固态摄像元件和固态摄像装置制造方法及图纸

根据本公开实施例的固态摄像元件包括：光电转换层；绝缘层，其设置在所述光电转换层的一个表面上并具有第一开口；以及彼此相对的一对电极，所述光电转换层和所述绝缘层介于所述一对电极之间。在所述一对电极中，设置在所述绝缘层所在的一侧的一个电极包括彼此独立的第一电极和第二电极，并且所述第一电极嵌入设置在所述绝缘层中的所述第一开口中，以电连接到所述光电转换层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态摄像元件和固态摄像装置
本公开涉及一种使用例如有机半导体材料的固态摄像元件以及包括该固态摄像元件的固态摄像装置。
技术介绍
近些年来，在诸如电荷耦合器件(CCD：ChargeCoupledDevice)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS：ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器等固态摄像装置中，像素尺寸的小型化一直在进行中。这导致进入单位像素的光子的数量减少，从而导致灵敏度降低和S/N比减小。此外，在使用包括二维布置着的红色、绿色和蓝色的原色滤色器的滤色器用于着色的情况下，例如，绿光和蓝光被红色像素中的滤色器吸收，从而导致灵敏度降低。另外，在生成每种颜色的信号时，在像素之间执行插值处理，从而生成伪色。因此，例如，PTL1公开了一种这样的固态摄像装置：其中，光电转换区域是堆叠的，每个光电转换区域对在红色波长范围、绿色波长范围和蓝色波长范围中的对应一个波长范围内的光进行光电转换。在该固态摄像装置中，形成在半导体基板内部的各个光电转换器(光电二极管PD1和PD2)分别对红色波长范围内的光和蓝色波长范围内的光进行光电转换，并且形成在半导体基板的后表面侧上的有机光电转换膜对绿色波长范围内的光进行光电转换。在该固态摄像装置中，通过从一个像素分别提取B/G/R的信号来实现灵敏度的提高。引用列表专利文献PTL1：日本未审查专利申请公开第2011-138927号
技术实现思路
顺便提及，期望固态摄像装置提高电荷传输效率。期望提供一种允许提高电荷传输效率的固态摄像元件和包括该固态摄像元件的固态摄像装置。根据本公开实施例的固态摄像元件包括：光电转换层；绝缘层，所述绝缘层设置在所述光电转换层的一个表面上并具有第一开口；以及彼此相对的一对电极，所述光电转换层和所述绝缘层介于所述一对电极之间。在所述一对电极中，设置在所述绝缘层所在的一侧的一个电极包括各自独立的第一电极和第二电极，并且所述第一电极嵌入设置在所述绝缘层中的所述第一开口中，以电连接到所述光电转换层。根据本公开实施例的固态摄像装置在多个像素中的每个像素中包括一个或多个根据本公开前述实施例的固态摄像元件。在根据本公开实施例的固态摄像元件和根据本公开实施例的固态摄像装置中，在彼此相对并且光电转换层和具有第一开口的绝缘层介于其间的一对电极中，设置在绝缘层所在的一侧的一个电极包括多个电极(第一电极和第二电极)，并且第一电极嵌入第一开口中以电连接到光电转换层。这允许通过光电转换而在光电转换层中产生的电荷的二维移动。根据本公开实施例的固态摄像元件和根据本公开实施例的固态摄像装置，在彼此相对并且光电转换层和具有第一开口的绝缘层介于其间的一对电极中，设置在绝缘层所在的一侧的一个电极包括第一电极，该第一电极嵌入设置在绝缘层中的第一开口中以电连接到光电转换层，这导致光电转换层中的电荷的二维移动。这使得可以提高从第一电极取回的电荷的传输效率。需要指出的是，这里描述的效果不一定受限制，并且可以包括本公开中描述的任何效果。附图说明图1是根据本公开第一实施例的固态摄像元件的示意性构成的示例的断面图。图2是用于描述图1所示的固态摄像元件的主要部分的构成的断面图。图3是图2所示的下部电极的平面构成的示意图。图4是图1所示的固态摄像元件的等效电路图。图5是图1所示的固态摄像元件中的下部电极和控制器中所包含的晶体管的布局的示意图。图6是图1所示的固态摄像元件的下部电极的另一形状的断面图。图7是图1所示的固态摄像元件的下部电极的另一形状的断面图。图8是用于描述图1所示的固态摄像元件的制造方法的断面图。图9是图8之后的过程的断面图。图10A是图9之后的过程的断面图。图10B是图10A之后的过程的断面图。图10C是图10B之后的过程的断面图。图11A是图10C之后的过程的断面图。图11B是图11A之后的过程的断面图。图11C是图11B之后的过程的断面图。图12A是图11C之后的过程的断面图。图12B是图12A之后的过程的断面图。图12C是图12B之后的过程的断面图。图13是图12C之后的过程的断面图。图14是图1所示的固态摄像元件的另一制造方法的示例的断面图。图15是图1所示的固态摄像元件的另一制造方法的示例的断面图。图16是示出了图1所示的固态摄像元件的操作示例的时序图。图17是根据本公开第二实施例的固态摄像元件的主要部分的构成示例的断面图。图18是图17所示的下部电极的平面构成的示意图。图19是根据本公开第二实施例的固态摄像元件的主要部分的另一构成示例的断面图。图20是图19所示的下部电极的平面构成的示意图。图21是每个电极在累积时段和传输时段中的电位图。图22是根据本公开第三实施例的固态摄像元件的主要部分的构成的断面图。图23是图22所示的下部电极的平面构成的示意图。