光电转换器件、制造光电转换器件的方法、固态成像装置和电子设备的制作方法

光电转换器件、制造光电转换器件的方法、固态成像装置和电子设备的制作方法
【专利摘要】一种用于制造光电转换器件的方法，包括：其中在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上形成第一电极的步骤；其中在基板的第二表面上形成用于外部连接的电极部的步骤；以及其中在形成第一电极和电极部之后，在第一电极上形成有机光电转换层和第二电极。
【专利说明】光电转换器件、制造光电转换器件的方法、固态成像装置和电子设备

【技术领域】
[0001]本公开涉及使用有机光电转换膜的光电转换器件、制造光电转换器件的方法、固态成像装置、以及电子设备。

【背景技术】
[0002]随着有机光电转换材料的使用，制造固态成像装置的许多方法已经被提出(例如专利文献I到4)。在专利文献I和2中，不需要任何滤色器的固态成像装置(不具有滤色器的固态成像装置)通过使用多种类型的有机光电转换膜来实现。此外，专利文献3和4提出使用有机和无机光电转换膜两者的技术。
[0003][引用列表]
[0004][专利文献]
[0005]专利文献1:日本未经审查的专利申请N0.2007-12796
[0006]专利文献2:日本未经审查的专利申请N0.2011-29337
[0007]专利文献3:日本未经审查的专利申请N0.2008-258474
[0008]专利文献4:日本未经审查的专利申请N0.2006-278446


【发明内容】

[0009]在使用有机光电转换材料的固态成像装置中，如上所述，在有机光电转换层形成之后，等于或高于有机光电转换层可耐受温度的温度被施加到有机光电转换层的情况下担忧在有机光电转换层中劣化的问题。因此，期望实现能够抑制在有机光电转换层中劣化的光电转换器件，并且实现制造这种光电转换器件的方法。
[0010]因此，期望提供能够抑制在有机光电转换层中劣化的制造光电转换器件的方法、光电转换器件、固态成像装置和电子设备。
[0011]根据本公开实施方式的一种制造光电转换层的方法包括:在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上形成第一电极；在基板的第二表面侧上形成电极部，该电极部用于外部连接；以及在形成第一电极和电极部之后，在第一电极上形成有机光电转换层和第二电极。
[0012]在根据本公开的实施方式的制造光电转换器件的方法中，在第一电极形成在基板的第一表面侧上并且用于外部连接的电极部形成在基板的第二表面侧上之后，有机光电转换层和第二电极形成在第一电极上。通过在形成有机光电转换层之前形成电极部，等于或高于有机光电转换层的可耐受温度的温度，例如在执行回流焊接工艺时的高温等没有施加到有机光电转换层。
[0013]根据本公开实施方式的一种光电转换器件包括:有机光电转换部，设置在包括两个相对表面的基板的第一表面侧上，并且从基板依次包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及电极部，设置在基板的第二表面侧上，并且用于外部连接。
[0014]根据本公开实施方式的一种固态成像装置包括作为像素的如上所述的根据本公开实施方式的光电转换器件。
[0015]根据本公开实施方式的电子设备包括固态成像装置，该固态成像装置包括作为像素的如上所述的根据本公开实施方式的光电转换器件。
[0016]在根据本公开实施方式的光电转换器件、固态成像装置和电子设备中，包括第一电极、有机光电转换层和第二电极的有机光电转换部设置在基板的第一表面侧上，并且用于外部连接的电极部设置在基板的第二表面侧上。因此，等于或高于有机光电转换层可耐受温度的温度，例如在执行回流焊接工艺时的高温等在制造工艺中没有施加到有机光电转换层。
[0017]根据制造根据本公开实施方式的光电转换器件的方法，在第一电极形成在基板的第一表面侧并且用于外部连接的电极部形成在第二表面侧之后，有机光电转换层和第二电极形成在第一电极上。因此，抑制了有机光电转换层对高温环境的曝光。因此，可以抑制在有机光电转换层中的劣化。
[0018]根据本公开实施方式的光电转换器件、固态成像装置和电子设备，包括第一电极、有机光电转换层和第二电极的有机光电转换部设置在基板的第一表面侧上，并且用于外部连接的电极部设置在基板的第二表面侧上。因此，可以抑制在制造工艺中有机光电转换层中的劣化。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是示出根据本公开实施方式的光电转换器件配置的横截面图。
[0020]图2A是示出无机光电转换部配置示例的横截面图。
[0021]图2B是示出无机光电转换部配置示例的横截面图。
[0022]图3是不出有机光电转换部电荷(电子)积聚层配置不例的横截面图。
[0023]图4是在制造在图1中示出的光电转换器件的方法中用于解释形成器件基板步骤的横截面图。
[0024]图5是示出紧随在图4中示出步骤的步骤的横截面图。
[0025]图6是示出紧随在图5中示出步骤的步骤的横截面图。
[0026]图7是示出紧随在图6中示出步骤的步骤的横截面图。
[0027]图8是示出紧随在图7中示出步骤的步骤的横截面图。
[0028]图9是示出紧随在图8中示出步骤的步骤的横截面图。
[0029]图10是示出紧随在图9中示出步骤的步骤的横截面图。
[0030]图11是示出紧随在图10中示出步骤的步骤的横截面图。
[0031]图12是示出紧随在图11中示出步骤的步骤的横截面图。
[0032]图13A是示出用于解释形成透镜组件的步骤的横截面图。
[0033]图13B是示出紧随在图13A中示出步骤的步骤的横截面图。
[0034]图14A是示出紧随在图13B中示出步骤的步骤的横截面图。
[0035]图14B是示出紧随在图14A中示出步骤的步骤的横截面图。
[0036]图15是示出紧随在图14B中示出步骤的步骤的横截面图。
[0037]图16是用于解释附接(attaching)步骤的横截面图。
[0038]图17是用于解释制造根据比较例的光电转换器件的方法的横截面图。
[0039]图18是示出紧随在图17中示出步骤的步骤的横截面图。
[0040]图19是示出紧随在图18中示出步骤的步骤的横截面图。
[0041]图20是示出紧随在图19中示出步骤的步骤的横截面图。
[0042]图21是示出紧随在图20中示出步骤的步骤的横截面图。
[0043]图22是用于解释制造根据变形例I的光电转换器件的方法的横截面图。
[0044]图23是示出根据变形例2的光电转换器件的主要部分配置的横截面图。
[0045]图24是示出根据变形例3的光电转换器件的主要部分配置的横截面图。
[0046]图25是根据应用例I的固态成像装置的功能框图。
[0047]图26是根据应用例2的电子设备的功能框图。

【具体实施方式】
[0048]下面将参考附图详细描述本公开的实施方式。应该注意，描述将按以下顺序提供。
[0049]1.实施方式(在形成焊料凸点之后，通过将包括有机光电转换层的透镜组件附接到器件基板所形成的光电转换器件示例)
[0050]2.变形例I (其中有机光电转换层形成在器件基板侧的情况示例)
[0051]3.变形例2 (其中随着导电粘合剂层的使用，附接被执行的示例)
[0052]4.变形例3 (其中应力缓和层被提供的示例)
[0053]5.应用例I (固态成像装置的示例)
[0054]6.应用例2 (电子设备(摄像机)的示例)
[0055][实施方式]
[0056][配置]
[0057]图1不出根据本公开实施方式的光电转换器件(光电转换器件10)的配置的横截面图。光电转换器件10配置在诸如CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)的固态成像装置(其将稍后描述)中的像素。
