有机图像传感器

文档序号:1695870 发布日期:2019-12-10 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 有机图像传感器 (Organic image sensor ) 是由 崔珉准 金宽植 李范硕 林海敏 赵万根 于 2019-03-04 设计创作,主要内容包括:提供了一种有机图像传感器。有机图像传感器包括包含彼此间隔开的多个第一电极的像素电极。有机图像传感器包括包含突出超过所述多个第一电极的表面的突出部的绝缘区。有机图像传感器包括在像素电极和绝缘区的突出部上的有机光电转换层。此外,有机图像传感器包括与像素电极相对并且在有机光电转换层上的第二电极。(an organic image sensor is provided. The organic image sensor includes a pixel electrode including a plurality of first electrodes spaced apart from each other. The organic image sensor includes an insulating region including a protrusion protruding beyond a surface of the plurality of first electrodes. The organic image sensor includes an organic photoelectric conversion layer on the pixel electrode and the protrusion of the insulating region. In addition, the organic image sensor includes a second electrode opposite to the pixel electrode and on the organic photoelectric conversion layer.)

有机图像传感器

技术领域

本公开涉及图像传感器。

背景技术

为了获得高分辨率图像,图像传感器(或固态成像器件)中的像素数量已增加。在图像传感器中,当像素的尺寸减小时,光电器件的光接收区域会缩小,因而光学灵敏度会降低。

因此,堆叠有机图像传感器已作为一种图像传感器被提出,在堆叠有机图像传感器中,有机光电器件堆叠在形成于半导体基板上的半导体光电器件上。有机图像传感器中的有机光电器件可以包括有机光电转换层。

发明内容

本发明构思提供了一种有机图像传感器,其包括在有机光电转换层与绝缘层和/或电极之间具有提高的粘附力的有机光电器件。提高的粘附力可以提高有机图像传感器的制造产量和/或有机图像传感器的可靠性。

根据本发明构思的一些实施方式,一种有机图像传感器可以包括包含彼此间隔开的多个第一电极的像素电极。该有机图像传感器可以包括绝缘区,该绝缘区包括突出超过所述多个第一电极的表面的突出部。该有机图像传感器可以包括在像素电极和绝缘区的突出部上的有机光电转换层。此外,该有机图像传感器可以包括与像素电极相对并且在有机光电转换层上的第二电极。

根据本发明构思的一些实施方式,一种有机图像传感器可以包括半导体基板。该有机图像传感器可以包括在半导体基板上的像素电路。该有机图像传感器可以包括在像素电路上的层间绝缘层。该有机图像传感器可以包括有机光电器件。该有机光电器件可以包括像素电极,该像素电极包括彼此间隔开并且通过层间绝缘层上的隔离绝缘层彼此绝缘的多个第一电极。该有机光电器件可以包括从所述多个第一电极之间的隔离绝缘层的表面突出的脊部。该有机光电器件可以包括在像素电极和脊部上的有机光电转换层。该有机光电器件可以包括对向电极,该对向电极与像素电极相对并且包括在有机光电转换层上的第二电极。此外,该有机图像传感器可以包括通路电极,该通路电极在层间绝缘层中并且将像素电路电连接到像素电极。

根据本发明构思的一些实施方式,一种有机图像传感器可以包括半导体基板。该有机图像传感器可以包括在半导体基板上的半导体光电器件。该有机图像传感器可以包括电连接到半导体基板上的半导体光电器件的第一像素电路。该有机图像传感器可以包括有机光电器件,该有机光电器件堆叠在半导体光电器件上并且包括有机光电转换层。此外,该有机图像传感器可以包括电连接到半导体基板上的有机光电器件的第二像素电路。该有机光电器件可以包括包含多个第一电极的像素电极。该有机光电器件可以包括绝缘区,该绝缘区包括在所述多个第一电极之间的第一部分和向上突出超过所述多个第一电极的各上表面的突出的第二部分。有机光电转换层可以在像素电极和绝缘区的突出的第二部分上。绝缘区的第一部分可以包括使所述多个第一电极彼此隔离的隔离绝缘层。此外,该有机光电器件可以包括与像素电极相对并且在有机光电转换层上的第二电极。

附图说明

本发明构思的实施方式将由以下结合附图的详细描述被更清楚地理解,附图中:

