CN107924928B - 固体摄像器件、电子设备和用于形成图像传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了固体摄像器件、电子设备和用于形成图像传感器的方法。所述固体摄像器件或者包括所述固体摄像器件的所述电子设备可以包括基板和形成在所述基板中的至少第一光电转换元件。此外，形成有低介电常数区域。该低介电常数区域可以包括形成在所述基板中的局部薄区域。在所述基板的第一侧处具有绝缘膜。在包括所述局部薄区域的区域中，层间绝缘膜可以延伸至该局部薄区域中。在所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处具有第一电极。所述固体摄像器件还包括第二电极和光电转换层，所述光电转换层至少部分地位于所述第一电极和所述第二电极之间。

Description

固体摄像器件、电子设备和用于形成图像传感器的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年8月10日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2015-158109的优先权权益，在这里将该在先专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及例如使用有机光电转换膜的固体摄像器件、电子设备和图像传感器的形成方法。
背景技术
近年来，在诸如CCD(电荷耦合器件：Charge Coupled Device)和CMOS(互补金属氧化物半导体：Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器等固体摄像器件中，由于像素尺寸微细化而带来的灵敏度降低一直是大家关注的问题。因此，已经提出了一种固体摄像器件，其通过在硅基板的上层中形成光电转换层来提高光电转换区域的开口率，因而能够实现灵敏度的提高。
在这种固体摄像器件中，在一对电极之间设置光电转换膜。然而，在一些情况下，难以将光电转换膜针对各个像素而物理地分离开。在这种情形下，将一对电极中的一个电极或两个电极针对各个像素而物理地分离开，因而就能够在不必使光电转换膜分离开的情况下进行电气元件隔离。
然而，在该构造中，伴随着像素尺寸微细化，针对各个像素而被分离开的电极(在下文中称为“像素电极”)彼此之间的距离也缩短了。因此，当在相邻的像素电极之间出现电位差时，就会由于以光电转换膜为介的电容耦合而引起相邻像素之间的电气泄漏。电气泄漏会导致相邻像素之间的信号串扰。
目前已经有抑制串扰的技术。在这种技术中，在相邻的像素电极之间设置电位控制用配线和绝缘膜，通过电位控制用配线的电场效应来使光电转换膜中的势垒增大，从而抑制电气泄漏。此外，提出了通过在相邻像素之间设置屏蔽配线来使像素电极之间的电容耦合降低的技术。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公布JP 2008-112907
专利文献2：国际申请公布WO 2013/001809
发明内容
要解决的技术问题
在使用了电位控制用配线的技术中，制造工艺复杂，并且工艺数量增多。此外，在使用了屏蔽电极的情形下，在一些情况下，在像素电极和屏蔽电极之间生成了漏电流。因此，人们期望的是，在使用不同于先前已知技术的技术的同时，能够抑制因相邻像素之间的漏电流或其他因素引起的信号串扰。
因此，本发明期望提供能够抑制相邻像素之间的信号串扰的固体摄像器件、电子设备和图像传感器的形成方法。
解决技术问题的技术方案
本发明的实施方式提供了能够抑制或减小相邻像素之间的信号串扰的固体摄像器件和电子设备以及用于形成能够抑制或减小相邻像素之间的信号串扰的图像传感器的方法。特别地，形成有至少第一光电转换元件的基板包括位于相邻像素之间的具有较低介电常数的区域。该区域可以包括设置在层间绝缘膜的一部分中的低介电常数材料。根据其他实施方式，该区域可以包括空隙(air gap)。根据另外的其他实施方式，该区域可以包括具有局部薄区域的基板，所述局部薄区域被填充有层间绝缘膜。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种固体摄像器件。根据本发明的至少一个方面，该固体摄像器件包括基板以及形成在该基板中的至少第一光电转换元件。此外，在该基板中形成有局部薄区域。在该基板的第一侧处的层间绝缘膜延伸至局部薄区域中。在该层间绝缘膜的与基板相反的一侧处设置有第一电极。还设置有第二电极。该固体摄像器件进一步包括光电转换层，该光电转换层至少部分地位于第一电极和第二电极之间。
根据本发明的另一实施方式，提供了一种电子设备。根据本发明的至少一些方面的电子设备包括固体摄像器件，该固体摄像器件具有基板以及形成在该基板中的至少第一光电转换元件。在该基板中形成有凹部，该凹部从基板的第一侧朝着基板的第二侧延伸。在该基板的第一侧处有层间绝缘膜，该层间绝缘膜延伸至上述凹部中。在该层间绝缘膜的与基板相反的一侧处设置第一电极。在该第一电极上有光电转换层。在该光电转换层上有第二电极。该电子设备进一步包括：保护膜，该保护膜位于第二电极的与光电转换层相反的一侧上；以及透镜，该透镜邻接至保护膜的与第二电极相反的一侧上。
根据本发明的另外一个实施方式，提供了一种用于形成图像传感器的方法。根据本发明的至少一些方面的该方法包括：形成基板；在该基板中形成局部薄区域；以及在该基板上形成层间绝缘膜，该层间绝缘膜延伸至上述局部薄区域中。此外，在该层间绝缘膜上形成第一电极；在该第一电极上形成光电转换层；在该光电转换层上形成第二电极。
应当理解的是，前面的总体说明和下面的详细说明都是示例性的，并且提供这些说明是为了对本发明要求保护的技术进行进一步解释。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的固体摄像器件的构造的断面图。
图2是图1所示的第一电极和屏蔽电极的布局的示意性平面图。
图3是图1所示的固体摄像器件的制造方法的流程图。
图4是根据比较例的固体摄像器件的构造的示意断面图。
图5A是沿图4的线A100-A101和线B100-B101截取的断面的电位图。
图5B是沿图4的线C100-C101截取的断面的电位图。
图6A是在施加电压时沿线A100-A101和线B100-B101截取的断面的电位图。
图6B是在施加电压时沿线C100-C101截取的断面的电位图。
图7是用于说明图1所示的固体摄像器件的概要的示意断面图。
图8A是沿图7的线A11-A12截取的断面的电位图。
图8B是沿图7的线B11-B12截取的断面的电位图。
图9是图1和图7所示的固体摄像器件的构造示例的示意断面图。
图10A是沿图9的线A21-A22截取的断面的电位图。
图10B是沿图9的线B21-B22截取的断面的电位图。
图11是根据变形例1-1的固体摄像器件的主要部件构造的示意断面图。
图12是根据变形例1-2的固体摄像器件的主要部件构造的示意断面图。
图13是根据本发明的第二实施例的固体摄像器件的主要部件构造的示意断面图。
图14A是沿图13的线A31-A32截取的断面的电位图。
图14B是沿图13的线B31-B32截取的断面的电位图。
图15是根据变形例2的固体摄像器件的主要部件构造的示意断面图。
图16是根据本发明的第三实施例的固体摄像器件的主要部件构造的示意断面图。
图17A是沿图16的线A41-A42和线B41-B42截取的断面的电位图。
图17B是沿图16的线C41-C42截取的断面的电位图。
图18是根据变形例3的固体摄像器件的构造的断面图。
图19是根据变形例4的固体摄像器件的构造的断面图。
