攝像器件和攝像裝置的制作方法

專利名稱：攝像器件和攝像裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在基板的上面上具有光電轉換層的堆疊型攝像器件和包括所述 攝像器件的攝像裝置。
背景技術：
在主要由CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器為代表的單板攝像器件中，對應于濾 色器的顏色信號通過三或四種類型的鑲嵌形濾色器從像素部輸出，所述的鑲嵌形濾色器設 置在進行光電轉換的像素部(光電二極管)的排列的上面上。將從單板攝像器件輸出的顏 色信號進行處理，以產生彩色圖像數據。但是，當鑲嵌形濾色器是原色的濾色器時，約2/3 的入射光被濾色器吸收。因此，在其中設置了鑲嵌形濾色器的單板攝像器件中，在每個像素 部中的光使用效率低，并且難以提高靈敏度。此外，由于在每個像素部中只獲得一種顏色的 顏色信號，因此難以增加分辨率，并且產生假色。因而，為了解決這些情況，例如，開發了在JP-T-2002-513145中公開的攝像器件。 根據此攝像器件，通過將檢測光信號的三折阱(three-folded wells)(光電二極管)布置 在硅基板內，可以獲得根據在硅基板的深度不同而具有不同光譜靈敏度的信號(在表面上 在藍、綠和紅的波長處具有峰值)。根據此攝像器件，分辨率良好，并且光使用效率得到改 善。但是，RGB輸出信號的光譜靈敏度特性的分離不足，并且顏色再現性劣化。此外，為了 獲得真實的RGB信號，進行輸出信號的加和減。但是，S/N由于加或減而劣化。因此，如在JP-T-2002-502120和JP-A-2002-83946中，研究并且開發了可以將 RGB輸出信號的光譜靈敏度特性良好分離的攝像器件。在這些攝像器件中，每個像素部都 具有例如從光入射側開始順序堆疊光電轉換層的結構，所述光電轉換層順序產生用于B，G， R的光的信號電荷。于是，在每個像素部中，與像素部一體地設置讀取部，所述讀取部可以 獨立地讀出與由每個光電轉換層中的光產生的電荷對應的信號。在這樣的攝像器件中，由 于在每個像素部的上面上沒有放置任何濾色器，因此可以將可見光的使用效率配置為接近 100%。此外，由于使用堆疊三個光電轉換層的結構，因此可以在每個像素部中獲得R，G和 B三種顏色的顏色信號。而且，可以獨立地選擇三個光電轉換層的光譜靈敏度特性。因此， RGB輸出信號的光譜靈敏度特性的分離良好。結果，可以獲得具有高靈敏度、高分辨率(假 色在視覺上不可辨認)、優異顏色再現性和良好S/N的圖像。本發明的發明人發現的缺點在于由于如在JP-T-2002-502120和 JP-A-2002-83946中公開的堆疊型攝像器件中的結構，而在圖像中發生不均勻性。以下，將 參考附圖描述該缺點。圖61是顯示常規提出的堆疊型攝像器件的橫截面的示意圖。圖61中所示的攝像 器件包括以兩維形狀布置的多個像素部P。每個像素部P包括基板1，絕緣層2，光電轉 換層3，對電極4，像素電極5，連接部6和信號讀取部7。像素電極5被設置在安置于基板1 上的絕緣層2上并且對于每個像素部P是分開的。光電轉換層3設置在像素電極5上，并 且配置所有像素部P共有的一個光電轉換層3。對電極4設置在光電轉換層3上，并且配置所有像素部P共有的一個對電極4。將信號讀取部7形成在基板1中并且由MOS電路等配 置。連接部6由導電材料形成，所述連接部6將像素電極5和信號讀取部7相互電連接在 一起。在攝像器件的像素部中，通過在對電極4和像素電極5之間施加電場，在光電轉換層 3中產生的電荷(電子或空穴)移動至像素電極5。于是，與移動至像素電極5的電荷對應 的信號由信號讀取部7讀出并且向外輸出。圖62是從頂部觀察的在圖61中所示的攝像器件的圖。在圖62中，沒有示出對電 極4。如圖62中所示，以四邊形格子形狀布置多個像素部P。每個像素部P的分隔區域是 正方形。每個像素部P中包括的像素電極5是比像素部P小的正方形形狀，并且被布置在 像素部P的分隔區域的中心。此外，像素部P的像素電極5，類似于像素部P，被布置成四邊 形格子形狀。因此，相鄰像素電極5之間的距離在所有像素部中是相同的。圖62中，在多 個像素電極中，被設置在最外側上的像素電極由沒有陰影線的白色質點(beta)塊表示。當集中在一個像素部P時，在包括在像素部P中的像素電極5和像素部P的端部 之間存在間隙，并且在間隙之間施加弱電楊。因此，在此間隙中產生的電荷移動到像素電極 5并且被轉換成信號。因此，作為從像素部P輸出的信號，不僅有與在像素電極5和對電極 4之間的光電轉換層3中產生的電荷對應的信號，而且還有與在此間隙中產生的電荷對應 的信號。對于在圖62中有陰影線的像素電極5，包括像素電極5的像素部P的四個邊與其 它像素部P接觸。因此，沒有從包括像素電極5的像素部P的外面移動到像素電極5的電 荷。但是，對于在圖62中沒有陰影線的像素電極5，包括像素部5的像素部P (設置在最外 周上的像素部P)的四個邊中的一個或兩個不與其它的像素部P接觸，并且電荷從位于設置 在最外周的像素部P的更外側上的光電轉換層3移動至像素電極5。因此，在多個像素部P中的被設置在最外周上的像素部P中，在像素電極5中收集 的電荷多于位于內周邊(參見圖62)上的像素部P(包括有陰影線的像素電極5的像素部 P)的電荷。因此，像素電極5的電勢上升(或下降)。至于在位于最外周的像素部P中的 位于四個角上的像素部P (位于最外端的像素部P)，其它像素部P僅與所述像素部P的兩個 邊接觸，因此，特別是其電勢上升(或下降)。結果，基于從攝像器件輸出的信號的圖像如圖 63中所示。圖63是表示當通過使用圖61和62中所示的攝像器件以恒定的光量進行攝像操 作時可以得到的拍攝圖像的一個實例的圖。如圖63中所示，在以恒定的光量拍攝的圖像 中，與位于最外周上的像素部P對應的位于外周上的像素比與位于內周上的像素部P對應 的位于內周上的像素更亮，從而發生圖像的不均勻性。特別是，與位于最外端上的像素部P 對應的位于最外端上的像素最亮。此外，在圖61和62所示的攝像器件中，通過不使用從位于最外周上的像素部P讀 出的信號作為圖像信號，可以認為圖像的不均勻性受到抑制。但是，即使不將從位于最外 周上的像素部P讀出的信號用作圖像信號，圖像質量也可能劣化。原因如下。當像素電極 5的電勢超過普通范圍時，電荷從像素電極5中溢出，并且這些電荷可能對位于內周上的像 素部P的像素電極5的電勢有影響。隨著微型化進展，像素電極5之間的間隙變得更窄，并 且認為由于這樣的因素導致的圖像質量的劣化容易發生。在JP-T-2002-502120和JP-A-2002-83946中，沒有完全觸及由這樣的堆疊型攝像器件的結構引起的圖像質量劣化的缺點。此外，沒有使用可以解決此缺點的任何構造。

發明內容
本發明是考慮到上述情形而發明的。本發明的目的在于提供一種攝像器件及具有 所述攝像器件的攝像裝置，所述攝像器件能夠通過抑制由于堆疊型攝像器件的結構導致的 圖像不均勻性而改善圖像質量。[1]根據本發明的一個方面，一種攝像器件包括多個第一電極，第二電極，第三電 極，光電轉換層，多個信號讀取部，至少一個電勢調節部。所述多個第一電極設置在二維空 間中的基板的上面上，其中在所述第一電極中的一個和與所述的這個第一電極相鄰的另一 個第一電極之間插入有預定間隙。所述第二電極被布置成緊鄰于在所述多個第一電極中被 布置在最外側上的第一電極，其中在所述在最外側上布置的第一電極和所述第二電極之間 插入有預定間隙。所述第三電極同時面對所述多個第一電極和所述第二電極。所述光電轉 換層被設置在所述多個第一電極和所述第二電極和所述第三電極之間。所述多個信號讀取 部被連接到所述多個第一電極上，并且讀出對應于在所述電轉換層中產生并且被移動到所 述述多個第一電極的電荷的信號。至少一個電勢調節部連接到所述第二電極上并且調節所 述第二電極的電勢，使得根據在所述光電轉換層中產生并且被移動到所述第二電極的電荷 確定的第二電極的所述電勢不超過預定的范圍。[2]在[1]的攝像器件中，用于讀出對應于在所述光電轉換層中產生并且被移動 到第二電極中的所述電荷的信號的讀取部沒有連接到所述第二電極上。[3]在[1]或[2]的攝像器件中，其中所述信號讀取部中的每一個均包括:M0S晶體管電路，所述MOS晶體管電路包 括復位晶體管(reset transistor)，所述復位晶體管被構造成使所述第一電極的電勢復 位；和輸出晶體管，所述輸出晶體管被構造成輸出與在所述光電轉換層中產生并且被移動 至所述第一電極的空穴對應的電壓信號，其中所述MOS晶體管電路的每個晶體管均是η-溝道MOS晶體管，并且其中所述的至少一個電勢調節部調節所述第二電極的電勢，使得根據在所述光電 轉換層中產生并且被移動到所述第二電極的空穴確定的所述第二電極的電勢不超過閾值。[4]在[1]或[2]的攝像器件中，其中所述信號讀取部中的每一個均包括:M0S晶體管電路，所述MOS晶體管電路包 括復位晶體管，所述復位晶體管被構造成使所述第一電極的電勢復位；和輸出晶體管，所 述輸出晶體管被構造成輸出與在所述光電轉換層中產生并且被移動至所述第一電極的電 子對應的電壓信號，其中所述MOS晶體管電路的每個晶體管均是ρ-溝道MOS晶體管，并且其中所述的至少一個電勢調節部調節所述第二電極的電勢，使得根據在所述光電 轉換層中產生并且被移動到所述第二電極的電子確定的第二電極的電勢不低于閾值。[5]在[1]至[4]中任何一項的攝像器件中，其中所述的至少一個電勢調節部是直 接連接所述第二電極和電源的配線。[6]在[1]至[4]中任何一項的攝像器件中，其中所述的至少一個電勢調節部是連 接到所述第二電極上的二極管連接的晶體管。
[7]在[1]至[4]中任何一項的攝像器件中，其中所述的至少一個電勢調節部是連 接到所述第二電極上的二極管。[8]在[1]至[7]中任何一項中的攝像器件，其中所述的第一電極和所述第二電極被布置成四邊形格子形狀，并且其中以所述四邊形格子形狀布置的所述電極中，將位于最外側上的所述電極配置 為所述第二電極，并且將其它的電極配置為所述第一電極。[9]在[1]至[7]中任何一項中的攝像器件，其中所述的第二電極由連續形成的以 包圍所述的多個第一電極一個電極構成。[10]在[1]至[9]中任何一項中的攝像器件，其中所述的光電轉換層含有有機材料，并且其中所述的預定間隙等于或小于3 μ m。[11]根據本發明的另一方面，攝像裝置包括在[1]至[10]中任何一項的攝像器 件。采用[1]至[10]中的構造，可以提供攝像器件及具有所述攝像器件的攝像裝置， 所述攝像器件能夠通過抑制由于堆疊型攝像器件的結構導致的圖像不均勻性來改善圖像質量。采用[11]的構造，可以提供能夠通過抑制由于堆疊型攝像器件的結構導致的圖 像不均勻性來改善圖像質量的攝像裝置及具有所述攝像器件的攝像裝置。


圖1是表示根據本發明的一個示例性實施方案的攝像器件的橫截面的示意圖。圖2是從上面觀看的在圖1中所示的攝像器件的圖。圖2中沒有顯示對電極14。圖3是表示在圖1所示的攝像器件中，在將MOS電路用作信號讀取部17的情況下 的一種構造實例的圖。圖4是表示圖1所示的攝像器件的電勢調節部的第一構造實例的圖。圖5是表示圖1所示的攝像器件的電勢調節部的第二構造實例的圖。圖6是表示圖1所示的攝像器件的電勢調節部的第三構造實例的圖。圖7是表示圖2所示的攝像器件的電勢調節電極的一個改進實例的圖。圖8是說明在圖1所示的攝像器件的像素電極之間的間隙的優選值的圖。圖9是說明在圖1所示的攝像器件的像素電極之間的間隙的優選值的圖。圖10是表示在圖8所示的構造中，在將部花青用作形成有機層的光電轉換材料的 情況下延遲(lag)產生率的曲線圖。圖11是表示在圖8所示的構造中，在將部花青用作形成有機層的光電轉換材料并 且改變像素電極之間的間隙的情況下延遲產生率的曲線圖。圖12是表示在圖8所示的構造中，在將酞菁用作形成有機層的光電轉換材料的情 況下延遲產生率的曲線圖。圖13是表示在圖8所示的構造中，在將酞菁用作形成有機層的光電轉換材料并且 改變像素電極之間的間隙的情況下，在1幀之后的延遲產生率的曲線圖。圖14是表示在圖8所示的構造中，在將4H-吡喃用作形成有機層的光電轉換材料的情況下，延遲產生率的曲線圖。圖15是表示在圖8所示的構造中，在將4H-吡喃用作形成有機層的光電轉換材料 并且改變像素電極之間的間隙的情況下，在1幀之后的延遲產生率的曲線圖。圖16是表示在圖8所示的構造中，在改變像素電極的電極面積的情況下，延遲產 生率與幀數的相互關系的曲線圖。圖17是表示在圖8所示的構造中，在改變像素電極的電壓的情況下，延遲產生率 與幀數的相互關系的曲線圖。圖18是堆疊型固態攝像裝置的示意性橫截面視圖。圖19是表示固態成像裝置的周圍電路的構造的一個實例的圖。圖20是顯示有機層的構造的一個實例的橫截面。圖21是顯示在圖20中所示的光電轉換器件的能帶的圖。圖22是表示不同于所述有機層的一個構造實例的橫截面視圖。圖23是表示圖22中所示的光電轉換器件的能帶的圖。圖24是表示像素電極的構造的一個實例的示意性橫截面視圖。圖25是表示通過使用凹槽分離方法形成的像素電極的構造的圖。圖26是說明通過使用凹槽分離方法形成像素電極的順序的圖。圖27是說明通過使用凹槽分離方法形成像素電極的順序的圖。圖28是說明通過使用凹槽分離方法形成像素電極的順序的圖。圖29表示通過使用鑲嵌方法形成的像素電極的構造。圖30是說明通過使用鑲嵌方法形成像素電極的順序的圖。圖31是說明通過使用鑲嵌方法形成像素電極的順序的圖。圖32是說明通過使用鑲嵌方法形成像素電極的順序的圖。圖33是說明通過使用鑲嵌方法形成像素電極的順序的圖。圖34是表示濾色器的一種構造實例的平面圖。圖35A和35B是圖34所示的濾色器的橫截面視圖。圖36A和36B是表示其中將周圍光屏蔽層作為膜形成的狀態的圖。圖37A和37B是表示其中將光致抗蝕劑作為膜形成的狀態的圖。圖38A和38B是表示對于光致抗蝕劑進行圖案曝光、顯影和后烘焙的狀態的圖。圖39A和39B是表示其中對于周圍光屏蔽層進行干法蝕刻工藝的狀態的圖。圖40A和40B是表示其中將設置在周圍光屏蔽層上的光致抗蝕劑剝離的狀態的 圖。圖41A和41B是表示其中將第一顏色的濾色器作為膜形成的狀態的圖。圖42A和42B是表示其中將光致抗蝕劑作為膜形成在第一顏色的濾色器上的狀態 的圖。圖43A和43B是表示其中對于光致抗蝕劑進行圖案化曝光、顯影和后烘焙的狀態 的圖。圖44A和44B是表示其中對于第一顏色的濾色器進行干法蝕刻工藝的狀態的圖。圖45A和45B是表示其中將在第一顏色的濾色器上形成的光致抗蝕劑剝離的狀態 的圖。
