收元件(例如，参照专利文献1)。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2014-127499

发明内容

上述的使用化合物半导体的光接收元件具有p-n结或pin结，并且通过光照射在光电转换层中产生电子和空穴。读出伴随电子和空穴的产生所引起的电流或电压的变化使得能够获得信号，并且所谓的半导体光电二极管操作允许光电检测。此外，例如，通过在InP基板上的外延生长形成InGaAs；然而，由于带隙能量比硅(Si)的小，所以InGaAs允许检测短波长的红外光。

为了利用这种光接收元件的结构获得图像，将包括光电二极管的多个像素配置成阵列。为了从各像素独立地获得信号，希望邻接像素(邻接光电二极管)彼此电气分离。

将邻接像素彼此电气分离的方法包括例如蚀刻分离。在上述专利文献1中，p型半导体层形成在光电转换层上，此后在p型半导体层中的像素之间(在像素之间的边界附近)的区域通过蚀刻选择地去除。其后，以每个像素为单位分离的各p型半导体层被连接到电极。以这种方式，尝试将邻接像素彼此电气分离。此外，在光电转换层的表面中的像素之间的边界附近的区域用包含氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO₂)等的绝缘膜覆盖。

然而，在上述专利文献1中的器件结构使得光电转换层的表面和绝缘膜在像素之间的区域中彼此接触。这里，在化合物半导体和绝缘膜之间的界面处缺陷密度高，因此界面缺陷导致暗电流。暗电流成为不是由光入射产生的噪声成分。此外，较大的噪声导致较小的S/N比，从而导致所获得的图像的动态范围减小。如上所述，期望抑制由于界面缺陷起因的暗电流产生而引起的图像质量劣化的方法。

因此，期望提供一种允许抑制图像质量劣化的光接收元件、光接收元件的制造方法、成像元件和电子设备。

根据本公开实施方案的光接收元件包括：光电转换层，所述光电转换层包含第一化合物半导体，并且吸收红外区域中的波长以产生电荷；多个接触层，所述多个接触层包含第二化合物半导体，并且在所述光电转换层上彼此间隙地间隔设置；和覆盖层，所述覆盖层形成为覆盖所述光电转换层的前表面中的对应于所述间隙的部分和所述各接触层的侧表面，并且包含IV族半导体。

根据本公开实施方案的光接收元件的制造方法包括：形成光电转换层，所述光电转换层包含第一化合物半导体，并且吸收红外区域中的波长以产生电荷；形成多个接触层，所述多个接触层包含第二化合物半导体，并且在所述光电转换层上彼此间隙地间隔设置；和形成包含IV族半导体的覆盖层，所述覆盖层覆盖所述光电转换层的前表面中的对应于所述间隙的部分和所述各接触层的侧表面。