图20是根据变形例5-1的固体摄像器件的构造的断面图。
图21是根据变形例5-2的固体摄像器件的构造的断面图。
图22是根据变形例5-3的固体摄像器件的构造的断面图。
图23是包括固体摄像器件的摄像装置的整体构造的框图。
图24是包括固体摄像器件的电子设备的示例的框图。
具体实施方式
下面将参照附图来详细说明本发明的一些实施例。请注意，将按照以下顺序进行说明。
1.第一实施例(将低介电常数材料用作层间绝缘膜的固体摄像器件的示例)
2.变形例1-1(层间绝缘膜的一部分包括低介电常数层的示例)
3.变形例1-2(层间绝缘膜具有空隙的示例)
4.第二实施例(基板的一个表面具有凹部从而使层间绝缘膜的厚度不同的固体摄像器件的示例)
5.变形例2(在基板的一个表面侧上设置有低载流子密度区域的示例)
6.第三实施例(包括屏蔽电极的固体摄像器件的示例，该屏蔽电极具有与第一电极不同的功函数)
7.变形例3(使用颜色滤光片层的固体摄像器件的示例)
8.变形例4(使用颜色滤光片层的另一固体摄像器件的示例)
9.变形例5-1～变形例5-3(未设置屏蔽电极的示例)
10.应用例1(摄像装置的整体功能构造示例)
11.应用例2(电子设备(例如，相机)的示例)
第一实施例
[构造]
图1示出了根据本发明的第一实施例的固体摄像器件(固体摄像器件1)的断面构造。固体摄像器件1可适用于例如CCD和CMOS图像传感器。请注意，图1示出了与稍后将会说明的像素部(图23所示的像素部10)中的三个像素对应的区域。
在固体摄像器件1中，在基板11上形成有多个光电转换元件10a，并且在该基板和上述多个光电转换元件之间具有层间绝缘膜12。在这些光电转换元件10a(在第二电极16上)上形成有保护膜(或平坦化膜)130。在保护膜130上针对各个像素P都形成有片上透镜(透镜17)。
固体摄像器件1具有把光电转换元件在垂直方向上堆叠着的构造。光电转换元件选择性地检测彼此不同的波长范围内的光，以对所检测的光进行光电转换。更具体地，在固体摄像器件1中，例如，可以在基板11上设置有光电转换元件10a(有机光电转换元件)，并且例如，可以在基板11中形成有两个光电转换元件110B和110R(光电二极管)。光电转换元件10a、110B和110R的堆叠构造使得能够在不使用颜色滤光片的情况下将不同颜色的光分离开，以从一个像素P获得多种颜色信号。颜色的非限制性示例可以包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。
例如，基板11可以由诸如硅(Si)等半导体(电导体)制成。例如，光电转换元件110B和110R被形成为埋入在基板11的顶表面侧上的层(硅层11a)中。层间绝缘膜12配置在基板11的顶表面上，并且在层间绝缘膜12上配置有稍后将说明的具有光电转换层15的第二电极16。在本实施例中，在与位于第一电极13之间的间隙对应的区域(未设置有第一电极13的区域，即不与第一电极13相对的区域)的一部分区域或整个区域中，基板11的一部分(硅层11a的一部分)与第二电极16相对并且与第二电极16电气耦合(电容耦合)。例如，光电转换元件110B和110R各自可以是具有PN结的光电二极管。从相应的像素P的光入射侧，光电转换元件110B和110R按此顺序形成。例如，可以在基板11的电路形成表面上设置有多个像素晶体管，以作为用于从光电转换元件10a、110B和110R读取信号的驱动元件。像素晶体管的具体但非限制性示例可以包括传输晶体管(TRF)、复位晶体管(RST)、放大晶体管(AMP)和选择晶体管(SEL)。
光电转换元件110B可以选择性地吸收例如蓝光(例如，在约450nm至约495nm(包含两端点)的波长范围内)以生成电荷。光电转换元件110R可以选择性地吸收例如红光(例如，在约620nm至约750nm(包含两端点)的波长范围内)以生成电荷。光电转换元件110B和110R各自通过浮动扩散部(FD：floating diffusion)(未示出)而被连接到上述传输晶体管。
在基板11中形成有电荷累积层112。电荷累积层112累积由各个光电转换元件10a生成的信号电荷。电荷累积层112可以是例如n型杂质扩散层和p型杂质扩散层中的一者，并且与第一电极13电气连接。更具体地，电荷累积层112和第一电极13通过贯穿配线111、配线层121和任何其他部件而彼此连接。收集在第一电极13中的信号电荷被传输到基板11。
在层间绝缘膜12中，配线层121和122以及任何其它部件形成在一个或多个层上。在层间绝缘膜12上配置有多个光电转换元件10a(第一电极13)。层间绝缘膜12可以是单层膜和包括两层以上的多层膜中的一者。在本实施例中，层间绝缘膜12被配置成提高相邻第一电极13之间的电荷势垒，这将在稍后详细说明。
(光电转换元件10a)
每个光电转换元件10a可以是使用例如有机半导体来吸收选择性波长的光(例如，波长为约495nm至约570nm(包含两端点)的绿光)以生成电子-空穴对的有机光电转换元件。光电转换元件10a具有如下构造：其中，光电转换层15被夹持在作为用于提取电荷的电极对的第一电极13和第二电极16之间。光电转换层15被设置为被所有像素P共用的连续膜。设置有多个第一电极13，各个第一电极13对应于相应的像素P。利用第一电极13的离散布置(像素电极的分离)，将光电转换区域针对各个像素P而电气分离开。在本实施例中，可以在层间绝缘膜12上的相邻第一电极13之间的间隙中(未形成有第一电极13的区域中)设置有屏蔽电极14(第三电极)。稍后将详细说明各部件。
第一电极13是针对各个像素而被设置的，并且通过第一电极13来读出电荷(例如，空穴或电子；光电转换载流子)以作为信号电荷。如上所述，第一电极13各自与形成在基板11中的电荷累积层112电气连接。这里，第一电极13各者均由具有透光性的导电膜(透明导电膜)构成。透明导电膜可以由例如铟锡氧化物(ITO)制成。作为第一电极13的材料，除了可以使用ITO之外，也可以使用掺杂有掺杂剂的氧化锡(SnO2)系材料，或者也可以使用其中用掺杂剂掺杂氧化锌的氧化锌(ZnO)系材料。氧化锌系材料的非限制性示例可以包括：添加铝作为掺杂剂的铝锌氧化物(AZO)；添加镓(Ga)作为掺杂剂的镓锌氧化物(GZO)；以及添加铟(In)作为掺杂剂的铟锌氧化物(IZO)。除了上述材料之外，用作第一电极13的材料的非限制性示例也可以包括CuI、InSbO4、ZnMgO、CuInO2、MgIn2O4、CdO和ZnSnO3。
例如，屏蔽电极14可以由与第一电极13的材料相同的材料或与第一电极13的材料不同的材料制成。在本实施例中，在第一电极13由具有透光性的材料制成的同时，屏蔽电极14可以具有透光性或者可以不具有透光性。屏蔽电极14可以由不具有透光性的材料制成，该材料例如是诸如铝(Al)和钨(W)等金属。
图2示出了第一电极13和屏蔽电极14的平面构造。屏蔽电极14被配置成在平面中围绕第一电极13。例如，在第一电极13以二维方式在层间绝缘膜12上布置成矩阵的情况下，屏蔽电极14例如可以配置成整体上呈现为格子图案。
光电转换层15适合于对选定波长(例如，绿色)的光进行光电转换，并且优选地可以包括p型有机半导体和n型有机半导体中的一者或两者。例如，作为上述有机半导体，可以使用选自喹吖啶酮、萘、蒽、菲、并四苯、芘、苝、荧蒽以及其他有机半导体(以及所有上述有机半导体的衍生物)中的至少一者。可供选择地，可以使用选自苯撑乙烯(phenylenevinylene)、芴、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲基吡啶(picoline)、噻吩、乙炔、联乙炔(diacetylene)以及上述这些材料的共聚物或衍生物中的至少一者。此外，可以使用染料。染料的非限制性示例可包括金属络合物染料、花青系染料、部花青系染料、苯基呫吨系(phenylxanthene-based)染料、三苯甲烷系染料、若丹菁(rhodacyanine-based)系染料、呫吨系(xanthene based)染料、大环状氮杂环轮烯系(macrocyclic azaannulene-based)染料、薁系(azulene-based)染料、萘醌系染料和蒽醌系染料。请注意，金属络合物染料的非限制性示例可包括二硫醇金属络合物系染料、金属酞菁染料、金属卟啉染料和钌络合物染料。
请注意，在光电转换层15与第一电极13之间以及在光电转换层15与第二电极16之间可以设置有任何其他未示出的层。例如，可以根据需要而形成有电子阻挡膜、空穴阻挡膜、功函数调整膜或任何其它膜。
第二电极16可以被构造成具有透光性的导电膜(透明导电膜)。该透明导电膜可以由例如铟锡氧化物(ITO)制成。作为第二电极16的材料，除了可以使用ITO之外，也可以使用掺杂有掺杂剂的氧化锡(SnO2)系材料，或者可以使用其中用掺杂剂掺杂氧化锌的氧化锌(ZnO)系材料。氧化锌系材料的非限制性示例可以包括：添加铝作为掺杂剂的铝锌氧化物(AZO)；添加镓(Ga)作为掺杂剂的镓锌氧化物(GZO)；以及添加铟(In)作为掺杂剂的铟锌氧化物(IZO)。除了上述材料之外，用作第二电极16的材料的非限制性示例可以包括CuI、InSbO4、ZnMgO、CuInO2、MgIn2O4、CdO和ZnSnO3。请注意，在从第一电极13提取的电荷被读出以作为信号的情况下，从第二电极16提取的电荷被排出。因此，第二电极16是被连续地形成的，以作为由像素P共用的公共电极。可供选择地，可以将第二电极16针对各个像素P而分离开。
图3是用于说明上述固体摄像器件1的制造方法的流程图。固体摄像器件1可以通过按顺序的各个处理而被制造出来。这些处理包括：形成基板11(步骤S11)、形成层间绝缘膜12(步骤S12)、形成第一电极13和屏蔽电极14(步骤S13)、形成光电转换层15(步骤S14)、形成第二电极16(步骤S15)、形成保护膜130(步骤S16)以及形成透镜17(步骤S17)。
[主要部件构造和工作原理]
在根据本实施例的固体摄像器件1中，利用向第二电极16施加电压而提高了在第一电极13和屏蔽电极14之间生成的电荷(电位)势垒(势垒E)。
下面，参照图4～图6B，将会说明在屏蔽电极和第一电极之间生成漏电流的原因。图4～图6B是根据比较例的固体摄像器件的断面图和电位图。图5A和图5B示出了偏置电压未施加到电极或任何其他部件的状态。图6A和图6B示出了偏置电压施加到电极和任何其他部件的状态(驱动状态)。在该固体摄像器件中，在硅层101a上形成有层间绝缘膜10，然后在该层间绝缘膜上形成有第一电极103、光电转换层105和第二电极106。硅层101a包括光电转换元件101B和101R。在层间绝缘膜102上在第一电极103之间的间隙中设置有屏蔽电极104。请注意，在这种情况下，在第一电极103中收集空穴作为信号电荷。如果在第一电极103中收集电子作为信号电荷，那么功函数的大小关系和偏置电压的极性都是反过来的。
第一电极103和屏蔽电极104可以由例如具有相同功函数的材料制成。第二电极106由具有比第一电极103的功函数小的功函数的材料构成。因此，容易生成内电场。在该内电场中，空穴容易从第二电极106流向第一电极103。在这一构造中，由于屏蔽电极104和第一电极103具有相同功函数，因此，在如图5A所示未施加偏置电压的状态(第二电极106的电位a1、第一电极103的电位a2和屏蔽电极104的电位a3彼此相等的状态)下，如图5B所示，第一电极103的针对去往光电转换层105的空穴的势垒E和屏蔽电极104的针对去往光电转换层105的空穴的势垒E变得相等。
相比而言，考虑如图6A所示的将电压施加到第二电极106和屏蔽电极104的驱动状态(第二电极106的电位为V1、且屏蔽电极104的电位为V3的状态)。在该状态中，正(+)电压被施加给第二电极106，以使空穴从第二电极106流向第一电极103。此外，将具有与施加到第二电极106的电压的极性相同的极性(+)的电压施加到屏蔽电极104，以使得在第一电极103中收集的空穴的数量不会由于空穴流入到屏蔽电极104中而被减少。在这种电压施加状态下，在空穴从屏蔽电极104流向第一电极103和电子从第一电极103流向屏蔽电极104的方向上产生电场。这很容易引起第一电极103和屏蔽电极104之间的泄漏。此外，在位于第一电极103和屏蔽电极104之间的光电转换层105中，由于第二电极106的电位V1的原因，针对空穴的势垒E被提高了，因而抑制了空穴电流。请注意，为了从第一电极103中的光电转换载流子之中收集空穴，假定第一电极103使用具有较大功函数的材料。因此，在漏电流分量中，空穴电流占主导地位。
基于上述机制，为了抑制漏电流，期望通过向第二电极106施加电压来提高势垒E。针对从屏蔽电极104流向第一电极103的空穴的势垒E是通过由施加到第二电极106的电压生成的电场来提高的。
因此，在根据本实施例的固体摄像器件1中，将层间绝缘膜12构造如下。为了进一步提高因向第二电极16施加电压而生成的势垒E，考虑到光电转换层15和形成在光电转换层15下方的层间绝缘膜12的电容，固体摄像器件1被构造成使光电转换层15侧的电压降变得更小。
图7是用于说明根据本实施例的固体摄像器件1的概要的示意断面图。图8A是在第一电极13和屏蔽电极14之间穿过第二电极16、光电转换层15、层间绝缘膜12和基板11的断面(沿线A11-A12截取的断面)的电位图。图8B是沿线B11-B12截取的断面的电位图。
首先，当分别将电位V1和电位V3施加至第二电极16和屏蔽电极14时，如图8A所示，电位V1被分配到光电转换层15和层间绝缘膜12。在作为光电转换层15和层间绝缘膜12之间的边界的点(线A11-A12和线B11-B12之间的交点)E1处的电位用作图8B中的针对空穴的势垒E。换言之，在图8A中，点E1处的电位随着越接近第二电极16就能越有效地抑制泄漏。
此外，基于光电转换层15的电容与层间绝缘膜12的电容之比来确定光电转换层15和层间绝缘膜12的电压分配比。换言之，层间绝缘膜12的使用使得能够将光电转换层15中的电压降最小化，因此可以有效地抑制泄漏。在本实施例中，从这个观点来设计层间绝缘膜12的构成(例如材料、厚度和堆叠式构造等)。
图9示出了层间绝缘膜12的构造示例。图9是固体摄像器件1的主要部件构造示例的示意断面图。图10A示出了在第一电极13和屏蔽电极14之间穿过第二电极16、光电转换层15、层间绝缘膜12和基板11的断面(沿线A21-A22截取的断面)的电位图。图10B示出了沿线B21-B22截取的断面的电位图。在该示例中，在第一电极13之间的间隙中，更具体地，在与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应的区域(区域Da)中，基板11(硅层11a)与第二电极16相对，并且在该基板和该第二电极之间夹有层间绝缘膜12(低介电常数层12A)和光电转换层15。因此，基板11在区域Da中与第二电极16电气耦合。作为层间绝缘膜12，可以在基板11上形成由低介电常数(低的相对介电常数)材料(低k材料)制成的低介电常数层12A。换言之，可以在整个基板11上形成低介电常数层12A。更具体地，低介电常数层12A可以优选地具有约3.6或更小的相对介电常数。