[0058]光电转换器件10包括在半导体基板11前表面(与光接收表面相对的表面S2)侧上形成的像素晶体管(包括稍后将描述的传输晶体管Trl至Tr3)，并且包括多层配线层(多层配线层51)。
[0059]光电转换器件10具有其中有机光电转换部和无机光电转换部在垂直方向层压的结构。有机和无机光电转换部选择性检测具有彼此不同波长范围的光，并且在其上执行光电转换。因此，稍后描述的固态成像装置被允许在一个像素中获取多种类型的颜色信号，而不需使用滤色器。在本实施方式中，光电转换器件10具有包括一个有机光电转换部IlG和两个无机光电转换部IlB和IlR的层压结构。光电转换器件10通过这种层压结构获取红(R)、绿(G)和蓝(B)的颜色信号。有机光电转换部IIG形成在半导体基板11的后表面(表面SI)侧。无机光电转换部IlB和IlR被形成为嵌入在半导体基板11中。应当注意的是，半导体基板11与在本公开中的“基板”的具体示例对应。该部分的配置将在下面描述。
[0060][半导体基板11]
[0061]半导体基板11可由例如η型硅(Si)层110和无机光电转换部IIB和IlR以及绿电存储层IlOG构成。无机光电转换部IlB和IlR以及绿电存储层IlOG被形成为嵌入在η型娃层110的预定区域中。此外，导电插头(conductive plug) 120al嵌入在半导体基板11中。导电插头120al是来自有机光电转换部IlG的电荷(电子或空穴)的传输路径。在本实施方式中，该半导体基板11的后表面(表面SI)用作光接收表面。在半导体基板11的前表面(表面S2)上，形成与有机光电转换部IlG和无机光电转换部IlB和IlR对应的多个像素晶体管(包括传输晶体管Trl至Tr3)，并且形成由逻辑电路等构成的外围电路。
[0062]作为像素晶体管，例如，传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管可被提到。这些晶体管的每个可由例如MOS晶体管构成，并且形成在表面S2侧上的P型半导体阱区中。对于用于红色、绿色和蓝色的每个光电转换部，形成包括这种像素晶体管的电路。每个电路可具有总共包括三种晶体管的三晶体管配置，其可由例如这些像素晶体管中的传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管构成。每个电路可具有包括除了其上的选择晶体管的四晶体管配置。这里，在这些像素晶体管中，仅传输晶体管Trl至Tr3被示出。应当注意的是，除了传输晶体管外的像素晶体管可通过光电转换部或通过像素共享。此外，所谓的像素共享结构也可以采用，其中浮动扩散共享。
[0063]传输晶体管Trl至Tr3被各配置成包括栅电极(栅电极TGl、TG2或TG3)和浮动扩散(FD113、FD114或FD116)。传输晶体管Trl传输与在有机光电转换部IlG中生成并且积聚在绿电存储层IlOG中的绿色对应的信号电荷(在本实施方式中为电子)给稍后将描述的垂直信号线Lsig。传输晶体管Tr2传输与在无机光电转换部IlB中生成并且积聚的蓝色对应的信号电荷(在本实施方式中为电子)给将稍后描述的垂直信号线Lsig。类似地，传输晶体管Tr3传输与在无机光电转换部IlR中生成并且积聚的红色对应的信号电荷(在本实施方式中为电子)给稍后将描述的垂直信号线Lsig。
[0064]无机光电转换部IIB和I IR每个是具有pn结的光电二极管。无机光电转换部IlB和IlR从在半导体基板11光学路径上的表面SI侧依次形成。其中，无机光电转换部IlB选择性检测蓝色光并积聚与蓝色对应的信号电荷。无机光电转换部IlB可以形成为例如从沿着半导体基板11的表面SI的选择区域延伸到在具有多层配线层51的界面附近的区域。无机光电转换部IlR选择性检测红色光并积聚与红色对应的信号电荷。无机光电转换部IlR可以例如形成在与无机光电转换部IlB相比的下层(在表面S2侧上)中的区域中。应当注意的是，蓝色(B)可以是例如与从450nm至495nm波长范围对应的颜色，并且红色(R)可以是例如与从620nm至750nm波长范围对应的颜色。无机光电转换部IlB和IlR能够检测在部分或所有上述相应的波长范围内的光，这是足够的。
[0065]图2A示出无机光电转换部IlB和IlR的详细配置示例。图2B与在图2A中另一个横截面中的配置对应。应当注意的是，在本实施方式中，描述将提供其中在由光电转换生成的电子和空穴对中，电子被读作信号电荷的情况(其中η型半导体区域用作光电转换层的情况)。此外，在附图中，以上“P”或“η”附有的“ + (加)”表示P型或η型杂质浓度高。此外，在像素晶体管中，传输晶体管Tr2和Tr3的栅电极TG2和TG3被示出。
[0066]无机光电转换部IlB可被配置成包括:例如是空穴积聚层的P型半导体区域(以下，简称为“P型区域”，并且同样适用于η型的情况)lllp，以及是电子积聚层的η型光电转换层(η型区域)111η。P型区域Illp和η型光电转换层Illn各形成在表面SI附近的选择区域。每个P型区域Illp和η型光电转换层Illn的一部分弯曲并形成为延伸到达具有表面S2的界面。P型区域Illp被连接到P型半导体阱区(在表面SI侧上未示出)。η型光电转换层Illn被连接到用于蓝色的传输晶体管Tr2的FD113 (η型区域)。应当注意的是，P型区域113ρ (空穴积聚层)形成接近表面S2的界面，以及在P型区域Illp和η型光电转换层Illn的表面S2侧上的每个端部。
[0067]无机光电转换部IlR可以例如由P型区域112pl和112ρ2(空穴积聚层)以及夹在其间的η型光电转换层112η中(电子积聚层)(具有ρηρ型层压结构)形成。η型光电转换层112η的一部分弯曲，并形成为延伸到达具有表面S2的界面。η型光电转换层112η被连接到用于红色的传输晶体管Tr3的FD114 (η型区域)。应当注意的是，P型区域113ρ (空穴积聚层)形成至少接近表面S2的界面，以及在η型光电转换层11 In的表面S2侧的端部。
[0068]图3示出绿电存储层IlOG的详细配置示例。应当注意的是，这里，描述将提供其中在由有机光电转换部IIG生成的电子和空穴对中，电子被读作来自下部电极15侧的信号电荷。此外，图3示出在像素晶体管中传输晶体管Trl的栅电极TG1。
[0069]绿电存储层IlOG被配置为包括是电子积聚层的η型区域115η。η型区域115η的一部分被连接到导电插头120al，并且被配置为经由导电插头120al积聚从下部电极15侧供应的电子。该η型区域115η也连接到用于绿色的传输晶体管Trl的FD116 (η型区域)。应当注意的是，P型区域115ρ (空穴积聚层)形成接近η型区域115η的界面以及表面S2。
[0070]连同稍后将描述的导电插头120a2的导电插头120al用作在有机光电转换部IlG和半导体基板11之间的连接器，并且形成用于在有机光电转换部IlG中生成的电子或空穴的传输路径。这里，导电插头120al传导到在有机光电转换部IlG中的下部电极15,并且连接到绿电存储层110G。
[0071]导电插头120al可由例如导电型半导体层配置，并且可形成为嵌入在半导体基板11中。在这种情况下，导电插头120al可有利于η型，因为导电插头120al是电子的传输路径。可替代地，导电插头120al可由例如诸如在通孔中嵌入的钨的导电膜材料配置。在这种情况下，例如为了用硅抑制短路，通孔的侧面可以理想地覆盖由氧化硅(S12)、氮化硅(SiN)等制成的绝缘膜。
[0072]例如，由硅制成的支撑基板53可利用其间的多层配线层51设置在如上所述的半导体基板11的表面S2侧上.在该支撑基板53上，贯通电极54和焊料凸点55 (电极部)形成。
[0073][多层配线层51]
[0074]多层配线层51形成在如上所述的半导体基板11的表面S2上。在多层配线层51中，多个配线51a和配线51b在其间布置有层间绝缘膜52。因此，多层配线层51形成在与光电转换器件10中的光接收表面相对的侧上。因此，所谓背面照明类型的固态成像装置是可实现的。
