摄像装置制造方法及图纸

有关本发明专利技术的一技术方案的摄像装置具备：光电变换部，包括第1电极、第2电极、将入射光变换为信号电荷的光电变换层及阻挡层；以及电荷积蓄区域，与第2电极连接，用于积蓄信号电荷。对于极性与信号电荷相反的电荷从上述第2电极向光电变换层的移动的、阻挡层的能量势垒是1.8eV以上；对于上述电荷从光电变换层向第2电极的移动的、阻挡层的能量势垒是1.6eV以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置
本专利技术涉及将入射光变换为信号电荷的摄像装置。
技术介绍
近年来，随着带有相机的便携电话及智能电话等的普及，除了画质以外，小型且轻量的固体摄像元件的需求变高。因此，要求减小图像传感器的芯片尺寸，要求减小每1个像素的像素尺寸、即要求像素的微细化。这里，如果着眼于通常的CMOS图像传感器的像素结构，则在1个像素中的半导体基板中一起设置作为光电变换部的硅光电二极管和作为信号读出部的晶体管。如果随着像素的微细化而将晶体管微细化为一定以上，则有损害驱动能力的情况。另一方面，如果在维持晶体管的尺寸的状态下使像素微细化，则在1个像素中光电二极管所占的面积比例即开口率减小。在此情况下，有可能因像素的灵敏度下降及由混色造成的颜色再现性下降等而画质下降。立足于上述的课题，例如在专利文献1、专利文献2及专利文献3中，提出了在半导体基板中仅形成信号读出部，并在上部层叠由无机或有机材料构成的光电变换部的功能分离型的CMOS图像传感器。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/147302号专利文献2：日本特开2011－187544号公报专利文献3：日本特开2018－093297号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题要求像素的进一步的微细化和暗电流的抑制。本专利技术的目的是提供一种低暗电流、并且能够实现像素的微细化的摄像装置。用于解决课题的手段根据本专利技术的非限定性的例示性的实施方式，提供以下技术方案。有关本专利技术的一技术方案的摄像装置具备：光电变换部，包括第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、位于上述第1电极与上述第2电极之间并将入射光变换为信号电荷的光电变换层、以及位于上述光电变换层与上述第2电极之间的阻挡层；以及电荷积蓄区域，与上述第2电极连接，用于积蓄上述信号电荷。对于极性与上述信号电荷相反的电荷从上述第2电极向上述光电变换层的移动的、基于上述阻挡层的能量势垒是1.8eV以上。对于上述电荷从上述光电变换层向上述第2电极的移动的、基于上述阻挡层的能量势垒是1.6eV以下。包含性或具体的形态也可以通过元件、设备、模块、系统或方法实现。此外，包含性或具体的形态也可以通过元件、设备、模块、系统及方法的任意的组合实现。公开的实施方式的追加性的效果及优点，根据说明书及附图会变得清楚。效果及/或优点由在说明书及附图中公开的各种实施方式或特征分别提供，不是为了得到它们中的1个以上而需要全部。专利技术效果根据本专利技术，能够提供低暗电流、并且能够实现像素的微细化的摄像装置。附图说明图1是表示有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的整体结构的框图。图2是表示有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的像素及电压供给电路的电路结构的一例的图。图3是表示有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的3像素的剖视图的一例的图。图4是示意地表示有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的光电变换部的详细的结构的一例的图。图5是表示有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的光电变换层具有的典型的电流电压特性的一例的图。图6是表示有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的光电变换部的能带图的一例的图。图7是有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的像素的控制信号的时间图。图8A是有关本专利技术的实施方式1的摄像装置的像素阵列部的第1电极的平面图。图8B是有关本专利技术的变形例1的摄像装置的像素阵列部的第1电极的平面图。图8C是有关本专利技术的变形例2的摄像装置的像素阵列部的第1电极的平面图。图9是有关本专利技术的实施方式2的摄像装置的像素的控制信号的时间图。图10是示意地表示有关本专利技术的其他实施方式的、具有将电子作为信号电荷的像素的摄像装置的光电变换部的结构的一例的图。图11是表示有关本专利技术的其他实施方式的、具有将电子作为信号电荷的像素的摄像装置的光电变换层的能带图的一例的图。图12是表示具备有关本专利技术的摄像装置的相机系统的结构例的框图。具体实施方式(作为本专利技术的基础的认识)本专利技术者们关于在专利文献1、专利文献2及专利文献3中公开的技术，发现会发生以下的问题。在专利文献1所公开的技术中，像素由3个晶体管构成。为了应对进一步的微细化，需要减少晶体管的数量。因而，在专利文献1所记载的传感器中，难以实现像素的微细化。即，即使将光电变换部形成在半导体基板外，在像素具有3个晶体管的结构中微细化是有限的。例如，难以将像素微细化到与吸收的光的波长相同程度的裁切1μm的程度，需要将某个晶体管排除。此外，在专利文献2中，提出了为了像素的微细化而从像素中排除用于将积蓄在电荷积蓄区域中的电荷进行复位的复位晶体管的技术。但是，在专利文献2的技术中，光电变换部具有光电变换层被2个电极直接夹着的结构。因此，在电荷积蓄动作时，与信号电荷正负相反的少量电荷可能从电荷积蓄区域向光电变换层移动。因此，在像素中可能发生暗电流。此外，在专利文献3中，提出了为了像素的微细化而从像素中排除复位晶体管的技术。并且，光电变换部具有包括能够阻挡少量电荷的移动的阻挡层的光电变换层。但是，为了抑制在像素中发生的暗电流而需要进一步的对策。进而，在将电荷积蓄区域复位时，需要有不使阻挡层阻挡从光电变换层向电荷积蓄区域的少量电荷的移动的设计。(本专利技术的概要)有关本专利技术的一技术方案的摄像装置具备：光电变换部，包括第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、位于上述第1电极与上述第2电极之间并将入射光变换为信号电荷的光电变换层、以及位于上述光电变换层与上述第2电极之间的阻挡层；以及电荷积蓄区域，与上述第2电极连接，用于积蓄上述信号电荷。对于极性与上述信号电荷相反的电荷从上述第2电极向上述光电变换层的移动的、基于上述阻挡层的能量势垒是1.8eV以上。对于上述电荷从上述光电变换层向上述第2电极的移动的、基于上述阻挡层的能量势垒是1.6eV以下。由此，光电变换部包括阻挡层。并且，对于极性与信号电荷相反的电荷从第2电极向光电变换层的移动的、基于阻挡层的能量势垒是1.8eV以上，并且对于少量电荷从光电变换层向第2电极的移动的、基于阻挡层的能量势垒是1.6eV以下。因此，在电荷积蓄时，能够以高概率阻挡少量电荷从电荷积蓄区域向光电变换层移动。由此，能够抑制暗电流的发生。此外，在对于电荷积蓄区域的复位动作时，不易妨碍少量电荷从光电变换层向电荷积蓄区域移动。由此，能够顺畅地进行复位动作。有关本专利技术的一技术方案的摄像装置也可以是，还具备电压供给电路；在从上述光电变换部向上述电荷积蓄区域积蓄上述信号电荷的第1期间，上述电压供给电路向上述第1电极供给第1电压；在积蓄于上述电荷积蓄区域中的上述信号电荷被复位的第2期间，上述电压供给电路向上述第1电极供给与上述第1电压不同的第2电压。由此，不再需要将电荷积蓄区域复位的复位晶体管。此外，也可以是，上述信号电荷是空穴；上述阻挡层的电子亲和力比上述第2电极的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像装置，其中，具备：/n光电变换部，包括第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、位于上述第1电极与上述第2电极之间并将入射光变换为信号电荷的光电变换层、以及位于上述光电变换层与上述第2电极之间的阻挡层；以及/n电荷积蓄区域，与上述第2电极连接，用于积蓄上述信号电荷；/n对于极性与上述信号电荷相反的电荷从上述第2电极向上述光电变换层的移动的、上述阻挡层的能量势垒是1.8eV以上；/n对于上述电荷从上述光电变换层向上述第2电极的移动的、上述阻挡层的能量势垒是1.6eV以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190320 JP 2019-0537751.一种摄像装置，其中，具备：
光电变换部，包括第1电极、与上述第1电极对置的第2电极、位于上述第1电极与上述第2电极之间并将入射光变换为信号电荷的光电变换层、以及位于上述光电变换层与上述第2电极之间的阻挡层；以及
电荷积蓄区域，与上述第2电极连接，用于积蓄上述信号电荷；
对于极性与上述信号电荷相反的电荷从上述第2电极向上述光电变换层的移动的、上述阻挡层的能量势垒是1.8eV以上；
对于上述电荷从上述光电变换层向上述第2电极的移动的、上述阻挡层的能量势垒是1.6eV以下。