低介电常数层12A的材料示例可包括如下的材料：在该材料中，氧化硅(SiOx)与选自碳(C)、氢(H)、氟(F)、硼(B)和氮(N)中的一种以上元素相混合。可选地，低介电常数层12A可以是有机膜和有孔膜中的一者，所述有机膜在组分上包括碳(C)、氮(N)、氧(O)、氢(H)、氟(F)和硼(B)中的一者。请注意，这里所图示的低介电常数层12A是单层膜，但是低介电常数层12A可以是包括两层或三层或更多层的多层膜。此外，在多层膜的情况下，所有的层均可以由上述低介电常数材料制成，或者从所有的层中选定的一层或多层可以由低介电常数材料制成。即使在低介电常数材料仅用于所选定的一层或多层的情况下，也能够在总体上降低层间绝缘膜12的相对介电常数。
与上述比较例相比而言，光电转换层15中的电压降利用作为层间绝缘膜12的低介电常数层12A而被减小了，并且因向第二电极16施加电压而生成的势垒E被提高了(参照图10B)，由此，可以容易地抑制漏电流。
[效果]
在上述固体摄像器件1中，当光通过透镜17入射至各光电转换元件10a时，入射光的一部分(例如，绿光)被光电转换层15吸收。因此，光电转换层15生成电子-空穴对(即，进行光电转换)，电子或空穴例如被收集到第一电极13侧，并且被累积到基板11中的电荷累积层112中。累积在电荷积聚层112中的电荷通过未示出的像素电路而被读出以作为电信号。相比而言，未被光电转换层15吸收的光(例如，蓝光和红光)被光电转换元件110B和110R依次吸收以进行光电转换，并且按颜色来读出电荷以作为电信号。
使用有机半导体的光电转换元件10a各者都包括位于第一电极13和第二电极16之间的光电转换层15。然而，在某些情况下，难以将光电转换层15针对各个像素P而物理地分离开。在这种情况下，将第一电极13和第二电极16中的一者或两者针对各个像素P而物理地分离开，从而能够在不必使光电转换层15分离开的情况下进行电气元件隔离。
在这种元件构造中，随着像素尺寸的减小，相邻两个第一电极13之间(或者第一电极13和屏蔽电极14之间)的距离也减小。因此，当第一电极13之间(或第一电极13与屏蔽电极14之间)出现电位差时，通过光电转换层15而生成相邻像素之间的漏电流。另外，也引起了电容耦合。结果，在相邻像素之间会出现信号串扰。
伴随着向第二电极16施加电压，生成了从屏蔽电极14到第一电极13的势垒E，并且势垒E的进一步提高使得能够有效地减小漏电流。
在根据本实施例的固体摄像器件1中，层间绝缘膜12采用了能够提高势垒E的构造，即，能够减小光电转换层15中的电压降的构造。更具体地，当层间绝缘膜12由低介电常数层12A构成时，层间绝缘膜12的相对介电常数降低了，从而可以抑制光电转换层15中的电压降。这就使得能够抑制在第一电极13和屏蔽电极14之间的漏电流的生成。
此外，在本实施例中，屏蔽电极14是被形成在层间绝缘膜12上的第一电极13之间的间隙中。换言之，屏蔽电极14与第一电极13形成在同一平面中。另外，第一电极13和屏蔽电极14均与光电转换层15接触。因此，可得到以下效果。如果在光电转换层15的基底层上存在着水平落差时，覆盖性就会变差了，从而导致第一电极13和第二电极16之间出现泄漏。对于本实施例来说，当屏蔽电极14与第一电极13形成在同一平面上并且第一电极13和屏蔽电极14均与光电转换层15接触时，容易确保光电转换层15的基底层的平坦性。此外，通过屏蔽电极14的设置，可以抑制在第一电极13之间引起的电容耦合。
但另一方面，当第一电极13和屏蔽电极14均与光电转换层15接触时，通过光电转换层15在第一电极13和屏蔽电极14之间容易产生漏电流。在本实施例中，如上所述，通过提高电位势垒E，就使得能够减小漏电流。换言之，在本实施例中，能够在确保光电转换层15的基底层的平坦性的同时，减小第一电极13和屏蔽电极14之间的漏电流。
请注意，为了控制电位势垒，有一种在像素电极(相当于第一电极13)之间形成控制用配线层并且在该配线层上形成绝缘膜的技术。在该技术中，由于控制用配线层形成在像素电极下方，所以制造工艺复杂，并且工艺数量增多。
如上所述，在本实施例中，在基板11上设置第一电极13、光电转换层15和第二电极16，且在基板11与第一电极13、光电转换层15和第二电极16之间夹有层间绝缘膜12；并且基板11(电导体)被配置成与第二电极16相对，且在该基板和该第二电极之间夹有光电转换层15和层间绝缘膜12。更具体地，基板11在与第一电极13之间的间隙对应的区域(与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应的区域)中与第二电极16电气耦合。此时，虽然通过向第二电极16施加电压，会提高在相邻两个第一电极13之间产生的势垒E，但是由于层间绝缘膜12由低介电常数层12A构成，因此这与未包括低介电常数材料的情况相比，可以进一步提高势垒E。由此，能够抑制在第一电极13与屏蔽电极14之间的漏电流的生成。
下面，将说明其他实施例和以上第一实施例的变形例。下面，与前述实施例的部件基本相同的部件由相同的附图标记表示，并且省略对它们的重复说明。
变形例1-1
图11示出了根据变形例1-1的固体摄像器件的主要部件构造。上述第一实施例举例说明了整个层间绝缘膜12由低介电常数层12A构成的构造。然而，可以在层间绝缘膜12的一部分中提供低介电常数材料。例如，如本变形例所说明的，可以仅在层间绝缘膜12的区域Da中形成低介电常数层12A1。区域Da与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应。在本示例中，在区域Da中，基板11(硅层11a)与第二电极16相对，在该基板11和该第二电极16之间夹有层间绝缘膜12(低介电常数层12A1)和光电转换层15，并且该基板11与第二电极16电气耦合。
低介电常数层12A1由与根据上述第一实施例的低介电常数层12A的材料相同的材料制成。低介电常数层12A1只需要形成在与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应的区域Da的一部分区域或整个区域中即可。层间绝缘膜12的除低介电常数层12A1以外的区域可以由例如氧化硅制成。
如上所述，低介电常数层12A1可以仅形成在层间绝缘膜12的选定区域中，并且即使在这种情况下，与上述第一实施例一样，也能够进一步增强通过向第二电极16施加电压来提高势垒E的效果。此外，与诸如氧化硅等典型层间绝缘膜材料相比，具有低的相对介电常数的材料存在诸如下列之类的问题：机械强度低、易于被工艺过程中的气体损坏、以及以耐湿性为代表的可靠性较低。因此，对于使用低介电常数材料的区域进行了限制，其他区域由氧化硅的层间绝缘膜12或任何其他层间绝缘膜材料构成，这使得在抑制了上述机械强度和任何其他性质的劣化的同时，能够减小漏电流。
变形例1-2
图12示出了根据变形例1-2的固体摄像器件的主要部件构造。上述第一实施例举例说明了将低介电常数材料用于层间绝缘膜12的构造。然而，并不一定要使用低介电常数材料。例如，如本变形例所说明的，层间绝缘膜12的一部分可以存在空隙12B。在本示例中，在区域Da中，基板11(硅层11a)与第二电极16相对，在该基板11和该第二电极16之间夹有层间绝缘膜12中的空隙12B和光电转换层15，并且该基板11与该第二电极16电气耦合。
空隙12B可以形成在与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应的区域Da的一部分区域或整个区域中。空隙12B可以按如下方式而被形成。在第一电极13和屏蔽电极14之间以预定纵横比形成沟槽(槽或凹部)，在该沟槽内，有意地使用埋入性不良的CVD膜来利用绝缘膜材料进行填充，这使得可以形成空隙12B。