[0075][焊料凸点55]
[0076]贯通电极54和焊料凸点55 (电极部)形成在支撑基板53上。贯通电极54配置有通孔(TSV) 54a和导电膜54b。通孔54a贯穿支撑基板53。导电膜54b在通孔54a内侧覆盖，并且形成为延伸到支撑基板53的表面。导电膜54b可配置有例如铜(Cu)，并且电连接到在多层配线层51中的配线51b。
[0077]焊料凸点55可以是用于(用于例如在基板(晶片)之间的连接)外部连接的电极。该焊料凸点55可例如以半球形状形成在贯通电极54的导电膜54b上。焊料凸点55可被配置成包括例如铅(Pb)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等中的一个或多个。
[0078]另一方面,有机光电转换部IlG形成在半导体基板11的表面SI侧上。描述将在下面提供半导体基板11表面SI侧上的配置。
[0079][有机光电转换部11G]
[0080]有机光电转换部IlG是使用有机半导体从而吸收具有选择性波长范围的光(在此，绿色光)并且生成电子和空穴对的有机光电转换元件。有机光电转换部IIG具有其中有机光电转换层17被夹在用于提取信号电荷的一对电极(下部电极15和上部电极18)之间的配置。下部电极15(第一电极)电连接到嵌入在半导体基板11的导电插头120al中。上部电极18(第二电极)例如经由在固态成像装置周缘部分中的配线层、接触金属层等(没有示出)连接到配线51a。因此，电荷(在这个例子中为空穴)被排出。
[0081]该有机光电转换部IlG利用其间的层间绝缘膜12和14形成在半导体基板11的表面SI上。导电插头120al嵌入在与导电插头120al相对的区域中的层间绝缘膜12中。配线层13a嵌入在与导电插头120a2相对的区域中的层间绝缘膜14中。在该层间绝缘膜14上，下部电极15以电分离的形式通过绝缘膜16提供用于每个器件(像素)。有机光电转换层17形成在下部电极15和绝缘膜16上。上部电极18被设置为覆盖有机光电转换层17。保护膜19和平坦化层20层压在上部电极18上。应当注意的是，该有机光电转换层17可具有在像素之间区域中的槽(没有示出)。换句话说，有机光电转换层17本身可以被分离用于每个像素。该槽可根据需要被设置，因为每个像素的特征可以在某些情况下由此改善。此外，在这种情况下，绝缘膜16可以形成在槽上(在槽中)。这并不妨碍器件操作。
[0082]导电插头120a2连同导电插头120al用作连接器，如上所述。另外，导电插头120a2连同导电插头120al与配线层13a —起形成从下部电极15到绿电存储层IlOG的电荷(电子)传输路径。为了允许导电插头120a2用作遮光膜，导电插头120a2每个可理想地由例如诸如钛(Ti)、氮化钛(TiN)与钨的金属材料的层压膜配置。此外，期望使用这种层压膜，因为即使在导电插头120al和120bl每个形成为η型或P型半导体层的情况下确保允许具有硅的触点。
[0083]层间绝缘膜12可以被理想地由具有低界面态的绝缘膜配置，以减少具有半导体基板11的界面状态(硅层110)，并抑制来自具有硅层110的界面的暗电流的发生。作为这种绝缘膜，例如可以使用铪氧化物(HfO2)膜和二氧化硅(S12)膜的层压膜。层间绝缘膜14可以由，例如由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅(S1N)等中的一个构成的单层膜，或者由两种或更多种构成的层压膜配置。
[0084]该绝缘膜16可以由，例如由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅(S1N)等中的一个构成的单层膜，或者由两种或更多种构成的层压膜配置。在本实施方式中，绝缘膜16具有平坦表面，并且具有几乎与下部电极15没有段差(level difference)的形状和图案。当该光电转换器件10被用作在固态成像装置中的像素时，该绝缘膜16具有与在相应像素中下部电极15电分离的功能。
[0085]下部电极15正好与在半导体基板11中形成的无机光电转换部IlB和IlR的光接收表面相对，并且被设置在覆盖其光接收表面上的区域中。该下部电极15被配置有包括光透射特性的导电膜，并且可以被配置例如有ITO(氧化铟锡)。然而，作为下部电极15的配置材料，除了 ΙΤ0，添加有掺杂剂的锡氧化物(SnO2)基材料，或通过添加掺杂剂到氧化铝-锌(ZnO)得到的基于氧化锌材料可被使用。作为基于氧化锌材料，例如，其中铝(Al)被添加作为掺杂剂的氧化铝锌(AZO)，其中镓(Ga)被添加的氧化镓锌(GZO)，以及其中铟(In)被添加的铟锌氧化物(IZO)可被提到。或者，除了这些材料以外，Cu1、InSb04、ZnMg0、CuIn02、MgIN204、CdO、ZnSnO3等也可使用。应当注意的是，在本实施方式中，信号电荷(电子)从上述的下部电极15被提取。因此，该下部电极15被分离形成用于在固态成像装置中的每个像素，该固态成像装置使用稍后将描述的作为像素的光电转换器件10。
[0086]有机光电转换层17配置有对选择性波长范围的光执行光电转换并且在另一方面发送具有其它波长范围的光的有机半导体。有机半导体可以可取地配置成包括有机P型半导体和有机η型半导体中的一个或两个。作为这种有机半导体，可以有利地使用喹吖啶酮衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、茈衍生物和荧蒽衍生物中的一种。可替代地，可以使用聚合物，诸如亚苯基亚乙烯基、芴、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲基吡啶、噻吩，乙炔和丁二炔或它们的衍生物。除此之外，缩聚芳香族系列，缩聚芳香环，并且其中杂环化合物缩合的链化合物，如金属配合物染料、花青类染料、部花青类染料、苯基咕类染料、三苯甲烷类染料、若丹菁类染料、咕吨类染料、大环azaanulene类染料、甘菊环类染料、萘醌、蒽醌系染料、蒽、芘、两个含氮杂环，如喹诺酮，苯并噻唑，以及具有醌基和chroconic次甲基基团作为键合链的苯并恶唑,结合方酸菁基和chroconic次甲基基团的花青系样染料等可以优选使用。应当注意的是，作为上述金属络合物染料，二硫醇金属配合物系色素、金属酞菁染料、金属卟啉染料、或钌络合物染料可以是优选的。然而，金属络合物染料不限于此。在本实施方式中，有机光电转换层17可以能够执行与从495nm到570nm波长范围的部分或全部所对应的绿光的光电转换。这种有机光电转换层17可具有从50nm至500nm的厚度。
[0087]没有示出的其它层可被设置在这种有机光电转换层17和下部电极15之间，以及该有机光电转换层17和上部电极18之间。例如,潜在的膜、电子阻挡膜、有机光电转换层
17、空穴阻挡膜、缓冲膜以及功函数(work funct1n)调节膜可以从下部电极15侧依次层压。
[0088]在本实施方式中，下部电极15的表面被平坦化(下部电极15具有平坦表面)，并且有机光电转换层17沿着下部电极15的该表面形成。具体地，与有机光电转换层17相对的下部电极15表面和与下部电极15相对的有机光电转换层17表面各形成平坦化表面。此夕卜，绝缘膜16形成在与下部电极15相同的层中。此外,在有机光电转换层17侧上的绝缘膜16的表面被平坦化，并且形成为与下部电极15没有段差。这是因为有机光电转换层17通过将有机光电转换层17附接到下部电极15上来形成，这将稍后详细描述。此外，每个下部电极15和有机光电转换层17的相对表面可理想地具有实现例如Inm或更小的RMS(均方根)粒度的程度的平坦特性。
[0089]上部电极18被配置有与下部电极15的那些类似的光透射特性的导电膜。在本实施方式中，从上部电极18提取的空穴如上所述被排出。因此，在使用光电转换器件10作为像素的固态成像器件中，该上部电极18可以被分离用于每个像素，或该上部电极18可以形成为与各像素共同的电极。上部电极18可具有例如从1nm到200nm的厚度。
[0090]保护膜19可以被配置例如有光透射特性的无机材料，并且可以是由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等中的一个构成的单层膜，或由其两个或更多构成的层压膜。该保护膜19可具有例如从10nm至30000nm的厚度。
[0091]平坦化层20可以被由丙烯酸类树脂材料、苯乙烯类树脂材料、环氧类树脂材料等构成。芯片上透镜22被设置在该平坦化层20上。应该注意的是，平坦化层20可以根据需要设置，并且上述保护层19也可用作平坦化层20。
[0092][芯片上透镜22]
[0093]芯片上透镜22聚集从上面入射的光到有机光电转换层IlG和无机光电转换层IlB和IlR的各光接收表面。在本实施方式中，多层配线层51形成在半导体基板11的表面S2侦U。因此，有机光电转换层IlG和无机光电转换层IlB和IlR的光接收表面被允许设置彼此接近。因此，可以减少取决于芯片上透镜22的F数引起的颜色之间的灵敏度变化。
[0094]遮光膜21形成在该芯片上透镜22的周缘区域。遮光膜21可以在平坦化层20上设置成矩阵图案，并且芯片上透镜22可以形成在矩阵图案的每个开口中，例如，在稍后描述的固态成像装置中。盖玻璃24被设置在芯片上透镜22和与它们相对的遮光膜21上。芯片上透镜22和盖玻璃24之间的区域不是一个空白空间，而是填充有粘合剂层23。
[0095]遮光膜21可以被理想地配置有例如具有相对于诸如钨(W)、钛(Ti)、铝(Al)、或铜(Cu)的可见光的低透射材料。然而，遮光膜21也可以由具有相对于可见光不低的透射材料配置。在这种情况下，例如通过增加其厚度，确保所需的遮光特性。芯片上透镜22可以由例如具有约1.8至2.0折射率的氮化硅、氧化锌、氧化锆、锆石、金刚石状碳等配置。然而，芯片上透镜22的材料并不限于此。除此之外，芯片上透镜22的材料可以是无机材料或有机材料，只要该材料确保来自粘合剂层23的折射率的差在0.4以上(优选0.6以上)并具有相对于可见光的高透射率。粘合剂层23可被配置有例如具有诸如丙烯酸类树脂、环氧类树脂、苯乙烯类树脂等的大约1.5折射率的有机材料。盖玻璃24可具有例如从10 μ m至50 μ m的厚度。然而，盖玻璃24的厚度基于芯片上透镜22的面积、高度等设置。盖玻璃24可具有任何厚度，该厚度等于或大于当盖玻璃粘合时允许盖玻璃24不接触芯片上透镜22的厚度。
[0096][制造方法]
[0097]如上所述的光电转换器件10例如可以如下制造。图4至图16示出了制造光电转换器件10的方法。在这些附图中，图4到图12示出形成基板器件的步骤，图13A至图15示出形成透镜组件的步骤，并且图16示出将器件基板A附接到透镜组件B的步骤。应当注意的是，在本实施方式中，在器件基板A中，多层配线层51、支撑基板53、贯通电极54和焊料凸点55形成在半导体基板11的表面S2侧上，并且利用在其间的层间绝缘膜12和14，下部电极15和绝缘膜16形成在其表面SI侧上。在透镜组件B中，粘合剂层23、芯片上透镜22、遮光膜21、平坦化层20、保护层19、上部电极18和有机光电转换层17被层压在盖玻璃24的一个表面侧上。描述将在下面被提供到每个步骤的详细程序上。
[0098][1.形成器件基板的步骤]
[0099]首先，如在图4中所示，无机光电转换部IlA和IlB形成在半导体基板11中。然后，多层配线层51形成在半导体基板11的表面S2上，并且支撑基板53被附接到该多层配线层51。具体地，首先，硅层110形成在由氧化硅膜制成的未示出临时基板上。例如通过离子注入，导电插头120al、绿电存储层I1G和无机光电转换部IIB和I IR可以形成在该硅层110中。随后，虽然未示出，包括传输晶体管Trl到Tr3的像素晶体管和诸如逻辑电路的外围电路形成在半导体基板11的表面S2侧上。随后，采用在其间的层间绝缘膜52，多层配线51a和51b形成在半导体基板11的表面S2上。因此，多层配线层51形成。此后，由硅制成的支撑基板53被附接到形成的多层配线层51上。应该注意的是，在将该支撑基板53附接之后，上述临时基板从半导体基板11的表面SI侧剥离，并且由此，半导体11的表面SI曝光。
[0100]接着，如在图5中所示，层间绝缘膜12和14形成在半导体基板11的表面SI上。具体地，首先，由上述氧化铪膜和硅氧化膜的层压膜构成的层间绝缘膜12形成在半导体基板11的表面SI上。此时，例如，氧化铪膜可以通过ALD(原子层沉积)法形成，并且然后例如，氧化硅膜可通过等离子体CVD(化学气相沉积)法形成。此后，与导电插头120al相对的层间绝缘膜12的区域被开口，并且形成在上述材料上形成的导电插头120a2。随后，由上述材料制成的层间绝缘膜14可以例如通过等离子体CVD法形成。随后，与导电插头120a2相对的层间绝缘膜14的区域被开口，并且形成由上述材料制成的布线层13a。
[0101]随后，如在图6中所示，下部电极15形成在层间绝缘膜14上。具体地，首先，上述透明导电膜可以例如通过溅射法形成在层间绝缘膜14的整个表面上。此后，使用光刻法(执行光刻胶膜的曝光、显影、后烘烤等)，并且例如通过干法蚀刻或湿法蚀刻，选择性部分可以被去除。因此，下部电极15形成。此时，下部电极15形成在与布线层13a相对的区域中。
[0102]随后，绝缘膜16形成。此时，首先，如在图7中所示，由上述材料制成的绝缘膜16可以例如通过在半导体基板11上的整个表面上用等离子体CVD法形成，以便覆盖层间绝缘膜14和下部电极15。此后，如在图8中所示，例如通过CMP (化学机械抛光)方法，所形成的绝缘膜16表面和下部电极15表面的每个可以被抛光。因此，下部电极15从绝缘膜16曝光，并且在下部电极15和绝缘膜16之间的段差减弱，并且绝缘膜16和下部电极15的各表面被平坦化。
[0103][临时固定I]
[0104]随后，如在图9中所示，利用允许被剥离(去除)的粘合剂层210A，在层间绝缘膜14侧上的表面可以例如固定(临时固定)到由石英制成的临时基板210上。在图9中，对在上侧上的支撑基板53做出说明(其中在图8中示出的层叠结构被垂直反转)。作为粘合剂层210A，例如，具有从130°C至200°C (具体约150°C )的玻璃转变温度(Tg)的热塑性树脂的可被提到。或者，在通过不使用热塑性树脂的方法(例如激光消融法、机械剥离方法等)临时基板210被剥离(稍后将描述)的情况中，根据每个方法的任何材料可被使用，其不限于在此描述的玻璃转变温度。
[0105][焊料凸点55的形成]
[0106]随后，如在图10中所示，在固定到临时基板210的状态下，贯通电极54和焊料凸点55形成在支撑基板53侧上。具体地，首先，例如利用研磨机，支撑基板53可以被打磨。此后，配置有通孔54a和导电膜54b的贯通电极54形成在该支撑基板53上。此后，焊料凸点55形成在贯通电极54的导电膜54b上。具体地，利用掩模等，例如上述焊接材料可在导电膜54b上的选择性区域中形成图案。此后，例如将焊接材料加热到200°C或更高，并且在其上执行回流处理。因此，焊料凸点55以半球形状形成。可替代地，焊料凸点55可以通过将焊料球附接到导电膜54b上并且加热附加焊料球形成。
[0107][临时固定2]
[0108]随后，如在图11中所示，利用允许被剥离的粘合剂层220A，在焊料凸点55侧上的表面可以在由石英制成的临时基板220上固定(临时固定)。在图11中，对在上侧上的层间绝缘膜14做出说明(其中在图10中示出的层叠结构被垂直倒转)。作为粘合剂层220A，例如，具有高于在临时固定I的上述步骤中使用的粘合剂层210A的玻璃转变温度(Tg)(具体地大约190°C)的材料可被提到。应该注意的是，在通过不使用热塑性树脂的方法，临时基板220被剥离的情况中，根据每个方法的任何材料可被使用，其不限于如上所述的玻璃转变温度。
[0109]随后，如在图12中所示，临时基板210和粘合剂层210A从下部电极15被剥离。具体地，等于或高于粘合剂层210A的玻璃转变温度并且低于粘合剂层220A的玻璃转变温度(例如等于或高于150°C，并且低于190°C )的温度被施加，并且由此仅粘合剂层210A被软化。同时，抗相互平行的力应用在临时基板210和下部电极15侧之间。因此，临时基板210被允许剥离。此后，通过化学溶液的使用处理，粘合剂层210A的残留材料被去除，并且通过CMP方法执行抛光，以便固定所需的平坦化特征。因此，形成具有下部电极15的器件基板A。
[0110][2.形成透镜组件的步骤]
[0111]另一方面，包括有机光电转换层17、芯片上透镜22等的透镜组件B形成如下。具体地，首先，如在图13A中所示，配置有上述材料的上部电极18采用允许在其间剥离的粘合剂层230A形成在临时基板230上。具体地，粘合剂层230A被施加到临时基板230上，并且被固化。此后，上述透明导电膜材料可例如通过溅射法沉积在该粘合剂层230A上。此后，例如通过光刻法蚀刻，形成的透明导电膜可以被图案化，并且由此，上部电极18形成。作为粘合剂层230A，例如可以使用例如具有从130°C至200°C的玻璃转变温度(Tg)的材料。
[0112]随后，如在图13B中所示，由上述材料制成的保护膜19可以通过等离子体CVD法形成在上部电极18上。此后，例如通过旋涂法，由上述材料制成的平坦化层20可以形成。随后，芯片上透镜22和遮光膜21形成。
[0113][芯片上透镜22的形成]
[0114]此时，首先，遮光膜21形成。具体地，例如通过沉积法或溅射法，上述金属材料可沉积。此后，例如通过用光刻法蚀刻以形成遮光膜21，沉积的金属膜可以图案化成矩阵形状。此后，芯片上透镜22如下被形成在由遮光膜21切片的区域(开口)中。具体地，首先，上述材料(诸如氮化硅)可以例如在从200°C到230°C的温度下通过等离子体CVD法沉积几分钟来沉积。随后，光刻胶膜被施加形成在形成的氮化硅膜上。该光刻胶膜通过光刻法形成图案，并且然后将图案化膜进行热固化处理，从而被加工成透镜形状。通过步进式曝光法，执行到透镜形状的处理。随着作为掩模的这样处理的光刻胶膜的使用，将硅氮化膜进行蚀刻。因此，芯片上透镜22被允许形成。作为此时的蚀刻方法，例如，使用CF4气体，O2气体等的等离子干法蚀刻方法可以提到。
[0115][转移到盖玻璃24]
[0116]随后，如在图14A中所示，具有上述厚度(例如500 μ m)的盖玻璃24利用由上述材料等制成的粘合剂层23被附接到形成的芯片上透镜22上。在图14A中，对在上侧上的临时基板230做出说明(其中在图13B中示出的层叠结构被垂直反转)。
[0117]此后，如在图14B中所示，临时基板230和粘合剂层230A从上部电极18被剥离。具体地，通过应用等于或高于粘合剂层230A的玻璃转变温度的温度，粘合剂层230A被软化，并且通过在临时基板230和上部电极18之间应用彼此抗平行的力，临时基板230被剥离。因此，随着临时基板230的使用，可以将盖玻璃24附接到芯片上透镜22上，而不需形成腔室。随后，通过允许上部电极18被曝光的化学溶液的使用处理，粘合剂层230A的残留材料被去除。此外,根据需要通过CMP方法，上部电极18可被抛光。
[0118][有机光电转换层17的形成]
[0119]随后，如在图15中所示，例如通过真空沉积法等，由上述材料或类似材料制成的有机光电转换层17可以形成在上部电极18上。此后，例如通过CMP法，有机光电转换层17的表面可被抛光(平坦化)，以便保证用于附接必需的平坦化特性。因此，形成具有有机光电转换层17的透镜组件B。以这种方式，虽然细节将稍后描述，但是在本实施例中，在制造透镜组件B时形成有机光电转换层17之前，上部电极18形成。因此，有机光电转换层17不太可能通过上部电极18的图案被损坏。除此之外，伴随例如在形成有机光电转换层17之前的200°C高温或更高处执行的工艺，可以形成芯片上透镜22和遮光膜21。
[0120][3.附接步骤]
[0121]接着，如在图16中所示，器件基板A和已制成如上所述的透镜组件B被彼此附接。此时，器件基板A被附接到透镜组件B，以便允许在器件基板A中形成的下部电极15被电连接到在透镜组件B中形成的有机光电转换层17。具体地，在本实施方式中，例如氩(Ar)元素(或元素离子)等的束在超高真空中施加到每个下部电极15和有机光电转换层17的表面(相对表面)，或随着上述元素的使用，等离子体照射可在其上被执行。随后，下部电极15和有机光电转换层17被设置成彼此相对，并且器件基板A被允许与(或压力键合到)透镜组件B接触。通过束照射，自由键合下部电极15和有机光电转换层17的每个表面上产生(激活)。在通过利用这些自由键合固定电连接时，可以执行粘合。
[0122]应当注意的是，下部电极15和有机光电转换层17之间的电连接中，其接触电阻可以是理想地等于或低于在该情况下的接触电阻，其中所述有机光电转换层17直接形成下部电极15上，但是可以具有根据器件特性没有问题的任何电阻值。这种电阻值根据所附方法、下部电极15和有机光电转换层17的相对表面的平坦化特性可调节。
[0123]最后，临时基板220被剥尚。具体地，通过应用等于或闻于粘合剂层220A的玻璃转变温度的温度(例如，1900C )，粘合剂层220A被软化，并且由此临时基板220被剥离。随后，将粘合剂层220A的残留物质通过使用化学溶液的方法去除，并且由此焊料凸点55被暴露。可替代地，也可以在通过诸如抛光工艺的机械处理工艺去除临时基板220之后，通过化学溶液的使用、等离子体干法蚀刻等的工艺去除粘合剂层220A。因此，在图1中示出的光电转换器件10完成。
[0124][功能和效果]
[0125]在本实施方式的光电转换器件10中，例如作为固态成像装置的像素，信号电荷被获取如下。具体地，当光通过芯片上透镜22入射到光电转换器件10时，入射光依次穿过有机光电转换部IIG和无机光电转换部IIB和I IR，并且在穿过过程中对红、绿、蓝的相应颜色进行光电转换。
[0126]具体地，首先，绿色光在有机光电转换部IlG中被选择性检测到(吸收)，并进行光电转换。因此，例如，在产生电子和空穴对中的电子从下部电极15提取，并且然后，经由配线层13a和导电插头120al和120a2积聚在绿电存储层IlOG中。应当注意的是，空穴经由未图示的配线层从上部电极18侧排出。随后，在已经穿过有机光电转换部IlG的光中，蓝色光和红色光被吸收，并且分别在无机光电转换部IlB和IlR中依次进行光电转换。与蓝色光对应的电子积聚在无机光电转换部IlB中的η型区域(η型光电转换层Illn)中。类似地，与红色光对应的电子积聚在无机光电转换部IlR中的η型区域(η型光电转换层112η)中。
[0127]在执行读出操作时，传输晶体管Trl、Tr2和Tr3导通，并且在绿电存储层IlOG中以及在η型光电转换层Illn和112η中积聚的电子被传输到FD113U14和116。因此，每种颜色的光接收信号经由其它未示出的晶体管被读取到垂直信号线Lsig。因此，通过垂直层叠有机光电转换部IIG和无机光电转换部IIB和I IR，可以分别检测红、绿和蓝色光，从而获得每个颜色的信号电荷而无需提供滤色器。
[0128]这里，如上所述的光电转换器件10具有其中有机光电转换层17由下部电极和上部电极18夹住的配置，该下部电极和上部电极18两者都由在有机光电转换部IlG中的无机材料制成。此外，芯片上透镜22在有机光电转换部IlG上方形成，而用于形成外部连接的焊料凸点55形成在支撑基板53下面。因此，在制造过程中存在下列问题。图17至20示出制造根据本实施方式的比较示例的光电转换器件的方法。比较示例的光电转换器件具有层叠结构，包括如上所述实施方式中的有机光电转换部和无机光电转换部。在制造本比较不例的光电转换器件的方法中，在半导体基板11(其中无机光电转换部IlB和IlR被嵌入)表面S2侧上形成多层配线层51和支撑基板53的工艺，以及然后采用在其间的层间绝缘膜12和14在其上形成下部电极15的工艺与在本实施方式中的那些工艺类似。
[0129]然而，在比较示例中，在形成下部电极15之后，具有与下部电极15相对的开口的绝缘膜101形成，如在图17中所示。此后，如在图18中所示，有机光电转换层102形成在其上，并且由诸如ITO的无机材料的上部电极103以图案形成在该有机光电转换层102上。在将上部电极103图案化时，通过光刻法执行蚀刻。因此，通过清洗在去除光刻胶等之后的溶液，有机光电转换层102可被损坏。随后，如在图19中所示，保护膜104a和平坦化层104b形成在该上部电极103上。
[0130]此外，随后，如在图20中所示，芯片上透镜105A和遮光膜105B形成在平坦化层104b上。此时，该过程在200°C的高温或更高时被执行，如上所述。因此，具有较差热耐受性的有机光电转换层102可能会劣化。此外，随后，如在图21中所示，有必要在支撑基板53上形成贯通电极54和焊料凸点55。然而，对于回流焊接，在高温时的工艺如上所述也在该时刻被执行。因此，有机光电转换层102可与以上描述类似地劣化。然而，考虑到有机光电转换材料热耐受性的具体工艺方法尚未建立，并且其成果是所需的。
[0131]因此，在本实施方式中，如上所述，在制造工艺中下部电极15被形成在半导体基板11的表面SI侧上并且焊料凸点55形成在其表面S2侧上(在器件基板A形成之后)之后，有机光电转换层17形成下部电极15上。换句话说，在形成有机光电转换层17之前，焊料凸点55被形成，并且因此，等于或高于有机光电转换层17可耐受温度的温度，例如在焊料回流时的高温不太可能被施加到有机光电转换层17。
[0132]此外，通过在另一个部件(包括芯片上透镜22的透镜组件B)上形成有机光电转换层17，并且然后通过将透镜组件B附接到下部电极15，有机光电转换层17形成(层叠)下部电极15上。换句话说，在透镜组件B中形成有机光电转换层17之前，上部电极18形成，并且因此，在有机光电转换层17上的无机材料的图案化变得不必要。除此之外，由于在有机光电转换层17形成之前，芯片上透镜22和遮光膜21形成，所以有机光电转换层17不太可能被暴露于伴随形成芯片上透镜22和遮光膜21的工艺的高温工艺。
[0133]如上所述，在本实施方式中，在制造工艺中下部电极15形成在半导体基板11的表面SI侧上并且焊料凸点55形成在其表面S2侧上之后，有机光电转换层17和上部电极18形成下部电极15上。因此，可以抑制有机光电转换层17对高温环境的暴露。因此，可以抑制在有机光电转换层中的劣化。
[0134]接着，描述将提供在上述实施方式中光电转换器件的修改，或制造光电转换器件的方法。与上述实施方式中那些组件类似的组件采用相似的符号附接，并且其描述将在下面适当地省略。
[0135][变形例I]
[0136]图22是用于解释制造根据变形例I的光电转换器件的方法的横截面图。在上述实施方式中，其中在有机光电转换部IlG中的下部电极15形成在半导体基板11的表面SI端上的组件用作器件基板A，并且在制造工艺中其中上部电极18和有机光电转换层17层叠在芯片上透镜22—个表面侧上的组件用作透镜组件B。具体地，有机光电转换层17预先形成在透镜组件B侧上，并且通过将其附接到器件基板A，有机光电转换部IlG形成。然而，有机光电转换层17，不仅可以在透镜组件上形成，而且在器件基板侧上形成，如在本变形例中。
[0137]具体地，在本变形例的器件基板(器件基板Al)中，具有焊料凸点55的支撑基板53采用在其间的多层配线51附接到半导体基板11的表面S2侧上，并且下部电极15、绝缘膜16和有机光电转换层17米用在其间的层间绝缘膜12和14形成在表面SI侧上。另一方面，在透镜组件(透镜组件BI)中，粘合剂层23、芯片上透镜22、遮光膜21、平坦化层20、保护层19和上部电极18层叠在盖玻璃24的一个表面侧上。
[0138]在制造器件基板Al时，以类似于上述实施方式的方式，采用在其间的多层配线层51，支撑基板53被附接到半导体基板11的表面S2侧上，并且然后，层间绝缘膜12和14形成在表面SI (图4和5)上。此外，下部电极15和绝缘膜16在该层间绝缘膜14上形成之后，下部电极15侧被临时固定，并且贯通电极54和焊料凸点55形成在支撑基板53侧(图6至10)。随后，焊料凸点55侧被临时固定，并且下部电极15侧的临时固定被解除，以允许下部电极15被暴露(图11和12)。在本变形例中，例如通过在此之后的真空沉积法等，有机光电转换层17也可以形成下部电极15上。此时，有机光电转换层17的表面通过CMP法可以被抛光到固定用于附接所需的平坦化特征的程度。
[0139]在制造透镜组件BI时，以类似于上述实施方式中的方式，保护层19和平坦化层20形成在上部电极18上，并且然后，芯片上透镜22和遮光膜21形成(图13A和图13B)。随后，使用粘合剂层23将盖玻璃24附接到芯片上透镜22侧上，并且然后临时固定被解除，以允许上部电极18被暴露(图14A和14B)。随后，上部电极18的表面通过CMP法可以被抛光到固定用于附接所需的平坦化特征的程度。
[0140]以与在上述实施方式中类似的方式，通过将如上所述制造的器件基板Al和透镜组件BI彼此附接，具有在图1中示出的层叠结构的光电转换器件10被允许形成。
[0141][变形例2]
[0142]图23示出根据变形例2的光电转换器件的主要部分的配置。本变形例的光电转换器件具有在半导体基板11的表面SI侧上的有机光电转换部11G,并且如同上述实施方式，具有形成为嵌入在半导体基板11中的无机光电转换部IlB和11R。此外，采用在其间的多层配线层51，支撑基板53提供在半导体基板11的表面S2侧上，并且焊料凸点55形成在支撑基板53上。在图23中，为了简化，层间绝缘膜14的层结构和其下面层的说明被省略。
[0143]然而，在本变形例中，导电性粘合剂层25形成在有机光电转换层17和下部电极15之间。如上所述，制造过程包括将有机光电转换层17附接到下部电极15上的步骤，如上所述。然而，在本变形例中，这些组件的附接(粘合)使用导电粘合剂层25执行。作为导电粘合剂层25，例如可以使用诸如ACP (各向异性导电浆料)或ACF(各向异性导电膜)的各向异性导电粘合剂的材料。应当注意的是，使用该导电粘合剂层25的附接方法也可以适用于其中附接在有机光电转换层17和上部电极18之间执行的情况，如在上述变形例I中。
[0144][变形例3]
[0145]图24示出根据变形例3的光电转换器件的主要部分的配置。如同上述实施方式，本变形例的光电转换器件包括在半导体基板11的表面SI侧的有机光电转换部11G，并且包括形成为嵌入在半导体基板11的无机光电转换部IlB和11R。此外，采用在其间的多层配线层51，支撑基板53提供在半导体基板11的表面S2侧上，并且焊料凸点55形成在支撑基板53上。为了简化，层间绝缘膜14的层结构和其下面层的说明被省略。
[0146]然而，在本变形例中，应力缓和层26被提供在平坦化层20和芯片上透镜22之间。
[0147]应力缓和层26缓和由上述有机材料制成的平坦化层20和由例如无机材料制成的芯片上透镜22之间的膜应力中的差。该应力缓和层26具有处于那些平坦化层20和芯片上透镜22那些中间的膜应力。有机材料层和无机材料层彼此在膜应力中有很大不同。因此，当有机材料层和无机材料层被层叠在直接触点中时，变形可在其界面处由在膜应力中的差造成。如在本变形例中，通过在芯片上透镜22和平坦化层20之间设置这种应力缓和层26，可以抑制在叠层界面中膜形状的变形。因此，可以避免在芯片上透镜22的聚光特性的劣化。
[0148]这种应力缓和层26的材料可以理想地例如是具有从1.4到2.0折射率的无机材料，并且可理想地由低温等离子体CVD法形成。具体地，由组成式S1、SiN或S1xNY表示的硅化合物(其中0〈x< I且0〈y< 1，以下描述为S1N)可以被提及。例如，在其中氮化硅(具有从1.8到2.0的折射率)用于芯片上透镜22并且丙烯酸类树脂(具有从1.4到
1.5的折射率)用于在平坦化层20的情况下，当S1N(具有从1.6到1.9的折射率)用于应力缓和层26时，除了如上所述缓和膜应力的效果，还可以降低在叠层界面处的反射。因此，固态成像器件的聚光特性提高。此外，应力缓和层22 (S1N)和芯片上透镜22 (SIN)被允许以相同的CVD工艺形成。应当注意的是，这种应力缓和层22可以是由上述材料制成的单层膜，或可以是由其两种或更多种制成的层叠膜。
[0149][应用例I]
[0150]图25示出固态成像装置(固态成像装置I)的总体配置，其使用在上述实施方式、变形例等中描述的作为像素的光电转换器件。该固态成像装置I是CMOS图像传感器。该固态成像器件I具有像素部分Ia作为基板140上的成像区域。此外，固态成像装置I可具有作为在基板140上成像区域的像素部分la。此外，固态成像装置I可包括例如外围电路部分130，其配置有行扫描部分131、水平选择部分133、水平选择部分134以及在该像素部分Ia的外围区域中的系统控制部分132。
[0151]像素部分Ia可包括，例如在矩阵中二维设置的多个单元像素P (与光电转换器件10对应)。对于该单位像素P，例如像素驱动线Lread (具体地，行选择线和复位控制线)可以在像素行的基础上是有线的，并且垂直信号线Lsig在像素列的基础上是有线的。像素驱动线Lread发送用于从像素读出信号的驱动信号。像素驱动线Lread的一端被连接到与在行扫描部131中每行对应的输出端子。
[0152]行扫描部分131被配置有移位寄存器、地址译码器等。行扫描部分131可以例如是像素驱动部分，其在行单元的基础上驱动像素部分Ia中的相应像素P。从由行扫描部分131选择性扫描的像素行中各像素P输出的信号经由相应的垂直信号线Lsig提供给水平选择部分133。水平选择部分133被配置有提供用于每个垂直信号线Lsig的放大器、水平选择开关等。
[0153]水平选择部分134被配置有移位寄存器、地址译码器等。水平选择部分134可依次驱动在水平选择部分133中的相应水平选择开关，同时扫描在水平选择部分133中的相应水平选择开关。由于通过水平选择部分134的该选择性扫描，经由相应垂直信号线Lsig发送的相应像素信号依次输出到水平信号线19，并且经由水平信号线19发送到基板140的外侧。
[0154]配置有行扫描部分131、水平选择部分133、水平选择部分134和水平信号线19的电路部分可直接在基板140上形成，或可以设置在外部控制IC中。可替代地，电路部分可以形成在使用电缆等连接的另一基板上。
[0155]系统控制部分132接收从基板140外部提供的时钟、指示操作模式的数据等。系统控制部分132还输出诸如放射线摄像单元I的内部信息的数据。此外，系统控制部分132包括生成各种定时信号的定时发生器，并且基于由定时发生器生成的各种定时信号，执行诸如行扫描部分131、水平选择部分133以及水平选择部分134的外围电路的驱动控制。
[0156][应用例2]
[0157]上述固态成像装置I可适用于具有成像功能的任何类型的电子设备，例如诸如数字静态相机和视频摄像机的相机系统，具有成像功能的移动电话等。图26示出作为其示例的电子设备2(照相机)的示意性配置。该电子设备2可以例如是能够拍摄静止图像或运动图像的视频摄像机。电子设备2可包括固态成像装置1、光学系统(光学透镜)310、快门单元311、驱动固态成像装置I和快门单元311的驱动部分313，和信号处理部分312。
[0158]光学系统310引导图像光(入射光)从物体到在固态成像装置I中的像素部分la。该光学系统310可配置有多个光学透镜。快门单元311控制相对于固态成像装置I的光照射和光阻挡的周期。驱动部分313控制固态成像装置I的传输操作和快门单元311的快门操作。信号处理部分312对从固态成像装置I输出的信号执行各种信号处理。在信号处理之后的图象信号Dout被存储在诸如存储器的存储介质中，或输出到显示器等。
[0159]在上文中，参照实施方式及其变形例已经提供了描述。然而，本公开的内容并不限于上述实施方式等，并且可以进行各种变形例。例如，在上述实施方式等中，光电转换器件具有这样的配置，其中检测绿色光的有机光电转换部IlG以及检测蓝色光和红色光的无机光电转换部IlB和IlR分别被层叠。然而，本公开的内容并不限定于这种结构。具体地，红色光或蓝色光可在有机光电转换部中被检测到，并且绿色光可在无机光电转换部中检测。此外，这些有机和无机光电转换部的数量、比率等并不限定。两个或更多有机光电转换部可被提供，或多个颜色的颜色信号可以仅由有机光电转换部获得。此外，有机光电转换部和无机光电转换部并不限于具有垂直层叠结构，并且可以沿基板表面并排被设置。
[0160]此外，本公开的光电转换器件不必包括在上述实施方式中描述的所有组件，并且可包括相反的其它层。
[0161]应该注意的是，本公开可具有以下配置。
[0162](I) 一种制造光电转换器件的方法，所述方法包括:
[0163]在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上形成第一电极；
[0164]在所述基板的第二表面侧上形成电极部，所述电极部被用于外部连接；以及
[0165]在形成所述第一电极和所述电极部之后，在所述第一电极上形成有机光电转换层和第二电极。
[0166](2)根据⑴所述的方法，进一步包括:
[0167]形成透镜组件，所述透镜组件包括微透镜、所述第二电极和所述有机光电转换层；其中，
[0168]通过将所述透镜组件附接到所述第一电极上而在所述第一电极上形成所述有机光电转换层和所述第二电极。
[0169](3)根据⑵所述的方法，其中
[0170]形成所述透镜组件包括:
[0171]在第一基板上形成介于其间的第一粘合剂层的所述第二电极，所述第一粘合剂层允许被剥离；
[0172]在所述第二电极上形成所述微透镜；
[0173]在具有介于其间的粘合剂层的保护基板附接到所述微透镜上；
[0174]在附接所述保护基板之后，移除所述第一粘合剂层和所述第一基板，并且从而允许所述第二电极被暴露；以及
[0175]在所暴露的第二电极上形成所述有机光电转换层。
[0176](4)根据(2)或(3)所述的方法，其中，在形成所述微透镜时，遮光膜形成在所述微透镜的周缘区域中。
[0177](5)根据⑵到(4)中任何一项所述的方法，其中，在将所述透镜组件附接到所述第一电极之前，在彼此相对的所述有机光电转换层表面和所述第一电极的表面上执行平坦化处理。
[0178](6)根据⑵到(5)中任何一项所述的方法，其中，在将所述透镜组件附接到所述第一电极上时，元素或元素离子的束(beam)照射到彼此相对的所述有机光电转换层表面和所述第一电极的表面，并且然后将所述有机光电转换层附接到所述第一电极。
[0179](7)根据⑵到(5)中任何一项所述的方法，其中，在将所述透镜组件附接到所述第一电极上时，使用导电粘合剂。
[0180](8)根据⑴所述的方法，其进一步包括
[0181]形成透镜组件，所述透镜组件包括微透镜和所述第二电极，其中，
[0182]在所述第一电极上形成所述有机光电转换层之后，通过将所述透镜组件附接到所述有机光电转换层上而在所述有机光电转换层上形成所述第二电极。
[0183](9) 一种光电转换器件，其包括:
[0184]有机光电转换部，被设置在包括两个相对表面的基板的第一表面侧上并且从所述基板依次包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及
[0185]电极部，被设置在所述基板的第二表面侧上并且用于外部连接。
[0186](10)根据(9)所述的光电转换器件，进一步包括位于所述有机光电转换部上的微透镜。
[0187](11)根据(10)所述的光电转换器件，进一步包括位于所述微透镜上的保护基板，其中，在所述微透镜与所述保护基板之间的区域填充有粘合剂层。
[0188](12)根据(10)或(11)所述的光电转换器件，其中，遮光膜形成在所述微透镜的周缘区域。
[0189](13)根据(9)到(12)中任何一项所述的光电转换器件，其中，彼此相对的所述第一电极表面和所述有机光电转换层表面是两个平坦面。
[0190](14)根据(9)到(13)中任何一项所述的光电转换器件，进一步包括在所述第一电极与所述有机光电转换层之间的导电粘合剂层。
[0191](15)根据(9)到(14)中任何一项所述的光电转换器件，其中，具有介于所述电极部之间的多层配线层的所述电极部被设置在所述基板的所述第二表面侧上。
[0192](16)根据(9)到(15)中任何一项所述的光电转换器件，其中，所述基板由半导体构成并且包括层压在所述基板中的一个或多个无机光电转换部。
[0193](17)根据(16)所述的光电转换器件，其中，
[0194]所述有机光电转换部对绿色光执行光电转换；以及
[0195]所述基板包括层叠在所述基板中的对蓝色光执行光电转换的无机光电转换部和对红色光执行光电转换的无机光电转换部。
[0196](18) 一种固态成像装置，包括作为像素的光电转换器件，
[0197]所述光电转换器件包括:
[0198]有机光电转换部，被设置在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上并且从所述基板按顺序包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及
[0199]电极部，被设置在所述基板的第二表面侧上并且用于外部连接。
[0200](19) 一种包括固态成像装置的电子设备，所述固态成像装置包括作为像素的光电转换器件，
[0201 ] 所述光电转换器件包括:
[0202]有机光电转换部，被设置在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上并且从所述基板按顺序包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及
[0203]电极部，被设置在所述基板的第二表面侧上并且用于外部连接。
[0204]本申请要求于2012年I月25日向日本专利局提交的日本专利申请JP2012-012654的优先权，其每个的整体内容包括在此以供参考。
[0205]本领域的技术人员应该理解，只要它们在所附权利要求或其等价物的范围内，可根据设计需求和其它因素进行各种变形、组合、子组合和更改。
【权利要求】
1.一种制造光电转换器件的方法，所述方法包括: 在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上形成第一电极； 在所述基板的第二表面侧上形成电极部，所述电极部被用于外部连接；以及在形成所述第一电极和所述电极部之后，在所述第一电极上形成有机光电转换层和第二电极。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 形成透镜组件，所述透镜组件包括微透镜、所述第二电极和所述有机光电转换层；其中， 通过将所述透镜组件附接到所述第一电极上而在所述第一电极上形成所述有机光电转换层和所述第二电极。
3.根据权利要求2所述的方法，其中， 形成所述透镜组件包括: 在第一基板上形成所述第二电极且第一粘合剂层在所述第一基板与所述第二电极之间，所述第一粘合剂层允许被剥离； 在所述第二电极上形成所述微透镜； 将具有介于保护基板之间的粘合剂层的所述保护基板附接到所述微透镜上； 在附接所述保护基板之后，移除所述第一粘合剂层和所述第一基板，从而允许所述第二电极被暴露；以及 在所暴露的第二电极上形成所述有机光电转换层。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在形成所述微透镜时，遮光膜形成在所述微透镜的周缘区域中。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，在将所述透镜组件附接到所述第一电极之前，在彼此相对的所述有机光电转换层表面和所述第一电极的表面上执行平坦化处理。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，在将所述透镜组件附接到所述第一电极上时，元素或元素离子的束照射到彼此相对的所述有机光电转换层表面和所述第一电极的表面，然后将所述有机光电转换层附接到所述第一电极。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，在将所述透镜组件附接到所述第一电极上时，使用导电粘合剂。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 形成包括微透镜和所述第二电极的透镜组件，其中， 在所述第一电极上形成所述有机光电转换层之后，通过将所述透镜组件附接到所述有机光电转换层上而在所述有机光电转换层上形成所述第二电极。
9.一种光电转换器件，包括: 有机光电转换部，被设置在包括两个相对表面的基板的第一表面侧上并且从所述基板依次包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及 电极部，被设置在所述基板的第二表面侧上并且用于外部连接。
10.根据权利要求9所述的光电转换器件，进一步包括位于所述有机光电转换部上的微透镜。
11.根据权利要求10所述的光电转换器件，进一步包括位于所述微透镜上的保护基板，其中，在所述微透镜与所述保护基板之间的区域填充有粘合剂层。
12.根据权利要求10所述的光电转换器件，其中，遮光膜形成在所述微透镜的周缘区域。
13.根据权利要求9所述的光电转换器件，其中，彼此相对的所述第一电极的表面和所述有机光电转换层的表面是两个平坦面。
14.根据权利要求9所述的光电转换器件，进一步包括在所述第一电极与所述有机光电转换层之间的导电粘合剂层。
15.根据权利要求9所述的光电转换器件，其中，所述电极部被设置在所述基板的所述第二表面侧上且多层配线层介于所述电极部和所述基板的所述第二表面侧之间。
16.根据权利要求9所述的光电转换器件，其中，所述基板由半导体构成并且包括层压在所述基板中的一个或多个无机光电转换部。
17.根据权利要求16所述的光电转换器件，其中， 所述有机光电转换部对绿色光执行光电转换；以及 所述基板包括层叠在所述基板中的对蓝色光执行光电转换的无机光电转换部和对红色光执行光电转换的无机光电转换部。
18.—种固态成像装置，包括作为像素的光电转换器件， 所述光电转换器件包括: 有机光电转换部，被设置在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上并且从所述基板按顺序包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及 电极部，被设置在所述基板的第二表面侧上并且用于外部连接。
19.一种包括固态成像装置的电子设备，所述固态成像装置包括作为像素的光电转换器件， 所述光电转换器件包括: 有机光电转换部，被设置在具有两个相对表面的基板的第一表面侧上并且从所述基板按顺序包括第一电极、有机光电转换层和第二电极；以及 电极部，被设置在所述基板的第二表面侧上并且用于外部连接。
【文档编号】H01L27/14GK104081526SQ201380006213
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月25日
【发明者】藤井宣年, 岩元勇人 申请人:索尼公司