[發(fā)明專利]有機像素及其制造方法和包括其的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210387179.1
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN103050505A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秋教軫;誥成后藤;金奎植;金允璟;樸敬培;徐振豪;薛相哲;李景鎬;李光熙
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L27/30
• 分類號: H01L27/30;H01L51/42;H01L21/77;H04N5/378
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 翟然

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式涉及一種有機光電二極管，例如涉及包括有機光電二極管的有機像素、該有機像素的制造方法和操作方法和/或包括該有機像素的裝置，該有機像素可以響應(yīng)于傳送控制信號的電壓來劃分并執(zhí)行電荷累積操作和電荷傳輸操作。

背景技術(shù)

光電二極管是光電轉(zhuǎn)換元件或光電探測器的示例，其可以將光能轉(zhuǎn)換為諸如電流或電壓的電信號。

光電二極管可以具有P-N結(jié)結(jié)構(gòu)或PIN結(jié)構(gòu)，通過利用光電效應(yīng)來產(chǎn)生自由電子和空穴。

由于光電轉(zhuǎn)換功能或光電探測功能，光電二極管被廣泛用在CMOS圖像傳感器中。CMOS圖像傳感器可以包括多個像素傳感器的陣列作為圖像傳感器。多個像素傳感器可以由CMOS工藝和/或與其相關(guān)的特定工藝制造。多個像素傳感器的每個可以包括諸如光電二極管的光電探測器，還可以包括有源放大器。

從該陣列輸出的像素信號通過各種處理工序，例如相關(guān)雙采樣（CDS）和模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換，被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。該數(shù)字信號可以通過圖像信號處理器被處理，經(jīng)處理的信號可以通過顯示器顯示。

通過顯示器顯示的圖像質(zhì)量可以根據(jù)包括例如光電二極管的像素傳感器的性能來確定。因此，已經(jīng)開展了提高像素傳感器的性能的研究和開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，有機像素可以包括：互連層，在具有像素電路的半導(dǎo)體基板上，該互連層具有第一接觸和第一電極；和在互連層上的有機光電二極管。該有機光電二極管可以包括：在第一電極上的絕緣層；第二電極；和在第一接觸、絕緣層和第二電極之間的光電轉(zhuǎn)換區(qū)。光電轉(zhuǎn)換區(qū)可以包括給電子有機材料和受電子有機材料。

第一電極和光電轉(zhuǎn)換區(qū)可以被絕緣層絕緣。

有機光電二極管還可以包括電連接到第一接觸的第二接觸。第一電極和光電轉(zhuǎn)換區(qū)可以被絕緣層絕緣，第二接觸與絕緣層之間的距離小于或等于數(shù)微米，例如，小于10微米（μm）。

有機像素可以是處于4T操作模式中的單元。

互連層還可以包括：通孔，連接第一接觸與像素電路的連接節(jié)點；和金屬線，提供傳送控制信號到第一電極。

連接節(jié)點可以為像素電路的浮置擴散節(jié)點和連接到浮置擴散節(jié)點的中間存儲節(jié)點中的至少一個。

像素電路還可以包括開關(guān)，開關(guān)配置為響應(yīng)于開關(guān)信號連接中間存儲節(jié)點和浮置擴散節(jié)點。

絕緣層的厚度小于或等于數(shù)微米，例如，10微米。第二電極可以是諸如ITO的透明電極。

互連層可以還包括連接該接觸和像素電路的通孔以及提供傳送控制信號到第一電極的金屬線。

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，圖像傳感器可以包括如這里所述的有機像素和行驅(qū)動器，該行驅(qū)動器配置為輸出用于控制有機像素的電荷傳輸操作的傳送控制信號。

有機像素可以包括：包括像素電路的半導(dǎo)體基板、具有第一接觸和第一電極的互連層、和半導(dǎo)體基板上的互連層上的有機光電二極管。該有機光電二極管可以包括：在第一電極上的絕緣層；第二電極；和在第一接觸、絕緣層和第二電極之間形成并具有給電子有機材料和受電子有機材料的光電轉(zhuǎn)換區(qū)。

有機光電二極管還可以包括電連接到第一接觸的第二接觸，第一電極和光電轉(zhuǎn)換區(qū)被絕緣層絕緣，第二接觸與絕緣層之間的距離小于或等于數(shù)微米，例如，小于10微米（μm）。

互連層還可以包括：通孔，連接第一接觸和像素電路；和金屬線，提供傳送控制信號到第一電極。行驅(qū)動器可以在光電荷累積操作期間提供具有第一電平的傳送控制信號到金屬線并可以在光電荷傳輸期間提供具有低于第一電平的第二電平的傳送控制信號到金屬線。通孔可以被連接到像素電路的浮置擴散節(jié)點或連接到連接于像素電路的浮置擴散節(jié)點的中間存儲節(jié)點。

圖像傳感器還可以包括開關(guān)。開關(guān)可以配置為響應(yīng)于從行驅(qū)動器輸出的開關(guān)信號連接中間存儲節(jié)點和浮置擴散節(jié)點。

根據(jù)發(fā)明構(gòu)思的示例實施方式，圖像處理裝置可以包括如這里所述的具有有機像素的圖像傳感器和行驅(qū)動器，該行驅(qū)動器輸出用于控制有機像素的電荷傳輸操作的傳送控制信號。

圖像傳感器還可以包括電連接到第一接觸的第二接觸。第一電極和光電轉(zhuǎn)換區(qū)可以被絕緣層絕緣，第二接觸與絕緣層之間的距離可以小于或等于數(shù)微米，例如，小于10微米（μm）。

圖像傳感器中的互連層還可以包括：通孔，連接該接觸與像素電路；和金屬線，提供傳送控制信號到第一電極。行驅(qū)動器可以在光電荷累積操作期間提供具有第一電平的傳送控制信號到金屬線并可以在光電荷傳輸期間提供具有低于第一電平的第二電平的傳送控制信號到金屬線。