图1是根据本发明构思的一些实施方式的包括有机图像传感器的图像处理装置的框图;

图2是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的像素的俯视图;

图3是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的一部分的剖视图;

图4是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的一部分的放大图;

图5是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的一部分的放大图;

图6A和图6B是根据本发明构思的一些实施方式的有机光电器件的脊部的剖面形状的视图;

图7A和图7B是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器中的像素电路的电路图;

图8A至图8C是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器中的像素电路的电路图;

图9是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的一部分的剖视图;

图10A至图10F是示出根据本发明构思的一些实施方式的制造有机光电器件的方法的剖视图;以及

图11是可应用根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的电子设备的框图。

具体实施方式

图1是根据本发明构思的一些实施方式的包括有机图像传感器的图像处理装置1的框图。

参照图1,图像处理装置1可以包括有机图像传感器10和图像处理器20。有机图像传感器10可以包括像素阵列11、行驱动器12、列驱动器13、时序控制器14和读出电路15。

有机图像传感器10可以根据图像处理器20的控制命令操作。有机图像传感器10可以将从对象30反射或透射的光转换成电信号,并将电信号输出到图像处理器20。有机图像传感器10中的像素阵列11可以包括多个像素PX。每个像素PX可以包括接收光以产生电荷的光电器件。

在一些实施方式中,光电器件可以包括有机光电器件。在一些实施方式中,光电器件还可以包括半导体光电器件。有机图像传感器10可以是堆叠图像传感器,其中有机光电器件堆叠在形成于半导体基板中的半导体光电器件上或者多个有机光电器件堆叠在半导体基板上。

有机光电器件可以包括像素电极、有机光电转换层和对向电极。有机光电转换层可以是有机光电二极管。半导体光电器件可以包括半导体光电转换层。半导体光电转换层可以是诸如硅光电二极管的半导体光电二极管。稍后将在本文中更详细地描述有机光电器件和半导体光电器件。

在一些实施方式中,每个像素PX可以包括两个或更多个光电器件,并且一个像素PX中的两个或更多个光电器件可以接收不同颜色的光以产生电荷。每个像素PX可以包括用于从由光电器件产生的电荷产生电信号的像素电路。

在一些实施方式中,像素电路可以包括传输晶体管、驱动晶体管、选择晶体管、重置晶体管等。当一个像素PX具有两个或更多个光电器件时,每个像素PX可以包括用于处理该两个或更多个光电器件的每个所产生的电荷的像素电路。

行驱动器12可以以行为单位驱动像素阵列11。例如,行驱动器12可以产生用于控制每个像素PX的传输晶体管的传输控制信号、用于控制每个像素PX的重置晶体管的重置控制信号、用于控制每个像素PX的选择晶体管的选择控制信号等。

列驱动器13可以包括相关双采样器(CDS)、模数转换器(ADC)等。CDS可以从由行驱动器12所提供的行选择信号选择的行中的像素PX接收信号,并执行相关双采样。模数转换器可以将CDS的输出转换成数字信号,并将数字信号传送到读出电路15。

读出电路15可以包括能够临时存储数字信号的锁存器或缓冲电路、放大电路等。读出电路15可以临时存储或放大从列驱动器13接收的数字信号以生成图像数据。行驱动器12、列驱动器13和读出电路15的操作时序可以由时序控制器14确定。

时序控制器14可以响应于从图像处理器20发送的控制命令而操作。图像处理器20可以处理由读出电路15传输的图像数据,并且可以将处理后的图像数据输出到显示装置等,或者将处理后的图像数据存储在诸如存储器的存储装置中。

图2是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器10a的像素的俯视图,图3是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器10a的一部分的剖视图。

参照图2和图3,有机图像传感器10a可以是有机CMOS图像传感器。如图2所示,有机图像传感器10a的像素PX可以具有其中绿色像素G堆叠在蓝色像素B和红色像素R上的形式。蓝色像素B选择性地吸收蓝色波长范围内的光(蓝光),红色像素R选择性地吸收红色波长范围内的光(红光),绿色像素G选择性地吸收绿色波长范围内的光(绿光)。

如图3所示,有机图像传感器10a可以包括半导体光电器件50a和50b、有机光电器件100、以及第一像素电路110和第二像素电路120。有机图像传感器10a可以是堆叠图像传感器,其中有机光电器件100在垂直于半导体基板40的Z方向上堆叠在半导体光电器件50a和50b上。

