CN110809821A - 摄像器件和摄像装置 - Google Patents

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Abstract

该摄像器件包括：像素区域，所述像素区域中布置有多个像素；周边区域，所述周边区域设置在所述像素区域周围；有机光电转换层，所述有机光电转换层从所述像素区域连续设置到所述周边区域的至少一部分；导电层，所述导电层从所述像素区域的***至所述周边区域设置在所述有机光电转换层上，并且所述导电层具有遮光特性；以及黑色层，所述黑色层设置在所述导电层上。

Description

摄像器件和摄像装置
技术领域
本发明涉及包括例如有机光电转换单元的摄像器件以及包括该摄像器件的摄像装置。
背景技术
在使用有机光电转换膜的固态摄像器件中，例如，需要用于将电压施加到上电极的布线。因为可以将布线用作光学黑区域(OB区域)的遮光膜，所以鉴于遮光性能，通常将布线形成为具有约250nm的膜厚度。
然而，有机光电转换膜对基材(backing)的附着力弱，并且由于在形成作为金属膜的遮光膜时施加的应力，有机光电转换膜易于剥离。因此，在专利文献1中，例如，将保护层作为缓冲材料设置在连接布线与包括p层、n层和电子阻挡层的有机光电转换膜之间。然而，随着缓冲材料变厚，因为聚集在片上透镜上的光在到达光电转换单元之前进入相邻的像素而发生混色，或者由于设置在相邻的像素之间的遮光膜而发生渐晕(vignetting)。因此，担心诸如加重阴影(aggravated shading)等光学特性劣化。此外，在使用有机光电转换膜的情况下，尽管金属遮光膜通常被布置在高于有机光电转换膜的层上，但是由于来自金属遮光膜的反射，可能会发生耀斑重影(flare ghost)。
因此，例如，专利文献2至专利文献4公开了通过调节遮光膜的布置位置或通过形成耀斑防止膜来改善光学特性的固态摄像装置。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未经审查的专利申请公开第2006-086493号
专利文献2：日本未经审查的专利申请公开第2011-138927号
专利文献3：日本未经审查的专利申请公开第2011-176325号
专利文献4：日本未经审查的专利申请公开第2012-124377号
发明内容
以此方式，存在着改善摄像装置的光学特性的需求。
期望提供可以改善光学特性的摄像器件和摄像装置。
根据本发明的实施例的摄像器件包括：像素区域，所述像素区域中布置有多个像素；周边区域，其设置在所述像素区域周围；有机光电转换层，其从所述像素区域连续设置到所述周边区域的至少一部分；导电层，其从所述像素区域的***至所述周边区域设置在所述有机光电转换层上；以及黑色层，其设置在所述导电层上。所述导电层具有遮光特性。
根据本发明的实施例的摄像装置包括作为摄像器件的本发明的上述实施例的摄像器件。
在根据本发明的实施例的摄像器件和根据本实施例的摄像装置中，黑色层设置在导电层上。导电层从像素区域的***至周边区域设置在有机光电转换层上，有机光电转换层从像素区域连续。导电层具有遮光特性。这可以使遮光层变薄以降低其应力。
在根据本发明的实施例的摄像器件和根据本实施例的摄像装置中，黑色层还设置在导电层上。导电层从像素区域的***至周边区域设置在有机光电转换层上。导电层具有遮光特性。这可以减小导电层的厚度，并且降低了导电层的应力。因此，可以减小缓冲层的膜厚度，并且可以改善光学特性。缓冲层设置在有机光电转换层上，并且缓冲层减轻了导电层的应力。
需要注意，本文中所述的效果不一定是限制性的，而是可以包括本发明中所述的任一效果。
附图说明
图1是图示了根据本发明的第一实施例的摄像器件的截面构造的示意图。
图2是图示了图1所示的摄像器件的平面构造的示意图。
图3是图1所示的光电转换器的截面图。
图4是用于描述图1所示的光电转换器的制造方法的截面图。
图5是图示了图4之后的过程的截面图。
图6是图示了根据本发明的第二实施例的摄像器件的截面构造的示意图。
图7是图示了根据本发明的第三实施例的摄像器件的截面构造的示意图。
图8是图示了根据本发明的第四实施例的摄像器件的截面构造的示意图。
图9是图1所示的摄像器件的功能框图。
图10是图示了使用图1所示的摄像器件的摄像装置的示意性构造的框图。
图11是描绘了体内信息获取***的示意性构造的示例的框图。
图12是描绘了车辆控制***的示意性构造的示例的框图。
图13是辅助说明摄像部的安装位置的示例的图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的实施例。需要注意，按照下面的顺序给出描述。
1.第一实施例(将黑色层设置在遮光层上且将遮光层设置在有机光电转换层上的示例)
1-1.摄像器件的构造
1-2.光电转换器的构造
1-3.光电转换器的制造方法
1-4.作用/效果
2.第二实施例(遮光层具有两层结构的示例)
3.第三实施例(将氧化膜形成在遮光层的表面上的示例)
4.第四实施例(黑色层朝着像素有效区域侧突出的示例)
5.应用示例
<1.第一实施例>
(1-1.摄像器件的构造)
图1示意性地图示了根据本发明的第一实施例的摄像器件(摄像器件1)的截面构造。图2示意性地图示了图1所示的摄像器件1的平面构造。例如，摄像器件1是背面照射型(背面光接收型)的CCD图像传感器或CMOS图像传感器等，并且摄像器件1具有如下的像素区域(像素单元100)：其中，多个单位像素P二维地布置在半导体基板11上(参见图9)。需要注意，图1图示了沿着图2所示的线I-I截取的截面构造。此外，图1所示的光电转换器10是简化的，并且图4图示了详细的截面构造。在像素单元100中，设置有有效像素区域110A和围绕有效像素区域110A的光学黑(OB)区域110B。像素单元100周围设置有周边区域(surroundingregion)200，且摄像器件1从像素单元100侧起具有引导区域210A、外周区域210B和焊盘区域210C。
有效像素区域110A针对各单位像素P(例如，参见图9)都设置有光电转换器10。光电转换器10选择性地检测不同波长范围内的各种光，并且光电转换器10执行光电转换。光电转换器10分别包括一个有机光电转换单元(有机光电转换单元11G)和两个无机光电转换单元(无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R)。这三个光电转换单元(有机光电转换单元11G、无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R)在垂直方向上堆叠。无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R被嵌入并形成在半导体基板11中。有机光电转换单元11G被设置在半导体基板11的后表面(光接收表面(第一表面11S1))侧。有机光电转换单元11G上依次设置有保护层19、缓冲层21(应力缓冲层)和保护层23。保护层23上形成有片上透镜层25和抗反射层26(在图3中省略)。片上透镜层25包括片上透镜25L。在半导体基板11的前表面侧(与光接收表面相反的表面(第二表面11S2)侧)形成有像素晶体管(包括稍后描述的传输晶体管Tr1至Tr3)，且包括多层配线层(多层布线70)。需要注意，稍后描述光电转换器10的详细构造。
OB区域110B用于输出用作黑电平的基准的光学黑体(optical black)。在OB区域110B中，在半导体基板11的光接收表面(第一表面11S1)侧，缓冲层21经由下电极15a、有机光电转换层17和上电极18从例如有效像素区域110A延伸。遮光层22被设置在缓冲层21上。保护层23被设置在遮光层22上。保护层23从有效像素区域110A延伸。在本实施例中，黑色层24被设置在该保护层23上。片上透镜层25被设置在黑色层24上。片上透镜层25从例如有效像素区域110A延伸。抗反射层26被设置在片上透镜层25上。
