电子设备、固态成像装置及制造用于该设备的电极的方法

电子设备、固态成像装置及制造用于该设备的电极的方法
【专利摘要】本发明公开了电子设备、固态成像装置及制造用于该设备的电极的方法。所述电子设备包括：第一电极、第二电极和被夹持在所述第一电极和所述第二电极之间的光电变换层，所述第一电极包括非晶氧化物，所述非晶氧化物由铟、镓和/或铝、锌和氧的至少四元化合物构成，以及所述第二电极的功函数值与所述第一电极的功函数值之间的差为0.4eV以上。
【专利说明】电子设备、固态成像装置及制造用于该设备的电极的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2013年4月10日提交的日本在先专利申请JP2013-081990的权益， 通过引用将其全部内容结合于此。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及电子设备、安装电子设备的固态成像装置以及制造用于电子设备的电 极的方法。

【背景技术】
[0004] 通常，包括诸如图像传感器的光电变换元件的电子设备具有光电变换部位被夹持 在两个电极之间的结构。这种光电变换元件从日本专利申请特开N0. 2007-067194中已众 所周知。在日本专利特开N0. 2007-067194中公开的有机光电变换元件由下部电极、有机层 和上部电极(按照该次序层压)构造成。下部电极和上部电极的至少一个是透明电极。其中 一个电极收集电子，并且另一个电极收集空穴以读取光电流。收集电子的一个电极是透明 电极，并且具有4. 5eV以下的功函数。另一方面，收集空穴的另一个电极具有4. 5eV以上的 功函数。


【发明内容】

[0005] 日本专利申请特开N0. 2007-067194规定了收集电子的一个电极的功函数值和收 集空穴的另一个电极的功函数值。然而，没有有关于收集电子的一个电极的功函数值与收 集空穴的另一个电极的功函数值之间的差的描述。另外，没有关于收集电子的电极的功函 数的最优化的描述。此外，从内部量子效率提高的观点来看也没有关于在有机层中产生内 部电场的描述。
[0006] 人们期望提供一种具有能够最优化两个电极的功函数值之间的差并且能够提高 内部量子效率的构造的电子设备、安装电子设备的固态成像装置以及制造用于电子设备的 电极的方法。此外，还期望提供一种具有能够最优化收集电子的电极的功函数的构造的电 子设备、安装电子设备的固态成像装置以及制造用于电子设备的电极的方法。
[0007] 根据本发明的第一实施方式，提供一种电子设备，包括：第一电极、第二电极和被 夹持在第一电极与第二电极之间的光电变换层。
[0008] 第一电极包括由铟（In)、镓（Ga)和/或铝（A1)、锌（Zn)与氧（0)的至少四元化合 物（quaternary compound)构成的非晶氧化物。
[0009] 根据本发明的第二实施方式，提供一种电子设备，包括：第一电极、第二电极和被 夹持在第一电极与第二电极之间的光电变换层。
[0010] 第一电极包括由铟（In)、镓（Ga)和/或铝（A1)、锌（Zn)与氧（0)的至少四元化合 物构成的非晶氧化物。
[0011] 第一电极从光电变换层侧具有包括第一 B层和第一 A层的层压结构。
[0012] 第一电极的第一 A层的功函数值低于第一电极的第一 B层的功函数值。
[0013] 根据本发明的第一或第二实施方式，提供了将上述第一或第二电子设备安装在其 上的固态成像装置。
[0014] 根据本发明的第一实施方式，提供了一种制造用于电子设备的电极的方法，该电 子设备包括第一电极、第二电极和被夹持在第一电极与第二电极之间的光电变换层。
[0015] 第一电极包括由铟（In)、镓（Ga)和/或铝（A1)、锌（Zn)与氧（0)的至少四元化合 物构成的非晶氧化物。
[0016] 第二电极的功函数值与第一电极的功函数值之间的差为0. 4eV以上。
[0017] 当通过溅射法形成第一电极时，控制氧气导入量(氧气分压）以控制第一电极的功 函数值。
[0018] 根据本发明的第二种实施方式，提供了一种制造用于电子设备的电极的方法，该 电子设备包括第一电极、第二电极和被夹持在第一电极与第二电极之间的光电变换层。
[0019] 第一电极包括由铟（In)、镓（Ga)和/或铝（A1)、锌（Zn)与氧（0)的至少四元化合 物构成的非晶氧化物。
[0020] 第一电极从光电变换层侧具有包括第一 B层和第一 A层的层压结构。
[0021] 第一电极的第一 A层的功函数值低于第一电极的第一 B层的功函数值。
[0022] 当通过溅射法形成第一电极时，控制氧气导入量(氧气分压）以控制第一电极的第 一 A层和第一 B层的功函数值。
[0023] 在根据本发明的第一实施方式的电子设备或固态成像装置中，规定第二电极的功 函数值与第一电极的功函数值之间的差。当在第一电极与第二电极之间施加偏置电压时， 能够提高内部量子效率，并且能够抑制暗电流。在根据本发明的第二实施方式的电子设备 或固态成像装置中，第一电极具有第一 A层和第一 B层的双层，并且规定第一 B层的功函数 值与第一 A层的功函数值之间的差。因此，能够最优化第一电极的功函数，从而交换(移动） 载流子（carrier)更加容易。
[0024] 在根据本发明的第一实施方式制造用于电子设备的电极的方法中，当通过溅射法 形成第一电极时，控制氧气导入量(氧气分压)，以控制第一电极的功函数值。因此，基于功 函数值之间的差可在光电变换层中产生较大的内部电场，从而提高内部量子效率。此外，电 子设备能够简单抑制暗电流的产生。在根据本发明的第二实施方式制造用于电子设备的电 极的方法中，当通过溅射法形成第一电极时，控制氧气导入量(氧气分压)，以控制第一电极 的第一 A层和第一 B层的功函数值。因此，能够最优化第一电极的功函数。
[0025] 通过对如在附图中示出的本发明的最佳模式实施方式的以下详细描述，本发明的 这些和其他目的、特征和优势将变得显而易见。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 图1A和图1B分别是用于说明制造根据第一实施方式的电子设备的方法和制造用 于根据第一实施方式的电子设备的电极的方法的基板的一部分示意截面图；
[0027] 图1C是根据第二实施方式的电子设备的一部分示意性截面图；
[0028] 图2A是示出当通过溅射法形成第一电极时的氧气导入量(氧气分压）与第一电极 的功函数值之间的关系的曲线图；
[0029] 图2B是示出根据第一实施方式、第二实施方式和第一比较实施方式的电子设备 的I-V曲线的曲线图；
[0030] 图3A和图3B分别是根据第一实施方式和第一比较实施方式的电子设备的能量图 的概念图；
[0031] 图3C和图3D分别是示出根据第一实时方式和第一比较实施方式的电子设备的功 函数值与能量图之间的差的相关性的概念图；
[0032] 图4A是不出根据第一实施方式的电子设备的内部量子效率与功函数值之间的差 的相关性的曲线图；
[0033] 图4B是示出根据第一实施方式的电子设备的暗电流和功函数值之间的差的相关 性的曲线图；
[0034] 图5A是不出根据第二实施方式的电子设备的内部量子效率与功函数值之间的差 的相关性的曲线图；
[0035] 图5B是示出根据第二实施方式的电子设备的暗电流与功函数值之间的差的相关 性的曲线图；
[0036] 图6是根据第三实施方式的固态成像装置的概念图。

【具体实施方式】
[0037] 下文中，将参照附图描述根据本发明的实施方式。应注意，本发明并不限于下列描 述的实施方式。在实施方式中引用的标号和材料仅是说明性的。将按下列次序描述本公开 内容的实施方式。
[0038] 1.根据本发明的第一或第二实施方式的电子设备、固态成像装置和制造用于电子 设备的电极的方法，一般性说明
[0039] 2.第一实施方式(根据本发明的第一实施方式的电子设备和制造用于电子设备的 电极的方法）
[0040] 3.第二实施方式(根据本发明的第二实施方式的电子设备和制造用于电子设备的 电极的方法）
[0041] 4.第三实施方式(根据本发明的第一或第二实施方式的固态成像装置)，其他
[0042] 【根据本发明的第一或第二实施方式的电子设备、固态成像装置和制造用于电子 设备的电极的方法，一般性说明】
[0043] 根据本发明的第一实施方式的电子设备、根据本发明的第一实施方式的配置固态 成像装置的电子设备以及根据本发明的第一实施方式的由制造用于电子设备的电极的方 法所提供的电子设备可在下文中统称为"根据本发明的第一实施方式的电子设备"。根据本 发明的第二实施方式的电子设备、根据本发明的第二实施方式配置固态成像装置的电子设 备以及根据本发明的第二实施方式的由制造用于电子设备的电极的方法所提供的电子设 备可在下文中统称为"根据本发明的第二实施方式的电子设备"。根据本发明的第一实施方 式的制造用于电子设备的电极的方法以及根据本发明的第二实施方式的制造用于电子设 备的电极的方法可在下文中统称为"根据本发明的制造电子设备中的电极的方法"。
[0044] 在根据本发明的第一实施方式的电子设备或根据本发明的第一实施方式的制造 用于电子设备的电极的方法中，第二电极的功函数值与第一电极的功函数值之间的差为 0. 4eV以上。从而，基于功函数值之间的差，在光电变换层中产生内部电场以提高内部量子 效率。
[0045] 在根据本发明的第二实施方式的电子设备中或在根据本发明的第二实施方式的 制造用于电子设备的电极的方法中，期望第一电极的第一 A层的功函数值与第一电极的第 一B层的功函数值之间的差为0. leV至0.2eV，并且第二电极的功函数值与第一电极的功函 数值之间的差为〇. 4eV以上。
[0046] 在根据本发明的第二实施方式的电子设备中或者在根据本发明的第二实施方式 制造用于电子设备的电极的方法中，第一电极的厚度为lxl(T 8m至lxl(T7m。第一电极的第一 A层的厚度和第一电极的第一B层的厚度之间的比率可以为9/1至1/9。为了减少氧原子或 者氧分子对光电变换层的影响，期望第一电极的第一 B层比第一电极的第一 A层更薄。在 根据包括以上描述的实施方式的本发明的第一实施方式的电子设备中或者在根据本发明 的第一实施方式制造用于电子设备的电极的方法中，第一电极的厚度为lxl(T 8m至lxl(T7m。
[0047] 在根据包括以上描述的实施方式的本发明的第二实施方式的电子设备中或者在 根据本发明的第二实施方式制造用于电子设备的电极的方法中，第二电极的功函数值和第 一电极的第一A层的功函数值之间的差是0. 4eV以上，因此基于功函数值之间的差，在所述 光电变换层中产生内部电场以期望地提高内部量子效率。
[0048] 在根据包括多个以上描述的实施方式的本发明的第一至第二实施方式的电子设 备中和在根据本发明制造电子设备中的电极的方法中，并不限制第一电极的功函数值，而 是可以例如为4. leV至4. 5eV之间。
[0049] 在根据包括多个以上描述的实施方式的本发明的第一至第二实施方式的电子 设备中和在根据本发明制造电子设备中的电极的方法中，第一电极是由透明导电材料构 成，所述透明导电材料为例如铟镓复合氧化物（IG0)、掺杂铟的镓锌复合氧化物（IGZ0， In-GaZn04)、掺杂氧化铝的氧化锌（ΑΖ0)、铟锌复合氧化物（ΙΖ0)和掺杂镓的氧化锌（GZ0)。 由透明导电材料构成的第一电极的功函数值例如为4. leV至4. 5eV。在根据本发明的第一 至第二实施方式的电子设备中或者在根据本发明制造电子设备中的电极的方法中，第二电 极由铟锡复合氧化物（ΙΤ0)、铟锌复合氧化物（ΙΖ0)和氧化锡（Sn0 2)构成。由所述透明导电 材料构成的第二电极的功函数值例如为4. 8eV至5. OeV。
[0050] 在根据本发明的第一至第二实施方式的电子设备中或者在根据本发明制造电子 设备中的电极的方法中，第一电极在400nm至660nm的波长下具有80%以上的期望透光 率。另外，第二电极在400nm至660nm的波长下具有80%以上的期望透光率。此外，在根据 本发明的第一至第二实施方式的电子设备中或者在根据包括以上描述的实施方式和构造 的本发明制造电子设备中的电极的方法中，第一电极的期望薄层电阻值为3x10 Ω/平方至 1χ103Ω/平方。
[0051] 在根据包括以上描述的实施方式和构造的本发明的第一至第二实施方式的电子 设备中，当通过溅射法形成第一电极时控制氧气导入量(氧气分压)，从而控制第一电极的 功函数值。另外，当通过溅射法形成第一电极时控制氧气导入量(氧气分压)，从而控制第一 电极的第一 Α层和第一 Β层的功函数值。此外，在根据包括以上描述的实施方式和构造的 本发明的第一至第二实施方式的电子设备中，第一电极的氧含有率小于化学计量组成的氧 含有率。基于所述氧含有率，可以控制第一电极的功函数值。第一电极的氧含有率比化学 计量组成的氧含有率(例如氧缺陷越高）越低，功函数值就越低。第一电极的第一 A层的氧 含量低于第一电极的第一 B层的氧含量。
[0052] 在根据包括以上描述的实施方式和构造的本发明的第一至第二实施方式的电子 设备中，所述电子设备为光电变换元件。在根据本发明制造电子设备中的电极的方法中，所 述电极能被用于光电变换元件。
[0053] 在根据包括多个实施方式的本发明制造电子设备中的电极的方法中，第一电极的 氧含有率低于化学计量组成的氧含有率。在根据本发明的第二实施方式制造用于电子设备 的电极的方法中，所述第一电极的第一 A层的氧含量低于第一电极的第一 B层的氧含量。
[0054] 在根据包括以上描述的实施方式和构造的本发明的第一到第二实施方式的电子 设备(下文中可统称为"根据本发明的电子设备）中，第一电极形成在基板上，光电变换层形 成在第一电极上，以及第二电极形成在光电变换层上，或者第二电极形成在所述基板上，光 电变换层形成在第二电极上，以及第一电极形成在所述光电变换层上。换言之，本电子设备 具有包括第一电极和第二电极的二端电子设备结构。然而，本电子设备不限于此，并且本电 子设备可以具有还包括控制电极的三端电子设备结构。当电压被施加到控制电极时，流动 电流可被调制。三端电子设备结构的实例可包括与所谓的底栅/底接触型、底栅/顶接触 型、顶栅/底接触型或顶栅/顶接触型的场效应晶体管（FET)具有相同的结构或构造。第 一电极可以用作阴极(负）电极(换句话说，用于取出电子的电极)，并且第二电极可以用作 阳极(正）电极(换句话说，用于取出空穴的电极)。可以层压包括具有不同的光吸收频谱的 光电变换层的多个电子设备。例如，基板可以是硅半导体基板。在所述硅半导体基板上，可 以设置用于电子设备的驱动电路和光电变换层。电子设备可以被层压在所述硅半导体基板 上。
[0055] 所述光电变换层可以是非晶的或者结晶状态。作为光电变换层，可以使用有机半 导体材料、有机金属化合物、有机半导体微粒、金属氧化物半导体、无机半导体微粒、包括覆 盖有壳构件的芯构件的材料和有机-无机杂化化合物。
[0056] 有机半导体材料的实例包括：例如喹吖啶酮和其衍生物的有机染料、其中前一个 周期(金属左侧的元素周期表）离子与诸如Alq3【三（8-羟基喹啉）铝（III)】等有机材料 螯合的染料、由过渡金属离子和诸如酞菁锌（II)有机材料所形成的有机金属染料复合物、 萘噻吩并噻吩（DNTT)等。
[0057] 作为有机金属化合物，可以使用其中前一个周期离子与有机材料螯合的染料或者 由过渡金属离子和有机材料所形成的有机金属染料复合物。所述有机半导体微粒的实例包 括：诸如以上描述的喹吖啶酮及其衍生物的有机染料聚合体、其中前一个周期离子与有机 材料螯合的染料聚合体、由过渡金属离子和有机材料所形成的有机金属染料聚合体、其中 金属离子与氰基基团交联的普鲁士蓝或其复合的聚合体。
[0058] 金属氧化物半导体和无机半导体微粒的实例包括ΙΤ0、IGZO、ZnO、IZO、Ir02、Ti0 2、 Sn02、SiOx、包含硫族【例如硫磺（S)、硒（Se)、締 （Te)】的金属硫族半导体(特别地，CdS、 CdSe、ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、PbSe)、ZnO、CdTe、GaAs 和 Si。
[0059] 包括覆盖有壳构件的核构件（S卩，核构件和壳构件的组合）的材料的实例包括： 诸如聚苯乙烯和聚苯胺的有机材料以及难于或者易于离子化的金属材料。有机-无机 杂化化合物的实例包括：其中金属离子与氰基基团交联的普鲁士蓝及其衍生物、与吡啶 (pipyridines)无休止地交联的金属离子、作为与诸如草酸和红氨酸的多价离子的酸交联 的金属离子的总称的配位聚合物。
[0060] 根据所使用的材料由涂布法、物理气相淀积法（PVD)或者包括M0CVD方法的各种 化学气相淀积（CVD)方法形成光电变换层。涂布法的实例包括：各种印制方法，例如旋涂 法、油浸法、流延法、丝网印刷法，喷墨印刷法、胶版印刷法和凹版印刷法；邮票法；喷射法； 各种涂布法，例如气刀涂布法、刮板涂布法、棒涂法、刮刀涂布法、挤压涂布法、逆辊涂布法、 转移辊涂法、凹版涂布法、吻涂法、流延涂布法、喷雾涂布法、狭缝喷嘴涂布法和日历涂布 法。在涂布方法中，可以使用非极性或低极性有机溶剂，如甲苯、氯仿、己烷、乙醇等。PVD法 的实例包括：各种真空蒸镀法，如电子束加热法、电阻加热法和闪蒸蒸汽沉积；等离子体气 相沉积法；各种溅射法，如二极管溅射方法、DC (直流)溅射法、DC磁控溅射法、高频溅射法、 磁控溅射法、离子束溅射法和偏置电压溅射法；以及各种离子电镀法，如DC法、RF法、多阴 极法、活化反应法、电场气相沉积法、高频离子电镀法以及反应性离子镀法。
[0061] 所述光电变换层的厚度不限制在ΙχΚΓ1%至5xl(T7m之间。
[0062] 通过溅射法形成第一电极。具体地，所述溅射法包括磁控溅射法、平行平板溅射法 和使用DC放电或者RF放电的等离子体产生法。根据本发明，可以通过氧气流量(氧气的导 入量、氧气分压）有利地控制功函数。
[0063] 通过诸如真空蒸镀法、反应性气相沉积法、各种溅射法、电子束气相沉积法和离子 镀法等PVD法、高温溶胶法、热能分解有机金属化合物的方法、喷射法、浸渍法、包括M0CVD 方法的各种CVD法、无电解电镀法和电解电镀法等来形成第二电极。
[0064] 基板的材料的实例包括有机聚合物(具有聚合物材料如塑料膜、塑料片和具有 该聚合物材料组成的柔韧性塑料基板的构造)，所述有机聚合物包括：聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)、聚乙烯醇（PVA)、聚乙烯酚（PVP)、聚醚砜（PES)、聚酰亚胺、聚碳酸酩（PC)、聚对苯 二甲酸乙二醇酯（PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)。当使用柔韧性聚合材料构成的基板 时，所述电子设备可以并入或者与例如具有弯曲形状的电子设备集成。另外，基板的实例包 括：各种玻璃基板、每一个都具有形成在每个表面上的绝缘膜的各种玻璃基板、石英衬底、 石英基板具有形成在表面上的绝缘膜、硅半导体基板、硅半导体基板具有形成在表面上的 绝缘膜以及由合金或包括不锈钢的金属构成的金属基板。所述绝缘膜的实例包括：氧化硅 材料（SiO x和旋压氧化硅（S0G));氮化硅（SiNY);氮氧化硅（SiON);氧化铝（A120 3);金属氧 化物和金属盐。另外，可以使用具有形成在其表面上的绝缘膜的导电基板(金属基板包括 金、铝等或者高度定向石墨基板)。期望基板表面平滑，但是只要光电变换层的特性不受不 利影响，基板表面也可以是粗糙的。在基板的表面上，由硅烷连结法形成硅烷醇衍生物，由 SAM法形成由硫醇衍生物、羧酸衍生物、磷酸衍生物等构成的薄膜，或者由CVD法形成由绝 缘金属盐或者金属络合物构成的薄膜，从而提高第一电极或者第二电极与基板之间密着性 (adhesion)。