圖46A和46B是表示其中將第二顏色的濾色器作為膜形成的狀態的圖。圖47A和47B是表示其中將第一和第二顏色的濾色器平坦化的狀態的圖。圖48A和48B是表示其中將光致抗蝕劑作為膜形成在第一和第二顏色的濾色器上 的狀態的圖。圖49A和49B是表示其中對于光致抗蝕劑進行圖案曝光、顯影和后烘焙的狀態的 圖。圖50A和50B是表示其中對用作掩模的光致抗蝕劑進行干法蝕刻的狀態的圖。圖51A和51B是表示其中將光致抗蝕劑剝離的狀態的圖。圖52A和52B是表示其中將間隔壁的材料作為膜形成的狀態的圖。圖53A和53B是表示其中將第一和第二顏色的濾色器和間隔壁平坦化的狀態的 圖。圖54A和54B是表示其中光致抗蝕劑作為膜形成在第一和第二顏色的濾色器和間 隔壁上的狀態的圖。圖55A和55B是表示其中對于光致抗蝕劑進行圖案曝光、顯影和后烘焙的狀態的 圖。圖56A和56B是表示其中通過蝕刻間隔壁的一部分而形成第三顏色的濾色器的區 域的狀態的圖。圖57A和57B是表示其中將光致抗蝕劑剝離的狀態的圖。圖58A和58B是表示其中將第三顏色的濾色器作為膜形成的狀態的圖。圖59是固態攝像裝置的另一種構造實例的橫截面視圖。圖60是固態攝像裝置的另一種構造實例的橫截面視圖。圖61是顯示常規堆疊型攝像器件的橫截面的示意圖。圖62是常規堆疊型攝像器件的示意性平面圖。圖63是表示當使用圖61和62所示的攝像器件以恒定的光量進行攝像操作時可 以獲得的拍攝圖像的一個實例的圖。
具體實施例方式以下，將參考附圖描述本發明的示例性實施方案。圖1是表示根據本發明的一個示例性實施方案的攝像器件的橫截面的示意圖。圖 1中表示的攝像器件包括基板11 ；絕緣層12 ；有機層13 ；對電極14 ；多個電極(多個像素 電極15和多個電勢調節電極19)；連接部16 ；信號讀取部17 ；和電勢調節部18。基板11是玻璃基板或由硅等形成的半導體基板。在基板11上，形成絕緣層12。 此外，在絕緣層12上，形成多個電極。圖2是從上面觀看的在圖1中所示的攝像器件的圖。圖2中沒有示出對電極14。在絕緣層12的表面的水平方向和與該方向垂直的方向上的二維空間(在圖2中 表示的示例中，是正方形格子形狀)中，布置多個電極，并且在它們之間插入預定間隙A。在 多個電極中，設置在最外側的電極是電勢調節電極19，并且其它電極是像素電極15。有機層13至少包括由根據接收的光產生電荷的有機光電轉換材料形成的光電轉 換層。將有機層13設置在像素電極15和電勢調節電極19上以覆蓋電極。
對電極14是面對像素電極15和電勢調節電極19的電極并且被設置在有機層13 上。為了允許光入射到有機層13上，對電極14由對入射光透明的導電材料構成。將預定 的電壓可以通過圖中未示出的配線施加給對電極14。因此，可以在對電極14和多個電極 (像素電極15和電勢調節電極19)之間施加電場。圖1和2中，將方框(在圖中由虛線表示的方框)限定為像素部，所述的方框由直 線分隔，所述的直線將位于電極(像素電極15和電勢調節電極19)的端部中的兩邊在垂直 方向上分隔開由電極之間的間隙A的一半的點和將位于電極的端部中的兩邊在水平方向 上分隔開由電極之間的間隙A的一半的點連接。將包括像素電極15的像素部設置為標準 像素部P1，并且將包括電勢調節電極19的像素部設置為周圍像素部P2。像素電極15是電荷收集電極，用于收集在標準像素部Pl所包含的有機層13內設 置的光電轉換層中產生的電荷。將信號讀取部17根據多個像素電極15中的每一個設置并 且和輸出與在對應的像素電極15中收集的電荷對應的信號。信號讀取部17，例如，由CCD， MOS晶體管電路(M0S電路)，TFT電路等構造。連接部16將像素電極15和與其對應的信 號讀取部17相互連接。連接部16由包埋在絕緣層12中的導電材料構成。圖3是表示在圖1所示的攝像器件中，在將MOS電路用作信號讀取部17的情況下 的一種構造實例的圖。圖3中，將相同的附圖標記分配給與圖1中相同的構成部件。圖3所示的信號讀取部17包括浮動擴散FD (floating diffusion)，復位晶體管 17a，輸出晶體管17b和選擇晶體管17c。復位晶體管17a，輸出晶體管17b和選擇晶體管 17c分別由η-溝道MOS晶體管(以下，稱作nMOS晶體管)構造。將浮動擴散FD電連接到像素電極15上。因而，浮動擴散FD的電勢根據像素電極 15的電勢而改變。在圖3中所示的實例中，設置施加給對電極14的電壓VPX，使得信號流 Isig在曝光期間在有機層13內從對電極14向像素電極15流動(換言之，在有機層13內 的光電轉換層中產生的空穴被收集在像素電極15中)。因此，在曝光期間，通過使信號流 Isig流動通過像素電極15，像素電極15的電勢增大。根據像素電極15的電勢的增大，浮 動擴散FD的電勢增大。復位晶體管17a用于將浮動擴散FD的電勢復位為預定電勢。復位晶體管17a具 有電連接到浮動擴散FD的漏極接線端和被供應電壓VS的源極接線端。當施加給復位晶體 管17a的柵極接線端的復位脈沖RS達到高電平(level)時，復位晶體管17a開啟，并且電 子從復位晶體管17a的源極注入到漏極。浮動擴散FD的電勢由于電子而下降，并且將浮動 擴散FD的電勢智復位為預定電勢。將電壓VS設置成低于電壓VPX。因此，信號流Isig在 曝光期間從對電極14向像素電極15流動。在這樣一種構造下，像素電極15的電勢可以從 電壓VS升高到電壓VPX，因此，可以在此范圍內讀出信號。輸出晶體管17b將浮動擴散FD的電勢轉換成電壓信號并輸出該電壓信號。換言 之，輸出晶體管17b輸出與在像素電極15中收集的電荷對應的信號。輸出晶體管17b具有 與浮動擴散FD電連接的柵極接線端和被供應源極電壓Vdd的漏極接線端。此外，將輸出晶 體管17b的源極接線端連接到選擇晶體管17c的漏極接線端上。選擇晶體管17c是用于選擇性地將輸出晶體管17b的輸出信號輸出至信號線17d。 選擇晶體管17c具有連接到信號線17d上的源極接線端。當施加給選擇晶體管17c的柵極 接線端上的選擇脈沖RW變成高電平時，選擇晶體管17c開啟。因此，將由輸出晶體管17b轉換的電壓信號輸出給信號線17d。在這樣一種電路構造下，信號讀取部17可以將與在像素電極15中收集的電荷對 應的信號讀到信號線17d中。在圖3所示的電路中，可以進行構造的是復位晶體管17a，輸出晶體管17b和選 擇晶體管17c分別由ρ-溝道MOS晶體管構造，在電壓VS和電壓VPX之間的關系設置為“VPX < VS"的情況下，電子被收集在像素電極15中，并且由MOS電路讀出對應于電子的量的信 號，所述MOS電路由pMOS晶體管構造。在這樣一種構造下，像素電極15的電勢可以從電壓 VS下降至電壓VPX，并且可以在此范圍讀出信號。返回參考圖1，電勢調節電極19是新設置的電極，例如，用于使得在以恒定的光量 進行攝像過程時在所有像素電極15中收集的電荷的量均勻。為了允許由所有像素電極15 收集的電荷的量均勻，可以空出在每個像素電極15的水平方向和垂直方向上的均勻距離， 以設置用于收集在位于有機層13內的光電轉換層中產生的電荷的電極。如圖2中所示，通 過使用位于最外側上的以均勻間距布置在二維空間中的多個電極中的電極作為電勢調節 電極19，可以滿足上述條件。根據在圖2中所示的構造，在水平方向和垂直方向上距離每個 像素電極15的四邊恒定距離分隔的位置中，必須放置其它電極。因此，僅在包括像素電極 15的標準像素部Pl內的有機層13中產生的電荷才移動到每個像素電極15。因此，在所有 像素電極15中收集的電荷的量可以是均勻的。在其中包括電勢調節電極19的周圍像素部P2內的有機層13中產生的電荷和在 周圍像素部P2的外側上的有機層13中產生的電荷根據在對電極14和電勢調節電極19之 間施加的電場而移動到電勢調節電極19。然而，與移動到電勢調節電極19的電荷對應的信 號被構造成沒有被讀出在攝像器件的外側上。換言之，讀出與在有機層13內的光電轉換層 中產生的并且移動到電勢調節電極19的電荷對應的信號的信號讀取部被構造成沒有連接 到電勢調節電極19上。作為電勢調節電極19的材料，可以使用任何導電材料。但是，通過使用與像素電 極15的材料相同的材料，可以與像素電極15同時地形成電勢調節電極19，由此可以下降成 本。對于像素電極15，包括像素電極15的標準像素部Pl的四個邊與其它的像素部接 觸，因此，電荷不從標準像素部Pl外部的有機層13移動到像素電極15。但是，對于電勢調 節電極19，包括電勢調節電極19的周圍像素部P2的四個邊中的一個或兩個邊不與其它像 素部接觸。因此，如圖2中所示，電荷從在周圍像素部P2外側上的有機層13移動到電勢調 節電極19。換言之，當通過使用此攝像器件以恒定的光量進行攝像過程時，移動到電勢調節 電極19的電荷的量大于移動到像素電極15的電荷的量。因此，例如當以恒定的光量進行攝 像過程時，在由標準像素部Pl獲得的信號電平(signal level)和由周圍像素部P2獲得的 信號電平之間存在差別。但是，此攝像器件被構造成不從周圍像素部P2讀取信號。因此， 信號電平的差別沒有引起任何不利情況。另一方面，如上所述，當大量的電荷移動到電勢調節電極19并且電勢調節電極19 的電勢顯著升高或下降使得電勢調節電極19的電勢超過信號讀取部17的輸出范圍(電壓 VS至電壓VPX的范圍)時，電勢的變化可能影響像素電極15的電勢。當存在這樣的影響時，從標準像素部Pl獲得的信號存在變化。因此圖像質量可能劣化。因而，根據此攝像器件，通過采用設置電勢調節電極19調節電勢，進一步改善了 圖像質量。電勢調節部18是根據每個電勢調節電極19設置的，并且調節電勢，使得相應電勢 調節電極19的電勢不超過輸出范圍。作為電勢調節部18，可以使用任何可以防止電勢調節 電極19的電勢過分上升或下降的裝置。在信號讀取部17收集在像素電極15中的空穴并 且由nMOS晶體管構造的情況下，電勢可以由電勢調節部18調節，使得電勢調節電極19的 電勢不超過閾值。另一方面，在信號讀取部17收集在像素電極15中的電子并且由pMOS晶 體管構造的情況下，電勢可以由電勢調節部18調節，使得電勢調節電極19的電勢不低于閾 值。后面將描述電勢調節部18的一個具體實例。接著，將描述如上所述構造的攝像器件在進行攝像操作時的操作。當由攝像器件開始曝光并且將光入射到有機層13上時，在有機層13中產生與入 射光對應的電荷。在曝光期間，將電壓VPX施加給對電極14。因此，根據在對電極14和像 素電極15之間施加的電場，在標準像素部Pl所包括的有機層13內產生的電荷(電子或空 穴)移動到標準像素部Pl所包括的像素電極15，以被收集在其中。然后，與在標準像素部 Pl的像素電極15中收集的電荷相應的信號由信號讀取部17外部讀出。通過處理由多個標 準像素部Pl獲得的多個信號，可以產生具有像素的圖像數據，該像素的數量與標準像素部 Pl的數量相同。另一方面，在周圍像素部P2中，根據在對電極14和電勢調節電極19之間施加的 電場，在包括在周圍像素部P2中的有機層13內的光電轉換層中產生的電荷(電子或空穴) 移動到電場調節電極19，以被收集在其中。如上所述，在放置在圍像素部P2外側上的有機 層13中產生的電荷也移動到電勢調節電極19。因此，電勢調節電極19的電勢高于或低于 像素電極15的電勢。但是，由電勢調節部18將電勢調節電極19的電勢保持在預定范圍內。 因此，像素電極15的電勢變得穩定，并且其對圖像質量的影響得到抑制。如上所述，根據此攝像器件，在將要從其中讀出信號的每個像素電極15周圍，將 另一個像素電極15和電勢調節電極19中的至少一個設置成距離像素電極15預定間隙。因 此，例如，當進行以恒定的光量的攝像過程時，在像素電極15中收集的電荷的量幾乎相同， 從而可以使從全部標準像素部Pl獲得的信號均勻化。結果，與其中不包括電勢調節電極19 的通常結構的情況相比，可以改善圖像質量。此外，由于設置了用于調節被設置在所有像素電極15的外側上的電勢調節電極 19的電勢的電勢調節部18，可以限制在以恒定的光量進行攝像過程時，在曝光期間的電勢 調節電極19的電勢(即，在電勢調節電極19中積累的電荷量)。因此，例如，在以恒定的光 量進行攝像過程時，可以使從所有標準像素部Pl獲得的信號的電平均勻化。因此，可以實 現更高的圖像質量。以下，將描述電勢調節部18的一個具體實例。(第一實例)圖4是表示圖1所示的攝像器件的電勢調節部18的第一構造實例的圖。在圖4 中，對于與圖1中所示相同的構成部件，分配相同的附圖標記。在此實例中，將連接用于供應電壓VS的電源和電勢調節電極19彼此連接的配線構造成電勢調節部18。連接作為電勢調節部18的配線到電勢調節電極19上，并且將此配 線連接到圖中未示出的極板(pad)上。此外，位于攝像器件外部的電源被構造成可連接到 極板上。將配線形成在絕緣層12內并且可以與在攝像器件中使用的其它配線同時形成。在這樣一種構造下，當使用攝像器件時，在所有時間將電勢調節電極19的電勢固 定為電壓VS。因此，即使在電勢調節電極19中收集電荷的情況下，也防止了電勢調節電極 19的電勢超過信號讀取部17的輸出范圍。可以抑制其對像素電極15的影響。在這樣一種 構造下，由于使用其中將電勢調節電極19直接連接到電源上的簡單結構，因此可以以低成 本實現電勢調節部19。(第二實例)圖5是表示圖1所示的攝像器件的電勢調節部18的第二實例的圖。在圖5中，對 于與圖1中所示相同的各個構成元件，分配相同的附圖標記。在此實例中，將二極管連接的晶體管構造成電勢調節部18。將此晶體管形成在基 板11上并且電連接到電勢調節電極19上。此晶體管是具有連接在一起的柵極接線端和漏 極接線端的nMOS晶體管，并且防止電勢調節電極19的電勢上升到等于或高于(電壓VS+ 晶體管的閾值Vth)。在這樣一種構造下，將電勢調節電極19的電勢調節到不等于或高于閾值。因此， 即使在電勢調節電極19中收集大量電荷的情況下，也防止了電勢調節電極19的電勢超過 信號讀取部17的輸出范圍。因此，可以抑制其對像素電極15的影響。在作為信號讀取部 17的像素電極15中收集電子并且使用pMOS晶體管的情況下，可以將連接到像素電極15的 二極管連接的PMOS晶體管用作電勢調節部18。(第三實例)圖6是表示圖1所示的攝像器件的電勢調節部18的第三實例的圖。圖6中，對于 與圖1中所示相同的構成部件，分配相同的附圖標記。此實例中，將電連接到每個電勢調節電極19上的二極管構造成電勢調節部18。例 如，此二極管是齊納二極管(zener diode) 0將齊納二極管形成在基板11上。齊納二極管 防止電勢調節電極19的電勢升高到等于或高于(電壓VS+ 二極管的擊穿電壓)。在這樣一種構造下，調節電勢調節電極19的電勢，使其不等于或高于閾值。因此， 即使在電勢調節電極19中收集大量電荷的情況下，也防止電勢調節電極19的電勢超過信 號讀取部17的輸出范圍。因此，可以抑制其對像素電極15的影響。如上所述，電勢調節部18可以采用各種手段實現。此外，在圖2表示的實例中，在電勢調節電極19之間存在間隙。可以使用這樣的 間隙被消除的構造。換言之，可以將電勢調節電極19構造成連續形成的一個電極(即，在 沒有任何間隙的情況下形成)以圍繞像素電極15。圖7是表示圖2所示的攝像器件的電勢調節電極19的一個改進實例的圖。在圖7 所示的攝像器件中，在沒有任何間隙的情況下形成電勢調節電極19以圍繞像素電極15的 周邊。在圖7所示的電勢調節電極19的內邊和像素電極15的外邊之間的距離被構造成與 像素電極15的間隙A相同。通過采用如圖7表示的構造，可以將電勢調節部18的數量構造成最小化為1個。 因此，可以降低電勢調節部18的數量。在位于電勢調節電極19的下部的基板11中，產生寬的空間。因此，可以通過使用該空間形成電勢調節部18，由此改善了設計的自由度。接著，將描述上面所述的像素電極15的間隙A的適宜值。在圖1中所示的攝像器件中，如圖8和9中所表示的，相鄰像素電極15之間的間 隙被假定為a，像素電極15的寬度(在電極具有如圖9中所示的正方形形狀的情況下，其周 圍邊緣的一邊的長度)被假定為d，像素電極15的布置間距被假定為p，并且有機層13的 厚度被假定為t。此外，在有機層13中的像素電極15上的電場被假定為E，并且像素電極 15之間的間隙中的電場被假定為E’。此外，有機層13中的電荷的遷移率被假定為U。于 是，電場E和E’可以以下面的等式表示。[數學表達式1]E = ^[數學表達式2] E'=+通常，通過使用在有機層13內的載流子的遷移率U，將在有機層13內的載流子的 移動所需要的時間τ表示為下面的等式。此處，1表示移動距離，并且E表示場強。[數學表達式3]