缓冲层21用于减轻来自遮光层22的应力且防止有机光电转换层17的膜剥离。缓冲层21优选地具有高钝化性能的膜质量，这能够抑制由于从外部供应的水而对有机膜造成的损坏。缓冲层21的材料的示例包括氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、以及主要包括硅和碳且由组成式SiCO表示的材料等。优选的是，缓冲层21例如在堆叠方向上具有200nm以上且1000nm以下的膜厚度(在下文中简称为厚度)。
遮光层22用于限定黑电平，并且包括具有遮光特性的导电材料。具体地，期望的是，遮光层22例如包括诸如钨(W)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)和铝(Al)等金属材料的单层膜，或者包括上述单层膜的层压膜。其中，如果遮光层22包括Al，那么可以减小缓冲层21的厚度。尽管遮光层22的厚度根据材料而变化，但是优选的是，遮光层22的厚度例如为50nm以上且250nm以下(例如，对于Al为50nm，且对于W为250nm)。遮光层22经由例如稍后描述的引导区域210A中的通孔21H(接触孔)电连接至上电极18。此外，遮光层22经由贯通绝缘膜16和层间绝缘层14的通孔14H电连接至导电膜120，并且遮光层22还充当用于将电位施加到上电极18的布线。
保护层23用于防止遮光层22中所包括的导电膜的腐蚀，并且保护层23包括例如透光材料(optically transparent material)。具体地，保护层23包括例如含有氮化硅(SiN)和氮氧化硅(SiON)等中的任一者的单层膜，或者包括含有上述单层膜中的两种或更多种的层压膜。例如，保护层23具有100nm以上且500nm以下的厚度。
黑色层24用于与遮光层22一起限定黑电平，并且黑色层24用于阻挡光入射到OB区域110B中。期望的是，黑色层24的材料具有遮光特性，且黑色层24的材料的示例包括含有诸如碳黑、氧化钛(TiO2)或多色混合染料等颜料的黑色颜料分散型的光敏树脂等。优选的是，黑色层24具有例如200nm以上且1000nm以下的厚度。黑色层24例如从OB区域110B延伸至外周区域210B。这能够防止光入射到OB区域110B中，并且能够防止遮光层22的反射。
本实施例具有如下的构造：其中，黑色层24例如经由保护层23被设置在包括导电膜的遮光层22上。这可以减小遮光层22的厚度并且降低了遮光层22的应力。此外，也可以减小用于减轻遮光层22施加到有机光电转换层17的应力的缓冲层21的厚度，从而减少混色或阴影的发生。
例如，片上透镜层25被设置在半导体基板11的整个光接收表面(第一表面11S1)上。即，片上透镜层25被连续地设置在像素单元100和周边区域200上。片上透镜层25用于使表面平坦化。此外，在有效像素区域110A中，片上透镜25L被形成在有效像素区域110A的表面上。片上透镜层25包括透光材料。透光材料的示例包括诸如丙烯酸等透明树脂材料、一氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)和氮氧化硅(SiON)等。片上透镜层25包括含有这些材料中的任一者的单层膜或含有这些单层膜中的两种或更多种的层压膜。
抗反射层26用于减少光在摄像器件1的表面上的意外反射。抗反射层26的材料的示例包括一氧化硅(SiO)和氮氧化硅(SiON)等。
在周边区域200中，如上所述，从像素单元100侧起设置有引导区域210A、外周区域210B和焊盘区域210C。例如，到上电极18的连接布线被形成在引导区域210A中。例如，外周区域210B用于防止光入射到无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R中。在引导区域210A和外周区域210B中，缓冲层21、遮光层22、保护层23、黑色层24、片上透镜层25和抗反射层26从OB区域110B连续地形成。在外周区域210B中，遮光层22和黑色层24的设置能够减少光入射到无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R中。
在引导区域210A中，如上所述，遮光层22经由分别贯通至上电极18和导电膜120的接触孔21H和通孔14H而将上电极18和导电膜120彼此电连接，并且遮光层22被包括在用于将电位施加到上电极18的导电路径中。
接触过道(contact hall)211H被设置在焊盘区域210C中。接触过道211H贯通抗反射层26、片上透镜层25、保护层23、遮光层22、缓冲层21、层间绝缘层14和12、以及半导体基板11直到半导体基板11的前表面(第二表面11S2)。诸如Al的金属膜作为焊盘部211存在于接触过道211H的底部上，并且该金属膜用作外部的电压施加单元。
(1-2.光电转换器的构造)
图3图示了图1所示的光电转换器10的详细截面构造。如上所述，光电转换器10是所谓的垂直方向光谱型的光电转换器，其中，例如，一个有机光电转换单元11G以及两个无机光电转换单元11B和11R在垂直方向上堆叠。有机光电转换单元11G被设置在半导体基板11的后表面(第一表面11S1)侧。无机光电转换单元11B和11R被嵌入并形成在半导体基板11中，并且无机光电转换单元11B和11R在半导体基板11的厚度方向上堆叠。有机光电转换单元11G包括p型半导体和n型半导体，并且包括在层中具有体异质结结构的有机光电转换层17。体异质结结构是通过混合p型半导体和n型半导体而形成的p/n结表面。
有机光电转换单元11G、无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R选择性地检测具有不同波段的各种光，并且执行光电转换。具体地，有机光电转换单元11G获取绿(G)颜色信号。由于吸收系数的差异，无机光电转换单元11B和11R分别获取蓝(B)颜色信号和红(R)颜色信号。这使光电转换器10能够在不使用滤色器的情况下在一个像素中获取多种颜色信号。
需要注意，在本实施例中，给出如下情况的描述：将光电转换产生的电子-空穴对中的电子读取为信号电荷的情况(将n型半导体区域设为光电转换层的情况)。此外，在图中，分配给“p”和“n”的“+(加号)”表示p型或n型的杂质浓度高，且“++”表示p型或n型的杂质浓度甚至比“+”更高。
例如，在半导体基板11的前表面(第二表面11S2)上设置有：浮动扩散部(浮动扩散层)FD1、FD2和FD3；垂直晶体管(传输晶体管)Tr1；传输晶体管Tr2；放大晶体管(调制器)AMP；复位晶体管RST；以及多层布线70。多层布线70具有如下的构造：其中，例如，配线层71、72和73堆叠在绝缘层74中。
需要注意，在图中，将半导体基板11的第一表面11S1侧描绘为光入射侧S1，且将第二表面11S2侧描绘为配线层侧S2。
有机光电转换单元11G具有如下的构造：其中，例如，下电极15、有机光电转换层17和上电极18从半导体基板11的第一表面11S1侧依次堆叠。例如，下电极15针对各光电转换器10单独地形成。有机光电转换层17和上电极18被设置为多个光电转换器10共用的连续层。在半导体基板11的第一表面11S1和下电极15之间，例如，从半导体基板11侧依次堆叠有层间绝缘层12和14。层间绝缘层具有如下的构造：其中，例如，具有固定电荷的层(固定电荷层)12A和具有绝缘特性的介电层12B堆叠。保护层19被设置在上电极18上。上述的缓冲层21和保护层23被设置在保护层19的上方，且还设置有片上透镜25L中所包括的片上透镜层25。需要注意，尽管在图3中未图示，但是片上透镜层25上设置有抗反射层26。
贯通电极63被设置在半导体基板11的第一表面11S1和第二表面11S2之间。有机光电转换单元11G经由贯通电极63连接至浮动扩散部FD3和放大晶体管AMP的栅极Gamp。这使光电转换器10能够以有利的方式将在半导体基板11的第一表面11S1侧的有机光电转换单元11G中产生的电荷经由贯通电极63传输至半导体基板11的第二表面11S2侧，从而可以改善特性。
例如，相对于各光电转换器10，为各有机光电转换单元11G设置贯通电极63。贯通电极63具有有机光电转换单元11G和放大晶体管AMP的栅极Gamp的连接器以及有机光电转换单元11G和浮动扩散部FD3的连接器的功能，并且贯通电极63用作有机光电转换单元11G中产生的电荷的传输路径。
贯通电极63的下端例如连接至配线层71中的连接部71A，且连接部71A和放大晶体管AMP的栅极Gamp经由第一下接触部75连接。连接部71A和浮动扩散部FD3经由第二下接触部76连接至下电极15。需要注意，尽管图3图示了圆柱形形状的贯通电极63，但是贯通电极63不限于此，例如，可以具有锥形形状。
优选的是，如图3所示，复位晶体管RST的复位栅极Grst被布置在浮动扩散部FD3旁边。这可以使复位晶体管RST复位累积在浮动扩散部FD3中的电荷。
在本实施例的光电转换器10中，从上电极18侧入射到有机光电转换单元11G的光由有机光电转换层17吸收。由此产生的激子移动到有机光电转换层17中所包括的电子供体和电子受体之间的边界表面，并且分离，即解离为电子和空穴。由于由载流子浓度的差异造成的扩散或由正电极(这里为上电极18)和负电极(这里为下电极15)的功函数的差异造成的内部电场，这里产生的电荷(电子和空穴)分别被带到不同的电极，并且被检测为光电流。此外，在下电极15和上电极18之间施加电位可以控制电子和空穴的输送方向。
在下面，给出各单元的构造或材料的描述。
有机光电转换单元11G是吸收与选择性的波段(例如，450nm以上且650nm以下)的一部分或全部对应的绿光以产生电子-空穴对的有机光电转换器。
下电极15被设置在与形成在半导体基板11中的无机光电转换单元11B和11R的光接收表面直接面对的区域中，并且下电极15覆盖这些光接收表面。下电极15包括透光导电层，且包括例如ITO(铟锡氧化物)。然而，作为下电极15中所包括的材料，除了这个ITO以外，还可以使用通过添加掺杂剂而获得的氧化锡(SnO2)基材料或通过将掺杂剂添加到铝锌氧化物(ZnO)而形成的氧化锌基材料。氧化锌基材料的示例包括：通过添加作为掺杂剂的铝(Al)而获得的铝锌氧化物(AZO)、添加了镓(Ga)的镓锌氧化物(GZO)和添加了铟(In)的铟锌氧化物(IZO)。除此以外，还可以使用CuI、InSbO4、ZnMgO、CuInO2、MglN2O4、CdO或ZnSnO3等。
有机光电转换层17用于将光能转换成电能。如上所述，有机光电转换层17包括例如充当p型半导体或n型半导体的三种有机半导体材料。这三种有机半导体材料中的任一者是有机p型半导体和有机n型半导体中的一者或两者，并且对选择性的波长范围(例如，450nm以上且650nm以下)内的光进行光电转换，且同时，使其他波长范围内的光透过。
有机光电转换层17在层中具有位于p型半导体和n型半导体之间的结表面(p/n结表面)。p型半导体相对地充当电子供体(供体)且n型半导体相对地充当电子受体(受体)。有机光电转换层17提供如下的电场：在该电场中，吸收光时产生的激子分离成电子和空穴。具体地，激子在电子供体和电子受体之间的边界表面(p/n结表面)上分离成电子和空穴。有机光电转换层17具有例如50nm至500nm的厚度。
类似于下电极15，上电极18包括具有透光性的导电膜。在使用光电转换器10作为一个像素的摄像器件1中，该上电极18可以以像素为单位分离，或可以形成为各像素共用的电极。上电极18具有例如10nm至200nm的厚度。
需要注意，可以在有机光电转换层17和下电极15之间以及在有机光电转换层17和上电极18之间设置其他层。具体地，例如，可以从下电极15侧依次堆叠底涂膜(undercoating film)、空穴输送层、电子阻挡膜、有机光电转换层17、空穴阻挡膜、缓冲膜、电子输送层和功函数调节膜等。
固定电荷层12A可以是具有正的固定电荷的膜或具有负的固定电荷的膜。作为具有负的固定电荷的膜的材料，包括氧化铪、氧化铝、氧化锆、氧化钽和氧化钛等。此外，作为上述材料以外的材料，可以使用氧化镧、氧化镨、氧化铈、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钇、氮化铝膜、氮氧化铪膜或氮氧化铝膜等。
固定电荷层12A还可以具有两种或更多种的膜堆叠的构造。例如，在具有负的固定电荷的膜的情况下，这可以进一步改善空穴累积层的功能。
尽管介电层12B的材料没有特别限制，但是介电层12B包括例如氧化硅膜、TEOS、氮化硅膜或氮氧化硅膜等。
层间绝缘层14包括含有例如氧化硅、氮化硅和氮氧化硅(SiON)等中的一种的单层膜，或者包括含有上述单层膜中的两种或更多种的层压膜。
保护层19包括透光材料，并且保护层19包括例如含有氧化硅、氮化硅和氮氧化硅等中的任一者的单层膜，或者包括含有上述单层膜中的两种或更多种的层压膜。该保护层19具有例如100nm至30000nm的厚度。
在保护层23上，片上透镜层25被形成为覆盖保护层23的整个表面。多个片上透镜25L(微透镜)被设置在片上透镜层25的表面上。片上透镜25L使从上方入射的光聚焦在有机光电转换单元11G以及无机光电转换单元11B和11R的各个光接收表面上。在本实施例中，因为多层布线70被形成在半导体基板11的第二表面11S2侧，所以可以将有机光电转换单元11G以及无机光电转换单元11B和11R的各个光接收表面布置成彼此靠近，从而允许减小各个颜色之间的灵敏度波动。该波动是根据片上透镜25L的F值产生的。
需要注意，片上透镜25L不必设置在OB区域110B中，并且可以适当地省略片上透镜25L。此外，尽管图1图示了有机光电转换单元11G从有效像素区域110A连续设置在OB区域110B中的示例，但是也可以将无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R与有机光电转换单元11G一起设置为例如伪像素。此外，例如，在有效像素区域110A中设置有滤色器的情况下，优选的是，滤色器被设置在保护层23和片上透镜层25之间。
半导体基板11包括例如n型硅(Si)基板，并且在预定区域中具有p阱61。在p阱61的第二表面11S2上，设置有上述的垂直晶体管Tr1、传输晶体管Tr2、放大晶体管AMP和复位晶体管RST等。此外，在半导体基板11的***部分中，设置有包括逻辑电路等的***电路(未图示)。
无机光电转换单元11B和11R中的各者在半导体基板11的预定区域中具有pn结。通过利用待吸收的光的波长根据光入射到硅基板中的深度而变化这一事实，无机光电转换单元11B和11R可以使光在垂直方向上分散。无机光电转换单元11B选择性地检测蓝光以累积对应于蓝色的信号电荷，并且无机光电转换单元11B被安装在可以进行蓝光的有效光电转换的深度处。无机光电转换单元11R选择性地检测红光以累积对应于红色的信号电荷，并且无机光电转换单元11R被安装在可以进行红光的有效光电转换的深度处。需要注意，蓝色(B)和红色(R)是分别对应于例如350nm至495nm的波段和例如620nm至750nm的波段的颜色。如果无机光电转换单元11B和11R能够检测相应波段中的一部分或全部光，那么这就足够了。
无机光电转换单元11B具有例如作为空穴累积层的p+区域和作为电子累积层的n区域。无机光电转换单元11R具有例如作为空穴累积层的p+区域和作为电子累积层的n区域(无机光电转换单元11R具有p-n-p堆叠结构)。无机光电转换单元11B的n区域连接至垂直晶体管Tr1。无机光电转换单元11B的p+区域沿着垂直晶体管Tr1弯曲并且链接至无机光电转换单元11R的p+区域。
垂直晶体管Tr1是如下的传输晶体管：其将在无机光电转换单元11B中产生且累积的并对应于蓝色的信号电荷(这里为电子)传输至浮动扩散部FD1。无机光电转换单元11B被形成在距半导体基板11的第二表面11S2较深的位置处，从而优选的是，无机光电转换单元11B的传输晶体管包括垂直晶体管Tr1。
传输晶体管Tr2将在无机光电转换单元11R中产生且累积的并对应于红色的信号电荷(这里为电子)传输至浮动扩散部FD2，并且传输晶体管Tr2包括例如MOS晶体管。
放大晶体管AMP是将在有机光电转换单元11G中产生的电荷的量调制成电压的调制器，并且放大晶体管AMP包括例如MOS晶体管。
复位晶体管RST复位从有机光电转换单元11G传输至浮动扩散部FD3的电荷，并且复位晶体管RST包括例如MOS晶体管。
例如，第一下接触部75、第二下接触部76和上接触部13分别包括：有掺杂的硅材料，诸如磷掺杂非晶硅(PDAS：Phosphorus Doped Amorphous Silicon)；或金属材料，诸如铝(Al)、钨(W)、钛(Ti)、钴(Co)、铪(Hf)或钽(Ta)。
(1-3.光电转换器的制造方法)
例如，可以以下面的方式制造本实施例的光电转换器10。
图4和图5按照工艺的顺序图示了光电转换器10的制造方法。首先，如图4所示，例如，在半导体基板11中形成作为第一导电类型的阱的p阱61。在该p阱61中形成第二导电类型(例如，n型)的无机光电转换单元11B和11R。在半导体基板11的第一表面11S1的附近形成p+区域。
同样如图4所示，在半导体基板11的第二表面11S2上，在形成用作浮动扩散部FD1至FD3的n+区域之后，形成栅极绝缘层62以及包括垂直晶体管Tr1、传输晶体管Tr2、放大晶体管AMP和复位晶体管RST的相应栅极在内的栅极配线层64。这样形成了垂直晶体管Tr1、传输晶体管Tr2、放大晶体管AMP和复位晶体管RST。此外，在半导体基板11的第二表面11S2上形成多层布线70。多层布线70包括配线层71至73和绝缘层74。配线层71至73包括第一下接触部75、第二下接触部76和连接部71A。
作为半导体基板11的基体，例如，使用半导体基板11、嵌入式氧化膜(未图示)和保持基板(未图示)堆叠的绝缘体上硅(SOI：Silicon on Insulator)基板。尽管在图4中未图示，但是嵌入式氧化膜和保持基板接合至半导体基板11的第一基板表面11S1。在离子注入之后，执行退火处理。
然后，将支撑基板(未图示)或另一半导体基板等接合至半导体基板11的第二表面11S2侧(多层布线70侧)，并且垂直翻转。随后，将半导体基板11与SOI基板的嵌入式氧化膜和保持基板分离，以露出半导体基板11的第一表面11S1。可以利用在诸如离子注入和化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)等常规CMOS工艺中使用的技术执行上述工艺。
然后，如图5所示，例如使用干式蚀刻从第一表面11S1侧对半导体基板11进行处理，以形成环形开口63H。开口63H具有如图5所示的从半导体基板11的第一表面11S1贯通至第二表面11S2且例如到达连接部71A的深度。
随后，如图5所示，例如，在半导体基板11的第一表面11S1和开口63H的侧面上形成负的固定电荷层12A。可以将两种或更多种膜堆叠为负的固定电荷层12A。这可以进一步改善作为空穴累积层的功能。在形成负的固定电荷层12A之后，形成介电层12B。
接着，在开口63H中埋入电导体以形成贯通电极63。作为电导体，例如，除了诸如磷掺杂非晶硅(PDAS：Phosphorus Doped Amorphous Silicon)等有掺杂的硅材料以外，还可使用诸如铝(Al)、钨(W)、钛(Ti)、钴(Co)、铪(Hf)和钽(Ta)等金属材料。
随后，在将焊盘部13A形成在贯通电极63上之后，在介电层12B和焊盘部13A上形成层间绝缘层14。在层间绝缘层14中，将第一上接触部13B和焊盘部13C设置在焊盘部13A上。第一上接触部13B和焊盘部13C将下电极15和贯通电极63(具体地，贯通电极63上的焊盘部13A)彼此电连接。
接着，在层间绝缘层14上依次形成下电极15、有机光电转换层17、上电极18和保护层19。对于有机光电转换层17，例如，通过使用真空沉积法形成上述的三种有机半导体材料的膜。最后，布置缓冲层21、保护层23和片上透镜层25。通过以上工艺，完成了图3所示的光电转换器10。
需要注意，如上所述，在有机光电转换层17的上层或下层上形成另一有机层(例如，电子阻挡层等)的情况下，期望能够在真空工艺中(在真空连续工艺中)连续形成。此外，有机光电转换层17的成膜方法不一定限于使用真空沉积法的方式，也可以使用诸如旋涂技术或印刷技术等任何其他方法。
在光电转换器10中，当光经由片上透镜25L入射到有机光电转换单元11G中时，光依次通过有机光电转换单元11G以及无机光电转换单元11B和11R，且在通过的过程中，针对绿光、蓝光和红光中的各者进行光电转换。在下面，给出获取各个颜色信号的操作的描述。
(通过有机光电转换单元11G获取绿颜色信号)
在入射到光电转换器10中的光中，首先，绿光被有机光电转换单元11G选择性地检测(吸收)并进行光电转换。
有机光电转换单元11G通过贯通电极63连接至浮动扩散部FD3和放大晶体管AMP的栅极Gamp。因此，在有机光电转换单元11G中产生的电子-空穴对中的电子从下电极15侧被带出，并且所述电子通过贯通电极63被传输至半导体基板11的第二表面11S2侧并被累积在浮动扩散部FD3中。与此同时，放大晶体管AMP将在有机光电转换单元11G中产生的电荷的量调制成电压。
此外，复位晶体管RST的复位栅极Grst被布置在浮动扩散部FD3旁边。这使复位晶体管RST复位累积在浮动扩散部FD3中的电荷。
这里，有机光电转换单元11G通过贯通电极63不仅连接至放大晶体管AMP，而且连接至浮动扩散部FD3，从而复位晶体管RST可以容易地复位累积在浮动扩散部FD3中的电荷。
与此相比，在贯通电极63和浮动扩散部FD3不连接的情况下，难以复位累积在浮动扩散部FD3中的电荷，且由于施加大电压，电荷被拉出至上电极18侧。因此，存在着有机光电转换层17被损坏的可能。此外，能够在短时间内复位的结构会导致暗时噪声(dark-timenoise)增加，并且引起折衷(trade-off)。因此，该结构是困难的。
(通过无机光电转换单元11B和11R获取蓝颜色信号和红颜色信号)
随后，在通过有机光电转换单元11G的光中，蓝光和红光分别在无机光电转换单元11B和无机光电转换单元11R中被顺序地吸收并且进行光电转换。在无机光电转换单元11B中，与入射的蓝光对应的电子累积在无机光电转换单元11B的n区域中，且累积的电子通过垂直晶体管Tr1被传输至浮动扩散部FD1。类似地，在无机光电转换单元11R中，与入射的红光对应的电子累积在无机光电转换单元11R的n区域中，且累积的电子通过传输晶体管Tr2被传输至浮动扩散部FD2。
(1-4.作用/效果)
如前所述，使用有机光电转换膜的固态摄像器件中设置有用于将电压施加到上电极的布线。通过使用具有遮光特性的材料形成布线，可以将布线用作光学黑区域(OB区域)的遮光膜。在这种情况下，鉴于遮光性能，将布线形成为具有约250nm的膜厚度。
顺便提及地，有机光电转换膜对基材的附着力弱，因此，由于在形成遮光膜时施加的应力，有机光电转换膜易于剥离。因此，例如，包括SiN等的应力缓冲材料被形成在有机光电转换膜和遮光膜之间。应力缓冲材料例如被形成为具有约750nm的膜厚度。然而，随着应力缓冲材料变厚，因为聚集在片上透镜上的光在到达光电转换单元之前进入相邻的像素而发生混色，或者由于设置在相邻的像素之间的遮光膜而发生渐晕。因此，存在着诸如加重阴影等光学特性劣化的可能。此外，还存在着如下的可能：由于设置在比有机光电转换膜更高的层中的金属遮光膜的反射而发生耀斑重影。
与此相比，在本实施例的摄像器件1中，黑色层24被设置在遮光层22上，遮光层22被设置在有机光电转换层17上且从像素单元100的光学黑区域(OB区域)110B设置到周边区域200。这可以将遮光层22的厚度从例如250nm减小到200nm，从而允许减小遮光层22的应力。
如上所述，在本实施例中，黑色层24被设置在遮光层22上，遮光层22被设置在有机光电转换层17上，从而允许遮光层22的膜变薄和遮光层22的应力减小。这可以将为减轻遮光层22上的应力而设置的缓冲层21的厚度从例如750nm减小到500nm，减小了约250nm。因此，由于成角度地入射到相邻的像素而发生的混色或阴影减少，从而可以改善光学特性。
此外，在本实施例的摄像器件1中，设置黑色层24能够使入射到OB区域110B的光例如在黑色层24处衰减。衰减后的光被遮光层22反射且作为反射光再次经由黑色层24被带出到外部。这可以减少诸如耀斑重影等缺陷。
需要注意，如果在本实施例的摄像器件1中，遮光层22包括诸如铝(Al)等相对软的金属膜，那么可以进一步减小遮光层22的应力，且可以使缓冲层21的膜进一步变薄。
接着，描述第二至第四实施例。需要注意，由相同的附图标记表示与第一实施例的摄像器件1的部件对应的部件，并省略它们的描述。
<2.第二实施例>
图6示意性地图示了根据本发明的第二实施例的摄像器件(摄像器件2)的截面构造。类似于上述的第一实施例，摄像器件2是例如背面照射型(背面光接收型)的CCD图像传感器或CMOS图像传感器等，并且摄像器件2具有如下的像素区域(像素单元100)：其中，多个单位像素P二维地布置在半导体基板11上(参见图13)。需要注意，图6图示了沿着图2所示的线I-I截取的截面构造。本实施例的摄像器件2与上述第一实施例的摄像器件的不同之处在于：遮光层32具有堆叠结构，例如，绝缘层33堆叠在该堆叠结构之间。
遮光层32是用于将电压施加到光电转换器10的上电极18的布线，并且遮光层32用于限定黑电平。如上所示，遮光层32具有两层(遮光层32A和32B)结构，并且绝缘层33堆叠在该两层结构之间。优选的是，下遮光层32A被构造为具有遮光特性的配线层。上遮光层32B可以被设置为单纯的遮光膜或可以被设置为配线层。期望的是，遮光层32的材料包括与上述遮光层22的材料类似的材料，例如，诸如钨(W)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)和铝(Al)等金属材料的单层膜或上述单层膜的层压膜。
遮光层32A和遮光层32B可以通过使用相同的材料或不同的材料形成。此外，遮光层32A和遮光层32B可以通过例如如图6所示的接触部32a而彼此电连接。如果遮光层32A和遮光层32B在例如组合时提供与上述遮光层22大致相同的遮光特性，那么作为这两层中各者的厚度，这就足够了。因此，在例如使用钨(W)的情况下，优选的是，遮光层32A和遮光层32B中的各者具有例如50nm以上且150nm以下的厚度，尽管该厚度取决于所包括的材料。
例如，绝缘层33用于使遮光层32A和遮光层32B电绝缘，并且绝缘层33例如是含有一氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)和氮氧化硅(SiON)等中的任一者的单层膜，或者是包括上述单层膜中的两种或更多种的层压膜。绝缘层33具有例如约100nm的厚度，尽管该厚度没有特别指定。
如上所述，在本实施例中，例如，遮光层32具有两层结构，且绝缘层33设置该两层结构之间。这可以减少一次形成的遮光层32A和32B的膜的数量。因此，可以在形成膜之后立即减小遮光层32A和遮光层32B的最大应力，且可以进一步减小缓冲层21的厚度。
此外，通过将遮光层32形成为多层结构，能够将遮光层32用作用于将电压施加到上电极18的布线以外的配线层。
<3.第三实施例>
图7示意性地图示了本发明的第三实施例中的摄像器件(摄像器件3)的截面构造。类似于上述的第一实施例，摄像器件3是例如背面照射型(背面光接收型)的CCD图像传感器或CMOS图像传感器等，并且摄像器件3具有如下的像素区域(像素单元100)：其中，多个单位像素P二维地布置在半导体基板11上(参见图13)。需要注意，图7图示了沿着图2所示的线I-I截取的截面构造。本实施例的摄像器件3与上述第一实施例的摄像器件的不同之处在于：在遮光层42的表面上形成氧化膜42A。
遮光层42是用于将电压施加到光电转换器10的上电极18的布线，并且遮光层42用于限定黑电平。类似于上述的第一实施例，遮光层42包括具有遮光特性的导电材料。具体地，期望的是，遮光层42例如包括诸如钨(W)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)和铝(Al)等金属材料的单层膜或上述单层膜的层压膜。
氧化膜42A用于通过改变遮光层42中所包括的分子的周期性来提高遮光层42的表面的散射强度。氧化膜42A可以通过使遮光层42的表面氧化而被形成，或者可以单独地被形成。
如上所述，在本实施例中，氧化膜42A被设置在遮光层42的表面上。因此，遮光层42的表面的散射强度提高，从而可以降低在遮光层42的表面上反射的光的强度。因此，可以进一步减少耀斑重影的发生。
<4.第四实施例>
图8示意性地图示了根据本发明的第四实施例的摄像器件(摄像器件4)的截面构造。类似于上述的第一实施例，摄像器件4是例如背面照射型(背面光接收型)的CCD图像传感器或CMOS图像传感器等，并且摄像器件4具有如下的像素区域(像素单元100)：其中，多个单位像素P二维地布置在半导体基板11上(参见图13)。需要注意，图8图示了沿着图2所示的线I-I截取的截面构造。本实施例的摄像器件4与上述第一实施例的摄像器件的不同之处在于：设置黑色层54，以覆盖台阶22X的侧面，该台阶22X是通过在缓冲层21上设置遮光层22而产生的。黑色层54被形成为朝着有效像素区域110A侧突出。
黑色层54用于阻挡光入射到OB区域110B中。期望的是，类似于上述的第一实施例，黑色层54的材料具有遮光特性，且该材料的示例包括：黑色颜料，诸如碳黑、变黑的氧化钛(TiO2)、分散型光敏树脂和丙烯酸基树脂；以及多种颜色组合的混合染料。优选的是，黑色层54例如具有200nm以上且1000nm以下的厚度。本实施例的黑色层54被形成为朝着有效像素区域110A侧突出，并且被形成为覆盖通过在缓冲层21上设置遮光层22而产生的台阶22X的侧面。
在上述的第一实施例等中，通过在缓冲层21上设置遮光层或黑色层24等，能够在有效像素区域110A和OB区域110B之间的片上透镜层25中产生台阶。存在着如下的可能：该台阶使要设置在有效像素区域110A中的片上透镜25L变形，或者在形成片上透镜25L时损坏黑色层24。这引起了对发生灵敏度不均匀等的担忧。
与此相比，在本实施例中，黑色层54被形成为朝着有效像素区域110A侧突出，并且被形成为覆盖通过在缓冲层21上设置遮光层22而产生的台阶22X的侧面。由此，设置遮光层22或黑色层54可以减小在有效像素区域110A和OB区域110B之间产生的台阶。因此，可以减少灵敏度不均匀等的发生，且可以进一步改善光学特性。
<5.应用示例>
(应用示例1)
图9图示了上述的第一实施例中所述的光电转换器10用于单位像素P的摄像器件(摄像器件1)的总体构造。该摄像器件1是CMOS图像传感器，包括位于半导体基板11上的作为摄像区域的像素单元1a，且包括位于像素单元1a的周边区域中的***电路单元130。***电路单元130包括例如行扫描部131、水平选择部133、列扫描部134和***控制部132。
像素单元1a包括例如以矩阵形式二维布置的多个单位像素P(对应于光电转换器10)。在这些单位像素P中，像素驱动线Lread(具体地，行选择线和复位控制线)例如布置在各像素行中，且垂直信号线Lsig布置在各像素列中。像素驱动线Lread分别用于传输驱动信号，该驱动信号用于从像素读取信号。各条像素驱动线Lread的一端连接至行扫描部131的对应于各行的输出端。
行扫描部131包括移位寄存器和地址解码器等，并且行扫描部131是例如以行为单位对像素单元1a的各个单位像素P进行驱动的像素驱动部。从由行扫描部131选择且扫描的像素行的各单位像素P输出的信号通过各条垂直信号线Lsig被供应到水平选择部133。水平选择部133包括针对各条垂直信号线Lsig设置的放大器和水平选择开关等。
列扫描部134包括移位寄存器和地址解码器等，并且列扫描部134在扫描水平选择开关的同时顺序地驱动水平选择部133的各个水平选择开关。该列扫描部134进行的选择和扫描将通过各条垂直信号线Lsig传输的各像素的信号顺序地输出到水平信号线135，并且该列扫描部134通过水平信号线135将该信号传输到半导体基板11的外部。
包括行扫描部131、水平选择部133、列扫描部134和水平信号线135的电路部可以直接形成在半导体基板11上或可以布置在外部控制IC上。此外，这些电路部可以形成在由电缆等连接的另一基板上。
***控制部132接收从半导体基板11的外部提供的时钟或给出操作模式指令的数据等，并且***控制部132还输出诸如摄像器件1的内部信息等数据。***控制部132还包括用于产生各种时序信号的时序发生器，并且***控制部132基于由时序发生器产生的各种时序信号控制诸如行扫描部131、水平选择部133和列扫描部134等***电路的驱动。
(应用示例2)
上述的摄像器件1可应用于具有摄像功能的任何类型的摄像装置，例如，这样的摄像装置包括诸如数码相机或摄像机等相机***以及具有摄像功能的移动电话等。图10以示例的方式图示了摄像装置5(相机)的示意性构造。该摄像装置5是能够例如拍摄静止图像或运动图像的摄像机，并且包括摄像器件1、光学***(光学透镜)310、快门311、驱动单元313和信号处理单元312，驱动单元313驱动摄像器件1和快门311。
光学***310将来自物体的图像光(入射光)引导到摄像器件1的像素单元1a。该光学***310可以包括多个光学透镜。快门311控制摄像器件1的光照时段和遮光时段。驱动单元313控制摄像器件1的传输操作和快门311的快门操作。信号处理单元312对从摄像器件1输出的信号执行各种信号处理。经过信号处理的图像信号Dout被存储在诸如存储器等存储介质中或被输出到监视器等。
此外，上述的摄像器件1也可应用于下述的电子装置(胶囊型内窥镜10100和诸如车辆等移动物体)。
(应用示例3)
<体内信息获取***的应用示例>
图11是描绘了使用能够应用根据本发明的实施例的技术(本技术)的胶囊型内窥镜的患者的体内信息获取***的示意性构造示例的框图。
体内信息获取***10001包括胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200。
在检查时，患者吞下胶囊型内窥镜10100。胶囊型内窥镜10100具有摄像功能和无线通信功能，且胶囊型内窥镜10100在一定时间内通过蠕动运动在器官的内部移动的同时，以预定的间隔连续地拍摄诸如胃或肠等器官的内部的图像(在下文中称为体内图像)，直至其自然地从患者体内排出为止。然后，胶囊型内窥镜10100将体内图像的信息以无线传输的方式连续地传输到体外的外部控制装置10200。
外部控制装置10200整体地控制体内信息获取***10001的操作。此外，外部控制装置10200接收从胶囊型内窥镜10100传输过来的体内图像的信息，并且外部控制装置10200基于接收到的体内图像的信息产生用于在显示装置(未描绘)上显示体内图像的图像数据。
在体内信息获取***10001中，能够在吞下胶囊型内窥镜10100之后直至排出胶囊型内窥镜10100为止的时间内以此方式随时获取反映出患者的身体内部的状态的体内图像。
下面更详细地描述胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200的构造和功能。
胶囊型内窥镜10100包括胶囊型的壳体10101，在胶囊型的壳体10101中，容纳有光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114、供电单元10115、电源单元10116和控制单元10117。
光源单元10111包括诸如发光二极管(LED：light emitting diode)等光源，并且光源单元10111将光照射在摄像单元10112的摄像视野上。
摄像单元10112包括摄像元件和光学***，该光学***包括设置在摄像元件的前级的多个透镜。照射在作为观察目标的身体组织上的光的反射光(在下文中称为观察光)被光学***会聚且被引入到摄像元件中。在摄像单元10112中，摄像元件对入射的观察光进行光电转换，由此产生对应于观察光的图像信号。摄像单元10112产生的图像信号被提供给图像处理单元10113。
图像处理单元10113包括诸如中央处理单元(CPU：Central Processing Unit)或图形处理单元(GPU：Graphics Processing Unit)等处理器，且图像处理单元10113对摄像单元10112产生的图像信号执行各种信号处理。图像处理单元10113将由此已经执行了信号处理的图像信号作为RAW数据提供给无线通信单元10114。
无线通信单元10114对已经由图像处理单元10113执行了信号处理的图像信号执行诸如调制处理等预定处理，并且无线通信单元10114通过天线10114A将产生的图像信号传输到外部控制装置10200。此外，无线通信单元10114通过天线10114A从外部控制装置10200接收与胶囊型内窥镜10100的驱动控制有关的控制信号。无线通信单元10114将从外部控制装置10200接收到的控制信号提供给控制单元10117。
供电单元10115包括用于接收电力的天线线圈、用于从天线线圈中产生的电流再生电力的电力再生电路、以及升压电路(voltage booster circuit)等。供电单元10115使用非接触式充电的原理产生电力。
电源单元10116包括二次电池，并且电源单元10116存储由供电单元10115产生的电力。在图11中，为了避免复杂的图示，省略了表明来自电源单元10116的电力的供应目的地的箭头标记等。然而，存储在电源单元10116中的电力被供应到光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117，并且能够用于驱动这些部件。
控制单元10117包括诸如CPU等处理器，并且控制单元10117根据从外部控制装置10200传输过来的控制信号适当地控制光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和供电单元10115的驱动。
外部控制装置10200包括诸如CPU或GPU等处理器，或者包括混合安装有处理器和诸如存储器等存储元件的微型计算机或控制板等。外部控制装置10200通过天线10200A将控制信号传输到胶囊型内窥镜10100的控制单元10117以控制胶囊型内窥镜10100的操作。在胶囊型内窥镜10100中，例如，能够根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变光源单元10111的光在观察目标上的照射条件。此外，能够根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变摄像条件(例如，摄像单元10112的帧速率或曝光值等)。此外，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变图像处理单元10113的处理内容或用于从无线通信单元10114传输图像信号的条件(例如，传输间隔或传输图像数量等)。
此外，外部控制装置10200对从胶囊型内窥镜10100传输过来的图像信号执行各种图像处理以产生用于在显示装置上显示拍摄的体内图像的图像数据。作为图像处理，能够执行各种信号处理，诸如显影处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(带宽增强处理、超分辨率处理、降噪(NR：Noise reduction)处理和/或图像稳定处理)、和/或放大处理(电子变焦处理)。外部控制装置10200控制显示装置的驱动以使显示装置基于产生的图像数据显示拍摄的体内图像。可替代地，外部控制装置10200还可以控制记录装置(未描绘)以便记录产生的图像数据，或者可以控制打印装置(未描绘)以便通过打印输出产生的图像数据。
上面已经描述了可以应用根据本发明的技术的体内信息获取***的示例。根据本发明的技术可以应用于例如上述部件中的摄像单元10112。这允许获取患部的精细图像，从而提高检查的精度。
(应用示例4)
<移动体的应用示例>
根据本发明的技术(本技术)可应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为安装在任何类型的移动体上的装置，所述移动体诸如是汽车、电动车辆、混合动力车辆、摩托车、自行车、个人移动性设备、飞机、无人机、船只或机器人。
图12是描绘了能够应用根据本发明的实施例的技术的作为移动体控制***的示例的车辆控制***的示意性构造的示例的框图。
