[发明专利]摄像装置

说明书

公开了一种摄像装置，其包括：半导体基板；有机光电转换层，所述有机光电转换层与所述半导体基板重叠；有源区，所述有源区位于所述半导体基板和所述有机光电转换层之间；电极，所述电极位于所述半导体基板的至少一部分和所述有源区的至少一部分之间；和浮动扩散区，其中，所述有源区由氧化物半导体形成，其中，所述电极被构造成将来自所述有机光电转换层的载流子经由所述有源区传输到所述浮动扩散区。本发明的摄像装置能够抑制暗电流的产生，进而实现高可靠性的单元构造。

本申请是申请日为2013年12月19日、发明名称为“固态摄像单元和电子装置”的申请号为201380069737.2专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种层叠式固态摄像单元和电子装置，所述层叠式固态摄像单元包括例如在半导体基板上的光电转换器件。

背景技术

近年来，在诸如CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等固态摄像单元中，进入像素的光子数随着像素尺寸减小而减少，因此担心灵敏度降低。因此，采用所谓的层叠式固态摄像单元作为能够实现提高灵敏度的固态摄像单元。在层叠式固态摄像单元中，能够通过在由硅等制成的半导体基板的上方形成光电转换层来提高光电转换区域的孔径比。

另一方面，已经提出了R、G和B各种颜色的光电二极管纵向层叠的纵向光谱固态摄像单元，在此构造中，能够在不使用滤色器的情况下获得R、G和B各种颜色信号。因此，消除了滤色器造成的光损失，并且能够使几乎全部的入射光用于光电转换，从而提高图像质量。特别地，作为这样的纵向光谱固态摄像单元，在硅基板上方形成有不同于硅的光电转换层这一构造受到了关注。与所有的R、G和B光电二极管都形成在硅基板中的情况相比，这一构造能够改善色彩分离特性。

然而，当在硅基板中进行光电转换和电荷存储时使用的典型的埋入型光电二极管构造无法应用于上述的层叠式固态摄像单元。因此，设置有被构造用来将硅基板的内部和外部彼此电连接的接触部；然而，该接触部导致了暗电流的产生。

为了抑制这样的暗电流的产生，已经提出了如下技术：不在硅基板中的电荷存储层(杂质扩散层)而是在放大晶体管的栅极电极中存储由光电转换产生的电荷(例如，参考PTL 1和2)。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本待审查专利公开第2010-80953号；

PTL 2：日本待审查专利公开第2011-87544号。

发明内容

期望通过不同于PTL 1和2的技术来实现在借助于放大晶体管的栅极电极抑制暗电流的同时具有高可靠性的单元构造。

因此，期望提出能够抑制暗电流的产生从而实现高可靠性的固态摄像单元和电子装置。

根据本发明实施例的摄像装置包括：半导体基板；有机光电转换层，所述有机光电转换层与所述半导体基板重叠；有源区，所述有源区位于所述半导体基板和所述有机光电转换层之间；电极，所述电极位于所述半导体基板的至少一部分和所述有源区的至少一部分之间；和浮动扩散区，其中，所述有源区由氧化物半导体形成，其中，所述电极被构造成将来自所述有机光电转换层的载流子经由所述有源区传输到所述浮动扩散区。

在根据本发明实施例的第一固态摄像单元中，在所述光电转换器件设置在由所述第一半导体制成的基板上的构造中，所述传输晶体管的源极和漏极中的所述一个端子也用作所述光电转换器件的第一电极或第二电极，且所述另一个端子与所述放大晶体管的栅极连接。因此，在从光电转换器件提取出的电荷的传输路径中不会形成pn结，且由耗尽层造成的暗电流的产生受到抑制。此外，当传输晶体管的有源层含有比第一半导体的带隙更宽的所述第二半导体时，由传输晶体管中产生的少数电荷造成的暗电流的产生或由扩散电流造成的暗电流的产生均受到抑制。