[发明专利]光电转换元件、固体摄像装置以及电子设备

说明书

技术领域

本公开涉及使用有机光电转换材料的光电转换元件，包含这种光电转换元件作为像素的固体摄像装置以及电子设备。

背景技术

在CCD（Charge Coupled Device：电荷耦合器件）图像传感器或者CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体）图像传感器等固体摄像装置中，提出了各像素使用由有机半导体构成的有机光电转换膜的装置（例如，专利文献1）。

在该固体摄像装置中，各像素中具有将上述有机光电转换膜夹入用于取出信号的一对电极间的构造。在这种结构中，为了调整电极和有机光电转换膜之间的功函数差，提出了设置使用有机材料的电荷阻挡层（电荷阻挡层）的方法（参照专利文献2）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-187918号公报

专利文献2：日本特开2012-19235号公报

发明内容

然而，希望实现可通过与上述专利文献2不同的其他方法使元件特性稳定化并提高可靠性的光电转换元件。

因此，希望提供可以使元件特性稳定化并提高可靠性的光电转换元件、固体摄像装置以及电子设备。

本公开的一个实施方式的光电转换元件具备：有机光电转换膜，夹着有机光电转换膜而设置的第一电极及第二电极，以及设于第二电极和有机光电转换膜之间的电荷阻挡层，电荷阻挡层具有包含用于调整有机光电转换膜的第二电极侧的功函数的金属元素的功函数调整层，以及设于功函数调整层和第二电极之间、抑制金属元素向第二电极侧扩散的第一扩散抑制层。

本公开的一个实施方式的固体摄像装置具有分别包含上述本公开的一个实施方式的光电转换元件的多个像素。

本公开的一个实施方式的电子设备具有上述本公开的一个实施方式的固体摄像装置。

在本公开的一个实施方式的光电转换元件、固体摄像装置以及电子设备中，在夹着有机光电转换膜的第一电极及第二电极中、第二电极和有机光电转换膜之间具备电荷阻挡层。该电荷阻挡层具有包含用于调整有机光电转换膜的第二电极侧的功函数的金属元素的功函数调整层，从而抑制从第二电极到有机光电转换膜的电荷移动，可有效地取出信号。在这种功函数调整层和第二电极之间具有第一扩散抑制层，从而抑制金属元素向第二电极侧扩散，稳定并维持上述功函数调整层的功能。

在本公开的一个实施方式的光电转换元件、固体摄像装置以及电子设备中，在夹着有机光电转换膜的第一电极及第二电极中、第二电极与有机光电转换膜之间具备电荷阻挡层，电荷阻挡层具有包含规定的金属元素的功函数调整层，从而可有效地取出信号。另一方面，在该功函数调整层与第二电极之间具有第一扩散抑制层，从而抑制金属元素向第二电极侧扩散，能够稳定并维持上述功函数调整层的功能。因此，可使元件特性稳定化，提高可靠性。

附图说明

图1是表示本公开的一个实施的方式的光电转换元件（像素）的概略结构的示意图。

图2是表示比较例1涉及的光电转换元件（像素）的结构的示意图。

图3是表示图2所示的光电转换元件的能量带构造的示意图。

图4是表示比较例2涉及的光电转换元件（像素）的结构的示意图。

图5是表示图4所示的光电转换元件的能量带构造的示意图。

图6是说明图4所示的光电转换元件的作用的示意图。

图7是说明图4所示的光电转换元件的作用的示意图。

图8是说明在比较例1、2的各元件中产生的暗电流的特性图。

图9是表示比较例1、2的各元件中的电极的成膜时间与功函数的关系的特性图。

图10A是表示使用喹吖啶酮的样品的结构的示意图。

图10B是表示使用浴铜灵的样品的结构的示意图。

图11A是图10A所示的样品的成膜时间（深度）与元素的存在比率。

图11B是图10B所示的样品的成膜时间（深度）与元素的存在比率。

图12A是图10A所示的样品在大气中放置后的铝表面的照片。

图12B是图10B所示的样品在大气中放置后的铝表面的照片。

图13是说明图1所示的光电转换元件的作用的示意图。

图14是说明图1所示的光电转换元件的作用的示意图。

图15是表示比较例3涉及的光电转换元件（像素）的结构的示意图。

图16是表示图15所示的光电转换元件的能量带构造的示意图。