换言之,有机图像传感器10a是堆叠图像传感器,其中有机光电器件100在垂直于X-Y平面的Z方向上堆叠在半导体基板40上的半导体光电器件50a和50b上。半导体光电器件50a和50b以及第一像素电路110和第二像素电路120可以形成或实现在半导体基板40上。半导体基板40可以是硅基板。

半导体光电器件50a和50b可以电连接到第一像素电路110。有机光电器件100可以通过通路电极90电连接到第二像素电路120。对于每个像素,半导体光电器件50a和50b以及有机光电器件100可以被集成。例如,半导体光电器件50a和50b可以分别被包括在蓝色像素B和红色像素R中,并且有机光电器件100可以被包括在绿色像素G中。半导体光电器件50a和50b以及有机光电器件100可以感测光,并且感测到的信息可以被传输到第一像素电路110和第二像素电路120。

金属布线62和垫64可以形成在半导体基板40上。金属布线62和垫64可以包括具有低电阻率的金属以减少信号延迟,例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)或其合金,但不限于此。在一些实施方式中,金属布线62和垫64可以位于半导体光电器件50a和50b上。

下层间绝缘层60、上层间绝缘层80和隔离绝缘层87可以形成在金属布线62和垫64上。下层间绝缘层60、上层间绝缘层80和隔离绝缘层87可以均为诸如硅氧化物层和/或硅氮化物层的无机绝缘层,或者诸如硅碳化物(SiC)层、氢化硅碳氧化物(SiCOH)层、硅氧碳化物(SiCO)层或氟化硅氧化物(SiOF)层的低K绝缘层。通路孔85可以形成在下层间绝缘层60和上层间绝缘层80中,并且通路电极90可以形成在通路孔85中。

滤色器层70可以形成在下层间绝缘层60上。滤色器层70可以包括形成在蓝色像素B中的蓝色滤色器70B和形成在红色像素R中的红色滤色器70R。虽然参照图2和图3描述了未提供绿色滤色器的示例,但是在一些情况下可以提供绿色滤色器。

上层间绝缘层80和隔离绝缘层87可以形成在滤色器层70上。有机光电器件100可以形成在上层间绝缘层80上。有机光电器件100可以包括包含多个第一电极102的像素电极PE、在第一电极102之间突出超过第一电极102的表面的脊部(或其它突出部)104、形成在像素电极PE和脊部104上的有机光电转换层106、以及在有机光电转换层106上包含第二电极108的对向电极CE。

在一些实施方式中,像素电极PE和对向电极CE可以是透明电极(或透光电极)。透明电极可以包括诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、锌氧化物(ZnO)、锡氧化物(SnO)、铝锡氧化物(AlTO)或氟掺杂锡氧化物(FTO)的导电氧化物,或者包含多层或具有小厚度的单层的金属薄膜。

某个(例如预定的)电压可以通过布线被施加到对向电极CE。因此,电场可以施加在对向电极CE与像素电极PE之间。像素电极PE可以是用于收集有机光电转换层106中产生的电荷的电荷收集电极。

有机光电转换层106可以被配置为选择性地吸收绿色波长范围内的光,并且可以替换绿色像素的滤色器(例如,可以代替绿色像素的滤色器使用)。有机光电转换层106可以由于光电效应而从光产生电荷,并且可以包括有机材料。有机光电转换层106可以包括主要载流子是空穴的p型层和主要载流子是电子的n型层。

在一些实施方式中,有机光电转换层106的p型层可以包括3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)衍生物。例如,六-3,4-乙撑二氧噻吩可以用作EDOT衍生物。有机光电转换层106的n型层可以包括Alq3或萘-1,4,5,8-四羧酸二酐(NTCDA)。基于花菁的染料、基于方酸菁的染料或基于方酸菁的颜料等可以用作p型层,并且富勒烯(C60)等可以用作n型层。

有机光电转换层106可以响应于特定波长带中的光而产生电荷。在一些实施方式中,有机光电转换层106可以响应于绿光而产生电荷。在这种情况下,除绿色以外的其它颜色的光可以被透射到滤色器层70。当光从第二电极108入射时,绿色波长范围内的光可以主要由有机光电转换层106吸收以被光电转换,并且其余波长范围内的光可以穿过第一电极102并由半导体光电器件50a和50b感测。