车辆控制***12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图12描绘的示例中，车辆控制***12000包括驱动***控制单元12010、车身***控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053被图示为集成控制单元12050的功能构造。
驱动***控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动***相关的装置的操作。例如，驱动***控制单元12010充当以下设备的控制装置：用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置，诸如内燃机或驱动电机等；用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动装置等。
车身***控制单元12020根据各种程序控制设置到车体上的各种装置的操作。例如，车身***控制单元12020充当无钥匙进入***、智能钥匙***、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，从替代钥匙的移动装置传输过来的无线电波或各种开关的信号能够输入至车身***控制单元12020。车身***控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动窗装置或灯等。
车外信息检测单元12030检测包括车辆控制***12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆的外部的图像，并且车外信息检测单元12030接收拍摄的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行诸如人、车辆、障碍物、标志或路面上的文字等物体的检测处理，或者可以执行与所述物体相距的距离的检测处理。
摄像部12031是光学传感器，其用于接收光且输出与接收的光的光量对应的电信号。摄像部12031能够将电信号输出为图像，或者能够将电信号输出为测量距离的信息。此外，摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆的内部的信息。车内信息检测单元12040例如与用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括用于拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的集中程度，或者可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
微型计算机12051能够基于车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆外部或内部的信息计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，且微型计算机12051能够将控制指令输出到驱动***控制单元12010。例如，微型计算机12051能够执行旨在实现先进驾驶辅助***(ADAS：Advanced Driver Assistance System)的功能的协同控制，所述功能包括：车辆的碰撞规避或冲击缓和、基于车间距离的跟车行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。
此外，微型计算机12051能够基于车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆外部或内部的信息，通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等执行旨在实现自动驾驶等的协同控制，所述自动驾驶使车辆在不依赖驾驶员的操作的情况下自主行驶。
此外，微型计算机12051能够基于车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息将控制指令输出到车身***控制单元12020。例如，通过根据车外信息检测单元12030检测到的前行车辆或对向车辆的位置来控制车头灯以便例如将远光灯变成近光灯，微型计算机12051能够执行旨在防止炫目的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输到输出装置，该输出装置能够在视觉上或听觉上将信息通知车辆的乘客或车辆的外部。在图12的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063被图示为输出装置。显示部12062可以包括例如车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图13是描绘了摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图13中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105布置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门的位置处以及车辆内部的挡风玻璃的上部的位置处。设置到前鼻的摄像部12101和设置到车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获得车辆12100的前方图像。设置到侧视镜的摄像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面图像。设置到后保险杠或后门的摄像部12104主要获得车辆12100的后方图像。设置到车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志或车道等。
顺便提及地，图13描绘了摄像部12101至12104的摄影范围的示例。摄像范围12111表示设置到前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置到侧视镜的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置到后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如，通过将摄像部12101至12104拍摄的图像数据叠加，能够获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图像。
摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，摄像部12101至12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像部12101至12104获得的距离信息确定与摄像范围12111至12114内的各个三维物体相距的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，且因此，微型计算机12051能够特别地将如下的最接近的三维物体提取为前行车辆：其存在于车辆12100的行驶路径上，且在与车辆12100大致相同的方向上以预定的速度(例如，等于或大于0km/h)行驶。此外，微型计算机12051能够设定与前行车辆前方要预先保持的跟车距离，且微型计算机12051能够执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。因此，可以执行旨在使车辆在不依赖驾驶员的操作的情况下自主行驶的自动驾驶的协同控制。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像部12101至12104获得的距离信息将三维物体的三维物体数据分类成两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，并且微型计算机12051提取分类后的三维物体数据且使用提取的三维物体数据以用于自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断碰撞风险，该风险表示与各障碍物碰撞的风险。在碰撞风险等于或高于设定值且因此存在碰撞可能性的情形下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且微型计算机12051经由驱动***控制单元12010执行强制减速或规避转向。因此，微型计算机12051能够辅助驾驶以规避碰撞。
摄像部12101至12104中的至少一者可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判断摄像部12101至12104的拍摄图像内是否存在行人来识别行人。例如，这种行人识别是通过以下步骤执行的：提取作为红外相机的摄像部12101至12104的拍摄图像中的特征点的步骤；和通过对表示物体轮廓的一系列特征点执行模式匹配处理来判断其是否是行人的步骤。当微型计算机12051确定摄像部12101至12104的拍摄图像中存在行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的方形轮廓线显示为叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得表示行人的图标等显示在期望的位置。
上面已经参照第一至第四实施例和应用示例给出了描述。然而，本发明的内容不限于上述的实施例等。可以做出各种变型例。例如，尽管上述的实施例都具有如下的构造：其中，用于检测绿光的有机光电转换单元11G以及分别用于检测蓝光和红光的无机光电转换单元11B和11R堆叠为光电转换器10，但是本发明的内容不限于该结构。即，有机光电转换单元可以检测红光或蓝光，或者无机光电转换单元可以检测绿光。
此外，这些有机光电转换单元和无机光电转换单元的数量或其比例不受限制。可以设置两个或更多个有机光电转换单元，或者可以仅使用有机光电转换单元获得多种颜色的颜色信号。此外，结构不限于有机光电转换单元和无机光电转换单元在垂直方向上堆叠的结构，而是有机光电转换单元和无机光电转换单元可以沿着基板表面并排放置。
此外，尽管上述的第一至第四实施例示例性地图示了背面照射型的摄像器件的构造，但是本发明的内容也可应用于正面照射型的摄像器件。此外，本发明的摄像器件(光电转换器)不必包括上述实施例中所述的全部的各个部件，而是相反，可以包括其他层。
需要注意，本文中所述的效果仅是示例，而不是限制性的。此外，可以存在其他效果。
需要注意，本发明可以具有以下构造。
(1)一种摄像器件，其包括：
像素区域，所述像素区域中布置有多个像素；
周边区域，所述周边区域设置在所述像素区域周围；
有机光电转换层，所述有机光电转换层从所述像素区域连续设置到所述周边区域的至少一部分；
导电层，所述导电层从所述像素区域的***至所述周边区域设置在所述有机光电转换层上，并且所述导电层具有遮光特性；以及
黑色层，所述黑色层设置在所述导电层上。
(2)根据(1)所述的摄像器件，其中，应力缓冲层设置在所述有机光电转换层和所述导电层之间。
(3)根据(1)或(2)所述的摄像器件，其中，所述导电层和所述黑色层经由第一绝缘层堆叠。
(4)根据(3)所述的摄像器件，其中，所述第一绝缘层是设置在所述像素区域中的所述有机光电转换层上的保护层，所述保护层从所述像素区域延伸。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的摄像器件，其中，所述导电层具有多层结构，并且第二绝缘层设置在所述导电层之间。
(6)根据(5)所述的摄像器件，其中，具有所述多层结构的所述导电层彼此电连接。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的摄像器件，其中，所述导电层具有形成在表面上的氧化膜。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的摄像器件，其中，所述像素区域包括有效像素区域和设置在所述有效像素区域的***的光学黑区域。
(9)根据(8)所述的摄像器件，其中
所述像素区域在所述有效像素区域和所述光学黑区域之间具有台阶，所述台阶在所述光学黑区域一侧高且在所述有效像素区域一侧低，并且
所述台阶的侧面被所述黑色层覆盖。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的摄像器件，其中
所述像素区域包括光电转换单元，所述光电转换单元包括所述有机光电转换层和一对电极，所述一对电极彼此相对并且所述有机光电转换层位于所述一对电极之间，并且
所述导电层电连接至所述一对电极中的一个电极。
(11)一种摄像装置，其包括摄像器件，所述摄像器件包括：
像素区域，所述像素区域中布置有多个像素；
周边区域，所述周边区域设置在所述像素区域周围；
有机光电转换层，所述有机光电转换层从所述像素区域连续设置到所述周边区域的至少一部分；
导电层，所述导电层从所述像素区域的***至所述周边区域设置在所述有机光电转换层上，并且所述导电层具有遮光特性；以及
黑色层，所述黑色层设置在所述导电层上。
本申请要求以2017年7月5日向日本专利局提交的日本专利申请第2017-132013号为基础的优先权，因此将该日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本申请中。
本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、次组合和变更，只要这些修改、组合、次组合和变更在随附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (11)

1.一种摄像器件，其包括：
像素区域，所述像素区域中布置有多个像素；
周边区域，所述周边区域设置在所述像素区域周围；
有机光电转换层，所述有机光电转换层从所述像素区域连续设置到所述周边区域的至少一部分；
导电层，所述导电层从所述像素区域的***至所述周边区域设置在所述有机光电转换层上，并且所述导电层具有遮光特性；以及
黑色层，所述黑色层设置在所述导电层上。
2.根据权利要求1所述的摄像器件，其中，应力缓冲层设置在所述有机光电转换层和所述导电层之间。
3.根据权利要求1所述的摄像器件，其中，所述导电层和所述黑色层经由第一绝缘层堆叠。
4.根据权利要求3所述的摄像器件，其中，所述第一绝缘层是设置在所述像素区域中的所述有机光电转换层上的保护层，所述保护层从所述像素区域延伸。
5.根据权利要求1所述的摄像器件，其中，所述导电层具有多层结构，并且第二绝缘层设置在所述导电层之间。
6.根据权利要求5所述的摄像器件，其中，具有所述多层结构的所述导电层彼此电连接。
7.根据权利要求1所述的摄像器件，其中，所述导电层具有形成在表面上的氧化膜。
8.根据权利要求1所述的摄像器件，其中，所述像素区域包括有效像素区域和设置在所述有效像素区域的***的光学黑区域。
9.根据权利要求8所述的摄像器件，其中
所述像素区域在所述有效像素区域和所述光学黑区域之间具有台阶，所述台阶在所述光学黑区域一侧高且在所述有效像素区域一侧低，并且
所述台阶的侧面被所述黑色层覆盖。
10.根据权利要求1所述的摄像器件，其中
所述像素区域包括光电转换单元，所述光电转换单元包括所述有机光电转换层和一对电极，所述一对电极彼此相对并且所述有机光电转换层位于所述一对电极之间，并且
所述导电层电连接至所述一对电极中的一个电极。
11.一种摄像装置，其包括摄像器件，所述摄像器件包括：
像素区域，所述像素区域中布置有多个像素；
周边区域，所述周边区域设置在所述像素区域周围；
有机光电转换层，所述有机光电转换层从所述像素区域连续设置到所述周边区域的至少一部分；
导电层，所述导电层从所述像素区域的***至所述周边区域设置在所述有机光电转换层上，并且所述导电层具有遮光特性；以及
黑色层，所述黑色层设置在所述导电层上。
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