[發(fā)明專(zhuān)利]光電轉(zhuǎn)換元件和固體攝像裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010731351.5
• 申請(qǐng)日: 2016-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112002809A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 長(zhǎng)谷川雄大;松澤伸行;尾花良哲;竹村一郎;中山典一;下川雅美;山口哲司;八木巖;茂木英昭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 索尼半導(dǎo)體解決方案公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/42
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L27/30
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 陳睆;曹正建

1.一種光電轉(zhuǎn)換元件，其包括：

相互面對(duì)的第一電極和第二電極；以及

光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被設(shè)置在所述第一電極和所述第二電極之間，且還包括具有互不相同的母體骨架的第一有機(jī)半導(dǎo)體材料、第二有機(jī)半導(dǎo)體材料和第三有機(jī)半導(dǎo)體材料，

所述第一有機(jī)半導(dǎo)體材料是富勒烯或富勒烯衍生物，

所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料在單層膜形式下在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)的極大光吸收波長(zhǎng)的線(xiàn)吸收系數(shù)高于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體材料的單層膜和所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料的單層膜在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)的極大光吸收波長(zhǎng)的線(xiàn)吸收系數(shù)，并且

所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料的HOMO能級(jí)是在所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料的HOMO能級(jí)以上的值。

2.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料在單層膜形式下的空穴遷移率高于所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料的單層膜的空穴遷移率。

3.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，在所述光電轉(zhuǎn)換層中，通過(guò)所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料的光吸收而產(chǎn)生的激子在選自所述第一有機(jī)半導(dǎo)體材料、所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料和所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料中的兩個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體材料之間的界面處被分離。

4.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層的極大吸收波長(zhǎng)在450nm以上且650nm以下的范圍內(nèi)。

5.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料在所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料的分子中包含除碳(C)和氫(H)外的異質(zhì)元素。

6.如權(quán)利要求1所述的光電轉(zhuǎn)換元件，其中，所述光電轉(zhuǎn)換層包括的所述第一有機(jī)半導(dǎo)體材料在10體積％以上且35體積％以下的范圍內(nèi)。

7.一種固體攝像裝置，其設(shè)置有多個(gè)像素，各所述像素包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器，各所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器包括：

相互面對(duì)的第一電極和第二電極；以及

光電轉(zhuǎn)換層，所述光電轉(zhuǎn)換層被設(shè)置在所述第一電極和所述第二電極之間，且還包括具有互不相同的母體骨架的第一有機(jī)半導(dǎo)體材料、第二有機(jī)半導(dǎo)體材料和第三有機(jī)半導(dǎo)體材料，

所述第一有機(jī)半導(dǎo)體材料是富勒烯或富勒烯衍生物，

所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料在單層膜形式下在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)的極大光吸收波長(zhǎng)的線(xiàn)吸收系數(shù)高于所述第一有機(jī)半導(dǎo)體材料的單層膜和所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料的單層膜在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)的極大光吸收波長(zhǎng)的線(xiàn)吸收系數(shù)，并且

所述第三有機(jī)半導(dǎo)體材料的HOMO能級(jí)是在所述第二有機(jī)半導(dǎo)體材料的HOMO能級(jí)以上的值。

8.如權(quán)利要求7所述的固體攝像裝置，其中，在各所述像素中層疊著所述一個(gè)或多個(gè)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器和一個(gè)或多個(gè)無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換器，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換器在與所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器的波長(zhǎng)區(qū)域不同的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

9.如權(quán)利要求8所述的固體攝像裝置，其中，

所述一個(gè)或多個(gè)無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換器以埋入半導(dǎo)體基板內(nèi)的方式而被形成，并且

所述一個(gè)或多個(gè)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器被形成在所述半導(dǎo)體基板的第一表面?zhèn)壬稀?/p>

10.如權(quán)利要求9所述的固體攝像裝置，其中，

所述一個(gè)或多個(gè)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換器針對(duì)綠色光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并且

在所述半導(dǎo)體基板內(nèi)，層疊有針對(duì)藍(lán)色光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換器和針對(duì)紅色光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換器。