2.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
还具备电压供给电路；
在从上述光电变换部向上述电荷积蓄区域积蓄上述信号电荷的第1期间，上述电压供给电路向上述第1电极供给第1电压；
在积蓄于上述电荷积蓄区域中的上述信号电荷被复位的第2期间，上述电压供给电路向上述第1电极供给与上述第1电压不同的第2电压。


3.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
上述信号电荷是空穴；
上述阻挡层的电子亲和力比上述第2电极的功函数小，上述阻挡层的电子亲和力与上述第2电极的功函数的差是1.8eV以上；
上述阻挡层的电子亲和力比上述光电变换层的电子亲和力小，上述阻挡层的电子亲和力与上述光电变换层的电子亲和力的差是1.6eV以下。


4.如权利要求3所述的摄像装置，其中，
上述阻挡层的电离势比上述光电变换层的电离势大。


5.如权利要求3或4所述的摄像装置，其中，
还具备电压供给电路；
在从上述光电变换部向上述电荷积蓄区域积蓄上述信号电荷的第1期间，上述电压供给电路向上述第1电极供给第1电压；
在积蓄于上述电荷积蓄区域中的上述信号电荷被复位的第2期间，上述电压供给电路向上述第1电极供给比上述第1电压小的第2电压。


6.如权利要求5所述的摄像装置，其中，
还具备设有上述电荷积蓄区域的半导体基板；
在上述第1期间，向上述半导体基板供给第3电压；
在上述第2期间，向上述半导体基板供给与上述第3电压不同的第4电压。


7.如权利要求6所述的摄像装置，其中，
上述第3电压比上述第1电压小；
上述第4电压比上述第2电压大。


8.如权利要求1所述的摄像装置，其中，
上述信号电荷是电子；
上述阻挡层的电离势比上述第2电极的功函数大，上述阻挡层的电离势与上述第2电极的功函数的差是1.8eV以上；
上述阻挡层的电离势比上述光电变换层的电离势大，上述阻挡层的电离势与上述光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田翔太，广濑裕，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP