固態(tài)成像元件、其制造方法和電子設備的制造方法
【專利說明】固態(tài)成像元件、其制造方法和電子設備
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求享有于2014年I月22日提交的日本在先專利申請JP2014-009181的權益，其全部內容以引用的方式并入本文。
技術領域
[0003]本公開涉及一種固態(tài)成像元件、其制造方法和電子設備。更具體地，本公開涉及一種賦予改善的器件特性的固態(tài)成像元件、其制造方法和電子設備。
【背景技術】
[0004]在相關領域中，在諸如數位相機和數碼攝像機等具有圖像捕捉功能的電子設備中，使用諸如電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器等固態(tài)成像元件。固態(tài)成像元件具有其中組合有光電轉換用的光電二極管(PD)和多個晶體管的像素。多個像素平面設置并輸出像素信號?；谙袼匦盘?，構成圖像。
[0005]近年來，研發(fā)了在同一像素的深度方向上層疊綠色、藍色和紅色的光電轉換單元的固態(tài)成像元件。
[0006]例如，日本專利申請?zhí)亻_N0.2011-29337公開了一種包括在硅基板的深度方向上形成的用于使藍色光進行光電轉換的光電轉換單元和用于使紅色光進行光電轉換的光電轉換單元以及在硅基板的光接收面的表面上層設置的用于使綠色光進行光電轉換的有機光電轉換層的固態(tài)成像元件。固態(tài)成像元件由于沒有引起光通過濾色器的損失，所以能夠提高靈敏度特性。另外，固態(tài)成像元件由于沒有進行像素之間的插補處理，所以能夠避免產生假色。
[0007]已知的是，有機光電轉換層中的有機分子的取向顯著影響諸如吸光度、移動性和電離能等電子物理特性。重要的是控制取向以提高器件特性。
[0008]例如，日本專利申請?zhí)亻_N0.2007-103921公開了一種其中層疊有含有高分子化合物的層的半導體元件，該高分子化合物具有使得有機半導體層具有高結晶性和取向性的結構。
[0009]另外，日本專利申請?zhí)亻_N0.2005-32774公開了一種具有在柵絕緣膜和有機半導體薄膜之間設置的由預定化合物形成的閾值電壓控制膜而使得能夠容易控制閾值電壓的有機薄膜晶體管。
[0010]日本專利申請?zhí)亻_N0.2011-29337中公開的具有有機光電轉換層的固態(tài)成像元件具有在透明電極和絕緣膜的平面上形成有機光電轉換層的結構。如上所述，已知的是，有機光電轉換層中的有機分子的取向顯著影響諸如吸光度、移動性和電離能等電子物理特性。當控制取向時，能夠改善器件特性。
[0011]然而，在相關領域中，在透明電極和絕緣膜的平面上形成的有機光電轉換層中的有機分子的取向未被控制。需要通過控制取向來提高器件特性。

【發(fā)明內容】

[0012]鑒于上述情況，希望改善器件特性。
[0013]根據本公開的實施方案，提供了一種固態(tài)成像元件，包括:
[0014]在半導體基板上層疊的絕緣膜；
[0015]由所述絕緣膜針對每個像素分開形成的下部透明電極膜；
[0016]在所述絕緣膜和所述下部透明電極膜的平面上層疊的疏水處理層；
[0017]在所述疏水處理層上層疊的有機光電轉換層；和
[0018]在所述有機光電轉換層上層疊的上部透明電極膜。
[0019]根據本公開的實施方案，提供了一種固態(tài)成像元件的制造方法，包括:
[0020]在半導體基板上層疊絕緣膜；
[0021]形成由所述絕緣膜針對每個像素分開的下部透明電極膜；
[0022]在所述絕緣膜和所述下部透明電極膜的平面上層疊疏水處理層；
[0023]在所述疏水處理層上層疊有機光電轉換層；和
[0024]在所述有機光電轉換層上層疊上部透明電極膜。
[0025]根據本公開的實施方案，提供了一種具有固態(tài)成像元件的電子設備，包括:
[0026]在半導體基板上層疊的絕緣膜；
[0027]由所述絕緣膜針對每個像素分開形成的下部透明電極膜；
[0028]在所述絕緣膜和所述下部透明電極膜的平面上層疊的疏水處理層；
[0029]在所述疏水處理層上層疊的有機光電轉換層；和
[0030]在所述有機光電轉換層上層疊的上部透明電極膜。
[0031]換句話說，根據本公開的實施方案，在半導體基板上層疊絕緣膜，由絕緣膜針對每個像素分開并形成下部透明電極膜，在絕緣膜和下部透明電極膜的平面上層疊疏水處理層。在疏水處理層上層疊有機光電轉換層并且在有機光電轉換層上層疊上部透明電極膜。
[0032]根據本公開的實施方案，能夠改善器件特性。
【附圖說明】
[0033]根據附圖中所示出的以下【具體實施方式】，本公開的這些和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更明顯。
[0034]圖1是示出根據本公開第一實施方案的固態(tài)成像元件的構成例的視圖；
[0035]圖2是示出用于形成疏水處理層的表面處理的視圖；
[0036]圖3是示出有機氣相沉積膜的結晶取向狀態(tài)的視圖；
[0037]圖4是示出固態(tài)成像元件的制造方法的視圖；
[0038]圖5是示出根據第二實施方案的固態(tài)成像元件的構成例的視圖；和
[0039]圖6是示出電子設備的構成例的框圖。
【具體實施方式】
[0040]以下，參照【附圖說明】本公開的實施方案。
[0041]圖1是示出根據本公開第一實施方案的固態(tài)成像元件的構成例的視圖。
[0042]圖1示出了固態(tài)成像元件11中的一個像素的部分斷面結構。以下，適當地將圖1中在上側的面定義為上面，將在下側的面定義為下面。
[0043]固態(tài)成像元件11由從底部層疊的半導體基板12、絕緣膜13、疏水處理層14、有機光電轉換層15和上部透明電極膜16構成。在固態(tài)成像元件11中，光電轉換區(qū)域17和光電轉換區(qū)域18在半導體基板12中形成，并且下部透明電極膜19形成為經由疏水處理層14與有機光電轉換層15接觸。
[0044]例如，半導體基板12是通過將高純度的硅單晶切成薄片而提供的硅晶片。
[0045]絕緣膜13由具有絕緣性的氧化膜形成并在半導體基板12的上面層疊。
[0046]疏水處理層14通過用硅烷化劑對絕緣膜13和下部透明電極膜19的上面進行表面處理來形成。例如，當將六甲基二硅氮烷(HMDS)用作形成疏水處理層14用的硅烷化劑時，形成HMDS層。后面參照圖2說明其表面處理。
[0047]有機光電轉換層15通過使用真空氣相沉積法在疏水處理層14的上面沉積喹吖啶酮來形成。例如，有機光電轉換層15對綠色光進行光電轉換。
[0048]上部透明電極膜16通過在有機光電轉換層15的上面層疊諸如氧化銦錫(ITO)膜等導電性透明材料來形成。
[0049]光電轉換區(qū)域17和光電轉換區(qū)域18由半導體基板12內的P-N結構成并對接收的光進行光電轉換。在圖1所示的構成例中，在比光電轉換區(qū)域18更深的位置設置光電轉換區(qū)域17。例如，光電轉換區(qū)域17對紅色光進行光電轉換，光電轉換區(qū)域18對藍色光進行光電轉換。
[0050]下部透明電極膜19由絕緣膜13針對每個像素分開并形成為經由疏水處理層14與有機光電轉換層15的下面接觸。下部透明電極膜19與上部透明電極膜16相似，由諸如ITO膜等導電性透明材料形成。下部透明電極膜19與轉移晶體管(未示出)連接并用于轉移由在下部透明電極膜19和上部透明電極膜16之間設置的有機光電轉換層15進行光電轉換所產生的電荷。
[0051]固態(tài)成像元件11以這種方式構成。在絕緣膜13和下部透明電極膜19的平面上形成疏水處理層14之后，形成有機光電轉換層15，這能夠控制有機光電轉換層15的取向特性。
[0052]接著，參照圖2，說明用于形成疏水處理層14的表面處理。
[0053]疏水處理層14通過使用硅烷化劑對絕緣膜13和下部透明電極膜19進行表面處理來形成。雖然圖2中僅示出了絕緣膜13，但是也對下部透明電極膜19進行相似的表面處理。
[0054]絕緣膜13的表面具有親水性。在進行用于形成有機光電轉換層15的有機氣相沉積處理之前，通過硅烷化劑對絕緣膜13的表