[0065] 在一些情况下，第一电极或者第二电极可以涂覆有涂层。所述涂层的实例包括： 无机绝缘材料，例如包括氧化硅材料、氮化硅（SiNY)和氧化铝（A1203)的金属氧化物的高 电介质绝缘膜；有机绝缘材料(有机聚合物）例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚乙烯（苯） 酚（PVP)、聚乙烯醇（PVA)、聚酰亚胺、聚碳酸酩（PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚苯乙 烯、包括N-2 (氨基乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷（AEAPTMS)的硅烷醇衍生物、3-巯基 丙基三甲氧基硅烷（MPTMS)和十八烷基三氯硅烷（OTS);具有能够在包括十八烷硫醇和十二 烷基异氰酸酯基的一端结合到控制电极的官能基团的直链烃；以及它们的组合。所述氧化 硅材料的实例包括氧化硅（SiOx)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氮氧化硅（SiON)、SOG(旋压 玻璃）和低介电材料(例如聚芳醚、环全聚合物、苯并环丁烯、环状氟树脂、聚四氟乙烯、氟代 芳醚、氟代聚酰亚胺、非晶碳和有机S0G)。可以由多种上述PVD法、多种上述化学气相沉积 法、旋涂法、如上所述的多种涂布方法、溶胶-凝胶法、电沉积法、阴影掩模法或喷雾法哎形 成绝缘层。
[0066] 根据本发明的实施方式的电子设备能被用于光学传感器和图像传感器以及例如 电视摄像机的成像装置（固态成像装置)。
[0067]【第一实施方式】
[0068] 第一实施方式涉及根据本发明第一实施方式的电子设备，以及制造用于根据本发 明第一实施方式的电子设备的电极的方法。图1B示出电子设备的一部分示意性截面图。 [0069] 具体地，根据如下所述的第一实施方式或者第二实施方式的电子设备包括光电变 换兀件，并且光电变换兀件具有第一电极21、第二电极22以及被夹持在第一电极21和第二 电极22之间的光电变换层23。第一电极21包括由铟（In)、镓（Ga)和/或铝（A1)、锌（Zn) 以及氧（〇)的至少四元化合物[In a (Ga，Al)bZncOd]构成的非晶氧化物。这里，"a"、"b"、"c" 以及"d"可以具有各种值。更准确地说，在根据第一实施方式的电子设备中，第二电极22 形成在由硅半导体基板构成的基板10上，光电变换层23形成在第二电极22上，并且第一 电极21形成在光电变换层23上。如此，根据第一实施方式或者如下所述的第二实施方式 的电子设备具有包括第一电极21以及第二电极22的两端电子设备结构。在根据第一实施 方式或者如下所述的第二实施方式的电子设备中，第二电极22的功函数值和第一电极21 的功函数值之间的差是〇. 4eV以上。通过将第二电极22的功函数值和第一电极21的功函 数值之间的差设定为〇. 4eV以上，基于功函数值之间的所述差，在光电变换层23中产生内 部电场，以提高内部量子效率。第一电极21可以起阴极(负）电极的作用。换言之，第一电 极21可以起用于取出电子的电极的作用。另一方面，第二电极22可以起阳极(正）电极的 作用。换言之，第二电极22可以起用于取出空穴的电极的作用。光电变换层23由厚度为 100 μ m的喹吖啶酮构成。
[0070] 更具体地，根据第一实施方式，第一电极21由例如掺铟的镓锌复合氧化物（IGZ0) 的透明导电材料构成。第二电极22由例如铟锡复合氧化物（ΙΤ0)的透明导电材料构成。根 据膜形成条件，IGZ0具有的4. leV至4. 2eV的功函数值。根据膜形成条件，ΙΤ0具有4. 8eV 至5. OeV的功函数值。第一电极21的其他材料包括铟镓复合氧化物（IG0)、掺氧化错的氧 化锌（ΑΖ0)、铟锌复合氧化物（ΙΖ0)以及掺镓的氧化锌（GZ0)。第二电极22的其他材料包括 铟锌复合氧化物（ΙΖ0)以及氧化锡（Sn0 2)。上述说明同样适用于如下所述的第二实施方式。
[0071] 在根据第一实施方式或者如下所述的第二实施方式的电子设备中，在400nm至 660nm的波长，第一电极21具有80%以上的透光率。同样在400nm至660nm的波长，第二电 极22具有80%以上的透光率。第一电极21和第二电极22的透光率可以通过在透明玻璃板 上形成第一电极21和第二电极22来测量。第一电极21具有3x10 Ω /平方至1χ1〇3 Ω /平 方的薄层电阻值。更具体地，第一电极21由具有100 μ m的厚度的IGZ0构成，具有800 Ω/ 平方的薄层电阻值。