图24是根据本公开变型例的固态摄像元件的主要部分的构成的断面图。图25是示出了使用图1等所示的固态摄像元件作为像素的固态摄像装置的框图。图26是示出了使用图25所示的固态摄像装置的电子设备(相机)的示例的功能框图。图27是描绘了体内信息获取系统的示意性构成的示例的框图。图28是描绘了车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。图29是帮助说明摄像部的安装位置的示例的图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的一些实施例。以下描述给出了本公开的具体示例，但是本公开不限于以下实施例。此外，本公开不限于各个附图中所示的各个部件的位置、尺寸、尺寸比例等。需要指出的是，按以下顺序给出描述。1.第一实施例(用于光电转换层与读出电极之间的连接的开口用读出电极填充的示例)1-1.固态摄像元件的构成1-2.固态摄像元件的制造方法1-3.作用和效果2.第二实施例(设置有传输电极的示例)3.第三实施例(设置有放电电极的示例)4.变型例(半导体层设置在下部电极与光电转换层之间的示例)5.应用例<1.第一实施例>图1示出了根据本公开第一实施例的固态摄像元件(固态摄像元件10A)的断面构成。图2示出了图1所示的固态摄像元件10A的主要部分(有机光电转换器20及其周围)的断面构成的放大图。图3示意性地示出了图2所示的下部电极的平面构成。图4是图1所示的固态摄像元件10A的等效电路图。图5示意性地示出了图1所示的固态摄像元件10A中的下部电极21和控制器中所包含的晶体管的布局。例如，固态摄像元件10A构成在诸如数码相机或摄像机等电子设备中使用的诸如CMOS图像传感器等固态摄像装置(固态摄像装置1；参见图25)中的一个像素(单位像素P)。(1-1.固态摄像元件的构成)固态摄像元件10A是其中例如一个有机光电转换器20以及两个无机光电转换器32B和32R沿纵向方向堆叠的所谓的纵向光谱型。有机光电转换器20设置在半导体基板30的第一表面(后表面)30A所在的一侧。无机光电转换器32B和32R形成为嵌入半导体基板30中，并且沿半导体基板30的厚度方向堆叠。有机光电转换器20包括在彼此相对的一对电极(下部电极21(一个电极)和上部电极23)之间的绝缘层27和光电转换层22。绝缘层27具有开口27H，并且光电转换层22使用有机半导体材料形成。绝缘层27和光电转换层22从下部电极21所在的一侧按顺序堆叠。光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态摄像元件，其包括：光电转换层；绝缘层，所述绝缘层设置在所述光电转换层的一个表面上并具有第一开口；以及彼此相对的一对电极，所述光电转换层和所述绝缘层介于所述一对电极之间，所述一对电极中的一个电极包括各自独立的第一电极和第二电极，所述一个电极设置在所述绝缘层所在的一侧，并且所述第一电极嵌入设置在所述绝缘层中的所述第一开口中，以电连接到所述光电转换层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 JP 2016-1971511.一种固态摄像元件，其包括：光电转换层；绝缘层，所述绝缘层设置在所述光电转换层的一个表面上并具有第一开口；以及彼此相对的一对电极，所述光电转换层和所述绝缘层介于所述一对电极之间，所述一对电极中的一个电极包括各自独立的第一电极和第二电极，所述一个电极设置在所述绝缘层所在的一侧，并且所述第一电极嵌入设置在所述绝缘层中的所述第一开口中，以电连接到所述光电转换层。2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述第一电极在所述光电转换层所在的一侧包括比所述第一开口大的悬垂部。3.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，所述一个电极包括在所述第一电极与所述第二电极之间的第三电极，并且所述悬垂部的在所述第二电极所在的一侧的端面和所述第三电极的在所述第一电极所在的一侧的端面以所述绝缘层介于其间的方式形成在同一直线上。4.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，所述一个电极包括在所述第一电极与所述第二电极之间的第三电极，并且所述悬垂部与所述第三电极以所述绝缘层介于其间的方式相对。5.根据权利要求2所述的固态摄像元件，其中，所述悬垂部在侧表面上具有倾斜表面。6.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，所述一个电极包括第四电极，所述第四电极位于相对于所述第二电极与所述第一电极相对的一侧。7.根据权利要求6所述的固态摄像元件，其中，所述绝缘层具有第二开口，并且所述第四电极嵌入设置在所述绝缘层中的所述第二开口中，以电连接到所述光电转换层。8.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，包括电压施加器，并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：片冈豊隆，畑野启介，伊东恭佑，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP