キャップ効果による横方向成長を利用した結晶性および表面平坦性に優れた多結晶セレン膜の作製

摘要

近年、撮像素子の多画素化が急速に進められ、１画素あたりの入射光量の減少に伴う撮像素子の感度低下が深刻な課題とされてきた。この課題を解決するために我々は、高効率な光電変換膜材料として結晶セレン(crystalline selenium: c-Se)を信号読み出し回路上に積層することで、高感度な撮像素子の開発を目指している[1]。これまでに、結晶核として用いるテルル(tellurium: Te)を、高い蒸着源温度で成膜することでSe の結晶性を改善し、高電界印加時に膜内から発生する暗電流の大幅な低減に成功したことを報告した[2]。一方、多結晶膜であるc-Se において高い結晶性を求めるには、欠陥の要因となる結晶粒界を低減するために結晶粒を大きくする必要があるが、その場合、結晶粒の粗大化により表面平坦性が失われる問題があった。本報告では、Se を低温で結晶化した後、上部にITO 膜を成膜し、高温で再加熱することでITO 膜のキャップ効果によるSe の横方向成長を促し、結晶性および表面平坦性に優れたc-Se 膜を作製したため報告する。