光电转换元件、固体摄像装置以及电子设备的制造方法
【专利说明】光电转换元件、固体摄像装置以及电子设备
[0001]相关申请的交叉参照
[0002]本申请基于并要求于2012年11月9日向日本国特许厅提交的日本专利申请第2012-247207号的优先权权益，并其全部内容结合于此作为参照。
技术领域
[0003]本实用新型涉及利用有机光电转换材料的光电转换元件以及作为像素包括该光电转换元件的固体摄像装置和电子设备。
【背景技术】
[0004]在CCD (Charge Coupled Device:电荷I禹合器件)图像传感器或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)图像传感器的固体摄像装置中，公开有在各像素使用由有机半导体构成的光电转换层的装置(例如，专利文献I)。
[0005]在这里，有机半导体缺乏耐热性，因此，光电转换层的性能容易因制造工序中的高温热处理而恶化。于是，在上述专利文献I中，为了防止高温热处理(200°c以上)导致的性能恶化，在光电转换层与电极之间设置由玻璃化温度在200°C以上的有机化合物构成的中间层。可是，设置这样的中间层则降低量子效率，并且，降低有机半导体的材料选择的自由度。从而，期望研究出不用设置该中间层即可抑制热处理导致的光电转换层性能的恶化的方法。
[0006]因此，期望提供可抑制热处理导致的光电转换层性能恶化的光电转换元件以及固体摄像装置和电子设备。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:特开2011-187918号公报【实用新型内容】
[0010]根据本实用新型一实施方式的光电转换兀件，具备:光电转换层，其包括第一导电型的第一有机半导体以及第二导电型的第二有机半导体，并且还添加有第一有机半导体以及第二有机半导体中的一个有机半导体的衍生物或异构体构成的第三有机半导体；以及，夹着光电转换层设置的第一电极以及第二电极。
[0011]优选地，在上述光电转换元件中，所述第三有机半导体是所述第一有机半导体以及第二有机半导体中的凝聚性较高的有机半导体的衍生物或异构体。
[0012]优选地，在上述光电转换元件中，所述光电转换层是包括所述第一至第三的有机半导体的共淀积膜。
[0013]优选地，在上述光电转换元件中，所述光电转换层是包括所述第一至第三的有机半导体的涂敷膜或印刷膜。
[0014]优选地，在上述光电转换元件中，所述光电转换层是包括所述第一至第三的有机半导体的层叠膜。
[0015]根据本实用新型一实施方式的固体摄像装置，具有多个像素，所述多个像素分别包括根据上述本实用新型一实施方式的光电转换元件。
[0016]根据本实用新型一实施方式的电子设备，具有根据上述本实用新型一实施方式的固体摄像装置。
[0017]在根据本实用新型一实施方式的光电转换元件以及固体摄像装置和电子设备中，光电转换层包括第一导电型的第一有机半导体以及第二导电型的第二有机半导体，还添加有其中一个有机半导体的衍生体或异构体。从而，在制造工序中的高温热处理，抑制第一有机半导体或第二有机半导体的凝聚。
[0018]根据本实用新型一实施方式的光电转换元件以及固体摄像装置和电子设备，光电转换层包括第一导电型的第一有机半导体以及第二导电型的第二有机半导体，还添加有其中一个有机半导体的衍生物或异构体。从而，在制造工序中的高温热处理中，抑制第一有机半导体或第二有机半导体的凝聚，能够减少光电转换层中的膜质的不均匀。因此，能够抑制热处理带来的光电转换层性能恶化。
【附图说明】
[0019]图1是示出了根据本实用新型一实施方式的光电转换元件(像素)的简要构成例的截面图。
[0020]图2是图1所示的光电转换层所包括的有机半导体的三元系混合比的一例模式图。
[0021 ]图3是根据比较例I的光电转换元件的构成例立体图。
[0022]图4是示出图3所示的光电转换层的热处理后的膜状态的图像。
[0023]图5是示出了比较例2的光电转换元件的构成例的立体图。
[0024]图6是示出图5所示的一个光电转换层(中间层:BCP)的热处理后的膜状态的图像。
[0025]图7是示出图5所示的其他光电转换层(中间层:PTCDI)的热处理后的膜状态的图像。
[0026]图8是用于说明凝聚抑制的原理的模式图。
[0027]图9是用于说明提高量子效率的原理的简要图。
[0028]图10是提高量子效率的结果的特征图。
[0029]图11是示出了根据变形例的光电转换元件的光电转换层所包括的有机半导体的三元系混合比的一例模式图。
[0030]图12是固体摄像装置的功能框图。
[0031]图13是适用例的电子设备的功能框图。
【具体实施方式】
[0032]下面，参照附图详细说明本实用新型的实施方式。此外，按照下面的顺序进行说明。
[0033]1、实施方式(在包括P型有机半导体以及η型有机半导体的光电转换层中添加了η型有机半导体的衍生物的光电转换元件的例子)
[0034]2、变形例(添加其他衍生物的例子)
[0035]3、固体摄像装置的整体构成例
[0036]4、适用例(电子设备(照相机)的例子)
[0037]〈实施方式〉
[0038][构成]
[0039]图1是示出了本实用新型一实施方式的固体摄像装置中像素(光电转换元件10)的简要截面构成。固体摄像装置例如是CCD (Charge Coupled Device:电荷稱合器件)或CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)图像传感器等，将在后面详细说明这一点。光电转换元件10设在例如像素晶体管或具有布线的基板11上，并被未图示的密封膜以及平坦化膜覆盖。在该平坦化膜上设置例如未图示的片上透镜(on-chip lens)。
[0040]光电转换元件10是利用有机半导体吸收选择性的波长的光(例如，R、G、B任意一种颜色的光)，从而产生电子一空穴对的有机光电转换元件。在后面说明的固体摄像装置中，二维地并列设置这些R、G、B的各色光电转换元件10 (像素)。还可以具有在一个像素内，纵向层叠由有机半导体构成的多个光电转换层，或者纵向层叠由有机半导体构成的光电转换层和由无机半导体构成的光电转换层的结构。在本实施方式中，作为上述光电转换元件的主要部分构成，参照图1进行说明。
[0041]该光电转换兀件10在基板11上具有作为光电转换层的有机层13以及用于从该有机层13取出信号电荷的一对电极(下部电极12、上部电极14)。这些下部电极12、有机层13、上部电极14被具有开口(光接收开口)H I的绝缘层15覆盖。下部电极12 (第一电极)与下部接触电极16A电连接，上部电极14 (第二电极)与上部接触电极16B电连接。例如，从下部电极12侧进行信号电荷(例如电子)的取出动作时，电极12通过下部接触电极16 A，与例如埋设在基板11内的蓄电层电连接。下部接触电极16A通过设在绝缘膜15的开口(接触孔)H2与下部电极12电连接。从上部电极14通过上部接触电极16B排出电荷(例如空穴