[发明专利]光电转换元件，固态成像元件，成像设备和用于制造光电转换元件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换元件，固态成像元件，成像设备和用于制造光电转换元件的方法。

背景技术

在于半导体基板内具有光电二极管的普通固态成像元件中，像素尺寸达到了微型化的极限，并且性能例如灵敏度的增加变得困难。于是，提出了具有高灵敏度的层叠型固态成像元件，其中在半导体基板上方安置有光电转换层，从而使得能够实现100％的开口率(参见，JP-A-2008-263178)。

在JP-A-2008-263178中描述的层叠型固态成像元件具有这样的构造，其中多个像素电极布置并形成在半导体基板上方，含有机材料的光接收层(至少包括光电转换层)形成在所述多个像素电极上方，并且对电极形成在此光接收层上方。在这样的层叠型固态成像元件中，对于对电极施加偏压，从而增加施加到光接收层的电场；在光接收层中产生的电荷被传递到像素电极中；并且由与像素电极连接的读出电路读出响应于所述电荷的信号。

在层叠型固态成像元件中，可能存在这样的情况，其中在形成像素电极，光接收层和对电极以后，例如，在层叠体上方形成用于阻挡外部空气(例如，水和氧)的保护膜，滤色器和其它功能膜等。在涉及滤色器的这样的情况下，例如，将光接收层采用用于保护膜、滤色器和其它功能膜的化学品进行涂布，并且还进行通常在约200℃的温度加热的加热步骤以实现固化。

而且，在用于将基板电路和组件(package)彼此电连接的引线接合的情况下，并且在芯片与组件的芯片焊接或用于将组件与IC基板等连接的回流焊(solder reflow)的情况下，进行加热步骤。此外，为了实现引线接合，必须在芯片周边等中提供PAD开口。在此情况下，进行抗蚀剂图案形成和蚀刻，并且在所述抗蚀剂图案形成步骤和所述蚀刻步骤的每一个中将其上形成有光接收层的基板进行加热步骤。

根据以上内容，在期望制作使用含有机材料的光接受层的固态成像元件的情况下，当使用用于普通硅装置的加工方法时，高温加热步骤是必需的，并且光接收层需要耐受这样的加热步骤。

作为用于增强光接收层的耐热性的技术，通常使用具有小的热变化的材料(例如，具有高玻璃化转变温度Tg的材料)。然而，由于光接收层需要不仅具有耐热性而且具有例如高光电转换效率和低暗电流的特性，因此必须选择能够满足这些特性和耐热性的材料。结果，收窄了光接收层材料的选择宽度。

如上所述，作为用于增强光接收层的耐热性的技术，提出了用于改进光接收层本身的许多技术。然而，迄今还不知道用于增强耐热性同时关注于除光接收层以外的构成要素的任何技术。

附带地，甚至在不仅固态成像元件中，而且在使用光接收层的其它装置例如太阳能电池中，只要涉及通过在形成光接收层以后进行加热步骤而制备的那些元件或装置，就类似地产生关于耐热性的问题。

JP-A-2005-085933，JP-A-2008-072435和JP-A-2008-072589描述了一种制造光电转换元件的方法，其中通过溅射在玻璃基板上将ITO成膜，然后对其进行图案化以形成像素电极，将所述基板在250℃加热干燥，其后形成光接收层和对电极。

然而，在此制造方法中，仅为了干燥ITO像素电极而在250℃进行加热，而不是针对耐热性的增强。而且，没有描述用于增强耐热性的具体构造。

而且，JP-A-2009-071057和JP-A-11-326038描述了通过CVD方法形成像素电极。然而，这些专利文献没有描述用于增强耐热性的具体构造。

而且，JP-A-2001-007367描述了其中形成像素电极，然后在230℃以上加热的制造方法。然而，此专利文献没有描述用于增强耐热性的具体构造。

考虑到上述情形进行了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种包括含有机材料的光接收层的光电转换元件，其能够增强耐热性而无论光接收层的材料如何。而且，本发明的另一个目的是提供配备有此光电转换元件的固态成像元件，配备有此固态成像元件的成像设备，和用于制造此光电转换元件的方法。

发明内容

[1]根据本发明的一个方面，光电转换元件包括绝缘膜，第一电极，光接收层和第二电极。绝缘膜在基板上形成并且由氧化物膜制成。第一电极在绝缘膜上形成。光接收层在第一电极上形成并且包含有机材料。第二电极在光接收层上形成。第一电极由氧氮化钛制成。刚好在形成光接收层之前的第一电极的组成满足：要求(1)在整个第一电极中含有的氧的量是钛的量的75原子％以上，或要求(2)在从第一电极的基板侧至10nm的范围内或在从第一电极的基板侧至第一电极的厚度的2/3的范围内，氧的量是钛的量的40原子％以上。