脊部104可以包括与隔离绝缘层87相同的材料。脊部104可以具有从隔离绝缘层87突出的形式。在有机图像传感器10a中,包括/形成脊部104和隔离绝缘层87的绝缘区/层与有机光电转换层106之间的接触面积可以增大。换言之,在有机图像传感器10a中,可以提高包括/形成脊部104和隔离绝缘层87的绝缘区/层与有机光电转换层106之间的粘附力。

因此,可以抑制在制造有机图像传感器10a的过程中,例如,在用于减小半导体基板40厚度的背面抛光之后去除正面抛光胶带(polishing tape)的过程中,在像素电极PE与有机光电转换层106之间的界面或隔离绝缘层87与有机光电转换层106之间的界面处有机光电转换层106剥落的现象(即剥落现象)。稍后将在本文中更详细地描述包括脊部104的有机光电器件100。

抗反射层92和聚光透镜层96还可以形成在有机光电器件100上。抗反射层92可以抑制/防止入射光98被反射。聚光透镜层96可以控制入射光98的方向以将光聚集到一个点。聚光透镜层96的剖面可以是圆柱形或半球形,但不限于此。

因为有机光电器件100具有堆叠结构,所以有机图像传感器10a可以具有减小的尺寸。虽然选择性地吸收绿色波长范围内的光(绿光)的有机光电器件100的堆叠结构已经作为示例参照图2和图3被描述,但本发明构思不限于此。

在一些实施方式中,有机图像传感器10a可以具有这样的结构,其中选择性地吸收蓝光的有机光电器件100被堆叠并且吸收绿光的半导体光电器件和吸收红光的半导体光电器件被集成在半导体基板40中。在一些实施方式中,有机图像传感器10a可以具有这样的结构,其中选择性地吸收红光的有机光电器件100被堆叠并且吸收绿光的半导体光电器件和吸收蓝光的半导体光电器件被集成在半导体基板40中。

图4是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的一部分的放大图。

具体地,图4可以是图3的有机图像传感器10a的部分ELV的放大图。如上所述,有机图像传感器10a可以包括有机光电器件100。有机光电器件100可以包括包含多个第一电极102的像素电极PE。

用于使第一电极102绝缘的隔离绝缘层87可以形成在第一电极102之间。上层间绝缘层80可以形成在第一电极102和隔离绝缘层87下方。第一电极102的各上表面102S1可以彼此共面。第一电极102的上表面102S1可以是平坦表面。第一电极102的下表面102B1可以是平坦表面。

有机光电器件100可以包括在第一电极102之间沿Z方向向上突出超过第一电极102的表面的脊部104。如上所述,脊部104可以具有从隔离绝缘层87突出的形式。

在有机光电器件100中,脊部104的表面104S1与有机光电转换层106之间的接触面积可以由于脊部104而增大。在有机光电器件100中,有机光电转换层106与包括/形成脊部104和隔离绝缘层87的绝缘区/层之间的粘附力可以提高。

因此,可以抑制在制造有机光电器件100的工艺期间在像素电极PE与有机光电转换层106之间的界面或隔离绝缘层87与有机光电转换层106之间的界面处有机光电转换层106剥落的现象(即剥落现象)。脊部104可以具有各种形状。例如,脊部104可以具有半球形。脊部104可以具有高度H1,并且高度H1可以根据制造工艺来调节。

有机光电器件100可以包括形成在像素电极PE和脊部104上的有机光电转换层106。有机光电转换层106的表面106S1可以被平坦化为平坦表面。有机光电器件100可以包括在有机光电转换层106上包含第二电极108的对向电极CE。构成对向电极CE的第二电极108可以包括单层。对向电极CE的表面108S1可以被平坦化为平坦表面。

图5是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器的一部分的放大图。

具体地,图5可以是图3的有机图像传感器10a的部分ELV的放大图。与图4相比,除了脊部104a、有机光电转换层106和对向电极CE之外,图5可以与图4相同。在图5中,与图4中的附图标记相同的附图标记表示与