Iτ =——
uE因此，剛好在像素電極15上面的對電極14附近產生的載流子到達像素電極15所 需要的時間Tl由下面的等式確定。[數學表達式4]
t t2TX =——=-
uE u(V\ — V2)另一方面，在有機層13的最上表面上產生的電荷到達像素電極15所需要的時間 T2由下面的等式確定。[數學表達式5]T2= 4
~ u{V2-V\)為了防止產生延遲，Tl和T2中的任何一個需要短于一幀時間Τ。當基于“Τ1<Τ2” 滿足關系“Τ2 < Τ”時，不產生延遲。在T = 33msec，V2-V1 = 10V，有機層 13 中的遷移率 u = lXl(T6cm2/V· sec 并且 t = 200nm的情況下，理論上，當滿足關系“a < 10 μ m”時，不產生延遲。但是，根據本發明的發明人的研究，在實際的裝置中，沒有獲得與上述理論相同的 結果，并且除非進一步降低間隙，否則仍產生延遲。引起這樣的結果的因素之一被認為是不 能由上述等式表示的載流子在有機層13中的行為。因而，本發明的發明人進行了如下實驗，以檢查在改變構造的情況下延遲的產生程度。
圖10是表示在將部花青用作形成有機層13的光電轉換材料的情況下，延遲產生 率的曲線圖。圖11是表示在將部花青用作形成有機層13的光電轉換材料并且改變像素電 極15之間的間隙的情況下，在1幀之后的延遲產生率的曲線圖。圖12是表示在將酞菁用作形成有機層13的光電轉換材料的情況下，延遲產生率 的曲線圖。圖13是表示在將酞菁用作形成有機層13的光電轉換材料并且改變像素電極15 之間的間隙的情況下，在1幀之后的延遲產生率的曲線圖。圖14是表示在將4H-吡喃用作構造有機層13的光電轉換材料的情況下，延遲產 生率的曲線圖。圖15是表示在將4H-吡喃用作形成有機層13的光電轉換材料并且改變像 素電極15之間的間隙的情況下，在1幀之后的延遲產生率的曲線圖。在圖10、12和14所示的曲線圖中，垂直軸表示延遲相對于幀數的產生率 (Sig. %)，并且水平軸表示幀數。此處，將光源與0幀同步地關閉。此外，在圖11、13和15 所示的曲線圖中，垂直軸表示在1幀后的延遲的產生率(Sig. % )，并且水平軸表示間隙的 尺寸(μ m)。在圖10中所示的攝像器件中，在將像素電極之間的間隙改變為5μπι，4μπι，3μπι 和2 μ m的同時，將延遲的產生程度相互比較。當將間隙設置為5μπι或4μπι時，在1至3 幀中識別到延遲的產生。另一方面，可以知道的是當將間隙設置為3 μ m或2 μ m時，延遲被 抑制到延遲在實際應用中不管幀數如何均不引起不利情況的水平。如圖11所示，可以知道的是當將間隙設置為等于或小于3μπι時，可以將在1幀后 的延遲的產生抑制為接近零。在圖12所示的攝像器件中，在將像素電極之間的間隙改變為6 μ m，4. 5 μ m，3 μ m 和1.5μπι的同時，將延遲的產生程度相互比較。當將間隙設置為6μπι或4. 5μπι時，在1 至4幀中識別到延遲的產生。另一方面，可以知道的是當將間隙設置為3 μ m或1. 5 μ m時， 延遲被抑制到延遲在實際應用中不管幀數如何均不引起不利情況的水平。如圖13所示，可以知道的是當將間隙設置為等于或小于3μπι時，可以將在1幀后 的延遲的產生抑制為接近零。在圖14所示的攝像器件中，在將像素電極之間的間隙改變為5.5μπι，4μπι，3μπι 和2. 5 μ m的同時，將延遲的產生程度進行相互比較。當將間隙設置為5.5μπι或4μπι時， 在l·至4幀中識別到延遲的產生。另一方面，當將間隙設置為3 μ m或2. 5 μ m時，可以知道 的是延遲被抑制到延遲在實際應用中不管幀數如何均不引起不利情況的水平。如圖15所示，可以知道的是當將間隙設置為等于或小于3 μ m時，可以將在1幀后 的延遲的產生抑制為接近零。如上所述，在其中在有機層13中使用有機光電轉換材料(部花青，酞菁，或4H-吡 喃)的構造中，可以知道的是當將像素電極之間的間隙設置為等于或小于3μπι時，可以 將延遲抑制到延遲在實際應用中不管光電轉換材料如何均不引起不利情況的水平。另一方 面，可以知道的是當將間隙設置為等于或大于4μπι時，延遲顯著地出現。接著，當改變像素電極15的面積和施加給對電極14的電壓時，測量對于幀的延 遲。在此測量中，將部花青用作光電轉換材料。圖16是表示在改變像素電極15的電極面積的情況下，延遲產生率與幀數的相互 關系的曲線圖。此處，在其中電極面積為5 μ mX5 μ m，10 μ mX 10 μ m和15μπιΧ15μπι的構造中，測量相互關系。此外，在測量中，將像素電極15之間的間隙設置為3 μ m,并且將施加 給對電極14的電壓設置為IOV0結果，當像素電極15之間的間隙是3 μ m時，不管電極面積 如何，均抑制了對于每個幀數的延遲的產生。圖17是表示在改變對電極14的電壓的情況下，延遲產生率與幀數的相互關系的 曲線圖。此處，在其中將對電極14的電壓(V2)設置為5V，7V和IOV的構造中，測量相互關 系。此外，在測量中，將像素電極15之間的間隙設置為3 μ m，并且像素電極15的電極面積 為10 μ mX 10 μ m。結果，當像素電極15之間的間隙是3 μ m時，不管對電極14的電壓如何， 均抑制了對于每個幀數的延遲的產生。通過測量證實，在將有機光電轉換材料被用于形成圖1或2所示的攝像器件的有 機層13的情況下，可以知道的是，像素電極15之間的間隙對延遲有影響而不取決于像素電 極15的電極面積或對電極14的電壓。換言之，通過構造像素電極15之間的間隙等于或小 于3μπι，可以抑制延遲的產生而與像素電極15的電極面積或對電極14的電壓無關。以下，將描述根據本發明一個示例性實施方案的堆疊型攝像器件的一個優選構造 實例。圖18是堆疊型固態攝像裝置的示意性橫截面視圖。圖18中所示的固態攝像裝置100包括基板101，絕緣層102，連接電極103，像素 電極104，連接部105，連接部106，有機層107，對電極108，緩沖層109，密封層110，濾色器 111，間隔壁112，光屏蔽層113，保護層114，對電極電壓供應部115和讀取電路116。基板101是玻璃基板或由硅等形成的半導體基板。在基板101上，形成絕緣層102。 此外，在絕緣層102的表面上，形成多個像素電極104和多個連接電極103。將有機層107構造成至少包括光電轉換層。光電轉換層根據接收的光產生電荷。 將有機層107設置在多個像素電極104上以覆蓋像素電極104。有機層107在像素電極104 上具有恒定的膜厚度。但是，可以改變在除了像素部(除了有效像素區域)之外的部分中 的有機層107的膜厚度。后面將詳細描述有機層107。此外，有機層107不限于被構造為由 僅由有機材料形成的層，而可以被構造成包括由有機材料形成的層的一部分。對電極108是面對像素電極104的電極并且被設置在有機層107上以覆蓋有機層 107。為了允許光入射到有機層107上，對電極108由對入射光透明的導電材料構成。將對 電極108形成到設置在有機層107的外側上的連接電極103的上面上，以被電連接到連接 電極103上。將連接部106包埋在絕緣層102中，并且是用于將連接電極103和對電極電壓供 應部115相互電連接的插塞。對電極電壓供應部115形成在基板101中并且將預定電壓通 過連接部106和連接電極103施加給對電極108。在施加給對電極108的電壓高于固態攝 像裝置100的電源電壓的情況下，預定電壓通過采用增壓電路如充電泵(charge pump)提 高電源電壓來供應。像素電極104是用于收集在像素電極104和面對像素電極104的對電極108之間 設置的有機層107中產生的電荷的電荷收集電極。將讀取電路116根據多個像素電極104 中的每一個而設置在基板101上并且讀出與在相應的像素電極104中收集的電荷對應的信 號。讀取電路116例如由(XD，MOS電路，TFT電路等構造。讀取電路116由設置在絕緣層 102內的圖中未示出的光屏蔽層屏蔽。后面將詳細描述像素電極104和讀取電路116。
將緩沖層109形成在對電極108上以覆蓋對電極108。將密封層110形成在緩沖 層109上以覆蓋緩沖層109。將濾色器111形成在密封層110上的面對像素電極104的位 置上。將間隔壁112設置在濾色器111之間并且用于改善濾色器111的光透射效率。將光 屏蔽層113形成在密封層110上的除其中設置濾色器111和間隔壁112的區域之外的區域 中，并且防止光入射到形成在除有效像素區域之外的區域中的有機層107上。將保護層114 形成在濾色器111、間隔壁112和光屏蔽層113上，并且保護整個固態攝像裝置。后面將詳 細描述緩沖層109、密封層110、濾色器111、間隔壁112、光屏蔽層113和保護層114。此外，在圖18中表示的實例中，形成像素電極104和連接電極103以將其包埋于 絕緣層102的表面部分中。但是，可以將像素電極104和連接電極103形成在絕緣層102 上。此外，設置多個組，每個組由連接電極103，連接部106和對電極電壓供應部115構造。 但是，可以只設置其中一組。類似于在圖18中表示的實例，通過將電壓從對電極108的兩 個端部供應給對電極108，可以抑制對電極108的電壓下降。考慮到器件的芯片面積，可以 適宜地增加或減少組的數量。固態攝像裝置100包括多個像素部。將多個像素部布置在二維空間中，所述二維 空間處于其中基板101從光的入射側看在平面圖中的狀態。像素部至少包括像素電極 104，有機層107，面對像素電極104的對電極108，密封層110，濾色器111和讀取電路116。接著，將描述周圍電路的一個構造實例。上述讀取電路116優選采用用于普通圖 像傳感器用的CCD或CMOS電路。此外，出于噪聲和速度的考慮，優選采用CMOS電路。在周 圍電路的構造實例中，下面所述的是其中將CMOS電路用作讀取電路116的一個構造實例圖19是表示包括圖1所示的固態成像裝置的周圍電路的整個構造的一個實例的 圖。如圖19中所示，除了圖18中表示的構造之外，固態攝像裝置100還包括垂直驅動器 121，定時脈沖發生器(timing gererator) 122，信號處理電路123，水平驅動器124，LVDS 125，連續轉換單元126和極板127。圖19中所示的像素區域對應于圖18中所示的第一區域。像素區域內的每個方框 表示讀取電路116。作為固態攝像裝置的周圍電路，可以采用與普通CMOS圖像傳感器中使 用的周圍電路幾乎相同的周圍電路。此固態攝像裝置與普通CMOS圖像傳感器的周圍電路 的構造的不同，因為增加了對電極電壓供應部115。極板127是用于從其外部輸入/輸出到其外部的界面。定時脈沖發生器122還通 過供應用于驅動固態攝像裝置的定時脈沖(timing)來控制讀取如稀疏(thinned)讀取或 部分讀取。將信號處理電路123根據每列的讀取電路116設置。信號處理電路123對于從 相應列輸出的信號進行相關性復式取樣(CDS)并且將處理過的信號轉換成數字信號。由信 號處理電路123處理過的信號被貯存在為每列設置的存貯器中。垂直驅動器(divider) 121 對從讀取電路116讀取信號等進行控制。水平驅動器124順序地控制對應于一行的信號的 讀出，所述的信號被貯存在信號處理電路123的存貯器中，并且水平驅動器124順序地控制 讀出信號到LVDS 125的輸出。LVDS 125根據LVDS(低電壓微分信令)傳送數據信號。連 續轉換單元126將輸入的平行數據信號轉換成連續的信號并輸出該連續的信號。可以省略連續轉換單元126。此外，可以被構造為由信號處理電路123只進行相 關性復式采樣工藝，并且設置AD轉換電路以代替LVDS125。此外，可以被構造為由信號處 理電路123只進行相關性復式采樣工藝，并且省略LVDS 125和連續轉換單元126。在這樣的情況下，優選的是將AD轉換電路設置在其中形成固態攝像裝置的芯片的外部。此外，可 以將信號處理電路123，LVDS 125和連續轉換單元126設置在與像素區域相鄰的區域的一 側和另一側中的每一側上。在這樣的情況下，可以被構造為，讀取電路116的列的一半(例 如，奇數列)由設置在與像素區域相鄰的區域的一側上的信號處理電路123處理，并且余下 的一半(例如，偶數列)由設置在與像素區域相鄰的區域的另一側上的信號處理電路123 處理。接著，將詳細描述有機層107，像素電極104，對電極108，緩沖層109，密封層110， 濾色器111，間隔壁112，光屏蔽層113，保護層114和讀取電路116。〈有機層〉圖20是顯示有機層的構造的一個實例的橫截面。如圖20中所示，有機層包括光 電轉換層12’和電荷阻擋層15’。電荷阻擋層15’具有抑制暗電流的功能。電荷阻擋層15’由第一阻擋層16’和第 二阻擋層18’構造。通過如上所述將電荷阻擋層15’構造為多個層，在第一阻擋層16’和 第二阻擋層18’之間形成邊界。因此，在層中有中間電平(level)的不連續性。因此，電荷 載流子變得難以移動通過中間電平，由此可以抑制暗電流。此外，如在后面所述的另一種構 造實例中，可以將電荷阻擋層15’構造為單層。光電轉換層12’包括ρ-型有機半導體和η-型有機半導體。通過結合ρ_型有機 半導體和η-型有機半導體而形成供體_受體邊界，可以提高激發子解離效率。因此，具有 通過結合P-型有機半導體和η-型有機半導體而獲得的構造的光電轉換層12’顯示出高的 光電轉換效率。特別是，在通過混合P-型有機半導體和η-型有機半導體而獲得的光電轉 換層12’中，結合邊界增大，并且改善了光電轉換效率，這是有利的。ρ-型有機半導體(化合物)是供體-型有機半導體并且主要由空穴輸送有機半導 體表示。P-型有機半導體是指具有容易供給電子的性質的有機化合物。詳細描述地，當兩 種有機化合物接觸時，P-型有機半導體表示兩種有機化合物中具有較低電離電位的一種。 因此，可以使用任何供體-型有機化合物，只要它具有供電性質即可。例如，作為供體-型 有機化合物，可以使用三芳基胺化合物，聯苯胺化合物，吡唑啉化合物，苯乙烯基胺化合物， 腙化合物，三苯基甲烷化合物，咔唑化合物，聚硅烷化合物，噻吩化合物，酞菁化合物，花青 化合物，部花青化合物，氧雜菁(oxonol)化合物，聚胺化合物，吲哚化合物，吡咯化合物，吡 唑化合物，聚亞芳基化合物，稠合芳族碳環化合物(如萘衍生物，蒽衍生物，菲衍生物，并四 苯衍生物，芘衍生物，茈衍生物，或熒蒽衍生物)和含有含氮雜環化合物作為配體的金屬配 合物等。此外，P-型有機半導體不限于此。因而，如上所述，可以將電離電位比用作η-型 (受體型)化合物的有機化合物的電離電位低的有機化合物用作供體_型有機半導體。η-型有機半導體(化合物)是受體-型有機半導體并且主要由電子輸送有機化合 物表示。η-型有機半導體表示具有容易接受電子的性質的有機化合物。詳細描述地，當兩種 有機化合物接觸時，η-型有機半導體表示兩種有機化合物中具有較高電子親合勢的有機化 合物。因此，可以使用任何受體-型有機化合物，只要它具有電子接受性質即可。例如，作為 受體_型有機化合物，可以使用稠合芳族碳環化合物(如萘衍生物，蒽衍生物，菲衍生物，并 四苯衍生物，芘衍生物，茈衍生物，或熒蒽衍生物)；含氮原子、氧原子或硫原子的5-7元雜 環化合物(如吡啶，吡嗪，嘧啶，噠嗪，三嗪，喹啉，喹喔啉，喹唑啉，2，3- 二氮雜萘，噌啉，異喹啉，蝶啶，吖啶，吩嗪，菲咯啉，四唑，吡唑，咪唑，噻唑J惡唑，吲唑，苯并咪唑，苯并三唑，苯 并P惡唑，苯并噻唑，咔唑，嘌呤，三唑并噠嗪，三唑并嘧啶，四氮雜茚(tetrazaindene)，P惡二 唑，咪唑并吡啶，pyraridine,吡咯并吡啶，噻二唑并吡啶，二苯并氮雜萆(dibenzazepine) 或三苯并氮雜萆(tribenzazepine))；聚亞芳基化合物；芴化合物；環戊二烯化合物；甲硅 烷基化合物；含有含氮雜環化合物作為配體的金屬配合物等。受體-型有機化合物不限于 此。因而，如上所述，可以將電子親合勢比用作P-型(供體-型)化合物的有機化合物的 電子親合勢高的任何有機化合物用作受體_型有機半導體。此外，可以將任何有機染料用作ρ-型有機半導體或η-型有機半導體。優選 地，有機染料包括花青染料；苯乙烯基染料；半花青(hemicyanine)染料；部花青染料 (包括零_次甲基部花青(單部花青))；三核部花青染料；四核部花青染料；若丹花青 (rhodacyanine)染料；配合物花青染料；配合物部花青染料；變極(allopolar)染料；氧 雜菁染料；半氧雜菁(hemioxonol)染料；方鏘(squarium)染料；克酮酸錯(croconium) 染料；氮雜次甲基染料；香豆素染料；亞烯丙基染料；蒽醌染料；三苯基甲烷染料；偶氮染 料；偶氮次甲基染料；螺環化合物；金屬茂染料；芴酮染料；俘精酸酐染料；茈染料；周酮 (perynon)染料；吩嗪染料；吩噻嗪染料；醌染料；二苯基甲烷染料；聚烯烴染料；吖啶染 料；吖啶酮染料；二苯基胺染料；喹吖啶酮染料；喹諾酞酮(quinophthalone)染料；吩卩惡嗪 染料；酞菁茈(phthaloperylene)染料；二酮吡咯并吡咯(diketone pyrollo pyrole)染 料；卟啉染料；丙烯染料，二卩惡烷染料，葉綠素染料；酞菁染料；金屬配合物染料；和稠合芳 族碳環化合物(如萘衍生物，蒽衍生物，菲衍生物，并四苯衍生物，芘衍生物，茈衍生物，或 熒蒽衍生物)。作為η-型有機半導體，可以優選使用具有優良電子輸送性質的富勒烯 (fullerene)或富勒烯衍生物。富勒烯表示富勒烯類C60，C70，C76，C78，C80，C82，C84，C90， C96，C240和C540，混合的富勒烯和富勒烯納米管。此外，富勒烯衍生物表示通過將取代基 加入其中而獲得的化合物。富勒烯衍生物的取代基優選是烷基，芳基，或雜環基。烷基更優選是碳數為1至12 的烷基。芳基和雜環基優選是苯環，萘環，蒽環，菲環，芴環，苯并[9，10]菲環，并四苯環，聯 苯環，吡咯環，呋喃環，噻吩環，咪唑環，卩惡唑環，噻唑環，吡啶環，吡嗪環，嘧啶環，噠嗪環，中 氮茚環，吲哚環，苯并呋喃環，苯并噻吩環，異苯并呋喃環，苯并咪唑環，咪唑并吡啶環，喹嗪 環，喹啉環，2，3-二氮雜萘環，1，5-二氮雜萘環，喹喔啉環，喹卩惡啉(quinoxazoline)環，異 喹啉環，咔唑環，菲啶環，吖啶環，菲咯啉環，噻蒽環，苯并吡喃環，咕噸環，吩卩惡嗪環，吩噻嗪 環和吩嗪環。更優選地，使用苯環，萘環，蒽環，菲環，吡啶環，咪唑環，U惡唑環或噻唑環。此 外，再更優選地，使用苯環，萘環或吡啶環。這些材料可以具有另外的取代基，并且取代基可 以盡可能多地結合以形成環。此外，這些材料可以具有多個取代基，并且多個取代基可以相 互相同或不同。而且，多個取代基可以盡可能多地結合以形成環。由于光電轉換層12’含有富勒烯或富勒烯衍生物，因此可以將在光電轉換過程中 產生的電子以迅速的方式通過富勒烯分子或富勒烯衍生物分子輸送給像素電極104或對 電極108。當富勒烯分子或富勒烯衍生物分子處于連接的狀態以形成電子路徑時，改善了電 子輸送性能。因此，可以實現光電轉換器件的高速響應。因此，優選的是富勒烯或富勒烯衍生物在光電轉換層12’中的含量為40%以上。當富勒烯或富勒烯衍生物含得太多時，減少 了 P-型有機半導體，因此，減少了結合邊界。因此，激發子的解離效率降低。再更優選的是將在日本專利4213832等中所述的三芳基胺化合物與光電轉換層 12’中的富勒烯或富勒烯衍生物混合在一起用作ρ-型有機半導體，可以實現光電轉換器件 的高SN比率。當光電轉換層12’中的富勒烯或富勒烯衍生物的比率太高時，減少三芳基胺 化合物。因此，入射光的吸收量降低。因此，光電轉換效率降低。因而，優選的是富勒烯或 富勒烯衍生物在光電轉換層12’中的含量等于或低于85%。作為第一阻擋層16’和第二阻擋層18的材料，可以使用供電子有機材料。詳細描 述地，作為低分子材料，可以使用芳族二胺化合物如N，N'-雙(3-甲基苯基)-(1，1’ -聯 苯)_4，4' 二胺(TPD)或4，4’ -雙[N-(萘基)-N-苯基胺]聯苯(α-NPD)，卟吩化合物 如P惡唑，卩惡二唑，三唑，咪唑，咪唑酮，均二苯代乙烯衍生物，吡唑啉酮衍生物，四氫咪唑，聚 芳基烷烴，丁二烯，4，4'，4〃 -三(Ν-(3-甲基苯基)N-苯基氨基)三苯基胺(m-MTDATA)， 卟啉化合物如卟吩，四苯基卟吩銅，酞菁，銅酞菁和鈦酞菁氧化物，四唑衍生物，卩惡二唑衍生 物，咪唑衍生物，聚芳基烷烴衍生物，吡唑啉衍生物，吡唑啉酮衍生物，苯二胺衍生物，苯胺 (anilamine)衍生物，氨基取代的查耳酮衍生物，卩惡唑衍生物，苯乙烯基-蒽衍生物，芴酮衍 生物，腙衍生物，硅氮烷衍生物等。作為聚合物材料，可以使用聚合物如亞苯基亞乙烯基， 芴，咔唑，吲哚，芘，吡略，甲基吡啶(picolin)，噻吩，乙炔和聯乙炔，或其衍生物。可以使用 任何具有足夠空穴輸送性能的化合物，即使其不是供電子化合物。作為電荷阻擋層15’，可以使用無機材料。通常，無機材料的介電常數高于有機材 料的介電常數。因而，當將無機材料用于電荷阻擋層15’中時，將高電壓施加給光電轉換層 12’，因此，可以提高光電轉換效率。作為形成電荷阻擋層15’的材料，有氧化鈣，氧化鉻， 氧化鉻鐵，氧化錳，氧化鈷，氧化鎳，氧化銅(cooper)，氧化鐵鎵，氧化鐵鍶，氧化鈮，氧化鉬， 氧化鐵銦，氧化銀銦，氧化銥等。在由多個層構造的電荷阻擋層15’中，優選的是多個層中與光電轉換層12’相鄰 的層是由與在光電轉換層12’中包括的ρ-型有機半導體的材料相同的材料形成的層。在 這樣的情況下，通過將相同的P-型有機半導體用于電荷阻擋層15’，抑制了在與光電轉換 層12’相鄰的層的邊界中中間電平的產生。因此，可以進一步抑制暗電流。在電荷阻擋層15’被構造成單層的情況下，該層可以是由無機層形成的層。另一 方面，在電荷阻擋層15’被構造成多個層的情況下，一層、兩層或更多層可以是由無機材料 形成的層。圖21是顯示在圖20中所示的光電轉換器件的能帶的圖。在圖21中，從左側順序 地，表示像素電極104，光電轉換層12’，第一阻擋層16’，第二阻擋層18’和對電極108的能 級。此外，對于類似于此構造的，在圖中未示出，以倒序的像素電極104，第二阻擋層18’，第 一阻擋層16’，光電轉換層12’和對電極108堆疊的構造，可以采用下面的描述。此處，光電轉換層12’中包括的η-型有機半導體的電子親合勢Ea和與光電轉換層 12’相鄰的第一阻擋層16’的電離電位Ip之間的差值被假定為Δ1。此外，第二阻擋層18’ 的電子親合勢Ea和與第二阻擋層18相鄰的對電極108的功函之間的差值被假定為Δ2。 在如上所述顛倒堆疊的、構造(圖中未示出)中，第二阻擋層18’的電子親合勢和與第二阻 擋層18’相鄰的像素電極104的功函之間的差值被假定為Δ 2。
圖20和21中所示的光電轉換器件通過被構造以滿足下面的條件(a)，從而可以抑 制暗電流的增加。此外，通過構造光電轉換器件以除滿足條件(a)之外，還滿足條件(b)和 (c)，可以進一步抑制暗電流的增加。(a)與光電轉換層12’相鄰的第一阻擋層16’的電離電位Ip與n_型有機半導體 的電子親合勢Ea之間的差值Δ 1等于或大于IeV;(b)包括第一阻擋層16’和第二阻擋層18’的電荷阻擋層15’的總厚度等于或大 于20nm ；和(c)與光電轉換層12’相鄰的第一阻擋層16’的膜厚度等于或大于lOnm。圖22是表示不同于所述有機層的一個構造實例的橫截面視圖。圖23是表示圖22 中所示的光電轉換器件的能帶的圖。在圖22所示的光電轉換器件中，電荷阻擋層被構造為 單層。此外，對于類似于此構造的，在圖中未示出，以倒序的像素電極104、電荷阻擋層15’、 光電轉換層12’和對電極108堆疊的構造，可以采用下面的描述。在電荷阻擋層15’被構造為單層的情況下，在光電轉換層12’中包含的η-型有機 半導體的電子親合勢Ea和電荷阻擋層15’的電離電位Ip之間的差值被假定為Δ1。此外， 電荷阻擋層15’的電子親合勢Ea和對電極108的功函之間的差值被假定為Δ2。另一方 面，在如上所述顛倒堆疊的圖中未示出的構造中，電荷阻擋層15’的電子親合勢和像素電極 104的功函之間的差值被假定為Δ2。圖22和23中所示的光電轉換器件通過被構造以滿足下面的條件(a)，從而可以抑 制暗電流的增加。此外，通過構造光電轉換器件以除滿足條件(a)之外，還滿足條件(b)，可 以進一步抑制暗電流的增加。(a)電荷阻擋層15’的電離電位Ip和η-型有機半導體的電子親合勢Ea之間的差 值Δ1等于或大于leV，(b)被構造成單層的電荷阻擋層15’的膜厚度等于或大于20nm，換言之，根據圖20和22中所示的有機層的構造，暗電流的增加可以通過將電荷阻 擋層15’構造為單層或多層并且滿足下面的條件而得到抑制。(a)電荷阻擋層15’(在電荷阻擋層15’被構造為多個層的情況下，與光電轉換層 12’相鄰的層)的電離電位Ip和η-型有機半導體的電子親合勢Ea之間的差值(Δ1)等于 或大于leV，(b)電荷阻擋層15’的總膜厚度等于或大于20nm，(c)在電荷阻擋層15’被構造為多個層的情況下，在多個層中與光電轉換層12’相 相鄰的層的厚度等于或大于lOnm。在圖20和22所示的光電轉換器件中，為了通過將電子從對電極108或像素電極 104注入到光電轉換層12’而防止暗電流的增加，優選Δ2等于或大于1.3eV。當將電壓施加給具有上述構造的光電轉換器件的有機層107時，有利的是改善 了光電轉換效率。施加的電壓基于施加給有機層107的場強確定。施加給有機層107的 電場優選等于或高于IXlO3V^nr1tj此外，施加給有機層107的電場更優選等于或高于 IXlO5V · πΓ1，并且再更優選等于或高于IXlO7V · πΓ1。此外，由于電場變為高電場，因此光 電轉換器件的暗電流增加，并且需要的施加電壓增加。因此，包括對電極電壓供應部115的 電路的設計和制造變得復雜。因而，需要適宜地確定施加電壓，以實現改善光電轉換器件的SN比率和固態攝像裝置的減小。〈像素電極〉像素電極104收集設置在像素電極上的包括光電轉換層的有機層107中產生的電 子或空穴的電荷。在每個像素電極中收集的電荷通過相應像素的讀取電路116產生信號， 并且基于由多個像素獲得的信號合成圖像。當與像素電極的膜厚度對應的水平差在像素電極104的端部中陡峭，在像素電極 的表面上具有顯著的不均勻性，或灰塵(粒子)附著到像素電極上時，設置在像素電極上的 有機層107變得薄于需要的膜厚度或在其中產生裂紋。在將對電極108以這樣的狀態形成 在有機層上時，由于像素電極和對電極之間的接觸或電場在缺陷部分中的集中而發生像素 缺陷如暗電流的增加或短路的出現。而且，由本發明的發明人的檢查發現這樣的缺陷劣化 了像素電極和有機層之間的接觸以及光電轉換器件的耐熱性，由此降低了固態攝像裝置的 可靠性。為了通過防止這樣的缺陷而改善固態攝像裝置的可靠性，像素電極104的表面粗 糙度Ra優選等于或小于0. 5nm。隨著像素電極的表面粗糙度Ra降低，表面的不均勻性降 低，因此改善了表面的平坦度。此外，為了消除位于像素電極上的粒子，優選在形成有機層 107之前，通過在半導體制造工藝中使用的普通技術清潔基板。