光传感器的制作方法

1.本技术涉及光传感器。


背景技术：

2.将光能转换成电能的光电转换元件被广泛用作太阳能电池或光传感器。正在大量开发使用了硅单晶、硅多晶等无机半导体材料的光电转换元件。
3.例如，如非专利文献1中所公开的那样，近年，正在对具备现有的无机材料中没有的物性及功能的有机半导体材料积极地进行着研究。也正在开发使用了有机半导体材料的光电转换元件、即有机光电转换元件。
4.如专利文献1中所记载的那样，有机光电转换元件通常具备：与基板平行地形成的一对电极、和配置于一对电极之间的有机光电转换膜。如专利文献2中所记载的那样，也提出了具备与基板垂直地形成的一对电极、和配置于一对电极之间的有机半导体的结构。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2018-190964号公报
8.专利文献2：日本特开2006-66535号公报
9.非专利文献
10.非专利文献1:jana zaumseil et al.,“electron and ambipolar transport in organic field-effect transistors”,chemical reviews,american chemical society,2007,vol.107,no.4,pp.1296-1323


技术实现要素：

11.发明所要解决的问题
12.本技术提供能够检测多个波长的光、并且具有简洁的结构的光传感器。
13.用于解决问题的手段
14.本技术的一个方式的光传感器具备：
15.基板；
16.光电转换层，其具有面向上述基板的第一面、位于上述第一面的相反侧的第二面、以及将上述第一面与上述第二面连接的至少一个侧面，该光电转换层被上述基板支撑；
17.第一电极，其包含第一部分、和从上述第一部分分离且比上述第一部分更靠近上述第二面的第二部分，该第一电极设置于上述至少一个侧面；以及
18.第二电极，其设置于上述至少一个侧面。
19.发明效果
20.根据本技术，可以提供能够检测多个波长的光、并且具有简洁的结构的光传感器。
附图说明
21.图1a是本技术的一个实施方式的光传感器的剖面示意图。
22.图1b是图1a所示的光传感器的俯视图。
23.图1c是图1a所示的光传感器的侧面图。
24.图1d是光电转换层具有圆柱的形状时的光传感器的俯视图。
25.图1e是光电转换层具有至少一个载流子阻挡层时的光传感器的剖面图。
26.图2是变形例1的光传感器的剖面示意图。
27.图3是变形例2的光传感器的剖面示意图。
28.图4是变形例3的光传感器的剖面示意图。
29.图5是变形例4的光传感器的剖面示意图。
30.图6是变形例5的光传感器的剖面示意图。
31.图7a是变形例6的光传感器的剖面示意图。
32.图7b是图7a所示的光传感器的俯视图。
33.图8a是变形例7的光传感器的剖面示意图。
34.图8b是图8a所示的光传感器的俯视图。
35.图8c是光电转换层具有圆柱的形状时的图8a所示的光传感器的俯视图。
36.图8d是光电转换层具有圆柱的形状且第一电极具有圆筒的形状时的图8a所示的光传感器的俯视图。
37.图9a是变形例8的光传感器的剖面示意图。
38.图9b同样是变形例8的光传感器的剖面示意图。
39.图10a是变形例9的光传感器的俯视图。
40.图10b是图10a所示的光传感器的侧面图。
41.图11a是本技术的光传感器的制造工序图。
42.图11b是本技术的光传感器的制造工序图。
43.图11c是本技术的光传感器的制造工序图。
44.图12是本技术的第二实施方式的摄像装置的构成图。
具体实施方式
45.(本技术的一个方式的概要)
46.本技术的第一方式的光传感器具备：
47.基板；
48.光电转换层，其具有面向上述基板的第一面、位于上述第一面的相反侧的第二面、以及将上述第一面与上述第二面连接的至少一个侧面，该光电转换层被上述基板支撑；
49.第一电极，其包含第一部分、和从上述第一部分分离且比上述第一部分更靠近上述第二面的第二部分，该第一电极设置于上述至少一个侧面；以及
50.第二电极，其设置于上述至少一个侧面。
51.根据这样的构成，可以提供能够检测多个波长的光、并且具有简洁的结构的光传感器。
52.在本技术的第二方式中，例如对于第一方式的光传感器而言，上述第一电极的上
述第一部分的面积可以大于上述第一电极的上述第二部分的面积。根据这样的构成，能够提高光传感器的灵敏度。
53.在本技术的第三方式中，例如对于第一或第二方式的光传感器而言，上述第二电极可以包含第一部分和第二部分，该第二部分比上述第二电极的上述第一部分更靠近上述第二面且从上述第二电极的上述第一部分分离。根据这样的构成，能够提高光传感器的灵敏度。
54.在本技术的第四方式中，例如对于第三方式的光传感器而言，上述第二电极的上述第一部分的面积可以大于上述第二电极的上述第二部分的面积。根据这样的构成，能够进一步提高光传感器的灵敏度。
55.在本技术的第五方式中，例如对于第一～第四方式中任一项所述的光传感器而言，上述至少一个侧面与上述第一面所成的角度可以大于90度。根据这样的构成，载流子从电极中的取出效率提高。
56.在本技术的第六方式中，例如对于第一～第五方式中任一项所述的光传感器而言，上述至少一个侧面可以包含第三面和第四面，该第三面将上述第一面与上述第二面连接，该第四面将上述第一面与上述第二面连接且与第三面不同，可以在上述第三面上设置有上述第一电极，可以在上述第四面上设置有上述第二电极。根据这样的构成，能够使光电转换层的内部产生具有一样的强度的电场。
57.在本技术的第七方式中，例如对于第六方式的光传感器而言，上述第三面与上述第一面所成的角度可以大于90度。根据这样的构成，载流子从电极中的取出效率提高。
58.在本技术的第八方式中，例如对于第六或第七方式的光传感器而言，上述第四面与上述第一面所成的角度可以大于90度。根据这样的构成，光传感器的性能提高。
59.在本技术的第九方式中，例如对于第六～第八方式中任一项所述的光传感器而言，上述第三面可以与上述第四面相互邻接。
60.在本技术的第十方式中，例如对于第六～第八方式中任一项所述的光传感器而言，上述至少一个侧面可以进一步包含第五面及第六面，上述第五面可以位于上述第三面与上述第四面之间且将上述第一面与上述第二面连接，上述第六面是与上述第三面、上述第四面及上述第五面不同的面，且可以将上述第一面与上述第二面连接。根据这样的构成，电极的配置容易实现。
61.在本技术的第十一方式中，例如对于第一～第十方式中任一项所述的光传感器而言，上述第一电极可以进一步包含第三部分，该第三部分比上述第一电极的上述第二部分更靠近上述第二面且从上述第一电极的上述第二部分分离，上述第二电极可以包含第一部分、第二部分及第三部分，该第二部分比上述第二电极的上述第一部分更靠近上述第二面且从上述第二电极的上述第一部分分离，该第三部分比上述第二电极的上述第二部分更靠近上述第二面且从上述第二电极的上述第二部分分离，上述第一电极的上述第二部分及上述第二电极的上述第二部分可以作为屏蔽电极发挥功能。通过屏蔽电极，能够抑制基于通过第一电极的第一部分及第二电极的第一部分收集的电荷的数据、与基于通过第一电极的第三部分及第二电极的第三部分收集的电荷的数据混杂。
62.本技术的第十二方式的光传感器具备：
63.基板；
64.光电转换层，其具有面向上述基板的第一面、位于上述第一面的相反侧的第二面、以及将上述第一面与上述第二面连接的第三面，该光电转换层被上述基板支撑；
65.第一电极，其包含第一部分、和从上述第一部分分离且比上述第一部分更靠近上述第二面的第二部分，该第一电极设置于上述第三面；以及
66.位于上述光电转换层的内部的第二电极。
67.根据第十二方式，可以提供能够检测多个波长的光、并且具有简洁的结构的光传感器。
68.以下，参照附图对本技术的实施方式进行说明。本技术不限定于以下的实施方式。
69.(第一实施方式)
70.图1a示出本技术的一个实施方式的光传感器100的示意性截面。图1b示出图1a所示的光传感器100的上表面。图1c示出图1a所示的光传感器100的侧面。光传感器100具备基板10、第一电极11、第二电极12及光电转换层20。光电转换层20被基板10支撑。在光电转换层20上安装有第一电极11及第二电极12。
71.基板10可以是包含各种电子电路的电路基板。基板10为半导体基板、例如由硅基板构成。基板10可以是塑料基板或玻璃基板。基板10不必须包含电子电路。也可以在基板10上设置电子电路。为了防止来自光电转换层20的电荷的泄露，基板10的表面可以由绝缘材料制成。
72.光电转换层20具有第一面20a、第二面20b及至少一个侧面。第一面20a为光电转换层20的下表面且面向基板10。在本实施方式中，第一面20a与基板10相接。第二面20b为光电转换层20的上表面且位于第一面20a的相反侧。第二面20b可以是光电转换层20的受光面。可以在第二面20b之上或上方配置有滤色器、微透镜等其他构件。
73.第一电极11设置于光电转换层20的至少一个侧面。第一电极11包含第一部分11a及第二部分11b。第二部分11b是位于第一部分11a的上方的部分。即，第一部分11a位于基板10的附近。第二部分11b位于从基板10离开的位置。即，第二部分11b比第一部分11a更靠近第二面20b。第一部分11a及第二部分11b在光电转换层20的深度方向上相互分离。第一部分11a及第二部分11b分别与读出电路(未图示)连接。在光电转换层20的深度方向上，第一电极11可以被分成三个以上部分。光电转换层20的深度方向可以是与基板10的法线平行的方向。
74.第二电极12设置于光电转换层20的至少一个侧面。
75.如果光照射至光电转换层20的第二面20b，则从具有吸光系数大的波长的光起依次被光电转换层20吸收。随着向光电转换层20的深度方向前进，具有吸光系数小的波长的光残留。第一电极11沿着光电转换层20的深度方向分离成多个部分11a及11b，因此照射的光能够与深度方向的位置相应地、即与波长相应地分离。
76.如果光被光电转换层20吸收，则通过光电转换产生电子-空穴对。电子及空穴的各载流子朝向第一电极11及第二电极12中的任意电极移动。到达了第一电极11的载流子在读出电路中被转换成颜色数据。例如，与具有吸光系数大的波长的光相关的数据基于从接近作为受光面的第二面20b的第二部分11b读出的载流子而生成。与具有吸光系数小的波长的光相关的数据基于从远离作为受光面的第二面20b的第一部分11a读出的载流子而生成。
77.例如，光电转换层20中的近红外线的吸光系数大，光电转换层20中的可见光的吸
光系数小时，基于从第一电极11的第二部分11b读出的载流子生成与近红外线相关的数据。基于从第一电极11的第一部分11a读出的载流子生成与可见光相关的数据。在本说明书中，可见光的波长区域例如为400nm～780nm。近红外线的波长区域例如为780nm～2000nm。
78.光电转换层20未在深度方向上分离，在从第一面20a至第二面20b的路径上不存在绝缘层。由于未设置绝缘层，因此形成绝缘层时预想的热或机械损伤不会波及光电转换层20。
79.这样一来，本实施方式的光传感器100能够检测多个波长的光、并且具有简洁的结构。
80.第二电极12配置于与设置第一电极11的位置不同的位置。“与设置第一电极11的位置不同的位置”是指，俯视光传感器100时不与设置第一电极11的位置重合的位置。在本实施方式中，第二电极12隔着光电转换层20面向第一电极11。换言之，光电转换层20配置于第一电极11与第二电极12之间。
81.第一电极11及第二电极12由导电材料构成。导电材料可以是铜、铝等金属，也可以是tin等导电性氮化物，还可以是sno2、ito(indium tin oxide；铟锡氧化物)等导电性金属氧化物，还可以是导电性多晶硅，还可以是导电性聚合物。
82.第一电极11的第一部分11a及第二部分11b均在俯视下具有矩形的形状。第二电极12也在俯视下具有矩形的形状。然而，第一电极11的第一部分11a、第一电极11的第二部分11b及第二电极12的形状没有特别限定。第一部分11a的面积可以与第二部分11b的面积相等，也可以不同。
83.第二电极12的面积可以比第一电极11的第一部分11a宽，也可以比第一电极11的第二部分11b宽。第二电极12在光电转换层20的深度方向上不分离。通过对第二电极12施加电压，能够在光电转换层20的内部产生均匀的电场。
84.第一电极11及第二电极12与构成光电转换层20的p型半导体及n型半导体这两者接触。可以以在一个电极中仅流入空穴、在另一个电极中仅流入电子的方式选择第一电极11、第二电极12及光电转换层20的各材料。具体而言，考虑第一电极11的材料的功函数、第二电极12的材料的功函数、及作为光电转换层20的材料的有机半导体的homo能级以及lumo能级。以用于读出的载流子被第一电极11的第一部分11a或第二部分11b取出的方式，通过布线(未图示)在第一电极11与第二电极12之间施加偏压。
85.光电转换层20的至少一个侧面是将第一面20a与第二面20b连接的面。至少一个侧面从第一面20a延伸至第二面20b。在本实施方式中，至少一个侧面包含第三面20c及第四面20d。第三面20c及第四面20d均为将第一面20a与第二面20b连接的面。然而，第四面20d是与第三面20c不同的面。在本实施方式中，第三面20c及第四面20d例如为相互对置的面且是相互平行的面。在本实施方式中，第一电极11设置于第三面20c。第二电极12设置于第四面20d。根据这样的构成，可以在光电转换层20的内部产生具有一样的强度的电场。
86.在俯视光传感器100时光电转换层20的形状可以是正方形或具有长边和短边的长方形。例如，在使用光传感器100作为摄像元件的一部分的情况下，显示通过摄像元件获得的图像的显示器为长方形。因此，有利于在将光电转换层20的形状设为长方形、并且以能够在像素内最大限度地确保光电转换层20的面积的方式设计摄像元件。
87.在本实施方式中，光电转换层20的至少一个侧面进一步包含第五面20e及第六面
junction)结构。体异质结结构能够弥补载流子扩散长度短的有机半导体的缺点而提高光电转换效率。
93.在光电转换层20具有体异质结结构的情况下，通过用一对载流子阻挡层夹持体异质结结构，空穴及电子的整流性提高。详细而言，能够抑制来自电极的载流子的注入。由此，由在电极附近的空穴与电子的复合等导致的损失减少，能够实现更高的光电转换效率。此外，能够减少来源于来自电极的载流子的注入的暗电流，因此能够提高传感器的s/n比。并不必须设置一对载流子阻挡层。也可以仅设置选自电子阻挡层及空穴阻挡层中的一者。
94.在光电转换层20具有体异质结结构的情况下，光电转换层20中的材料的组成可以遍及光电转换层20的整体是均匀的，也可以根据部位而不同。根据前者，光电转换层20的制作是容易的。根据后者，能够提高与波长相应的光的分离性能。组成可以在深度方向上连续地或阶段性地变化。在一个例子中，可以以近红外线的吸光系数大的材料的浓度在接近第二面20b的部分变高、而近红外线的吸光系数大的材料的浓度在接近第一面20a的部分变低的方式构成光电转换层20。
95.光电转换层20可以具有平面异质结结构。平面异质结结构具有下述特征：载流子的迁移率不易降低；以及载流子的迁移路径按照空穴与电子分开，因此空穴与电子的复合概率低。因此，根据平面异质结结构，能够以高概率取出载流子。
96.在光电转换层20具有平面异质结结构的情况下，通过一对载流子阻挡层夹持平面异质结结构，空穴及电子的整流性提高。详细而言，来自电极的载流子的注入得以抑制。由此，由在电极附近的空穴与电子的复合等导致的损失减少，能够实现更高的光电转换效率。此外，能够减少来源于来自电极的载流子的注入的暗电流，因此能够提高传感器的s/n比。不必须设置一对载流子阻挡层。可以仅设置选自电子阻挡层及空穴阻挡层中的一者。
97.光电转换效率由载流子扩散长度、载流子的迁移率、复合概率等主要原因决定。因此，根据光电转换材料，从体异质结结构及平面异质结结构中选择最适宜的结构。
98.平面异质结结构适于与近红外线对应的电荷的收集。对近红外线、即波长比可见光长的光具有灵敏度的材料具有小的带隙。因此，如果使用这样的材料，则容易产生由热激发导致的暗电流。然而，根据平面异质结结构，施主/受体界面的面积小，由此电荷的涌出概率得以抑制，因此能够抑制暗电流。
99.在本说明书中，“平面异质结”是指具有平面状的施主/受体界面的结。“体异质结”是指，物性不同的材料彼此不具有明确的界面、而随机地掺杂而形成的结。
100.在图1a～图1c所示的例子中，光电转换层20具有棱柱的形状。然而，光电转换层20的立体形状没有特别限定。光电转换层20的形状可以是棱柱、圆柱、椭圆柱、棱锥台或圆锥台。
101.图1d示出光电转换层20具有圆柱的形状时的光传感器100的上表面。在图1d所示的例子中，光电转换层20仅具有一个被定义为第三面20c的圆筒状的侧面。在第三面20c安装有第一电极11及第二电极12。在圆筒状的第三面20c的圆周方向上，第一电极11配置于第二电极12的180度相反侧。
102.图1e示出光电转换层20具有载流子阻挡层202及203时的光传感器100的截面。在图1e所示的例子中，光电转换层20包含光电转换部201、载流子阻挡层202及载流子阻挡层203。光电转换部201配置于载流子阻挡层202与载流子阻挡层203之间。载流子阻挡层202配
置于第一电极11与光电转换部201之间，且与两者相接。载流子阻挡层203配置于第二电极12与光电转换部201之间，且与两者相接。载流子阻挡层202及203中的一者为电子阻挡层，另一者为空穴阻挡层。例如，在从第一电极11读出空穴而生成数据的情况下，载流子阻挡层202为电子阻挡层，载流子阻挡层203为空穴阻挡层。
103.电子阻挡层为了减少由从电极注入电子导致的暗电流而设置，抑制电子从电极注入光电转换部201。在电子阻挡层中，可以使用上述的p型半导体或具有空穴输送性的有机化合物。电子阻挡层具有比光电转换部201的p型半导体高的lumo能级。换言之，光电转换部201在光电转换部201与电子阻挡层的界面附近具有比电子阻挡层低的lumo能级。电子阻挡层的厚度由于依赖于光电转换部201的构成而没有特别限定，例如在2nm～100nm的范围。
104.空穴阻挡层为了减少由从电极注入空穴导致的暗电流而设置，抑制来自电极的空穴注入光电转换部201。空穴阻挡层的材料可以是有机物，可以是无机物，也可以是有机金属化合物。作为有机物，可列举铜酞菁、3,4,9,10-二萘嵌苯四羧酸二酐(ptcda)、乙酰丙酮络合物、浴铜灵(bcp)、三(8-羟基喹啉)铝(alq3)等。作为无机物，可列举mgag、mgo等。可以使用选自这些材料中的一种或两种以上。空穴阻挡层的厚度由于依赖于光电转换部201的构成而没有特别限定，例如在2nm～50nm的范围。空穴阻挡层中也可以使用上述的n型半导体或具有电子输送性的有机化合物。
105.以下，对变形例的光传感器进行说明。对在以上进行了说明的光传感器100与变形例的光传感器中共通的要素标记相同的参照符号，有时省略它们的说明。与各变形例相关的说明只要在技术上不矛盾，就可以相互应用。只要在技术上不矛盾，各光传感器就可以相互组合。
106.(变形例1)
107.图2示出变形例1的光传感器101的示意性截面。在光传感器101中，第一电极11的第一部分11a的面积比第一电极11的第二部分11b的面积大。在深度方向上的第二部分11a的尺寸高于在深度方向上的第一部分11b的尺寸。即，电极的面积随着远离作为受光面的第二面20b增加。电极的面积可以是电极与光电转换层20的界面的面积。
108.光电转换层20的受光量随着远离第二面20b减少。电极的面积随着远离第二面20b增加，因此即使受光量减少，也能够以电极捕获充分量的电荷。即，能够提高光传感器101的灵敏度。
109.第一电极11的第二部分11b的面积相对于第一电极11的第一部分11a的面积的比率没有特别限定。可以根据光电转换层20的特性来决定比率。
110.即使第一电极11分离成三个以上部分，也可以采用本变形例的构成。即，可以以分离的部分的面积随着远离第二面20b而增加的方式由多个分离的部分构成第一电极11。
111.(变形例2)
112.图3示出变形例2的光传感器102的示意性截面。在光传感器102中，不仅第一电极11，第二电极12也在光电转换层20的深度方向上分离成多个部分。具体而言，第二电极12包含第一部分12a及第二部分12b。第二部分12b是位于第一部分12a的上方的部分。即，第一部分12a位于基板10的附近。第二部分12b位于从基板10离开的位置。即，第二部分12b比第一部分12a更靠近第二面20b。第一部分12a及第二部分12b在光电转换层20的深度方向上相互分离。第一部分12a及第二部分12b分别与电压控制电路(未图示)连接。第二电极12在光电
转换层20的深度方向上可以分成三个以上部分。
113.在本变形例中，构成第一电极11的部分的数量与构成第二电极12的部分的数量相等。第一电极11的第一部分11a与第二电极12的第一部分12a对置。第一电极11的第二部分11b与第二电极12的第二部分12b对置。在第一电极11的第一部分11a与第二电极12的第一部分12a之间施加的偏压的大小可以与、在第一电极11的第二部分11b与第二电极12的第二部分12b之间施加的偏压的大小相同，也可以不同。例如，偏压的大小随着远离第二面20b而增加时，即使受光量减少，也能够增加取出的电荷的量。即，能够提高光传感器101的灵敏度。
114.构成第一电极11的部分的数量可以与构成第二电极12的部分的数量不同。
115.(变形例3)
116.图4示出变形例3的光传感器103的示意性截面。光传感器103是变形例1的光传感器101(图2)与变形例2的光传感器102(图3)的组合。即，第一电极11的第一部分11a的面积比第一电极11的第二部分11b的面积大，第二电极12的第一部分12a的面积比第二电极12的第二部分12b的面积大。根据变形例3的光传感器103，可重叠性地得到变形例1的效果和变形例2的效果。即，能够进一步提高光传感器103的灵敏度。
117.(变形例4)
118.图5示出变形例4的光传感器104的示意性截面。在本变形例中，光电转换层20的至少一个侧面与光电转换层20的第一面20a所成的角度θ1大于90度。换言之，光电转换层20的至少一个侧面相对于深度方向倾斜，使得第一电极11与第二电极12之间的距离(即最短距离)从第二面20b朝向第一面20a缩小。至少一个侧面可以是设置有电极的面。未设置电极的面也可以相对于第一面20a倾斜。在本变形例中，第三面20c与第一面20a所成的角度θ1大于90度。第三面20c相对于深度方向倾斜。第四面20d与深度方向平行。作为第三面20c的代替、或者除第三面20c以外，其他侧面、例如第四面20d也可以倾斜。角度θ1是光电转换层20的内角。角度θ1例如大于90度且为120度以下。角度θ1可以在平行于深度方向的方向上的光传感器104的任意截面中特定。
119.根据本变形例，电极间距离随着远离光电转换层20的第二面20b减少，因此载流子的取出效率提高。另外，在形成光电转换层20的过程中，容易使光电转换材料与形成有第一电极11的面、即第三面20c密合。换言之，容易使光电转换材料与第一电极11的表面密合。其结果是，光传感器104的性能提高。
120.(变形例5)
121.图6示出变形例5的光传感器105的示意性截面。光传感器105是变形例2的光传感器102(图3)与变形例4的光传感器104(图5)的组合。即，不仅第一电极11，第二电极12也包含在深度方向上分离的第一部分12a及第二部分12b。另外，光电转换层20的至少一个侧面与光电转换层20的第一面20a所成的角度大于90度。详细而言，第三面20c与第一面20a所成的角度θ1大于90度，第四面20d与第一面20a所成的角度θ2大于90度。设置有第一电极11的第三面20c及设置有第二电极12的第四面20d相对于深度方向倾斜，使得第一电极11与第二电极12之间的距离从第二面20b朝向第一面20a缩小。在本变形例中，电极间距离也随着远离光电转换层20的第二面20b减少，因此载流子的取出效率提高。另外，在形成光电转换层20的过程中，容易使光电转换材料与形成有第一电极11的面、即第三面20c及作为形成有第
二电极12的面、即第四面20d密合。换言之，容易使光电转换材料与第一电极11及第二电极12的表面密合。其结果是，光传感器105的性能提高。
122.角度θ2可以与角度θ1相等，也可以不同。角度θ2也是光电转换层20的内角。角度θ2例如大于90度且为120度以下。
123.(变形例6)
124.图7a示出变形例6的光传感器106的示意性截面。图7b示出图7a所示的光传感器106的上表面。根据本变形例，设置有第一电极11的第三面20c与设置有第二电极12的第四面20d相互邻接。
125.光电转换层20的至少一个侧面进一步包含第五面20e及第六面20f。在第五面20e设置有第三电极13。在第六面20f设置有第四电极14。第四电极14包含第一部分14a及第二部分14b。第二部分14b是位于第一部分14a的上方的部分。即，第一部分14a位于基板10的附近。第二部分14b位于从基板10离开的位置。第一部分14a及第二部分14b在光电转换层20的深度方向上相互分离。第一部分14a及第二部分14b分别与读出电路(未图示)连接。第五面20e与第六面20f相互邻接。第五面20e面向第三面20c。第六面20f面向第四面20d。
126.在本变形例中，存在两组隔着光电转换层20相互对置的电极对。第一电极11与第三电极13构成电极对，第二电极12与第四电极14构成电极对。从第一电极11及第四电极14读出载流子。应该在第一电极11与第三电极13之间施加的偏压的大小可以与应该在第二电极12与第四电极14之间施加的偏压的大小相同，也可以不同。根据本变形例，不同的电压的电极相互邻接。通过对光电转换层20的整个侧面施加电压，能够减少残存电荷。
127.如参照图3说明过那样，第二电极12可以由分离的多个部分、例如由第一部分和第二部分构成。第三电极13可以由分离的多个部分、例如由第一部分和第二部分构成。
128.(变形例7)
129.图8a示出变形例7的光传感器107的示意性截面。图8b示出图8a所示的光传感器107的上表面。在光传感器107中，第一电极11设置于光电转换层20的第三面20c。第二电极12位于光电转换层20的内部。详细而言，光传感器107具备多个第一电极11。第一电极11在光电转换层20中分别配置于第三面20c、第四面20d、第五面20e及第六面20f。多个第一电极11分别包含第一部分11a及第二部分11b。第二电极12位于光电转换层20的中心部且从第一面20a延伸至第二面20b。第二电极12例如具有柱状的形状。第二电极12隔着光电转换层20被多个第一电极11包围。在光电转换层20的内部配置有电极时，可以避免进行光电转换的面积的大幅减少且缩短载流子的行进距离。第一电极11与第二电极12之间的电场强度提高，因此光电转换效率提高。
130.图8c示出光电转换层20具有圆柱的形状时的光传感器107的上表面。光电转换层20的形状为圆柱时，光电转换层20仅具有第三面20c作为侧面。第三面20c为圆筒形。在第三面20c上以等角度间隔配置有多个第一电极11。在本变形例中，四个第一电极11以90度的等角度间隔在光电转换层20的圆周方向上配置。第二电极12配置于光电转换层20的中心部。第二电极12可以以与光电转换层20成同心圆状的方式配置。根据图8c所示的例子，不仅能够期待光电转换效率的提高，而且由于在光电转换层20不存在角部，因此能够降低残存电荷。其结果是，容易对光传感器107赋予不产生余像的特性。
131.图8d示出光电转换层20具有圆柱的形状且第一电极11具有圆筒的形状时的光传
感器107的上表面。光电转换层20仅具有第三面20c作为侧面。第三面20c具有圆筒的形状。在第三面20c上设置有第一电极11。第一电极11遍及360度地包围光电转换层20。第二电极12配置于光电转换层20的中心部。在图8d所示的例子中，也能够得到与图8b及图8c所示的例子相同的效果。此外，第二电极12遍及360度地被第一电极11包围，由此，电场强度局部减弱的面积变少，能够进一步减少残存电荷。
132.虽然在图8c及图8d中没有显示，但在图8c及图8d的各例子中，第一电极11也具有第一部分11a及第二部分11b。
133.(变形例8)
134.图9a及图9b示出变形例8的光传感器108的示意性截面。图9a所示的光传感器108的使用例与图9b所示的光传感器108的使用例不同。光传感器108相当于参照图3进行了说明的光传感器102的改良例。为了方便，将第一电极11与第二电极12之间的距离描绘得较宽。
135.光传感器108包含设置于光电转换层20的至少一个侧面的第一电极11及第二电极12。第一电极11包含第一部分11a、第二部分11b及第三部分11c。第一部分11a、第二部分11b及第三部分11c在光电转换层20的深度方向上相互分离。第二电极12包含第一部分12a、第二部分12b及第三部分12c。第一部分12a、第二部分12b及第三部分12c在光电转换层20的深度方向上相互分离。
136.在图9a中，箭头r表示红色的光。箭头g表示绿色的光。箭头b表示蓝色的光。光电转换层20由对可见光具有灵敏度的光电转换材料构成。光电转换层20例如如下所述地构成：在存在各电极的第三部分11c及12c的深度位置主要吸收红色的光，在存在各电极的第二部分11b及12b的深度位置主要吸收绿色的光，在存在各电极的第一部分11a及12a的深度位置主要吸收蓝色的光。光电转换层20的组成在深度方向上变化时，容易对光电转换层20赋予如上所述的特性。组成的变化可以通过体异质结结构实现，也可以通过平面异质结结构实现。