如上所述，空隙12B可以形成在层间绝缘膜12的一部分中，并且即使在这种情况下，也能够有效地减小层间绝缘膜12的相对介电常数。因此，能够减小第一电极13和屏蔽电极14之间的漏电流。换言之，能够获得与将低介电常数材料用于层间绝缘膜12的上述第一实施例的效果相同的效果。
第二实施例
图13示出了根据本发明的第二实施例的固体摄像器件的主要部件构造。图14A是沿图13的线A31-A32截取的断面的电位图。图14B是沿图13的线B31-B32截取的断面的电位图。与根据上述第一实施例的固体摄像器件1一样，根据本实施例的固体摄像器件也可适用于例如CCD和CMOS图像传感器。在根据本实施例的固体摄像器件中，在基板11上形成多个光电转换元件10a(第一电极13、光电转换层15和第二电极16)，并且在该基板11和该多个光电转换元件10a之间夹有层间绝缘膜12。基板11包括光电转换元件110B和110R。在层间绝缘膜12上在第一电极13之间的间隙中设置屏蔽电极14。此外，虽然在图13中未示出，但是在每个光电转换元件10a上均形成保护膜130和透镜17。
按照这种构造，即使在本实施例中，与上述第一实施例一样，也会进一步提高因向第二电极16施加电压而生成的势垒E。然而，与上述第一实施例不同的是，基板11可以具有局部薄区域(该区域的厚度比该区域的周边区域的厚度小)。作为一个示例，如图13所示，基板11的层间绝缘膜12侧的表面(硅层11a的表面)可以具有凹部12C。在本示例中，在区域Da中，基板11(硅层11a)与第二电极16相对，在该基板11和该第二电极16之间夹有层间绝缘膜12和光电转换层15，并且该基板11与该第二电极16电气耦合。
凹部12C可以形成在与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应的区域Da的一部分区域或整个区域中。层间绝缘膜12以埋入到凹部12C中的方式而被形成。
如上所述，基板11可以具有厚度比周边区域小的区域(例如，凹部12C)。由于凹部12C被层间绝缘膜12填充，因此与未形成凹部12C的情况下(参照图8A)相比，从第二电极16到基板11的表面的距离(区域Da中的层间绝缘膜12的厚度)会更大(参照图14A)。因此，在由第二电极16和光电转换层15形成的电容以及由层间绝缘膜12和基板11形成的电容之中，由层间绝缘膜12引起的电容减小了。因此，要施加到屏蔽电极14和第一电极13之间的光电转换层15上的电压就减小了，从而减小了屏蔽电极14和第一电极13之间的漏电流。因此，即使在本实施例中，与上述第一实施例一样，也能够抑制因相邻像素之间的漏电流而引起的信号串扰。
变形例2
图15示出了根据变形例2的固体摄像器件的主要部件构造。在上述第二实施例中，在基板11的一个表面侧上形成了厚度比周边区域小的区域。在本变形例中，可以在基板11的层间绝缘膜12侧的表面(硅层11a的表面)上形成低载流子密度区域12D。在这一示例中，在区域Da中，基板11(硅层11a)与第二电极16相对，在该基板11和该第二电极16之间夹有层间绝缘膜12和光电转换层15，并且该基板11与该第二电极16电气耦合。
低载流子密度区域12D可以形成在与第一电极13和屏蔽电极14之间的间隙对应的区域Da的一部分区域或整个区域中。低载流子密度区域12D是具有比周边区域更低的载流子密度(低杂质浓度)的区域。
如上所述，基板11可以具有载流子密度比周边区域低的区域(低载流子密度区域12D)。与载流子密度高的情况相比，当载流子密度低时，要施加到基板11的表面上的电压会增大。因此，在由第二电极16和光电转换层15形成的电容以及由层间绝缘膜12和基板11形成的电容中，要施加至光电转换层15的电压减小了。结果，屏蔽电极14与第一电极13之间的漏电流减小了。因此，能够实现与上述第一实施例和第二实施例的效果相同的效果。
第三实施例
图16示出了根据本发明的第三实施例的固体摄像器件的主要部件构造。图17A是沿图16的线A41-A42和线B41-B42截取的断面的电位图。图17B是沿图16的线C41-C42截取的断面的电位图。与根据上述第一实施例的固体摄像器件1一样，根据本实施例的固体摄像器件也可适用于例如CCD和CMOS图像传感器。在根据本实施例的固体摄像器件中，在基板11上形成多个光电转换元件10a(第一电极13、光电转换层15和第二电极16)，在该基板11和该多个光电转换元件10a之间夹有层间绝缘膜12。基板11包括光电转换元件110B和110R。在层间绝缘膜12上在第一电极13之间的间隙中设置屏蔽电极(屏蔽电极14A)。此外，虽然在图16中未示出，但是在每个光电转换元件10a上均形成保护膜130和透镜17。
按照这种构造，在本实施例中，屏蔽电极14A(第三电极)的功函数与第一电极13的功函数不同。例如，在将要从第一电极13读出的信号电荷是空穴的情况下，作为屏蔽电极14A的材料，可以使用功函数小于第一电极13的功函数的材料。更具体地，第一电极13的材料示例可包括含铟(In)和锡(Sn)的氧化物半导体，屏蔽电极14A的材料示例可包括含铟(In)和锌(Zn)的氧化物半导体。
相比而言，在将要从第一电极13读出的信号电荷是电子的情况下，作为屏蔽电极14A的材料，可以使用功函数大于第一电极13的功函数的材料。更具体地，第一电极13的材料示例可包括含铟(In)和锌(Zn)的氧化物半导体，屏蔽电极14A的材料示例可包括含铟(In)和锡(Sn)的氧化物半导体。
在本实施例中，如上所述，将具有与第一电极13的功函数不同的功函数的材料用于屏蔽电极14A。由此，在如图17A的左图所示确保了第二电极16和第一电极13之间用于提取电荷的电场的同时，还如图17A的右图及图17B所示，能够提高从屏蔽电极14A向光电转换层15的电荷(此例中为空穴)注入的势垒E2。这使得能够抑制从屏蔽电极14A向光电转换层15的电荷注入并且能够抑制第一电极13和屏蔽电极14A之间的泄漏。因此，与上述第一实施例一样，也可以抑制相邻像素之间的信号串扰。
变形例3
图18示出了根据变形例3的固体摄像器件(固体摄像器件1A)的构造。前述的第一实施例、其他实施例和变形例例示了所谓的纵向分光型(longitudinal stereoscopictype)元件构造：在该构造中，光电转换元件110B和110R以及光电转换元件10a形成在一个像素P中。然而，本发明的实施方式也适用于除上述纵向分光型构造之外的任何类型的元件构造。下面，将说明元件构造的一个示例。
与根据上述第一实施例的固体摄像器件1一样，固体摄像器件1A也可适用于例如CCD和CMOS图像传感器。在固体摄像器件1A中，在基板11上形成多个光电转换元件10a(第一电极13、光电转换层15和第二电极16)，并且在该基板11和该多个光电转换元件10a之间夹有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12上在第一电极13之间设置屏蔽电极14。在每个光电转换元件10a上均形成保护膜130和透镜17。
在本变形例中，与上述第一实施例不同的是，可以在光电转换元件10a的光入射侧设置有颜色滤光片层18。
颜色滤光片层18可以包括例如颜色滤光片18R、颜色滤光片18G和颜色滤光片18B。例如，颜色滤光片18R、颜色滤光片18G和颜色滤光片18B可以分别允许红光、绿光和蓝光选择性地通过。颜色滤光片18R、18G和18B分别针对相应的一个像素P(光电转换元件10a)而被设置着。例如，颜色滤光片18R、18G和18B可以以所谓的拜耳排列配置着。请注意，在本变形例中，光电转换层15可被配置成吸收例如可见光以生成电荷。此外，在基板中未形成光电转换元件110B和110R。
如上所述，可以使用颜色滤光片层18来进行分光。该配置使得可以获取像素P中的分别与R、G和B颜色的光对应的信号。
变形例4
图19示出了根据变形例4的固体摄像器件(固体摄像器件1B)的构造。前述的第一实施例、其他实施例和变形例例示了所谓的纵向分光型元件构造：在该构造中，光电转换元件110B和110R以及光电转换元件10a形成在一个像素P中。然而，本发明的实施方式可适用于如本变形所说明的元件构造。
与根据上述第一实施例的固体摄像器件1一样，固体摄像器件1B也可适用于例如CCD和CMOS图像传感器。在固体摄像器件1B中，在基板11上形成多个光电转换元件10a(第一电极13、光电转换层15和第二电极16)，并且在该基板11和该多个光电转换元件10a之间夹有层间绝缘膜12。在层间绝缘膜12上在第一电极13之间设置屏蔽电极14。此外，在每个光电转换元件10a上均形成保护膜130和透镜17。
然而，在本变形例中，与上述第一实施例不同的是，可以在光电转换元件10a的光入射侧设置有颜色滤光片18C和18M。此外，光电转换元件110B和110R形成在基板11的硅层11a中。光电转换层15可被配置成吸收例如可见光以生成电荷。颜色滤光片18C和18M各者可以为互补色滤光片。颜色滤光片18C可以被配置成允许例如蓝光和绿光选择性地通过。颜色滤光片18M可以被配置成允许例如绿光和红光选择性地通过。光电转换元件110B形成在上面配置有颜色滤光片18C的光电转换元件10a下方的硅层11a中。光电转换元件110R形成在上面配置有颜色滤光片18M的光电转换元件10a下方的硅层11a中。
如上所述，利用各自对应于互补色的颜色滤光片18C和18M，在已经通过颜色滤光片18C的绿光和蓝光之中，绿光被光电转换元件10a选择性地吸收，并且蓝光被基板11中的光电转换元件110B吸收。此外，在已经通过颜色滤光片18M的绿光和红光之中，绿光被光电转换元件10a选择性地吸收，红光被基板11中的光电转换元件110R吸收。这种元件构造是可以被采用的。
(变形例5-1)
图20示出了根据变形例5-1的固体摄像器件(固体摄像器件1C)的构造。前述的第一实施例、其他实施例和变形例例示了屏蔽电极14被设置在相邻两个第一电极13之间的间隙中的构造。可选地，也可如本变形例一样，不设置屏蔽电极14。例如，当第一电极13之间的电容耦合是可接受的时，可以不形成屏蔽电极14。
在根据本变形例的固体摄像器件1C中，相邻像素的第一电极13彼此相邻，这可能导致在第一电极13之间通过光电转换层15的漏电流。因此，例如，层间绝缘膜12可以由低介电常数层12A构成。出于与上述第一实施例相同的原因，这使得可以减小第一电极13之间的光电转换层15中的电压降，并且可以提高通过向第二电极16施加电压而产生的势垒E。因此，可抑制漏电流的生成。因此，可以抑制在第一电极13之间的漏电流的生成，并且可以抑制相邻像素之间的信号串扰。
(变形例5-2)
图21示出了根据变形例5-2的固体摄像器件(固体摄像器件1D)的构造。根据本变形例的固体摄像器件1D可以具有如下构造：在该构造中，设置有如前述变形例3所述的颜色滤光片层18，但未设置屏蔽电极14。前述内容也适用于具有这种结构的固体摄像器件1D。
(变形例5-3)
图22示出了根据变形例5-3的固体摄像器件的主要部件构造。在如上述变形例5-1、5-2一样未形成屏蔽电极14的情况下，可以在层间绝缘膜12中的与第一电极13之间的间隙对应的区域中形成过孔(via)122a和配线层122b。这使得在不必增加工艺数量的情况下就能控制光电转换层15的电位。由于过孔122a和配线层122b被堆叠着，因此当配线层122b的电位是固定不变时，到达层间绝缘膜12中的配线层122b的厚度变得比到达层间绝缘膜12中的过孔122a的厚度大，因而基于与上述第二实施例相同的理由，能够抑制漏电流。配线层122b与第二电极16相对，且在该配线层122b与该第二电极16之间夹有层间绝缘膜12和光电转换层15，并且该配线122b层与该第二电极16电气耦合。
应用例1
图23示出了摄像装置的整体构造，在该摄像装置中，将在上述第一实施例、其他实施例和变形例的任意一者中说明的固体摄像器件用于像素部10中。图23中以固体摄像器件1为例。该摄像装置包括用作摄像区域的像素部10，并且可以包括例如在像素部10的周边区域中的周边电路部20。周边电路部20可以包括例如行扫描器131、水平选择器133、列扫描器134和系统控制器132。
像素部10可包括例如以二维阵列排列的多个像素P。像素P可以与针对各个像素行而铺设的像素驱动线Lread(具体地，行选择线和复位控制线)连线，并且可以与针对各个像素列而铺设的垂直信号线Lsig连线。像素驱动线Lread被配置成传输用于从像素读取信号的驱动信号。像素驱动线Lread的第一端可以连接到行扫描器131的对应于各行的输出端子。
行扫描器131可以包括例如移位寄存器和地址解码器，并且可以用作对像素部10的像素P例如以行为单位进行驱动的像素驱动部。信号可以从由行扫描器131选择和扫描的像素行的像素P输出，并且如此输出的信号可以通过相应的垂直信号线Lsig被提供给水平选择器133。水平选择器133可以包括针对各条垂直信号线Lsig而设置着的例如放大器和水平选择器开关。
列扫描器134可以包括例如移位寄存器和地址解码器，并且被配置成对水平选择器133的水平选择器开关进行扫描和依次驱动。列扫描器134的这种选择性扫描使得能够将从像素P通过相应的垂直信号线Lsig传输过来的信号依次传输到水平信号线135，并且这些信号通过水平信号线135而被输出。
包括行扫描器131、水平选择器133、列扫描器134和水平信号线135的电路部分可以直接地形成在基板11上方，或者该电路部分可以设置在外部控制IC(集成电路)中。可选地，该电路部分例如可以形成在通过电缆而被连接的另一基板上。
系统控制器132被配置成接收例如从外部提供的时钟、关于操作模式的指令的数据等，并且被配置成输出诸如固体摄像器件1的内部信息等数据。另外，系统控制器132可以包括用于生成各种时序信号的时序发生器，并且被配置成基于由时序发生器生成的各种时序信号来执行包括行扫描器131、水平选择器133和列扫描器134的周边电路的驱动控制。
应用例2
上述固体摄像器件1可以适用于具有摄像功能的各种电子设备。电子设备的示例可以包括：诸如数码相机和摄影机等相机系统；以及具有摄像功能的移动电话。作为示例，图24示出了电子设备3(例如，相机)的整体构造。电子设备3可以是被构造为拍摄静止图像和运动图像的摄影机，并且可以包括固体摄像器件1、光学系统(摄像镜头)310、快门装置311、驱动部313和信号处理部312。驱动部313被配置成驱动固体摄像器件1和快门装置311。
光学系统310被配置成将来自被摄物体的图像光(入射光)引导向固体摄像器件1。光学系统310可以包括多个光学镜头。快门装置311被配置成控制固体摄像器件1的光照射周期和遮光周期。驱动部313被配置成控制固体摄像器件1的传输操作和快门装置311的快门操作。信号处理部312被配置成对从固体摄像器件1输出的信号执行各种信号处理。经过信号处理之后的图像信号Dout可以被存储在诸如存储器等存储介质中，或者可以被输出到监视器。
尽管根据上述各示例性实施例和变形例进行了说明，但是本发明的内容不限于上述各示例实施例和变形例，并且可以以各种方式进行修改。在上述的各实施例和变形例中，对以下情况进行了说明：针对形成在基板11上的光电转换元件中的各个像素分别地设置第一电极(像素电极)，并且从第一电极侧读出信号电荷。然而，本发明的内容并不限于这种情况。可选地，可以针对各个像素分别地设置第二电极(上电极)，并且可以从第二电极侧读出信号电荷。