[0072] 在下文中，将参考图1A和1B描述制造用于根据第一实施方式的电子设备的电极 的方法，具体地，制造第一电极的方法。由制造用于根据第一实施方式的电子设备的电极的 方法提供的电极是用于光电变换元件的电极。
[0073] 【工艺100】
[0074] 制备由硅半导体基板构成的基板10。基板10包括用于电子设备的驱动电路(未 示出）以及光电变换层（未示出），以及配线11。在基板10的表面上，形成绝缘层12。绝缘 层12具有开口 13,在此配线11在底部暴露。在绝缘层12上并且在开口 13内，通过溅射法 (见图1A)形成(膜形成）由ΙΤ0构成的第二电极22。
[0075] 【工艺110】
[0076] 随后，图案化第二电极22。此后，在整个表面上，通过真空蒸镀法形成(膜形成）由 喹吖啶酮构成的光电变换层23。此外，在光电变换层23上，通过溅射法形成(膜形成）由 IGZ0构成的第一电极21。以这种方法，可以提供具有在根据第一实施方式的图1B中所示 的结构的电子设备。
[0077] 当第一电极21由溅射法形成时控制氧气导入量(氧气分压)，以控制第一电极21 的功函数值。图2A是示出第一电极21的氧气分压和功函数值之间的关系的曲线图。氧气 分压的值越高，即氧缺陷越低，第一电极21的功函数值越高。氧气分压的值越低，即氧缺陷 越高，第一电极21的功函数值越低。对于溅射装置，使用平行平板溅射装置或者DC磁控溅 射装置。对于工艺气体，使用氦（Ar)气。对于目标，使用InGaZn04烧结体。
[0078] 以这种方法，在根据第一实施方式的电子设备中，当第一电极21由溅射法形成时 控制氧气导入量(氧气分压)，以便控制第一电极21的功函数值。第一电极21的氧含有率 小于化学计量组成的氧含有率。
[0079] 图2B是示出根据第一实施方式以及第一比较实施方式的电子设备(光电变换元 件）的I一V曲线的曲线图。在图2B中，"A"表示根据第一实施方式的电子设备的测量结 果，"B"表示根据如下所述的第二实施方式的电子设备的测量结果，并且"C"表示根据第一 比较实施方式的电子设备的测量结果。除了第一电极21是由ΙΤ0而不是IGZ0构成之外， 根据第一比较实施方式的电子设备与根据第一实施方式的电子设备相似。图2B揭不在根 据第一实施方式或者如下所述的第二实施方式的电子设备中，电流值在在比1伏电压小一 点的逆偏置电压(在比-1伏电压小一点的逆偏置电压）急剧增加。表格1示出根据第一实 施方式以及第一比较实施方式的电子设备的内部量子效率的值以及开/关比率的值。内部 量子效率η是入射光子数与所产生电子数的比率，并且可以通过以下等式表示。
[0080] η = {(h · c) / (q · λ )} (Ι/Ρ) = (1. 24/ λ ) (Ι/Ρ)
[0081] 其中
[0082] h :普朗克常数
[0083] c :光速
[0084] q:电子电荷
[0085] λ :入射光的波长（μ m)
[0086] I :光电流；在第一实施方式中测量的1伏的逆偏置电压下的电流值(安培/cm2)
[0087] P :入射光的功率(安培/cm2)
[0088]【表格1】
[0089]

【权利要求】
1. 一种电子设备，包括： 第一电极、第二电极和光电变换层，所述光电变换层被夹持在所述第一电极和所述第 二电极之间， 所述第一电极包括非晶氧化物，所述非晶氧化物由铟、镓和/或铝、锌和氧的至少四元 化合物构成，以及 所述第二电极的功函数值与所述第一电极的功函数值之间的差为〇. 4eV以上。
2. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第二电极的功函数值与所述第一电极的功函数值之间的差被设定为〇. 4eV以上， 以及 基于功函数值的所述差，在所述光电变换层中产生内部电场，以提高内部量子效率。
3. -种电子设备，包括： 第一电极、第二电极和光电变换层，所述光电变换层被夹持在所述第一电极和所述第 二电极之间， 所述第一电极包括非晶氧化物，所述非晶氧化物由铟、镓和/或铝、锌和氧的至少四元 化合物构成， 所述第一电极从光电变换层侧具有包括第一 B层和第一 A层的层压结构，以及 所述第一电极的所述第一A层的功函数值低于所述第一电极的所述第一B层的功函数 值。
