光電轉(zhuǎn)換元件、固體攝像裝置以及電子設(shè)備的制造方法
【專利說明】光電轉(zhuǎn)換元件、固體攝像裝置以及電子設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉參照
[0002]本申請基于并要求于2012年11月9日向日本國特許廳提交的日本專利申請第2012-247207號的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，并其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參照。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本實用新型涉及利用有機光電轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換元件以及作為像素包括該光電轉(zhuǎn)換元件的固體攝像裝置和電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]在CCD (Charge Coupled Device:電荷I禹合器件)圖像傳感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器的固體攝像裝置中，公開有在各像素使用由有機半導(dǎo)體構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層的裝置(例如，專利文獻(xiàn)I)。
[0005]在這里，有機半導(dǎo)體缺乏耐熱性，因此，光電轉(zhuǎn)換層的性能容易因制造工序中的高溫?zé)崽幚矶鴲夯?。于是，在上述專利文獻(xiàn)I中，為了防止高溫?zé)崽幚?200°c以上)導(dǎo)致的性能惡化，在光電轉(zhuǎn)換層與電極之間設(shè)置由玻璃化溫度在200°C以上的有機化合物構(gòu)成的中間層?？墒牵O(shè)置這樣的中間層則降低量子效率，并且，降低有機半導(dǎo)體的材料選擇的自由度。從而，期望研究出不用設(shè)置該中間層即可抑制熱處理導(dǎo)致的光電轉(zhuǎn)換層性能的惡化的方法。
[0006]因此，期望提供可抑制熱處理導(dǎo)致的光電轉(zhuǎn)換層性能惡化的光電轉(zhuǎn)換元件以及固體攝像裝置和電子設(shè)備。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:特開2011-187918號公報【實用新型內(nèi)容】
[0010]根據(jù)本實用新型一實施方式的光電轉(zhuǎn)換兀件，具備:光電轉(zhuǎn)換層，其包括第一導(dǎo)電型的第一有機半導(dǎo)體以及第二導(dǎo)電型的第二有機半導(dǎo)體，并且還添加有第一有機半導(dǎo)體以及第二有機半導(dǎo)體中的一個有機半導(dǎo)體的衍生物或異構(gòu)體構(gòu)成的第三有機半導(dǎo)體；以及，夾著光電轉(zhuǎn)換層設(shè)置的第一電極以及第二電極。
[0011]優(yōu)選地，在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，所述第三有機半導(dǎo)體是所述第一有機半導(dǎo)體以及第二有機半導(dǎo)體中的凝聚性較高的有機半導(dǎo)體的衍生物或異構(gòu)體。
[0012]優(yōu)選地，在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，所述光電轉(zhuǎn)換層是包括所述第一至第三的有機半導(dǎo)體的共淀積膜。
[0013]優(yōu)選地，在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，所述光電轉(zhuǎn)換層是包括所述第一至第三的有機半導(dǎo)體的涂敷膜或印刷膜。
[0014]優(yōu)選地，在上述光電轉(zhuǎn)換元件中，所述光電轉(zhuǎn)換層是包括所述第一至第三的有機半導(dǎo)體的層疊膜。
[0015]根據(jù)本實用新型一實施方式的固體攝像裝置，具有多個像素，所述多個像素分別包括根據(jù)上述本實用新型一實施方式的光電轉(zhuǎn)換元件。
[0016]根據(jù)本實用新型一實施方式的電子設(shè)備，具有根據(jù)上述本實用新型一實施方式的固體攝像裝置。
[0017]在根據(jù)本實用新型一實施方式的光電轉(zhuǎn)換元件以及固體攝像裝置和電子設(shè)備中，光電轉(zhuǎn)換層包括第一導(dǎo)電型的第一有機半導(dǎo)體以及第二導(dǎo)電型的第二有機半導(dǎo)體，還添加有其中一個有機半導(dǎo)體的衍生體或異構(gòu)體。從而，在制造工序中的高溫?zé)崽幚恚种频谝挥袡C半導(dǎo)體或第二有機半導(dǎo)體的凝聚。
[0018]根據(jù)本實用新型一實施方式的光電轉(zhuǎn)換元件以及固體攝像裝置和電子設(shè)備，光電轉(zhuǎn)換層包括第一導(dǎo)電型的第一有機半導(dǎo)體以及第二導(dǎo)電型的第二有機半導(dǎo)體，還添加有其中一個有機半導(dǎo)體的衍生物或異構(gòu)體。從而，在制造工序中的高溫?zé)崽幚碇?，抑制第一有機半導(dǎo)體或第二有機半導(dǎo)體的凝聚，能夠減少光電轉(zhuǎn)換層中的膜質(zhì)的不均勻。因此，能夠抑制熱處理帶來的光電轉(zhuǎn)換層性能惡化。
【附圖說明】
[0019]圖1是示出了根據(jù)本實用新型一實施方式的光電轉(zhuǎn)換元件(像素)的簡要構(gòu)成例的截面圖。
[0020]圖2是圖1所示的光電轉(zhuǎn)換層所包括的有機半導(dǎo)體的三元系混合比的一例模式圖。
[0021 ]圖3是根據(jù)比較例I的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)成例立體圖。
[0022]圖4是示出圖3所示的光電轉(zhuǎn)換層的熱處理后的膜狀態(tài)的圖像。
[0023]圖5是示出了比較例2的光電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)成例的立體圖。
[0024]圖6是示出圖5所示的一個光電轉(zhuǎn)換層(中間層:BCP)的熱處理后的膜狀態(tài)的圖像。
[0025]圖7是示出圖5所示的其他光電轉(zhuǎn)換層(中間層:PTCDI)的熱處理后的膜狀態(tài)的圖像。
[0026]圖8是用于說明凝聚抑制的原理的模式圖。
[0027]圖9是用于說明提高量子效率的原理的簡要圖。
[0028]圖10是提高量子效率的結(jié)果的特征圖。
[0029]圖11是示出了根據(jù)變形例的光電轉(zhuǎn)換元件的光電轉(zhuǎn)換層所包括的有機半導(dǎo)體的三元系混合比的一例模式圖。
[0030]圖12是固體攝像裝置的功能框圖。
[0031]圖13是適用例的電子設(shè)備的功能框圖。
【具體實施方式】
[0032]下面，參照附圖詳細(xì)說明本實用新型的實施方式。此外，按照下面的順序進(jìn)行說明。
[0033]1、實施方式(在包括P型有機半導(dǎo)體以及η型有機半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換層中添加了η型有機半導(dǎo)體的衍生物的光電轉(zhuǎn)換元件的例子)
[0034]2、變形例(添加其他衍生物的例子)
[0035]3、固體攝像裝置的整體構(gòu)成例
[0036]4、適用例(電子設(shè)備(照相機)的例子)
[0037]〈實施方式〉
[0038][構(gòu)成]
[0039]圖1是示出了本實用新型一實施方式的固體攝像裝置中像素(光電轉(zhuǎn)換元件10)的簡要截面構(gòu)成。固體攝像裝置例如是CCD (Charge Coupled Device:電荷稱合器件)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器等，將在后面詳細(xì)說明這一點。光電轉(zhuǎn)換元件10設(shè)在例如像素晶體管或具有布線的基板11上，并被未圖示的密封膜以及平坦化膜覆蓋。在該平坦化膜上設(shè)置例如未圖示的片上透鏡(on-chip lens)。
[0040]光電轉(zhuǎn)換元件10是利用有機半導(dǎo)體吸收選擇性的波長的光(例如，R、G、B任意一種顏色的光)，從而產(chǎn)生電子一空穴對的有機光電轉(zhuǎn)換元件。在后面說明的固體攝像裝置中，二維地并列設(shè)置這些R、G、B的各色光電轉(zhuǎn)換元件10 (像素)。還可以具有在一個像素內(nèi)，縱向?qū)盈B由有機半導(dǎo)體構(gòu)成的多個光電轉(zhuǎn)換層，或者縱向?qū)盈B由有機半導(dǎo)體構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層和由無機半導(dǎo)體構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，作為上述光電轉(zhuǎn)換元件的主要部分構(gòu)成，參照圖1進(jìn)行說明。
[0041]該光電轉(zhuǎn)換兀件10在基板11上具有作為光電轉(zhuǎn)換層的有機層13以及用于從該有機層13取出信號電荷的一對電極(下部電極12、上部電極14)。這些下部電極12、有機層13、上部電極14被具有開口(光接收開口)H I的絕緣層15覆蓋。下部電極12 (第一電極)與下部接觸電極16A電連接，上部電極14 (第二電極)與上部接觸電極16B電連接。例如，從下部電極12側(cè)進(jìn)行信號電荷(例如電子)的取出動作時，電極12通過下部接觸電極16 A，與例如埋設(shè)在基板11內(nèi)的蓄電層電連接。下部接觸電極16A通過設(shè)在絕緣膜15的開口(接觸孔)H2與下部電極12電連接。從上部電極14通過上部接觸電極16B排出電荷(例如空穴