图4中的元件/构件相同的元件/构件,并且与参照图4所述的描述相同的描述将被省略或简要描述。

图5中的有机光电器件100可以包括脊部104a。脊部104a的表面104S2可以接触有机光电转换层106。脊部104a的高度H2可以低于图4中的脊部104的高度H2。脊部104a的曲率可以小于图4中的脊部104的曲率。

通过各种各样地调节脊部104a的高度或曲率,可以调节脊部104a的表面104S2与有机光电转换层106之间的接触面积,因而可以调节有机光电转换层106与脊部104a之间以及有机光电转换层106与隔离绝缘层87之间的粘附力。因此,图5中的有机光电器件100可以抑制有机光电转换层106从像素电极PE、隔离绝缘层87和上层间绝缘层80剥落的现象(即剥落现象)。

在图5的有机光电器件100中,从有机光电转换层106的表面106S2突出的第一凸起部(即向外鼓起的部分)107可以形成在有机光电转换层106的与脊部104a对应(例如重叠/对准)的部分中。从对向电极CE的表面108S2突出的第二凸起部109可以形成在对向电极CE的与脊部104a和第一凸起部107对应(例如重叠/对准)的部分中。

在图5的有机光电器件100中,有机光电转换层106与对向电极CE之间的接触面积可以由于第一凸起部107而增大,从而提高粘附力。因此,可以抑制在有机光电转换层106与对向电极CE之间的界面处有机光电转换层106剥落的现象(即剥落现象)。此外,在图5的有机光电器件100中,由于第二凸起部109,还可以进一步提高对向电极CE与抗反射层(参见图3中的抗反射层92)之间的粘附力。

图6A和图6B是根据本发明构思的一些实施方式的有机光电器件的脊部104b和104c的剖面形状的视图。

具体地,图4和图5的有机光电器件100中可以采用图6A和图6B的脊部104b和104c。图6A和图6B的脊部104b和104c可以用图4和图5的有机光电器件100中的脊部104和104a替换。

图6A中的脊部104b的剖面可以具有矩形形状。图6B中的脊部104c的剖面可以具有边缘处形成倒角部105的矩形形状。具有矩形形状的脊部104b和104c的表面104S3和104S4可以接触有机光电转换层106。

图6A和图6B的脊部104b和104c可以增大与有机光电转换层106的接触面积。因此,可以抑制有机光电转换层106从图4和图5的隔离绝缘层87或上层间绝缘层80剥落的现象(即剥落现象)。

图7A和图7B是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器中的像素电路的电路图。

具体地,图7A和图7B可以是连接到图3所示的半导体光电器件50a和50b的第一像素电路110的电路图。第一像素电路110可以被包括在一个像素(例如图1中的像素PX)中。图3的第一像素电路110的示例可以包括图7A和图7B的第一像素电路110A和110B。

参照图7A,每个像素中的第一像素电路110A可以包括多个晶体管,即重置晶体管RX、驱动晶体管DX、传输晶体管TX和选择晶体管SX。第一像素电路110A可以连接到实现为上述半导体光电器件50a和50b的半导体光电二极管PD。

由半导体光电二极管PD产生的电荷可以经由传输晶体管TX传输到浮置扩散区FD,并且传输的电荷可以在浮置扩散区FD中累积。传输晶体管TX可以响应于发送到传输晶体管TX的栅电极的传输控制信号TS而操作。

驱动晶体管DX可以通过浮置扩散区FD中累积的电荷而作为源极跟随缓冲放大器操作。驱动晶体管DX可以放大浮置扩散区FD中累积的电荷,并将放大的电荷传输到选择晶体管SX。

选择晶体管SX可以响应于用于选择像素阵列(例如图1中的像素阵列11)中的某一像素(例如图1中的像素PX)的选择控制信号SEL而操作,并且可以执行切换和寻址操作。当选择控制信号SEL从行驱动器(例如图1中的行驱动器12)输入时,选择晶体管SX可以将电信号Vpix输出到与像素PX连接的列线。

重置晶体管RX可以响应于从行驱动器(例如图1中的行驱动器12)发送的重置控制信号RS而操作。当接收到重置控制信号RS时,重置晶体管RX可以将浮置扩散区FD的电压重置为电源电压VDD。