此外，在上述各示例实施例和变形例中，纵向分光型固体摄像器件具有以下构造：在该构造中，光电转换元件10a形成在基板11上，并且光电转换元件110B和110R形成在基板11中。光电转换元件10a使用吸收绿光的有机半导体，并且光电转换元件110B和110R分别吸收蓝光和红光。该固体摄像器件的元件构造不限于此。例如，可以在基板11上堆叠有使用了对不同波长的光执行光电转换的两种以上有机半导体的光电转换元件，或者可以在基板11中形成有一种或三种以上光电二极管。
请注意，本发明的内容可具有以下实施方案。
(1)一种固体摄像器件，其包括：
基板；
至少第一光电转换元件，其形成在所述基板中；
局部薄区域，其形成在所述基板中；
层间绝缘膜，其位于所述基板的第一侧处，其中，所述层间绝缘膜延伸至所述局部薄区域中；
第一电极，其位于所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处；
第二电极；以及
光电转换层，其至少部分地位于所述第一电极和所述第二电极之间。
(2)根据(1)所述的固体摄像器件，其中，所述局部薄区域是凹部，并且所述凹部从所述基板的第一侧朝着所述基板的第二侧延伸。
(3)根据(1)或(2)所述的固体摄像器件，其中，形成在所述基板中的所述局部薄区域与形成在所述基板中的所述第一光电转换元件相邻。
(4)根据(1)～(3)中任一者所述的固体摄像器件，其中，所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极形成有机光电转换元件。
(5)根据(4)所述的固体摄像器件，其中，至少所述有机光电转换元件和所述第一光电转换元件形成所述固体摄像器件的像素。
(6)根据(1)～(5)中任一者所述的固体摄像器件，进一步包括：多个所述第一电极；多个所述第一光电转换元件；多个像素，其中所述多个像素中的各个像素均包括所述多个第一电极中的至少一者和所述多个第一光电转换元件中的至少一者；以及多个所述凹部。
(7)根据(6)所述的固体摄像器件，进一步包括：
多个间隙，
其中，所述多个第一电极中的相邻第一电极被所述多个间隙中的一者分离开，所述多个像素中的各像素被所述多个凹部中的至少一个凹部至少部分地分离开，并且所述多个凹部中的各个凹部位于包围所述间隙中的一者的区域中。
(8)根据(1)～(7)中任一者所述的固体摄像器件，进一步包括：
第二光电转换元件，其形成在所述基板中，
其中，形成在所述基板中的所述局部薄区域与形成在所述基板中的所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件相邻。
(9)根据(8)所述的固体摄像器件，其中，所述有机光电转换元件、所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件形成所述固体摄像器件的像素。
(10)根据(8)或(9)所述的固体摄像器件，其中，所述像素的所述有机光电转换元件、所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件对不同颜色敏感。
(11)根据(10)所述的固体摄像器件，其中，所述有机光电转换元件对绿光敏感，所述第一光电转换元件对蓝光敏感，并且所述第二光电转换元件对红光敏感。
(12)根据(1)～(11)中任一者所述的固体摄像器件，进一步包括：屏蔽电极，其位于所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处，并且所述屏蔽电极与所述第一电极被间隙分离开。
(13)根据(12)所述的固体摄像器件，其中，所述屏蔽电极与所述第一电极处于同一平面内。
(14)根据(13)所述的固体摄像器件，其中，所述屏蔽电极在所述平面内围绕所述第一电极。
(15)根据(13)～(14)中任一者所述的固体摄像器件，进一步包括：
多个所述第一电极，
其中，所述多个第一电极在所述平面内排列成矩阵。
(16)根据(12)～(15)中任一者所述的固体摄像器件，其中，所述屏蔽电极排列成格子图案。
(17)根据(12)～(16)中任一者所述的固体摄像器件，其中，所述凹部位于所述固体摄像器件的对应于所述间隙的区域中。
(18)根据(12)～(17)中任一者所述的固体摄像器件，其中，在所述固体摄像器件的对应于所述间隙的所述区域中，所述凹部与所述第二电极的一部分相对，且在所述凹部和所述第二电极的所述一部分之间仅有所述层间绝缘膜和所述光电转换层。
(19)一种电子设备，其包括：
固体摄像器件，所述固体摄像器件包括：
基板；
至少第一光电转换元件，其形成在所述基板中；
凹部，其形成在所述基板中，且所述凹部从所述基板的第一侧朝向所述基板的第二侧延伸；
层间绝缘膜，其位于所述基板的所述第一侧处，且所述层间绝缘膜延伸至所述凹部中；
第一电极，其位于所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处；
光电转换层，所述光电转换层的至少一部分地位于所述第一电极上；以及
第二电极，其位于所述光电转换层上；
保护膜，其位于所述第二电极的与所述光电转换层相反的一侧处；以及
透镜，其邻接至所述保护膜的与所述第二电极相反的一侧。
(20)一种用于形成图像传感器的方法，其包括：
形成基板；
在所述基板中形成局部薄区域；
在所述基板上形成层间绝缘膜，且所述层间绝缘膜延伸至所述局部薄区域中；
在所述层间绝缘膜上形成第一电极；
在所述第一电极上形成光电转换层；并且
在所述光电转换层上形成第二电极。
本领域的技术人员应该理解，可以根据设计要求和其他因素而做出各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在随附的权利要求或其等同物的范围内即可。
(21)一种固体摄像器件，其包括：
多个像素；
多个第一电极，其配置在基板上，并且在多个第一电极与所述基板之间夹有层间绝缘膜，所述多个第一电极中的各者针对所述多个像素中的相应一者而被设置着；
第一光电转换层，其以与所述层间绝缘膜接触的方式被设置在所述多个第一电极上；以及
第二电极，其配置在所述第一光电转换层上，
其中，所述基板与所述第二电极相对，且在所述基板与所述第二电极二者之间夹有所述第一光电转换层和所述层间绝缘膜，并且
所述层间绝缘膜包括低介电常数层和空隙中的一者，所述低介电常数层由低介电常数材料制成。
(22)根据(21)所述的固体摄像器件，其中，所述低介电常数层为下列三种膜中的一者：第一种是包含氧化硅(SiOx)且包含碳(C)、氢(H)、氟(F)、硼(B)和氮(N)中的至少一种元素的膜；第二种是包含碳、氮、氧(O)、氢、氟和硼(B)中的至少一种元素的有机膜；第三种是有孔膜。
(23)根据(21)或(22)所述的固体摄像器件，其中，所述低介电常数层具有约3.6或更小的相对介电常数。
(24)根据(21)～(23)中任一项所述的固体摄像器件，其中，在整个所述基板上设置有所述低介电常数层以作为所述层间绝缘膜。
(25)根据(21)～(23)中任一项所述的固体摄像器件，其中，所述低介电常数层仅设置在与所述第一电极之间的间隙对应的区域中。
(26)根据(21)～(25)中任一项所述的固体摄像器件，其中，与所述第一电极之间的间隙对应的区域中具有所述空隙。
(27)根据(21)～(26)中任一项所述的固体摄像器件，其中，在所述基板的所述层间绝缘膜侧的表面上的与所述第一电极之间的间隙对应的区域中，设置有厚度比周边区域的厚度小的区域或载流子密度比周边区域的载流子密度低的区域。
(28)根据(21)～(27)中任一项所述的固体摄像器件，进一步包括：第三电极，其设置在所述层间绝缘膜上且处于所述第一电极之间的间隙中。