137.在第一电极11的第三部分11c与第二电极12的第三部分12c之间施加规定的偏压。通过第一电极11的第三部分11c及第二电极12的第三部分12c，主要由红色的光生成的电荷聚集。在第一电极11的第二部分11b与第二电极12的第二部分12b之间施加规定的偏压。通过第一电极11的第二部分11b及第二电极12的第二部分11b，主要由绿色的光生成的电荷聚集。在第一电极11的第一部分11a与第二电极12的第一部分12a之间施加规定的偏压。通过第一电极11的第一部分11a及第二电极12的第一部分11a，主要由蓝色的光生成的电荷聚集。基于在各电极聚集的电荷生成颜色数据。如果以矩阵状配置多个光传感器108，则不使用滤色器，也能够基于通过多个光传感器108得到的数据形成全彩色的图像。
138.在图9b中，虚线部v1表示被屏蔽的区域。光电转换层20例如对可见光及近红外线具有灵敏度。在第一电极11的第三部分11c与第二电极12的第三部分12c之间施加规定的偏压。例如通过第一电极11的第三部分11c及第二电极12的第三部分12c，主要由近红外线生成的电荷聚集。基于聚集的电荷，生成与近红外线相关的数据。在第一电极11的第一部分11a与第二电极12的第一部分12a之间施加规定的偏压。例如通过第一电极11的第一部分11a及第二电极12的第一部分12a，主要由可见光生成的电荷聚集。基于聚集的电荷生成与可见光相关的数据。不在第一电极11的第二部分11b与第二电极12的第二部分12b之间施加
偏压。对第一电极11的第二部分11b及第二电极12的第二部分12b施加接地电压、电源电压等电压。即，第一电极11的第二部分11b及第二电极12的第二部分12b作为屏蔽电极发挥功能。通过屏蔽电极，能够抑制基于近红外线的数据与基于可见光的数据混杂。
139.(变形例9)
140.图10a示出变形例9的光传感器110的示意性截面。图10b示出图10a所示的光传感器110的侧面。光传感器110相当于参照图1d进行了说明的光传感器102的改良例。
141.光传感器110包含第一电极11及第二电极12。第一电极11及第二电极12设置于光电转换层20的至少一个侧面、即第三面20c。光电转换层20的形状没有特别限定。光电转换层20例如具有圆柱的形状。第一电极11包含第一部分11a、第二部分11b及第三部分11c。在光电转换层20的深度方向上，第一部分11a、第二部分11b及第三部分11c相互分离。第二电极12包含第一部分12a、第二部分12b及第三部分12c。第一部分12a、第二部分12b及第三部分12c在光电转换层20的深度方向上相互分离。
142.在第三面20c上进一步设置有多个屏蔽电极16。例如，与第一部分11a及12a的电极对对应地设置四个屏蔽电极16。与第二部分11b及12b的电极对对应地设置四个屏蔽电极16。与第三部分11c及12c的电极对对应地设置四个屏蔽电极16。从侧面(图10b)观察光传感器110时，在第一电极11的第一部分11a的左右配置有一对屏蔽电极16。在第一电极11的第二部分11b的左右配置有一对屏蔽电极16。在第一电极11的第三部分11c的左右配置有一对屏蔽电极16。在第二电极12的第一部分12a的左右配置有一对屏蔽电极16。在第二电极12的第二部分12b的左右配置有一对屏蔽电极16。在第二电极12的第三部分12c的左右配置有一对屏蔽电极16。通过恰当地控制这些屏蔽电极16的电位，能够在连结第一电极11与第二电极12的直线上形成电荷的通道。其结果是，在驱动了光传感器110时，能够减少残存于光电转换层20的电荷。残存的电荷减少意味着在使用了光传感器110的摄像元件中余像减少。
143.接下来，举出参照图9a进行了说明的光传感器108为例对本技术的光传感器的制造方法进行说明。
144.图11a、图11b、及图11c示出本技术的光传感器108的制造工序。如图11a所示，首先在基板10上形成第一电极层30，并且进行布图化，对第一电极层30赋予规定的形状。第一电极层30是成为第一电极11的第一部分11a及第二电极12的第一部分12a的部分。在第一电极层30上形成第一绝缘层31，并且进行布图化，对第一绝缘层31赋予规定的形状。同样地形成第二电极层32、第二绝缘层33及第三电极层34。第二电极层32是成为第一电极11的第二部分11b及第二电极12的第二部分12b的部分。第三电极层34是成为第一电极11的第三部分11c及第二电极12的第三部分12c的部分。这样一来，交替地形成必须的层数的电极层及绝缘层而制作层叠体200。电极层及绝缘层的形成顺序不限定于上述的例子。也可以在基板10上预先形成绝缘层。
145.电极层可以通过溅射法、蒸镀法、ald(原子层沉积，atomic layer deposition)法、cvd(化学气相沉积，chemical vapor deposition)法等成膜方法来形成。可以使用可涂布的电极材料并通过涂布法而形成电极层。电极层的布图化可以通过在成膜时使用具有目标图案的掩模进行，也可以通过光刻法进行。在通过涂布法形成电极层的情况下，可以通过喷墨法等进行布图化。
146.绝缘层可以通过溅射法、蒸镀法、ald法、cvd法等成膜方法形成。通过使用可涂布
的绝缘材料并通过涂布法形成绝缘层。绝缘层的布图化可以通过在成膜时使用具有目标图案的掩模进行，也可以通过光刻法进行。在通过涂布法形成绝缘层的情况下，可以通过喷墨法等进行布图化。
147.接下来，如图11b所示，在层叠体200上形成用于光电转换层20的通孔20h。通孔20h例如可以通过光刻法形成。即，在层叠体200上形成了抗蚀剂或保护膜，然后通过光刻法使待形成通孔20h的部分露出。接下来，通过干法蚀刻将电极层的一部分及绝缘膜层的一部分除去而形成通孔20h。然后将抗蚀剂或保护膜除去。
148.最后，如图11c所示，在通孔20h中填充有机半导体而形成光电转换层20。作为在通孔20h中填充有机半导体的方法，可列举蒸镀法、涂布法等。通过用掩模覆盖除通孔20h以外的部分并对有机半导体进行蒸镀，可以在通孔20h中填充有机半导体。由此，可得到具有目标结构的光传感器108。通过喷墨法、丝网印刷法等可形成图案的方法对有机半导体进行涂布，可以在通孔20h中填充有机半导体。也可以在通过蒸镀法、旋涂法等方法在层叠体200的整个上表面堆积了有机半导体之后，通过光刻法对堆积物进行布图化而形成光电转换层20。
149.根据本实施方式的制造工序，可在光电转换层20的制作之前制作电极，因此光电转换层20不易受到由形成电极导致的损伤。
150.(第二实施方式)
151.图12示出本技术的第二实施方式的摄像装置300a的构成。摄像装置300a具备摄像元件300。摄像元件300具备基板10及多个像素400。多个像素400设置于基板10上。各像素400被基板10支撑。像素400的一部分可以由基板10构成。
152.多个像素400分别包含参照图1～图9b进行了说明的光传感器。
153.在图12中，像素400以m行n列的多个行及多个列排列。m及n相互独立地表示1以上的整数。像素400通过在基板10上例如二维地排列而形成摄像区域。
154.像素400的数量及配置没有特别限定。在图12中，各像素400的中心位于正方点阵的阵点上。可以以各像素400的中心位于三角点阵、六角点阵等阵点上的方式配置多个像素400。通过将像素400一维地排列，可以将摄像元件300作为线传感器使用。
155.摄像装置300a具有形成于基板10的外围电路。
156.外围电路包含垂直扫描电路52及水平信号读出电路54。外围电路可以附加地包含控制电路56及电压供给电路58。外围电路可以进一步包含信号处理电路、输出电路等。各电路设置于基板10上。外围电路的一部分也可以配置于与形成有像素400的基板10不同的其他基板上。
157.垂直扫描电路52也称为行扫描电路。与多个像素400的各行对应地设置有地址信号线44，地址信号线44与垂直扫描电路52连接。与多个像素400的各行对应地设置的信号线不限定于地址信号线44，可以在垂直扫描电路52中在多个像素400的每行连接有多个种类的信号线。水平信号读出电路54也称为列扫描电路。与多个像素400的各列对应地设置有垂直信号线45，垂直信号线45与水平信号读出电路54连接。
158.控制电路56通过接收从摄像装置300a的外部给予的指令数据、时钟等而控制摄像装置300a整体。控制电路56典型地具有定时信号发生器并对垂直扫描电路52、水平信号读出电路54、电压供给电路58等供给驱动信号。控制电路56例如可通过包含一个以上处理器
的微控制器来实现。控制电路56的功能可以通过通用的处理电路与软件的组合来实现，可以通过专门用于这样的处理的硬件来实现。
159.电压供给电路58经由电压线48对各像素400供给规定的电压。电压供给电路58不限定于特定的电源电路，可以是将从电池等电源供给的电压转换成规定的电压的电路，也可以是生成规定的电压的电路。电压供给电路58可以是上述的垂直扫描电路52的一部分。构成外围电路的这些电路可以配置于摄像元件300的外侧的外围区域r2。
160.产业上的可利用性
161.本技术的光传感器可应用于摄像装置、遥控器的接收装置等。
162.符号说明
163.10基板
164.11第一电极
165.11a第一电极的第一部分
166.11b第一电极的第二部分
167.11c第一电极的第三部分
168.12第二电极
169.12a第二电极的第一部分
170.12b第二电极的第二部分
171.12c第二电极的第三部分
172.13第三电极
173.14第四电极
174.14a第四电极的第一部分
175.14b第四电极的第二部分
176.16屏蔽电极
177.20光电转换层
178.20a第一面
179.20b第二面
180.20c第三面
181.20d第四面
182.20e第五面
183.20f第六面
184.20h通孔
185.30第一电极层
186.31第一绝缘层
187.32第二电极层
188.33第二绝缘层
189.34第三电极层
190.100、101、102、103、104、105、106、107、108、110光传感器
191.200层叠体
192.201光电转换部
193.202、203载流子阻挡层
194.300摄像元件
195.300a摄像装置
196.400像素