4. 根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述第一电极（21)的所述第一 A层（21A) 的所述功函数值与所述第一电极（21)的所述第一 B层（21B)的所述功函数值之间的差为 0· leV 到 0· 2eV。
5. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第二电极的功函数值与所述第一电极的所述第一A层的功函数值之间的差为 0. 4eV以上。
6. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第一电极具有lxl(T8m至lxl(T7m的厚度，以及 所述第一电极的所述第一A层的厚度与所述第一电极的所述第一B层的厚度之间的比 率为9/1至1/9。
7. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第二电极的功函数值与所述第一电极的功函数值之间的差被设定为〇. 4eV以上， 以及 基于功函数值的所述差，在所述光电变换层中产生内部电场，以提高内部量子效率。
8. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第一电极的所述功函数值为4. leV至4. 5eV。
9. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第一电极由铟镓复合氧化物、掺杂铟的镓锌复合氧化物、掺杂氧化铝的氧化锌或 者掺杂镓的氧化锌构成。
10. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第二电极由铟锡复合氧化物、铟锌复合氧化物或氧化锡构成。
11. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第一电极在400nm至660nm的波长下具有80%以上的透光率。
12. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第一电极具有3x10 Ω /平方到1χ1〇3 Ω /平方的薄层电阻值。
13. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第一电极的氧含有率低于化学计量组成的氧含有率。
14. 一种固态成像装置，包括：根据权利要求1所述的电子设备。
15. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第一电极的所述功函数值为4. leV至4. 5eV。
16. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第一电极由铟镓复合氧化物、掺杂铟的镓锌复合氧化物、掺杂氧化铝的氧化锌或 掺杂镓的氧化锌构成。
17. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第二电极由铟锡复合氧化物、铟锌复合氧化物或者锡氧化物构成。
18. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第一电极在400nm至660nm的波长下具有80%以上的透光率。
19. 根据权利要求3所述的电子设备，其中， 所述第一电极具有3x10 Ω /平方到1χ1〇3 Ω /平方的薄层电阻值。
20. 根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述第一电极的氧含有率低于化学计量组成的氧含有率。
【文档编号】H01L27/30GK104103760SQ201410143904
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2013年4月10日
【发明者】森胁俊贵, 宇高融 申请人:索尼公司