参照图7B,根据一些实施方式的第一像素电路110B可以不同于图7A的第一像素电路,并且可以包括三个晶体管,即重置晶体管RX、驱动晶体管DX和传输晶体管TX。也就是,与根据图7A所示的示例的第一像素电路110A不同,第一像素电路110B可以仅包括三个晶体管,即重置晶体管RX、驱动晶体管DX和传输晶体管TX。重置晶体管RX可以响应于从行驱动器(例如图1中的行驱动器12)发送的重置控制信号RS而将浮置扩散区FD的电压重置为电源电压VDD,或者将浮置扩散区FD的电压设定为低电平,例如0伏的电压,以执行与图7A所示的选择晶体管SX的功能类似的功能。

图8A至图8C是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器中的像素电路的电路图。

具体地,图8A至图8C可以是连接到图3所示的有机光电器件100的第二像素电路120的电路图。第二像素电路120可以被包括在一个像素(例如图1中的像素PX)中。图3的第二像素电路120的示例可以包括图8A至图8C的第二像素电路120A、120B和120C。

参照图8A,第二像素电路120A可以包括驱动晶体管DX、重置晶体管RX和选择晶体管SX。驱动晶体管DX的栅极端子可以连接到浮置扩散区FD,并且浮置扩散区FD可以累积由上述有机光电器件100产生的电荷。在一些实施方式中,有机光电器件100可以是包括有机材料的有机光电二极管OPD1。

图8A所示的第二像素电路120A的操作可以类似于图7A所示的第一像素电路110A的操作。在图8A中,有机光电二极管OPD1可以包括电子作为主要载流子。当电子用作主要载流子时,有机光电二极管OPD1的阴极可以连接到地电压或具有约-0.3伏至约-0.5伏的负电压的第一参考电压V1。

参照图8B,第二像素电路120B可以包括驱动晶体管DX、重置晶体管RX和选择晶体管SX。图8B所示的第二像素电路120B中的有机光电二极管OPD2可以使用空穴作为主要载流子。当空穴用作主要载流子时,有机光电二极管OPD2可以以与图8A的方向相反的方向连接到浮置扩散区FD。也就是,有机光电二极管OPD2的阴极可以连接到浮置扩散区FD,并且有机光电二极管OPD2的阳极可以连接到第二参考电压V2。

在一些实施方式中,第二参考电压V2可以具有几伏的电压,例如约3.5伏。由于有机光电二极管OPD2具有空穴作为主要载流子,重置晶体管RX的漏极端子可以连接到除电源电压VDD之外的电压,例如读取电压VRD。

参照图8C,第二像素电路120C可以包括驱动晶体管DX、重置晶体管RX、选择晶体管SX和传输晶体管TX。也就是,图8C所示的第二像素电路120C可以类似于图7A所示的第一像素电路110A。在图8C中,有机光电二极管OPD1可以由诸如使用空穴作为主要载流子的有机光电二极管OPD2的有机光电器件替换。

图9是根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器10b的一部分的剖视图。

参照图9,与图3的有机图像传感器10a相比,除了滤色器层未被形成(即被省略)并且半导体光电器件50a和50b被堆叠之外,有机图像传感器10b可以与图3的有机图像传感器10a相同。在图9中,与图3中的附图标记相同的附图标记表示与图3中的元件/构件相同的元件/构件,并且与参照图3所述的描述相同的描述将被省略或简要描述。

在有机图像传感器10b中,与图3的有机图像传感器10a相比,半导体光电器件50a和50b在竖直方向(即Z方向)上堆叠,并且滤色器层未被形成。半导体光电器件50a和50b电连接到第一像素电路110。半导体光电器件50a和50b可以分别选择性地吸收蓝色波长范围内的光(蓝光)和红色波长范围内的光(红光)。

有机光电器件100堆叠在半导体光电器件50a和50b上。上面已经描述了有机光电器件100,因而对有机光电器件100的重复描述被省略。抗反射层和聚光透镜层还可以形成在有机光电器件100上。

有机图像传感器10b具有这样的结构,其中作为蓝色半导体光电器件的半导体光电器件50a和作为红色半导体光电器件的半导体光电器件50b被堆叠在选择性地吸收绿色波长范围内的光的有机光电器件100下方,因而可以进一步减小有机图像传感器10b的尺寸,从而实现小型化的图像传感器。