接著，將描述用于防止這樣的缺陷的像素電極端部的構造。圖24是表示像素電極 的橫截面的示意圖。將像素電極104經由絕緣層102設置在基板101上。在這樣一種構造 中，將電荷阻擋層15’堆疊在絕緣層102上以覆蓋像素電極104。優選的是將傾斜面104’設置在像素電極104的端部上。更優選的是，在將傾斜面 104a相對于基板101的表面(包括絕緣層102)傾斜角度A的情況下，A等于或小于50°。 通過在像素電極中設置傾斜面，減少了有機層中的缺陷，并且改善了像素電極和有機層之 間的粘附性。〈像素電極的完全平坦化〉為了完全消除在像素電極的端部中的水平差，將像素電極的表面和在像素電極之 間的絕緣層的表面構造為同一表面。換言之，優選構造像素電極，以將其完全平坦化。以下， 將描述用于完全平坦化像素電極的構造及其制造方法。用于完全平坦化像素電極的構造，出于其可靠性和制造成本的觀點，優選通過使 用在普通半導體制造工藝如標準CMOS圖像傳感器工藝中使用的多層配線技術形成。作為 制造具有完全平坦化構造的像素電極的方法，有兩種方法，包括凹槽分離(溝槽隔離)方法 和鑲嵌方法。考慮到根據有機光電轉換材料確定的像素電極的材料和制造成本，適當地選 擇這些制造方法。<凹槽分離方法>將參考圖25至28描述通過使用凹槽分離方法形成像素電極的過程。如圖25中 所示，通過進行普通半導體制造工藝，經由夾層絕緣膜在讀取電路的多層配線上形成金屬 層，該金屬層變為像素電極104。剛好在金屬層的下面的在其中形成像素電極、對電極連接 極板、結合極板等的區域中，預先形成轉接插塞(via plug)(連接部分)105，所述的轉接插 塞(連接部分)105將在更下層上形成的多層配線和金屬層相互連接。出于可靠性和制造 成本的觀點，優選的是金屬層被形成具有與讀取電路的多層配線的結構相同的結構。例如，對于使用鋁(Al)配線的多層配線工藝，金屬層優選被形成具有阻擋金屬層104a(TiN)，配 線層104b (Al)和阻擋金屬層104c (TiN)的三層構造。作為用于形成像素電極104的過程，首先，如圖26中表示的，在其中預先形成多層 配線的絕緣層102上，將阻擋金屬層104c，配線層104b和阻擋金屬層104a以此順序堆疊。然后，如圖27中表示的，設置在除其中形成了像素電極104、對電極連接極板、結 合極板等的區域之外的區域中的金屬層被消除，并且通過通常用作普通多層配線技術的光 刻工藝和干法蝕刻工藝，在像素電極104周圍形成與金屬層的厚度對應的凹槽(溝槽)。隨后，如圖28中所示，通過多層配線工藝在以像素電極的形狀圖案化的金屬層上 形成絕緣層。由于通常在CMOS圖像傳感器工藝等中使用絕緣層，因此優選的是，出于可靠 性和制造成本的觀點，使用用于下層多層配線的夾層絕緣膜的材料以形成膜。例如，通常使 用二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅或其層壓膜。在以像素電極的形狀圖案化的金屬層上形成夾層絕緣膜之后，通過使用化學機械 拋光(CMP)方法或回蝕刻(etch back)方法，進行表面平坦化。由于通常在CMOS圖像傳感 器工藝等中使用夾層絕緣層，因此優選的是，出于可靠性和制造成本的觀點，采用用于下層 多層配線的CMP條件。在形成多層配線的情況下，通常，完成拋光工藝以允許夾層絕緣膜具 有預定厚度。但是，此處，繼續拋光工藝，直到露出以像素電極104的形狀圖案化的金屬層 的表面。對于構成在金屬層表面上形成的阻擋金屬層104a的TiN的拋光速度低于對于位 于其周邊的夾層絕緣膜的拋光速度。因此，阻擋金屬層104a變為拋光停止器(polishing stopper)，并且在完成CMP工藝時的時間點，可以形成完全平坦化的電極，其中像素電極的 表面和像素電極之間的溝槽(絕緣層)的表面在同一平面上。此外，通過適宜地繼續CMP 工藝至即使露出材料TiN的表面時也不能對溝槽的表面進行凹陷變形(dishing)的程度， 拋光TiN的表面。因此，可以獲得顯著平坦化的像素電極104，這是有利的。<鑲嵌方法>將參考圖29至33描述通過使用鑲嵌方法形成像素電極的過程。圖29表示通過使用鑲嵌方法形成的像素電極104的構造。像素電極104由構成轉接插塞的材料如鎢(W)形成，并且像素電極104的表面和 絕緣層102的表面在同一平面上。作為用于形成像素電極104的過程，首先，如圖30中表示的，在讀取電路的多層配 線上，形成在制造工藝中使用的夾層絕緣膜，并且將其表面通過CMP工藝等拋光而平坦化。如圖31中表示的是，在形成像素電極104、對電極連接極板、結合極板等的每個區 域中，通過在多層配線工藝中使用的光刻工藝和干法蝕刻工藝，將轉接孔(via hole)hl形 成為敞開的，所述轉接孔hi被用于形成轉接插塞，所述的轉接插塞將像素電極104、對電 極連接極板、結合極板等連接到多層配線上。此處，在使用雙鑲嵌方法的情況下，將夾層絕 緣膜蝕刻一定的深度，該深度是由夾層絕緣膜的厚度減去像素電極104的厚度而獲得的深 度。由于設置了蝕刻停止器，因此通過形成具有多層構造的夾層絕緣膜，可以抑制蝕刻工藝 的變化，這是有利的，在所述多層構造中，將具有不同蝕刻速度的材料設置在通過由夾層絕 緣膜的厚度減去像素電極104的厚度而獲得的深度處。隨后，如圖32中所表示的，在形成轉接孔hi時，另外，根據像素電極104、對電極極 板和結合極板的形狀，通過光刻工藝和干法蝕刻工藝形成開口 h2。當蝕刻對應于像素電極104厚度的部分時，預先形成的轉接孔hi通過剛好位于轉接孔hi下面的多層配線。優選的是出于可靠性和制造成本的觀點，與下層的多層配線中使用的轉接插塞的 材料相同的材料被允許在轉接孔hi中生長。作為這樣的材料，通常，通過使用化學氣相沉 積(CVD)方法形成鉬(Mo)或鎢W。在用轉接插塞的材料形成膜之前，通過使用濺射方法或 CVD方法在轉接孔hi和開口 h2的外周面上預先將作為阻擋金屬的TiN等形成為膜。如圖 33中所表示的，在用轉接插塞的材料通過將夾層絕緣膜涂覆在表面上而形成膜之后，通過 使用CMP方法和回蝕刻方法，將表面平坦化。由于夾層絕緣膜變為停止器，當露出夾層絕緣 膜的表面時，轉接插塞的材料變為像素電極104。因此，像素電極104的表面和絕緣層102 的表面在同一平面上，由此形成完全平坦化的電極。如上所述，完全平坦化的電極消除了像素電極的表面和夾層絕緣層的表面之間的 水平差，由此在其中堆疊有機層的固態攝像裝置的構造中，防止了作為缺陷的暗電流增加 和短路的發生。此外，由于將多層配線的標準材料用于像素電極104，因此像素電極104還 起著屏蔽朝向讀取電路的雜散光的光屏蔽層的作用。此外，由于像素電極104將入射光反 射到有機層側，因此可以有效地使用入射光。〈對電極〉對電極108通過將包括光電轉換層的有機層107與像素電極104 —起插入而將電 場施加給有機層107并且收集電荷，該電荷具有與來自光電轉換層中產生的電荷且在像素 電極104中收集的信號電荷相反的極性。對于每個像素，這樣具有相反極性的電荷的收集 不需要分開地進行。因此，可以將對電極108構造成被多個像素所共用。因而，有時，對電 極108被稱作共用電極。對電極108允許光入射到包括光電轉換層的有機層107上。因此，優選將對電極 108形成為透明導電膜。例如，作為對電極108的材料，有金屬，金屬氧化物，金屬氮化物， 金屬硼化物，有機導電化合物及其混合物。作為對電極108的材料的具體實例，有導電金 屬氧化物如氧化錫，氧化鋅，氧化銦，氧化錫銦(ITO)，氧化鋅銦(IZO)，氧化鎢銦(IWO)和氧 化鈦；金屬氮化物如TiN ；金屬如金(Au)，鉬(Pt)，銀(Ag)，鉻(Cr)，鎳(Ni)和鋁(Al)；這樣 的金屬和這樣的導電金屬氧化物的混合物或堆疊物(stack)；有機導電化合物如聚苯胺， 聚噻吩和聚吡咯，和這樣的有機導電化合物和ITO的堆疊物；等。作為透明導電膜的材料， 可以優選使用下列材料中的任何一種材料ΙΤ0，ΙΖ0，氧化錫，銻摻雜的氧化錫(ATO)，氟摻 雜的氧化錫(FTO)，氧化鋅，銻摻雜的氧化鋅(AZO)和鎵摻雜的氧化鋅(GZO)。在讀取電路116是CMOS類型的情況下，對電極108的薄膜電阻優選等于或低于 10ΚΩ/ □，并且更優選等于或低于IkQ。另一方面，在讀取電路116是C⑶類型的情況下， 對電極108的薄膜電阻優選等于或低于IK Ω / □，并且更優選等于或小于0. 1ΚΩ / 口。<密封層>作為密封層，要求下列條件。第一，在堆疊型固態攝像裝置的每種制造工藝中，密封層通過屏蔽使溶液、等離子 體等中包括的光電轉換材料劣化的因素的滲透來保護光電轉換層。第二，在制備堆疊型固態攝像裝置之后，密封層通過屏蔽使光電轉換材料劣化的 因素如水分子而在保存或使用的長時間內防止光電轉換層劣化。第三，在形成密封層時，密封層不使預先形成的光電轉換層劣化。第四，由于入射光通過密封層到達光電轉換層，因此需要密封層對于由光電轉換層檢測的波長的光是透明 的。可以將密封層構造為由單一材料形成的薄膜。但是，通過構造密封層以具有多層 構造并且將不同的功能分配給所述的層，可以預期諸如減輕施加給整個密封層的應力、抑 制由于制造工藝等的變動而帶來的缺陷如裂紋和針孔的產生以及材料開發的容易優化之 類的優點。例如，可以將密封層形成具有兩層構造，其中，在實現屏蔽劣化因素如水分子的 滲入的原始目的的層上，堆疊具有由該層不能容易地實現的功能的“密封輔助層”。可以將 密封層構造成具有三層以上的構造。但是，考慮到制造成本，層的數量優選需要盡可能地 小。<根據原子層沉積方法形成密封層>有機光電轉換材料具有由于劣化因素如水分子而顯著劣化的性能。因此，整個光 電轉換層需要被致密的陶瓷如金屬氧化物，金屬氮化物或金屬氮氧化物(metal nitride oxide)或金剛石樣碳(DLC)涂覆并且密封以不允許水分子滲透其中。通常，作為密封層，通 過使用各種真空膜形成技術形成氧化鋁，氧化硅，氮化硅，或氮氧化硅，或其堆疊構造，其與 有機聚合物的堆疊構造等。此外，在這些普通密封層中，由于由基板表面上的結構體、基板 表面的微小缺陷、附著到基板表面上的粒子等形成的水平差，薄膜不能容易地生長(水平 差成為陰影(shade))，因此，與平坦部分相比，密封層的膜厚度顯著降低。因此，水平差的部 分成為劣化因素滲透的路徑。為了用密封層完全涂覆水平差，整個密封層需要是厚的，這通 過在平坦部分上形成以具有1 μ m以上的膜厚度實現。在像素尺寸為2 μ m以下，特別是約1 μ m的堆疊型固態攝像裝置中，當濾色器和光 電轉換層之間的距離大時，即密封層的膜厚度大時，入射光在密封層內衍射傳播。因此，產 生串擾(crosstalk)。因此，對于像素尺寸為約1 μ m的堆疊型固態攝像裝置，即使整個密封 層的膜厚度減小，其中裝置的性能也不劣化的密封層材料和制造方法是必要的。原子層沉積(ALD)方法是一種類型的CVD方法。ALD方法是交替地重復用基板表 面對變成薄膜的材料的有機金屬化合物分子、金屬鹵化物分子或金屬氫化物分子的吸附和 反應以及其中含有的未反應基團的分解而形成薄膜的技術。當薄膜的材料到達基板表面 時，基板表面處于低分子狀態。因此，當存在低分子可以通過的可忽略的空間時，薄膜可以 生長。因而，根據普通薄膜形成方法，不能容易地完全涂覆的水平差的部分被完全涂覆(水 平差的部分中生長的薄膜的厚度與在平坦部分中生長的薄膜的厚度相同)。換言之，水平差 的涂覆非常優良。因此，可以完全涂覆由于由基板表面上形成的結構體、基板表面的微小缺 陷、附著到基板表面上的粒子等導致的水平差。因此，水平差的部分沒有成為光電轉換材料 的劣化因素可以通過的路徑。根據普通技術，當通過使用原子層沉積方法進行密封層的形 成時，可以有效地將密封層需要的膜厚度形成為薄的。當通過使用原子層沉積方法形成密封層時，可以適宜地選擇可適宜地作為密封層 的與陶瓷對應的材料。第一，為了使用有機光電轉換材料，根據本發明的光電轉換層的材 料被限制為在使得有機光電轉換材料不劣化的相對低的溫度可以生長為薄膜的材料。根 據使用烷基鋁或鋁鹵化物作為材料的原子層沉積方法，可以在有機光電轉換材料不劣化的 200°C以下的溫度形成氧化鋁的致密薄膜。特別是，當使用三甲基鋁時，甚至在約100°C也可 以形成氧化鋁的薄膜，這是有利的。通過適宜地選擇類似于氧化鋁的氧化硅或氧化鈦的材料，可以在低于200°C形成致密薄膜，這是有利的。<密封輔助層>對于通過使用原子層沉積方法形成的薄膜，出于水平差的涂覆和密度的觀點，可 以在低溫形成無比優良質量的薄膜。首先，薄膜材料的物理性質可能由于在光刻工藝中使 用的化學品而劣化。例如，通過使用原子層沉積方法形成的氧化鋁的薄膜是非晶的。因此， 薄膜的表面被堿溶液如顯影劑或脫模液而侵蝕。在這樣的情況下，需要在通過使用原子層 沉積方法形成的氧化鋁的薄膜上形成具有優良耐化學性的薄膜。換言之，作為用于保護密 封層的功能層的密封輔助層是必要的。此外，通過使用CVD方法如原子層沉積方法形成的薄膜常常具有非常強的內拉伸 應力。因此，采用重復間歇加熱和冷卻的工藝作為半導體制造工藝或其在高溫和高濕度的 氣氛中長時間保存或使用，薄膜中可能出現裂紋以劣化。為了解決通過使用原子層沉積方法形成的密封層的這些情況，可以優選使用其中 設置密封輔助層的構造，所述的密封輔助層包含金屬氧化物陶瓷、金屬氮化物陶瓷和金屬 氮氧化物陶瓷中的至少一種，所述的密封輔助層是通過使用物理氣相沉積(PVD)方法形成 的并且具有優良的耐化學性。此處，將通過使用原子層沉積方法形成的密封層構造為第一 密封層，并且將通過使用PVD方法在第一密封層上形成的且包括金屬氧化物、金屬氮化物 和金屬氮氧化物中的任何一種的層構造為第二密封層。在這樣的情況下，可以以容易的方 式改善密封層整體的耐化學性。此外，通過使用PVD方法如濺射方法形成為膜的陶瓷常常 具有強的擠壓應力并且可以抵銷通過使用原子層沉積方法形成的第一密封層的拉伸應力。 因此，減輕了密封層整體的應力，由此改善了密封層的可靠性。此外，可以顯著地抑制由于 密封層的應力導致的缺陷的發生，如光電轉換層等的性能的劣化或光電轉換破壞等破壞的 發生。特別地，優選的是，采用其中設置第二密封層的構造，所述的第二密封層通過使用 濺射方法形成在第一密封層上并且包含氧化鋁、氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的任何一種。優選的是，第一密封層的膜厚度等于或大于0. 05 μ m并且等于或小于0. 2 μ m。此 外，第一密封層優選包含氧化鋁、氧化硅和二氧化鈦中的任何一種。<緩沖層>緩沖層吸附諸如水分子之類的因素和/或與諸如水分子之類的因素反應，所述諸 如水分子之類的因素基于由于制造工藝過程中的變動等而不能容易地完全防止其產生的 密封層的微小缺陷而穿透，并且劣化有機光電轉換材料，所述緩沖層具有屏蔽劣化的功能， 并且具有屏蔽劣化因素到達設置在密封層下面的有機光電轉換材料的功能。此外，由于用 作密封層材料的致密陶瓷材料具有大的應力，因此該應力特別集中在光電轉換層的端部 中。因此，可能發生缺陷，如對電極和像素電極之間的接觸，或由于長時間貯存或應用或在 制造工藝過程中作為間歇加熱和冷卻的熱沖擊導致的光電轉換層的剝離。緩沖層也是造成 減輕應力的作用的原因。此外，由于將緩沖層形成在光電轉換層的上面上，因此需要緩沖層 的材料是透明的。作為滿足上述條件的緩沖層的材料，有如下的有機材料和無機材料。作為有機材 料，有聚合物如聚乙烯醇或是用作光電轉換材料的有機半導體。作為無機材料，有金屬氟化 物如氟化鈣、氟化鎂和氟化鋰，和金屬氧化物如氧化鈣、氧化硅、氧化鍶、氧化鋇和氧化鎂。
在通過使用原子層沉積方法形成密封層以涂覆緩沖層的情況下，優選使用具有可 以與變為其材料的有機金屬化合物、金屬商化物等反應的羥基的有機聚合物或金屬氧化 物。特別是優選的是，緩沖層包括氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的任何一種。此外，當進行所 謂的β膜形成，即進行在整個基板上形成緩沖層時，劣化因素如水分子寧可通過緩沖層從 基板的端部穿透到光電轉換層的內部。因此，優選的是，將在用于涂覆光電轉換層的區域中 將緩沖層圖案化，并且緩沖層完全被密封層涂覆，同時被光電轉換層和對電極涂覆。因而， 更優選的是，通過使用在膜形成工藝中能夠使用金屬掩模(master)圖案化的PVD方法如真 空沉積方法或濺射方法將金屬氧化物形成為緩沖層。通過使用PVD方法進行緩沖層的真空 膜形成，基板不暴露于外部空氣，不允許劣化因素如水分子混合進來，并且有機光電轉換材 料在緩沖層形成工藝中不劣化，這些是有利的。為了在制造工藝中不允許劣化因素如水分子混合在有機層中，優選的是，至少將 有機層107、對電極108、緩沖層109和密封層110在真空和/或惰性氣體的氣氛下均勻地 形成而不將基板暴露于外部空氣。特別優選的是，使用有機電致發光(有機EL)制造設備， 在該設備中，如下器件被直接連接到真空度為IXlO-4Pa以下的簇型真空輸送系統在根本 沒有將基板暴露于外部空氣的情況下，在真空和/或惰性氣體如Ar或N2的中間，形成電荷 阻擋層、光電轉換層和緩沖層的真空沉積器件；形成對電極和密封輔助層的濺射器件和形 成密封層的原子層沉積器件。<濾色器，間隔壁，光屏蔽層和保護層>在多個像素部中，設置濾色器。此外，在多個像素部中的相鄰濾色器之間設置的間 隔壁起著光收集裝置的作用，其將入射到像素部的光收集到像素部的光電轉換層中。濾色 器制造工藝包括周圍光屏蔽層形成工藝，形成第一顏色的濾色器的工藝，形成第二顏色的 濾色器的工藝，形成第三顏色的濾色器的工藝和間隔壁形成工藝。作為周圍光屏蔽層，可以 將第一至第三顏色的濾色器中的任何一種形成在除有效像素區域之外的區域中。在這樣的 情況下，可以省略只用于周圍光屏蔽層的工藝，以抑制制造成本。可以在周圍光屏蔽層形成 工藝之后，在形成第一顏色的濾色器的工藝之后，在形成第二顏色的濾色器的工藝之后，或 在形成第三顏色的濾色器的工藝之后，進行間隔壁形成工藝，這可以根據使用的制造技術 和使用的制造方法的組合適宜地選擇。在下面所述的過程中，將介紹其中在形成第二顏色 的濾色器的工藝之后進行間隔壁形成工藝的一個實例。作為普通濾色器制造方法，有光刻方法。光刻方法的制造工藝按照用于半導體制 造的光刻工藝。因此，可以抑制初始投資。因而，通常，將光刻方法廣泛地用作濾色器的制造 方法。在使用光刻方法制造濾色器的方法中，通過重復如下工藝制造用于每種顏色的濾色 器對通過用包含著色固化性組合物的光敏組合物涂覆基板并且干燥基板而形成的薄膜， 進行圖案曝光、顯影和烘焙工藝而形成著色像素的工藝。此光刻方法通過組合已知的技術， 可以容易地應用到本發明中。在使用光刻方法的濾色器制造方法中，將干法蝕刻方法用作形成薄膜和具有精細 圖案的濾色器的有效方法。在干法蝕刻方法中，使用不包含光敏組合物如光引發劑或單體 或堿溶性樹脂的著色固化性組合物。因此，與使用普通光刻方法的濾色器制造方法相比，可 以增加著色劑在著色固化性組合物的總固體量中的含量。因此，與光刻方法相比，可以形成 在保持相同程度的光譜特性的同時將其膜厚度降低一半的濾色器。作為在其中對于主要混合色的像素尺寸小于2 μ m，特別是約1 μ m的固態攝像裝置中的濾色器制造方法，優選使用 干法蝕刻方法。此處，將描述根據干法蝕刻方法的濾色器制造工藝。在使用干法蝕刻方法的情況 下，形成第一至第三顏色的濾色器的工藝進一步包括光致抗蝕劑圖案化工藝，蝕刻工藝， 光致抗蝕劑消除工藝，著色層形成工藝和平坦化工藝。平坦化工藝在形成第一顏色的濾色 器的工藝和/或形成第二顏色的濾色器的工藝中可以被省略，并且共同地在第三濾色器形 成工藝中進行，由此可以減少制造工藝的數量。在平坦化工藝共同地在最后工藝進行的情 況下，蝕刻工藝和平坦化工藝的制造變化變大。因此，平坦化工藝的省略需要根據使用的制 造技術和使用的制造方法的組合而適宜地考慮。下面描述的程序是其中在第一濾色器形成 工藝中省略了平坦化工藝的一個實例。圖34是表示下面所述的濾色器的一種構造的平面圖。圖34中所表示的濾色器的 構造通過與實際的濾色器相比減少了像素部的數量而得到簡化。圖35表示圖34所表示的 濾色器的橫截面視圖。圖35(a)表示沿圖34中所示的線1-1’取的橫截面，而圖35(b)表 示沿圖34中所示的線11-11’取的橫截面。此外，在圖36至58，(a)表示沿圖34中所示的 線1-1’取的橫截面，而(b)表示沿線11-11’取的橫截面。[周圍光屏蔽層形成工藝]圖36至40表示周圍光屏蔽層形成工藝的一個實例。圖36表示其中在密封層110上形成周圍光屏蔽層113的狀態。圖37表示其中在 周圍光屏蔽層113上將光致抗蝕劑形成為膜的狀態。圖38表示其中形成了設置在周圍光 屏蔽層113上的光致抗蝕劑的圖案的狀態。圖39表示其中對于周圍光屏蔽層113進行干 法蝕刻工藝的狀態。圖40表示其中在干法蝕刻工藝之后將設置在周圍光屏蔽層113上的 光致抗蝕劑剝離的狀態。在周圍光屏蔽層形成工藝中，如圖36中所示，將密封層110的整個上面用形成周 圍光屏蔽層113的包含黑色著色劑的組合物涂覆。接著，將涂膜通過在180°C至250°C的大 氣溫度加熱5至10分鐘而固化，從而形成周圍光屏蔽層(黑色著色層)113。此加熱工藝 可以在組合物涂覆之后進行干燥工藝的同時進行。備選地，在涂覆工藝和干燥工藝之后，可 以設置另外的熱固化工藝。優選的是，周圍光屏蔽層113由其中分散有鈦黑、碳黑等的黑色 著色組合物形成。在后面描述的形成第一至第三顏色的濾色器的工藝中，周圍光屏蔽層113 可以在平坦化工藝中被用作拋光停止器。在周圍光屏蔽層113還被用作拋光停止器的情況 下，為了提高耐拋光性，可以將由氧化鋁、氧化硅、氧化鋯等形成的無機細粒加入到形成周 圍光屏蔽的組合物中。在第一至第三顏色的濾色器中的任何一種中形成周圍光屏蔽層113 的情況下，省略此工藝。此外，在有效像素區域的外部上，有機層107的端部形成水平差。因此，當形成周 圍光屏蔽層113時，可能在周圍光屏蔽層113端部的上面上形成水平差。特別是，在周圍光 屏蔽層113還起著拋光停止器的作用的情況下，優選通過在將周圍光屏蔽層113形成厚的 之后，預先進行后面描述的平坦化工藝而拋光該水平差，以使周圍光屏蔽層113的表面平 坦化。接著，在如下所述的周圍光屏蔽層形成工藝中，順序地進行形成第一至第三顏色 的濾色器的工藝，以形成濾色器。此處，將描述其中將紅色濾色器(圖中由“R”表示)用作第一顏色的濾色器，將藍色濾色器(圖中由“B”表示)用作第二顏色的濾色器并且將綠色 濾色器(圖中由“G”表示)用作第三顏色的濾色器的一個實例。[光致抗蝕劑的圖案化]在形成第一顏色的濾色器的工藝中，首先，如圖37中所示，用陽圖型光致抗蝕劑 (例如，富士電子材料株式會社制造的rai622BC)涂覆周圍光屏蔽層113的上面。通過使用 電熱板將預烘焙工藝在80至100°C的范圍內進行60秒，由此形成光致抗蝕劑。隨后，如圖38中所示，將與其中布置第一至第三顏色的濾色器的有效像素區域對 應的區域通過使用光掩模從光致抗蝕劑的上面曝光。例如，使用曝光分檔器，所述曝光分檔 器使用汞燈i線(波長365nm)。接著，通過使用電熱板，在將曝光工藝在100至120°C的范 圍內進行90秒之后，進行加熱(PEB)工藝。然后，通過使用顯影溶液進行攪拌(puddle)顯 影工藝，并且通過使用電熱板進行后烘焙工藝，由此消除在有效像素區域中設置的光致抗 蝕劑，此時，設置在周圍光屏蔽層113的上面區域中的光致抗蝕劑保留。[蝕刻工藝]接著，將描述通過使用光致抗蝕劑作為掩模對周圍光屏蔽層113進行的干法蝕刻 工藝。作為干法蝕刻裝置，例如，使用反應性離子蝕刻(RIE)裝置。RIE裝置具有已知的結 構如平行板型，電容偶合型，或電子回旋加速器共振型，并且可以通過使用高頻放電進行干 法蝕刻。通過使用這樣的RIE裝置，采用用作掩模的光致抗蝕劑，對周圍光屏蔽層113進行 干法蝕刻工藝。因此，如圖39中所示，消除了在其中布置第一至第三顏色的濾色器的有效 像素區域中設置的光屏蔽層。根據本發明，在周圍光屏蔽層113的蝕刻工藝中，相繼進行開口部形成干法蝕刻 工藝和殘余液消除干法蝕刻工藝。在蝕刻工藝中，首先，進行開口部形成干法蝕刻工藝。[開口部形成干法蝕刻工藝]當進行開口部形成干法蝕刻工藝時，出于將周圍光屏蔽層113加工成矩形形狀的 觀點，優選的是，將含有氟化氣體和O2氣體中的至少一種的混合氣體用作第一蝕刻氣體。然 后，在開口部形成干法蝕刻工藝中，將第一蝕刻氣體引入到處理室的內部，在處理室中，在 平面電極(陰極)上安裝半導體基板。然后，在其中引入蝕刻氣體的狀態下，當在平面電極 和對電極之間施加高頻電壓時，進行基于陰極效應將周圍光屏蔽層113加工成矩形形狀的 蝕刻。作為在開口部形成干法蝕刻工藝中使用的氟化氣體，優選使用以下式1表示的氟化 化合物的氣體。[化學式1]式(1)CnHmF1(此處，η表示1至6，m表示0至13，并且1表示1至14)作為由式(1)表示的氟化氣體，例如，有包含由以下氣體組成的組中形成的至少 一種類型的氣體CF4，C2F6，C3F8，C2F4，C4F8，C4F6，C5F8和CHF3。作為根據本發明的氟化氣體， 可以從上述組中選擇一種類型的氣體進行使用。此外，可以以組合的方式使用兩種以上類 型的氣體。這些中，出于將蝕刻過的部分保持為矩形形狀的觀點，氟化氣體優選為選自由以 下氣體組成的組中的至少一種=CHyC4HyC4Hi^nCHF3tj此外，氟化氣體更優選為CH4和/或 C4F6。而且，氟化氣體再更優選為CF4和C4F6和混合氣體。
出于保持蝕刻等離子體的穩定性和垂直蝕刻的形狀的觀點，除了上述的氟化氣體 和O2氣體之外，在開口部形成干法蝕刻工藝中使用的混合氣體還優選為稀有氣體He，Ne, Ar，Kr和Xe，含有氯、氟、溴等的鹵素原子的鹵化氣體(例如，CCl4, CClF3, AlF3, AlCl3等)， 或含有選自由N2, CO和CO2組成的組中的至少一種的氣體。此外，混合氣體更優選為含有選 自由Ar，He，Kr，N2和Xe組成的組中的至少一種的氣體。而且，混合氣體再更優選為含有選 自由He，Ar和Xe組成的組中的至少一種的氣體。但是，在可以保持等離子體的穩定性和垂 直蝕刻的形狀的情況下，在開口部形成干法蝕刻工藝中使用的混合氣體可以是只由氟化氣 體和O2氣體形成的氣體。[殘余液消除干法蝕刻工藝]在殘余液消除干法蝕刻工藝中，通過使用含有O2氣體的第二蝕刻氣體進行干法蝕 刻工藝，可以在保持周圍光屏蔽層113矩形形狀的情況下消除其中消除了光致抗蝕劑的表 面變化層和光屏蔽層的區域中保留的殘余液。在殘余液消除干法蝕刻工藝中使用的第二蝕刻氣體被形成含有O2氣體。但是，出 于蝕刻等離子體的穩定性的觀點，可以進一步包括由選自由He，Ne, Ar，Kr，Xe和N2氣體組 成的組中的至少一種氣體形成的第三蝕刻氣體。在這樣的情況下，按流動比率計，第三蝕刻 氣體與O2氣體的混合比率(Ar氣體等/O2氣體)優選等于或小于40/1，更優選等于或小于 20/1，并且再更優選等于或小于10/1。為了提高消除殘余液的能力，可以進一步包括氟化化 合物為5%以下的氣體。第三蝕刻氣體更優選為選自由He，Ar和Xe組成的組中的至少一種氣體。但是，在 可以保持蝕刻等離子體的穩定性的情況下，第二蝕刻氣體可以只由O2形成，并且可以不包 括第四氣體。此外，優選的是，基于預先計算的蝕刻處理時間完成殘余液消除干法蝕刻工藝。例 如，出于保持光致抗蝕劑的矩形形狀的觀點，殘余液消除干法蝕刻工藝的處理時間優選在3 至10秒的范圍內，并且更優選在4至8秒的范圍內。[光致抗蝕劑消除工藝]在進行蝕刻工藝后，進行光致抗蝕劑消除工藝。首先，通過使用溶劑或光致抗蝕劑 剝離溶液進行光致抗蝕劑剝離工藝，由此消除保留在周圍光屏蔽層113上的光致抗蝕劑。 備選地，通過延長殘余液消除蝕刻工藝的處理時間，消除光致抗蝕劑。在進行光致抗蝕劑消除工藝后，可以另外地提供烘焙工藝，用于去溶劑化和脫水。 如上所述，設置在其中將要形成濾色器的區域(有效像素區域)中的光屏蔽層通過被蝕刻 而消除，并且將光致抗蝕劑剝離。優選的是，根據本發明的光致抗蝕劑消除工藝包括1)涂覆剝離溶液或溶劑到光 致抗蝕劑上以允許光致抗蝕劑能夠被消除的工藝；和2)通過使用清潔水消除光致抗蝕劑 的工藝。作為涂覆剝離溶液或溶劑到光致抗蝕劑上以能夠被消除的工藝，例如，有攪拌 (puddle)顯影工藝，其中將剝離溶液或溶劑至少涂覆到光致抗蝕劑的上面上，并且允許保 留預定時間。允許剝離溶液或溶劑保留的時間沒有特別限制，但是優選在幾十秒至幾分鐘 的范圍內。作為通過使用清潔水消除光致抗蝕劑的工藝，例如，有通過由噴射型或噴淋型注 射噴嘴注射清潔水到光致抗蝕劑上而消除光致抗蝕劑的工藝。作為清潔水，可以優選使用純水。此外，作為注射噴嘴，有具有其中包括整個支撐體的注射范圍的注射噴嘴、可移動型 注射噴嘴和具有包括整個支撐體的可移動范圍的注射噴嘴。在注射噴嘴是可移動類型的情 況下，在消除光致抗蝕劑的工藝過程中，通過從支撐體的中心部到支撐體的端部移動兩次 以上以注射清潔水，可以更加有效地消除光致抗蝕劑。通常，剝離溶液含有有機溶劑，并且可以另外含有無機溶劑。作為有機溶劑，例如， 有1)烴化合物，2)鹵代烴化合物，3)醇化合物，4)醚或縮醛化合物，5)酮或醛化合物，6)酯 (esther)化合物，7)多元醇化合物，8)羧酸或其酸酐化合物，9)酚化合物，10)含氮化合物， 11)含硫化合物和12)含氟化合物。剝離溶液優選含有含氮化合物，并且更優選含有無環含 氮化合物和環狀含氮化合物。剝離溶液更優選含有選自一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少一種作為無環 含氮化合物，并且含有選自N-甲基-2-吡啶烷酮和N-乙基嗎啉中的至少一種作為環狀含 氮化合物。剝離溶液再更優選含有一乙醇胺和W-甲基-2-吡咯烷酮。此外，優選的是，相 對于100質量份的剝離溶液，無環含氮化合物的含量等于或高于9質量份和等于或低于11 質量份，并且環狀含氮化合物的含量等于或高于65質量份和等于或低于70質量份。根據本 發明的剝離溶液優選通過用純化稀釋無環含氮化合物和環狀含氮化合物的混合物而獲得。在光致抗蝕劑消除工藝中，可以消除在著色層上形成的光致抗蝕劑，并且即使在 蝕刻產物附著到著色層的側壁的情況下，蝕刻產物也可能沒有完全被消除。在根據本發明 的光致抗蝕劑消除工藝中，更優選另外進行通過后烘焙的脫水工藝。[形成第一顏色的濾色器的工藝]在進行光致抗蝕劑消除工藝之后，隨后，進行第一顏色濾色器工藝。圖41表示其 中將第一顏色的濾色器形成為膜的狀態。圖42表示其中將光致抗蝕劑作為膜形成在第一 顏色的濾色器上的狀態。圖43表示其中曝光和顯影光致抗蝕劑的狀態。圖44表示其中對 于第一顏色的濾色器進行干法蝕刻工藝的狀態。圖45表示其中在第一顏色的濾色器上形 成的光致抗蝕劑被剝離的狀態。首先，如圖41中所示，用形成第一顏色的濾色器的組合物涂覆周圍光屏蔽層113， 使得組合物覆蓋周圍光屏蔽層113的整個上表面，并且包埋在開口部中。然后，通過使用電 熱板進行后烘焙工藝，由此形成第一顏色的濾色器。此外，在形成第一顏色的濾色器的工藝中，考慮到在之后的工藝中進行平坦化如 拋光，將第一顏色的濾色器的上表面(upper face)形成為被設置在比起著拋光停止器作用 的周圍光屏蔽層113的上表面更高的面上。在形成第一至第三顏色的濾色器的工藝所包括 的平坦化工藝中，在第一顏色的濾色器用作拋光停止器的情況下，為了提高耐拋光性，可以 將氧化鋁、氧化硅、氧化鋯等的無機細粒加入到形成第一顏色的濾色器的著色層組合物中。接著，如圖42中所示，將第一顏色的濾色器的整個上表面用陽圖型型光致抗蝕劑 涂覆，然后進行預烘焙工藝，由此形成光致抗蝕劑。然后，如圖43中所示，通過使用i線曝光分檔器，通過將其中將要形成第二顏色的 濾色器的區域圖案化，以消除光致抗蝕劑。此外，形成光致抗蝕劑等的圖案的工藝與上述圖 案化工藝的那些相同。此外，如圖44中所示，進行蝕刻工藝，其中，通過使用光致抗蝕劑作為掩模消除了 在其中將要形成第二顏色的濾色器的區域中設置的第一顏色的濾色器。在此蝕刻工藝中，出于處理在第一顏色的濾色器中的矩形像素圖案的觀點，優選通過如上所述相繼進行使用 含有氟化氣體和O2氣體的第一蝕刻氣體的開口部形成干法蝕刻工藝和使用含有N2氣體和 O2氣體的第二蝕刻氣體的殘余液消除干法蝕刻工藝，消除其中將要形成第二顏色的濾色器 的區域。在進行蝕刻工藝后，如圖45中所表示的，進行光致抗蝕劑消除工藝。用于消除光 致抗蝕劑的處理方法、條件、溶劑或剝離溶液等與在上述的光致抗蝕劑消除工藝中的那些 相同。[形成第二顏色的濾色器的工藝]圖46表示其中將第二顏色的濾色器作為膜形成的狀態。圖47表示其中將第一和 第二顏色的濾色器平面化的狀態。在形成第二顏色的濾色器的工藝中，如圖46中所示，形成第二顏色的濾色器，使 其覆蓋起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層113和第一顏色的濾色器的整個上表面并且 包埋于開口部中。類似于形成第一顏色的濾色器的方法，通過使用濾色器的組合物進行涂 覆。在通過使用濾色器的組合物進行涂覆之后，通過使用電熱板進行后烘焙工藝，由此形成 第二顏色的濾色器。在第二顏色的濾色器用作拋光停止器的情況下，為了提高耐拋光性，可 以將氧化鋁、氧化硅、氧化鋯等的無機細粒加入到形成第二顏色的濾色器的著色層的組合 物中。[平坦化工藝]如圖47中所示，在平坦化工藝中，通過使用CMP裝置拋光第一顏色的濾色器和第 二顏色的濾色器以將其平坦化，直到露出起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層113。因此， 當露出耐拋光性比第一顏色的濾色器和第二顏色的濾色器的耐拋光性高的起著拋光停止 器作用的周圍光屏蔽層113時，第一顏色的濾色器和第二顏色的濾色器的拋光速度降低。 因此，使第一顏色的濾色器和第二顏色的濾色器的表面符合拋光工藝的終點，即起著拋光 停止器作用的周圍光屏蔽層113的表面，變得容易。[拋光的條件]作為拋光劑，使用其中分散有氧化硅細粒的漿液。此外，作為拋光裝置，可以使用 具有100至250cm3 .mirT1的漿液流動速率、0. 2至5. Opsi的晶片壓力和1. 0至2. 5psi的固 定環壓力并且由磨料布形成的裝置。通過將晶片磨料布的轉數設置為約30rpm至lOOrpm， 可以形成具有很少微型擦痕的濾色器。在被拋光后，通過使用純水清潔濾色器。之后，進行 后烘焙工藝，以消除含有的水分。[間隔壁形成工藝]圖48表示其中將光致抗蝕劑作為膜形成在第一和第二顏色的濾色器上的狀態。 圖49表示其中顯影和曝光光致抗蝕劑的狀態。圖50表示其中采用用作掩模的光致抗蝕劑 進行干法蝕刻的狀態。圖51表示其中將光致抗蝕劑剝離的狀態。圖52表示其中將間隔壁 的材料形成為膜的狀態。圖53表示其中將第一和第二顏色的濾色器和間隔壁平面化的狀 態。在間隔壁形成工藝中，首先，如圖48中所示，將第一顏色的濾色器，第二顏色的濾色器 和周圍光屏蔽層113的整個上表面用陽圖型光致抗蝕劑涂覆，并且進行預烘焙，以形成光 致抗蝕劑。接著，通過使用i_線曝光分檔器，如圖49中所示，將在其中將要形成開口的區域中設置的光致抗蝕劑圖案化以將其消除。此外，形成光致抗蝕劑的圖案的工藝與上述圖案 化工藝的工藝相同。然后，如圖50中所示，進行蝕刻工藝，在蝕刻工藝中，在用作掩模的光致抗蝕劑的 情況下消除其中將要形成開口的區域。在此蝕刻工藝中，類似于上述的蝕刻工藝，進行開口 部形成干法蝕刻工藝和殘余液消除干法蝕刻工藝，以在第一和第二顏色的濾色器中形成開 口部。在進行蝕刻工藝后，進行光致抗蝕劑消除工藝。圖51表示其中消除光致抗蝕劑的 狀態。用于消除光致抗蝕劑的處理方法、條件、溶劑或剝離溶液等與上述光致抗蝕劑消除工 藝的那些相同。在進行光致抗蝕劑消除工藝之后，進行間隔壁形成工藝。在間隔壁形成工藝中，形成間隔壁，使其覆蓋起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽 層113和第一和第二顏色的濾色器的整個上表面并且包埋在開口部中。如圖52中所示，通 過使用與形成第一顏色的濾色器的方法相同的方法，通過使用間隔壁的組合物進行涂覆。 在通過使用間隔壁的組合物進行涂覆之后，通過使用電熱板進行后烘焙工藝，以形成間隔 壁 112。作為間隔壁的材料，優選折射率比第一至第三顏色的濾色器的折射率低的透明材 料。間隔壁的折射率優選低于1. 5，并且更優選低于1. 4。作為間隔壁的材料，有由氧化硅等 形成的多孔膜，硅氧烷聚合物，非晶氟樹脂等。在市場中可以獲得由JSR公司制造的OPSTAR 低折射率材料JN系列，由Toray Industries, Inc.制造的NR系列，由Asahi Glass Co., Ltd.制造的 Cytop 系列，由 Ε· I. du Pont de Nemours and Company 制造的 TeflonAF 等級， 等。在將間隔壁112用作拋光停止器的情況下，為了提高其耐拋光性，可以將氧化鋁、氧化 硅、氧化鋯等的無機細粒加入到間隔壁的組合物中。在進行形成第三顏色的濾色器的工藝之前，如圖53中所示，拋光第一顏色的濾色 器、第二顏色的濾色器和間隔壁112，直到露出起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層113。 在進行間隔壁形成工藝之后，進行形成第三顏色的濾色器的工藝。可以構造成省略平坦化 工藝，并且將拋光工藝與形成第三顏色的濾色器的工藝一起進行。在不形成間隔壁112的情況下，省略間隔壁形成工藝，并且在進行形成第二顏色 的濾色器的工藝之后，進行形成第三顏色的濾色器的工藝。不限于將間隔壁形成工藝在形 成第二顏色的濾色器的工藝和形成第三顏色的濾色器的工藝之間進行。因此，基于使用的 制造技術和制造方法的組合，可以適宜地將間隔壁形成工藝的工藝的順序與形成周圍光屏 蔽層13的工藝和形成第一至第三顏色的濾色器的工藝一起改變。[形成第三顏色的濾色器的工藝]圖54表示其中光致抗蝕劑作為膜形成在第一和第二顏色的濾色器和間隔壁上的 狀態。圖55表示曝光和顯影光致抗蝕劑的狀態。圖56表示其中通過蝕刻間隔壁的一部分 而形成第三顏色的濾色器的區域的狀態。圖57表示其中將光致抗蝕劑剝離的狀態。圖58 表示其中將第三顏色的濾色器作為膜形成的狀態。在形成第三顏色的濾色器的工藝中，首 先，如圖54中所示，將間隔壁材料層的整個上表面用陽圖型光致抗蝕劑涂覆，并且進行預 烘焙以形成光致抗蝕劑。接著，通過使用i_線曝光分檔器，如圖55中所示，將其中將要形成第三顏色的濾 色器的區域圖案化，以消除光致抗蝕劑。此外，形成光致抗蝕劑的圖案的工藝與上述圖案化工藝的工藝相同。然后，如圖56中所示，進行蝕刻工藝，在蝕刻工藝中，采用用作掩模的光致抗蝕劑 消除其中將要形成第三顏色的濾色器的區域。在此蝕刻工藝中，類似于上述的蝕刻工藝， 通過進行開口部形成干法蝕刻工藝和殘余液消除干法蝕刻工藝，在間隔壁112中形成開口 部。在此工藝之前進行的光致抗蝕劑圖案形成工藝和此工藝中，通過調節光致抗蝕劑的處 理條件和/或干法蝕刻的處理條件，確定開口部的尺寸以形成具有所需要寬度的間隔壁 112。例如，在像素尺寸是Ι.Ομπι的情況下，為了增加像素的孔徑比，間隔壁112的寬度優 選等于或小于0. Ιμπι，并且開口部的尺寸等于或大于0.9μπι且小于Ι.Ομπι。如圖57中表示的，在進行蝕刻工藝后，進行光致抗蝕劑消除工藝。用于消除光致 抗蝕劑的處理方法、條件、溶劑或剝離溶液等與上述光致抗蝕劑消除工藝的那些相同。在進行光致抗蝕劑之后，如圖58中表示的，形成第三顏色的濾色器，以覆蓋第一 顏色的濾色器、第二顏色的濾色器、間隔壁112和開口部這四者。在形成第三顏色的濾色器 的方法，類似于形成第一顏色的濾色器和第二顏色的濾色器的方法，通過使用濾色器的組 合物進行涂覆。在通過使用濾色器的組合物進行涂覆之后，通過使用電熱板進行后烘焙工 藝，由此形成第三顏色的濾色器。在進行形成第三顏色的濾色器的工藝之后，進行平坦化工藝。在平坦化工藝中，通過使用CMP裝置進行拋光工藝，以將第三顏色的濾色器的表 面平坦化，直到起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層113、第一顏色的濾色器、第二顏色的 濾色器和間隔壁112的上表面。此外，在平坦化工藝中，通過進行與上述平坦化工藝類似的 工藝，拋光第三顏色的濾色器。因此，當進行拋光工藝直到露出耐拋光性高于第三顏色的 濾色器的耐拋光性并且起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層113時，可以容易地使第三顏 色的濾色器上表面的位置符合(fit to)預先形成的起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層 113的上表面，即拋光工藝的終點。因此，如圖35中所示，將第一至第三顏色的濾色器布置 在有效像素區域內，并且濾色器被由低折射率材料形成的間隔壁112分隔。因此，形成了上 表面與起著拋光停止器作用的周圍光屏蔽層113的上表面相同平面的濾色器。如在上述的實例中，在根據圖34中所示的Bayer陣列形成在像素之間布置的紅色 濾色器(R)、綠色濾色器(G)、藍色濾色器(B)和間隔壁112的情況下，出于制造成本的觀 點，優選的順序是在形成紅色濾色器和藍色濾色器之后將間隔壁的材料形成為膜并且最后 形成綠色濾色器。原因在于，在用間隔壁的材料的成膜之前在蝕刻工藝(圖50)中形成的 開口部I和在用綠色濾色器的材料的形成膜之前在蝕刻工藝(圖56)中形成的開口部II 具有從平面中的表面觀看的相同中心，并且開口部的尺寸彼此不同僅在于間隔壁112的寬 度。在形成像素尺寸為1. 0 μ m和寬度為0. 1 μ m的間隔壁的情況下，當開口部I的尺寸被 假定為1. Iym并且開口部II的尺寸被假定為0.9μπι且開口部I和II的中心相同時，間 隔壁112的寬度變為0. 1 μ m。在所有濾色器形成之后形成間隔壁的情況下，對于形成寬度 為0. Ιμπι的開口部需要高分辨率的圖案化技術，由此增加制造成本。另一方面，在上述的 實例中，開口部的最小尺寸是0.9 μ m。因此，可以采用普通光刻技術，由此抑制制造成本。 而且，開口部I和II的形狀和中心相同。因此，在形成開口部之前的光致抗蝕劑圖案形成 工藝中，在采用通常使用的曝光掩模的情況下，僅開口部的尺寸可以通過調節曝光條件、顯 影條件和蝕刻條件而改變。換言之，可以減少高價格的光掩模的數量，這是有利的。
此外，在上述平坦化工藝中，通過進行拋光(CMP)工藝將濾色器平坦化。但是，本 發明不限于此。因而，可以通過使用與在上述的干法蝕刻工藝中使用的相同方法，通過蝕刻 濾色器的整個面(回蝕刻工藝)，將濾色器平坦化。[著色組合物]下面將描述形成濾色器的著色組合物。著色組合物的光固化性組分可以通過干法 蝕刻被圖案化而消除。在具有很少光固化性組分的著色組合物中，或優選在其中不包括光 固化性組分的著色組合物中，可以提高著色劑的密度。因此，可以在保持其透射光譜性的情 況下，形成厚度小于普通濾色器的厚度的濾色器層，這是難以實施的。因此著色組合物優選 是非光致抗蝕性的固化性組合物，其不含有光固化性組分，并且更優選是熱固性組合物。以下，將描述熱固性組合物。熱固性組合物含有著色劑和熱固性化合物。著色劑 在總溶解固體中的密度優選等于或高于50質量％并且低于100質量％。通過提高著色劑 的密度，可以形成具有減小厚度的濾色器。[著色劑]著色劑沒有特別限制。因而，作為著色劑，可以使用一種、兩種或更多種類型的已 知染料和顏料的混合物。作為顏料，可以使用已知的各種無機顏料或有機顏料。優選的是，顏料的透光率 高，而與顏料是無機顏料或有機顏料無關。因而，可以優選使用平均粒子直徑盡可能降低的 顏料。此外，將處理一起考慮，顏料的平均粒子直徑優選0. 01 μ m至0. 1 μ m的范圍內，并且 更優選在0. 01 μ m至0. 05 μ m的范圍內。作為優選的顏料，有下面所述的顏料。但是，本發明不限于此。有C. I.顏料黃 11，24，108，109，110，138，139，150，151，154，167，180 和 185 ； C. I.顏料橙 36 和 71 ；C. I.顏料紅 122，150，171，175，177，209，224，242，254，255 和 264 ； C. I.顏料紫 19，23 和 32 ;C. I.顏料藍 15 1，15 3，15 6，16，22，60 和 66 ；C. I.顏料綠 7，36
和58。當著色劑是染料時，可以通過將染料均勻地溶解于組合物中而獲得非光致抗蝕性的 熱固性著色樹脂組合物。可以被用作著色劑的染料沒有特別限制。因而，作為著色劑，可以使用用于普通濾 色器的已知染料。至于染料的化學結構，可以使用染料如吡唑偶氮，苯胺偶氮，三苯基甲烷， 蒽醌，蒽素吡啶酮(anthrapyridone)，苯亞甲基，氧雜菁，吡唑啉酮三唑偶氮，吡啶酮偶氮， 花青，吩噻嗪，吡咯并吡唑偶氮次甲基(pyroropyrazolazomethine)，咕噸，酞菁，苯并吡喃
禾口靛青。著色劑在著色熱固性組合物的總溶解固體中的含量沒有特別限制，但是優選在30 至60質量％的范圍內。通過允許該含量等于或高于30質量％，可以獲得適宜作為濾色器 的染色性。此外，通過允許該含量等于或低于60質量％，可以充分地進行光固化，由此可以 抑制作為膜的強度的降低。熱固性化合物沒有特別限制，只要是可以通過加熱進行熱固性化合物的膜固化即 可。例如，作為熱固性化合物，可以使用熱固性官能團的化合物。例如，熱固性化合物優選 為具有選自環氧基、羥甲基、烷氧基甲基和酰氧基甲基中的至少一種基團的化合物。作為更優選的熱固性化合物，有(a)環氧化合物；(b)三聚氰胺化合物，胍胺化合 物，甘脲化合物或脲化合物，其被選自羥甲基、烷氧基甲基和酰氧基甲基中的至少一個取代基取代；和(C)苯酚化合物，萘酚化合物，或羥基蒽化合物，其被選自羥甲基、烷氧基甲基和 酰氧基甲基中的至少一個取代基取代。在上述的化合物中，作為熱固性化合物，再更優選使 用具有多個官能團的環氧化合物。盡管熱固性化合物在著色熱固性組合物中的總含量根據材料而不同，但是相對于 熱固性組合物的總溶解固體(質量)的總含量優選為0. 1至50質量％，更優選0. 2至40 質量％，并且再更優選1至35質量％。[各種添加劑]在著色熱固性組合物中，在不消弱本發明的效果的范圍內，需要時，可以混合各種 添加劑，例如，粘合劑，固化劑，固化催化劑，溶劑，填料，其它聚合物化合物，表面粘性劑，粘 著劑，抗氧化劑，紫外吸收劑，抗絮凝劑，分散劑等。[光致抗蝕劑]如上所述，在通過使用干法蝕刻方法形成第一至第三顏色的濾色器的情況下，通 過使用光致抗蝕劑形成抗蝕劑圖案。此外，同樣在去除工藝中，優選的是，通過使用光致抗 蝕劑形成抗蝕劑圖案。作為陽圖型光敏樹脂組合物，可以使用陽圖型抗蝕劑組合物，所述陽圖型抗蝕劑 組合物非常適合作為對放射線如紫外線(汞燈g線，h線和i線)、包括受激準分子激光的 遠紫外線、電子射線、離子束和X射線敏感的陽圖型光致抗蝕劑。在放射線中，對于曝光光 敏樹脂層，優選使用g線，h線和i線，并且更優選使用i線。特別是，作為陽圖型光敏樹脂組合物，優選使用含有醌二疊氮化合物和堿溶性樹 脂的組合物。通過使用其中醌二疊氮基受波長為500nm以下的光輻照而分解產生羧基從而 將樹脂組合物從堿不溶性的狀態改變為堿溶性的狀態的現象，將含有醌二疊氮化合物和堿 溶性樹脂的陽圖型光敏樹脂組合物用作陽圖型光致抗蝕劑。由于此陽圖型光致抗蝕劑具有 優良的溶解能力，因此將該光致抗蝕劑廣泛地用于半導體制造工藝中。作為醌二疊氮化合 物，有萘醌二疊氮化合物。可以使用任何類型的顯影溶液，只要顯影溶液對周圍光屏蔽層沒有影響并且溶解 光致抗蝕劑的曝光部分以及陰圖型抗蝕劑的未固化部分即可。特別是，可以使用各種有機 溶劑或堿水溶液的組合。在形成濾色器工藝中列出的描述中，描述了產生包括紅色(R)、綠色(G)和藍色 (B)在內的原色的濾色器的一個實例。但是，顏色不限于此。因而，在制備使用品紅、黃色和 綠色的補充色的濾色器的情況下，可以使用這樣的工藝。[外涂層]外涂層是在濾色器上形成的以在后面的工藝中保護濾色器的層。因而，外涂層也 被稱作保護層。作為外涂層的材料，可以適宜地使用聚合物材料如丙烯酸類樹脂，聚硅氧烷 樹脂，聚苯乙烯(polystylene)樹脂或氟樹脂，或無機材料如氧化硅或氮化硅。在使用光敏 樹脂如聚苯乙烯樹脂的情況下，可以通過使用光刻方法將外涂層圖案化。因此，在這樣的情 況下，當將設置在結合極板上的周圍光屏蔽層113，密封層110，絕緣層102等形成為開放 時，可以將外涂層用作光致抗蝕劑，并且可以以容易的方式將外涂層加工成微透鏡，這些是 有利的。另一方面，可以將外涂層用作反射防止層，并且優選將用于濾色器間隔壁的各種低 折射率材料形成為膜。此外，為了改善作為用于后面的工藝的保護層的功能或反射防止層的功能，可以將外涂層構造為具有由上述材料形成的兩層以上的層。[微透鏡]通過將外涂層形成為微透鏡或在外涂層上形成微透鏡，可以進一步改善光收集效 率，并且可以進一步抑制串擾。在上述實例中，使用其中省略微透鏡的構造。但是，通過采 用低折射率間隔壁來分隔濾色器，充分改善了光收集效率，并且充分地抑制了串擾。在考慮 制造成本和光學設計中的難度的情況下，可以適宜地確定微透鏡的形成。<固態攝像裝置的另一種構造實例>將描述固態攝像裝置的另一種構造實例。在下面所述的構造實例中，對構造和反 應等價于上述構件的構造和反應的每個構件等，在圖中附上相同的附圖標記或相應的附圖 標記。因而，其描述被簡化或省略。圖59是固態攝像裝置的另一種構造實例的示意性橫截面視圖。在此構造實例的 固態攝像裝置中，將像素電極104設置在絕緣層102的表面上。此外，設置電荷阻擋層15a 以覆蓋絕緣層102和像素電極104。電荷阻擋層15a具有抑制電子從像素電極104注入到 光電轉換層12’的功能。在此構造實例中，使用其中將對電極108的電勢設置成高于在讀 取電路116中包括的復位晶體管的源極的電勢并且電流從對電極流向像素電極104(換言 之，在像素電極104中收集空穴)的構造。如圖3所示的作為一個實例的讀取電路116由FD、復位晶體管、輸出晶體管和選 擇晶體管構造。這些晶體管由nMOS晶體管構造。在該圖中所示的讀取電路116，包括轉接 插塞105的配線層，絕緣層102和像素電極104通過標準CMOS圖像傳感器工藝制備。像素 電極104由TiN(膜厚度15nm)通過使用CVD方法形成，并且其表面粗糙度是Ra = 0. 4nm。 此外，在用于TiN的干法蝕刻工藝，通過采用各向異性(isotrophic)等離子體蝕刻條件，在 像素電極104的端部中形成傾斜面，并且將像素電極圖案化，使得傾斜面從基板傾斜50度。電荷阻擋層15a通過沉積具有下面的式(2)的化合物至IOOnm的膜厚度而形成。 此外，通過共沉積具有下面的式(3)的化合物和富勒烯C60使得C60的組成是80%，形成光 電轉換層12，使其具有400nm的膜厚度。包括在光電轉換層中的C60的電子親合勢Ea為Ea =4. 2eV，并且形成電荷阻擋層15a的式⑵化合物的電離電位Ip是Ip = 5. 2eV。因此， Δ1 = l.OeV，并且具有此構造的光電轉換器件可以有效抑制暗電流。而且，形成電荷阻擋 層15a的具有式(2)的化合物的電子親合勢Ea是Ea = 1. 9eV，且形成像素電極104的TiN 的功函是4. 5eV。因此，Δ 2 = 2. 6eV。因此，在具有此構造的光電轉換器件中，電子從像素電 極104至光電轉換層12’注入受到抑制。在上述沉積工藝中，真空度等于或低于IX 10_4pa， 且采用布置在基板上面上的第一金屬掩模，將電荷阻擋層15a和光電轉換層12’形成在第 一區域(參見圖1)中。此外，通過使用大氣光電光譜儀(由Riken Keiki Co.，Ltd.制造 的AC-2)測量每層的功函和Ip。通過從相應層的光譜吸收獲得吸收邊沿的能量Eg并且從 相應層的Ip值減去Eg值，以計算每層的Ea(Ea = Ip-Eg)。[化學式2]
權利要求
1.一種攝像器件，所述攝像器件包含多個第一電極，所述第一電極被設置在二維空間中的基板的上面上，其中在所述第一 電極中的一個和與所述這個第一電極相鄰的另一個第一電極之間插入有預定間隙；第二電極，所述第二電極被布置成緊鄰于在所述第一電極中被布置在最外側上的第 一電極，其中在所述布置在最外側上的第一電極和所述第二電極之間插入有所述的預定間 隙；第三電極，所述第三電極同時面對所述多個第一電極和所述第二電極；光電轉換層，所述光電轉換層被設置在所述多個第一電極和所述第二電極和所述第三 電極之間；多個信號讀取部，所述信號讀取部被連接到所述多個第一電極上，并且讀出與在所述 光電轉換層中產生并且被移動到所述多個第一電極的電荷對應的信號；和至少一個電勢調節部，所述電勢調節部連接到所述第二電極上并且調節所述第二電極 的電勢，使得根據在所述光電轉換層中產生并且被移動到所述第二電極的電荷確定的所述 第二電極的電勢不超過預定的范圍。
2.根據權利要求1所述的攝像器件，其中用于讀出與在所述光電轉換層中產生并且被 移動到所述第二電極的所述電荷對應的信號的讀取部沒有連接到所述第二電極上。
3.根據權利要求1所述的攝像器件，其中所述信號讀取部中的每一個均包括MOS晶體管電路，所述MOS晶體管電路包括復 位晶體管，所述復位晶體管被構造成使所述第一電極的電勢復位；和輸出晶體管，所述輸出 晶體管被構造成輸出與在所述光電轉換層中產生并且被移動至所述第一電極的空穴對應 的電壓信號，其中所述MOS晶體管電路的每個晶體管均是η-溝道MOS晶體管，并且其中所述的至少一個電勢調節部調節所述第二電極的電勢，使得根據在所述光電轉換 層中產生并且被移動到所述第二電極的空穴確定的所述第二電極的電勢不超過閾值。
4.根據權利要求1所述的攝像器件，其中所述信號讀取部中的每一個均包括MOS晶體管電路，所述MOS晶體管電路包括復 位晶體管，所述復位晶體管被構造成使所述第一電極的電勢復位；和輸出晶體管，所述輸出 晶體管被構造成輸出與在所述光電轉換層中產生并且被移動至所述第一電極的電子對應 的電壓信號，其中所述MOS晶體管電路的每個晶體管均是ρ-溝道MOS晶體管，并且其中所述的至少一個電勢調節部調節所述第二電極的電勢，使得根據在所述光電轉換 層中產生并且被移動到所述第二電極的電子確定的所述第二電極的電勢不低于閾值。
5.根據權利要求2所述的攝像器件，其中所述信號讀取部中的每一個均包括MOS晶體管電路，所述MOS晶體管電路包括復 位晶體管，所述復位晶體管被構造成使所述第一電極的電勢復位；和輸出晶體管，所述輸出 晶體管被構造成輸出與在所述光電轉換層中產生并且被移動至所述第一電極的空穴對應 的電壓信號，其中所述MOS晶體管電路的每個晶體管均是η-溝道MOS晶體管，并且其中所述的至少一個電勢調節部調節所述第二電極的電勢，使得根據在所述光電轉換層中產生并且被移動到所述第二電極的空穴確定的所述第二電極的電勢不超過閾值。
6.根據權利要求2所述的攝像器件，其中所述信號讀取部中的每一個均包括MOS晶體管電路，所述MOS晶體管電路包括復 位晶體管，所述復位晶體管被構造成使所述第一電極的電勢復位；和輸出晶體管，所述輸出 晶體管被構造成輸出與在所述光電轉換層中產生并且被移動至所述第一電極的電子對應 的電壓信號，其中所述MOS晶體管電路的每個晶體管均是ρ-溝道MOS晶體管，并且 其中所述的至少一個電勢調節部調節所述第二電極的電勢，使得根據在所述光電轉換 層中產生并且被移動到所述第二電極的電子確定的所述第二電極的所述電勢不低于閾值。
7.根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件，其中所述的至少一個電勢調節部 是直接連接所述第二電極和電源的配線。
8.根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件，其中所述的至少一個電勢調節部 是連接到所述第二電極上的二極管連接的晶體管。
9.根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件，其中所述的至少一個電勢調節部 是連接到所述第二電極上的二極管。
10.根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件，其中所述的第一電極和所述第二電極被布置成四邊形格子形狀，并且 其中以所述四邊形格子形狀布置的所述電極中，將位于最外側上的所述電極配置為所 述第二電極，并且將其它的電極配置為所述第一電極。
11.根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件，其中所述的第二電極由連續形成 以包圍所述的多個第一電極的一個電極構成。
12.根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件， 其中所述的光電轉換層含有有機材料，并且其中所述的預定間隙等于或小于3 μ m。
13.一種攝像裝置，所述攝像裝置包含根據權利要求1至6中任何一項所述的攝像器件。
全文摘要
本發明公開了攝像器件和攝像裝置，攝像器件包括多個被設置在二維空間中的基板的上面上的具有預定間隙的第一電極，第二電極，同時面對多個第一電極和第二電極的第三電極，被設置在多個第一電極和第二電極和第三電極之間的光電轉換層，多個信號讀取部，至少一個電勢調節部。第二電極被布置成緊鄰于被布置在最外側上的第一電極上，其中布置在最外側上的第一電極和第二電極之間插入有預定間隙。多個信號讀取部被連接到多個第一電極上，并且讀出與在電轉換層中產生并且被移動到多個第一電極的電荷對應的信號。至少一個電勢調節部連接到第二電極上并且調節第二電極的電勢，使得根據在光電轉換層中產生的并且被移動到第二電極的電荷確定的第二電極的電勢不超過預定的范圍。
文檔編號H04N5/225GK102005463SQ201010271200
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月1日 優先權日2009年9月1日
發明者后藤崇 申請人:富士膠片株式會社