(29)根据(28)所述的固体摄像器件，其中，所述第三电极具有与所述第一电极的功函数不同的功函数。
(30)根据(21)～(29)中任一项所述的固体摄像器件，其中，在所述层间绝缘膜中设置有配线层，所述配线层与所述第二电极电气耦合。
(31)根据(21)～(30)中任一项所述的固体摄像器件，其中，所述基板在与所述第一电极之间的间隙对应的区域的一部分区域或整个区域中与所述第二电极电气耦合。
(32)根据(21)～(31)中任一项所述的固体摄像器件，其中，所述基板包括与所述第一电极电气连接的电荷累积层。
(33)根据(21)～(32)中任一项所述的固体摄像器件，进一步包括：至少一种第二光电转换层，其设置在所述基板中并且被构造为吸收颜色光。
(34)根据(21)～(33)中任一项所述的固体摄像器件，进一步包括：至少一种颜色滤光片层，其设置在所述第一光电转换层的光入射侧，并且被构造为允许颜色光选择性地通过。
(35)一种固体摄像器件，其包括：
多个像素；
多个第一电极，其配置在基板上，并且在所述多个第一电极和所述基板之间夹有层间绝缘膜，所述多个第一电极中的各者针对所述多个像素中的相应一者而被设置着；
光电转换层，其以与所述层间绝缘膜接触的方式被设置在所述多个第一电极上；以及
第二电极，其配置在所述光电转换层上，
其中，所述基板与所述第二电极相对，且在所述基板与所述第二电极之间夹有所述光电转换层和所述层间绝缘膜，并且
在所述基板的所述层间绝缘膜侧的表面上的与所述第一电极之间的间隙对应的区域中，设置有厚度比周边区域的厚度小的区域或载流子密度比周边区域的载流子密度低的区域。
(36)
根据(35)所述的固体摄像器件，其中，
所述基板在它的所述层间绝缘膜侧的表面上具有凹部；并且
所述层间绝缘膜被设置成埋入到所述凹部中。
(37)一种固体摄像器件，其包括：
多个像素；
多个第一电极，其配置在基板上，并且在所述多个第一电极和所述基板之间夹有层间绝缘膜，所述多个第一电极中的各者针对所述多个像素中的相应一者而被设置着；
光电转换层，其设置在所述多个第一电极上；
第二电极，其配置在所述光电转换层上；以及
第三电极，其在所述层间绝缘膜上且被设置于所述第一电极之间的间隙中，并且具有与第一电极的功函数不同的功函数。
(38)根据(37)所述的固体摄像器件，其中，通过所述第一电极读出信号电荷，并且当所述信号电荷是空穴时，所述第三电极的功函数小于所述第一电极的功函数。
(39)根据(37)所述的固体摄像器件，其中，通过所述第一电极读取信号电荷，并且当所述信号电荷为电子时，所述第三电极的功函数大于所述第一电极的功函数。
附图标记列表
1、1A至1D：固体摄像器件
10a、110B、110R：光电转换元件
11：基板
11a：硅层
12：层间绝缘膜
12A、12A1：低介电常数层
12B：空隙
12C：凹部
12D：低载流子密度区域
13：第一电极
14、14A：屏蔽电极
15：光电转换层
16：第二电极
17：透镜
18：颜色滤光片层
18R、18G、18B：颜色滤光片

Claims (18)

1.固体摄像器件，其包括：
基板；
至少第一光电转换元件，形成在所述基板中；
局部薄区域，形成在所述基板中；
层间绝缘膜，位于所述基板的第一侧处，且所述层间绝缘膜延伸至所述局部薄区域中；
第一电极，位于所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处；
第二电极；
光电转换层，至少部分地位于所述第一电极和所述第二电极之间；和
屏蔽电极，位于所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处，并且所述屏蔽电极与所述第一电极被间隙分离开，
其中，所述局部薄区域是凹部，并且
其中，所述凹部位于所述固体摄像器件的与所述间隙对应的区域中。
2.根据权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述凹部从所述基板的第一侧朝着所述基板的第二侧延伸。
3.根据权利要求1所述的固体摄像器件，其中，形成在所述基板中的所述局部薄区域与形成在所述基板中的所述第一光电转换元件相邻。
4.根据权利要求3所述的固体摄像器件，其中，所述第一电极、所述光电转换层和所述第二电极形成有机光电转换元件。
5.根据权利要求4所述的固体摄像器件，其中，至少所述有机光电转换元件和所述第一光电转换元件形成所述固体摄像器件的像素。
6.根据权利要求5所述的固体摄像器件，进一步包括：
多个所述第一电极；
多个所述第一光电转换元件；
多个所述像素，其中所述多个像素中的各个像素均包括所述多个第一电极中的至少一者和所述多个第一光电转换元件中的至少一者；以及
多个所述凹部。
7.根据权利要求6所述的固体摄像器件，进一步包括：
多个间隙，
其中，所述多个第一电极中的相邻第一电极被所述多个间隙中的一者分离开，所述多个像素中的各像素被所述多个凹部中的至少一个凹部至少部分地分离开，并且所述多个凹部中的各个凹部位于包围所述多个间隙中的一者的区域中。
8.根据权利要求4所述的固体摄像器件，进一步包括：
第二光电转换元件，形成在所述基板中，
其中，形成在所述基板中的所述局部薄区域与形成在所述基板中的所述第一光电转换元件及所述第二光电转换元件相邻。
9.根据权利要求8所述的固体摄像器件，其中，所述有机光电转换元件、所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件形成所述固体摄像器件的像素。
10.根据权利要求9所述的固体摄像器件，其中，所述像素的所述有机光电转换元件、所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件对不同颜色敏感。
11.根据权利要求10所述的固体摄像器件，其中，所述有机光电转换元件对绿光敏感，所述第一光电转换元件对蓝光敏感，并且所述第二光电转换元件对红光敏感。
12.根据权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述屏蔽电极与所述第一电极处于同一平面内。
13.根据权利要求12所述的固体摄像器件，其中，所述屏蔽电极在所述平面内围绕所述第一电极。
14.根据权利要求13所述的固体摄像器件，进一步包括：
多个所述第一电极，
其中，所述多个第一电极在所述平面内排列成矩阵。
15.根据权利要求14所述的固体摄像器件，其中，所述屏蔽电极布置成格子图案。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的固体摄像器件，其中，在所述固体摄像器件的与所述间隙对应的所述区域中，所述凹部与所述第二电极的一部分相对，且在所述第二电极的一部分与所述凹部之间仅有所述层间绝缘膜和所述光电转换层。
17.电子设备，其包括：
如权利要求1至16中任一项所述的固体摄像器件；
保护膜，位于所述第二电极的与所述光电转换层相反的一侧处；以及
透镜，邻接至所述保护膜的与所述第二电极相反的一侧。
18.用于形成图像传感器的方法，其包括：
形成基板；
在所述基板中形成局部薄区域；
在所述基板上形成层间绝缘膜，且所述层间绝缘膜延伸至所述局部薄区域中；
在所述层间绝缘膜上形成第一电极；
在所述第一电极上形成光电转换层；
在所述光电转换层上形成第二电极；并且
形成屏蔽电极，所述屏蔽电极位于所述层间绝缘膜的与所述基板相反的一侧处，其中，所述屏蔽电极与所述第一电极被间隙分离开，
其中，所述局部薄区域是凹部，并且
其中，所述凹部位于所述图像传感器的与所述间隙对应的区域中。
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