用于选择性地吸收绿色波长范围内的光的有机光电器件100被堆叠的结构已经作为示例参照图9被描述。然而,本发明构思不限于此,有机图像传感器10b可以具有这样的结构,其中选择性地吸收蓝色波长范围内的光的有机光电器件被堆叠并且吸收绿光的半导体光电器件和吸收红光的半导体光电器件被集成在半导体基板40中。在一些实施方式中,有机图像传感器10b可以具有这样的结构,其中选择性地吸收红色波长范围内的光的有机光电器件被堆叠并且吸收绿光的半导体光电器件和吸收蓝光的半导体光电器件被集成在半导体基板40中。

图10A至图10F是示出根据本发明构思的一些实施方式的制造有机光电器件的方法的剖视图。

参照图10A,多个通路电极90在半导体基板上的上层间绝缘层80中形成。包括彼此间隔开的第一电极102的像素电极PE形成在通路电极90上。第一电极102可以通过在上层间绝缘层80上形成导电膜然后图案化导电膜而形成。

通路电极90可以电连接到第一电极102。孔82可以被形成以经由像素电极PE暴露上层间绝缘层80的一部分。像素电极PE可以是有机光电器件的部件。

参照图10B,第一绝缘层208在像素电极PE和上层间绝缘层80上形成在孔82中(例如填充孔82),然后被平坦化。因此,使第一电极102彼此(物理且电地)隔离的隔离绝缘层87可以形成在第一电极102之间。

参照图10C和图10D,第二绝缘层210形成在像素电极PE和隔离绝缘层87上,如图10C所示。接着,如图10D所示,光致抗蚀剂图案220形成在第二绝缘层210上。光致抗蚀剂图案220形成在隔离绝缘层87之上。

参照图10E,在第二绝缘层210使用光致抗蚀剂图案220(参见图10D)作为掩模被蚀刻之后,光致抗蚀剂图案220被剥离并去除。这样,脊部104可以形成在隔离绝缘层87上。脊部104可以是有机光电器件的部件。当剥离光致抗蚀剂图案220时,脊部104的形状可以根据第二绝缘层210的蚀刻程度来确定。

参照图10F,有机光电转换层106形成在脊部104和像素电极PE上。有机光电转换层106与包括脊部104和隔离绝缘层87的绝缘区/层之间的接触面积可以由于脊部104而增大。接着,包括第二电极108的对向电极CE形成在有机光电转换层106上,以形成有机光电器件100。然后,抗反射层92和聚光透镜层96可以形成在有机光电器件100上。

图11是可应用根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器410的电子设备的框图。

参照图11,根据本发明构思的一些实施方式的有机图像传感器410可以应用于计算机设备400。除了有机图像传感器410之外,计算机设备400还可以包括输入/输出装置420、存储器430、处理器440和端口450。此外,计算机设备400还可以包括有线/无线通信装置、电源装置等。端口450可以是计算机设备400通过其与视频卡、声卡、存储卡、USB装置等通信的装置。除了通用台式计算机和膝上型计算机之外,计算机设备400的示例还可以包括智能电话、平板计算机(例如平板个人计算机(PC))和智能可穿戴设备。

处理器440可以执行特定的操作、命令、任务等。处理器440可以是中央处理单元(CPU)或微控制器单元(MCU),并且可以经由总线460与存储器430、输入/输出装置420、有机图像传感器410和连接到端口450的其它装置通信。

存储器430可以是用于存储计算机设备400的操作所需的数据、或多媒体数据的存储介质。存储器430可以包括诸如随机存取存储器(RAM)的易失性存储器,或诸如闪速存储器的非易失性存储器。存储器430还可以包括固态驱动器(SSD)、硬盘驱动器(HDD)和光盘驱动器(ODD)中的至少一种作为存储装置。

输入/输出装置420可以包括提供给用户的诸如键盘、鼠标和触摸屏的输入装置、以及诸如显示器和音频输出单元的输出装置。有机图像传感器410可以经由总线460或另一通信单元联接到处理器440。处理器440可以执行图1的图像处理器20的功能。有机图像传感器410可以是上述有机图像传感器10a或10b中的一个。

虽然已经参照本发明构思的示例实施方式具体显示并描述了本发明构思,但是将理解,可以在其中进行在形式和细节上的各种改变而不背离所附权利要求的范围。

本申请要求享有2018年6月4日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0064483号的权益,其公开通过引用全文在此合并。

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