CN100504454C - 固态成像装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

将光电转换器二维设置在半导体衬底中。在该半导体衬底和光电转换器上依次形成平坦化层、遮光膜、另一平坦化层和聚光透镜。该遮光膜在对应于光电转换器的位置具有孔。在这些孔中设置能透射光的红色、绿色或蓝色波长成分的多层干涉滤光片。

Description

固态成像装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种固态成像装置及其制造方法，尤其是涉及一种用于防止由于通过滤色片的光线入射到错误的光接收器件上而产生的颜色混合的技术。
背景技术
本发明基于在日本申请的申请No.2005-009619，因此将该申请的内容作为参考引入。
固态成像装置，实质上是近年来广泛使用的数码相机的核心部件，其通过使用滤色片将入射光分离成其组成色来产生彩色图像。图1是常规技术中固态成像装置的结构剖视图。
如图1所示，固态成像装置11包括半导体衬底1101，其中形成有光电转换器1102。平坦化层1103、遮光膜1104、平坦化层1105、滤色片1106、平坦化层1107和聚光透镜1108依次形成在该半导体衬底1101和光电转换器1102上。
在遮光膜1104中提供开孔1104a，使得入射光能到达光电转换器1102。滤色片1106由于含有有机颜料微粒而仅透射特定波长的光。每个滤色片1106透射每像素的红、绿或蓝光。(“固态成像装置介绍(Introduction to Solid-StateImaging devices)”，Ando和Komobuchi，Ed.Eizo Joho Media Gakkai，Nihon RikoShuppankai，1999，pp.183-188)。
然而，已知常规技术的滤色片1106具有1.5μm-2.0μm的膜厚，入射光由于其入射角度而可能以倾斜路径传播，并入射到错误的光电转换器1102上，由此产生颜色混合。换言之，通过特定滤色片的光线没有入射到与该特定滤色片相应的光电转换器上，由此检测出不正确的入射光量。
关于这个问题，可以减少滤色片1106的膜厚。通过减少滤色片1106的膜厚，入射光将不会以倾斜路径传播，除非入射角非常大。
然而，这种微型化存在极限，因为构成滤色片1106的颜料微粒具有0.1μm的颗粒直径。因此，当滤色片1106的膜厚过度减少时，颜料微粒的分布不再均匀，敏感性降低并产生色彩杂乱，滤色片变得不实用。
直接在遮光层上形成滤色片的技术也已经提出过(日本专利申请公开号No.7-43517)。图2是该常规技术的固态成像装置的结构剖面图。
图2中，固态成像装置12包括CCD 1201，光电二极管1202，着色层(虑色片)1203和遮光膜层1204，CCD和光电二极管上具有平坦化树脂层1205。然而，即使使用这种结构，也不能防止颜色混合，因为滤色片仍然是足够厚到允许倾斜光线。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的之一是提供一种不会发生由于倾斜光线所引起的颜色混合的小型固态成像装置，及其制造方法。
为实现该目的，本发明的固态成像装置包括滤色片，该滤色片由无机材料构成，且可以透射入射光的特定波长成分；可以遮挡入射光的遮光膜；以及可以根据滤色片所透射的光量来产生电信号的光电转换器，该遮光膜在与该光电转换器相对的位置具有孔，滤色片设置在该遮光膜的孔中。
如果由无机材料构成的滤色片(下文中称为“无机滤色片”)设置在遮光膜的孔中，则固态成像装置的厚度是可能减小的。因为滤色片和光电转换器之间的距离减小，滤色片和将入射光聚焦到光电转换器上的透镜之间的距离同样也减小，所以由于倾斜光线所导致的颜色混合也可能消除。
无机滤色片的膜厚度也比有机滤色片的厚度更容易减小，且能防止由于膜厚的减小引起的颜色混合。无机滤色片也具有比有机滤色片更好的耐热性和耐光性。此外，如果使用无机材料，能在与制造光电转换器、布线等同样的半导体工艺中制造无机滤色片，因此与需要特制的生产线的有机滤色片相比，能简化制造工艺并降低成本。
在这种情况下，滤色片可以是单层滤光片或多层干涉滤光片。
本发明的固态成像装置中，多层干涉滤光片的膜厚也可以小于或等于遮光膜的膜厚，如果多层干涉滤光片的膜厚小于遮光膜的膜厚则平坦化层可以层压在多层干涉滤光片上，且该多层干涉滤光片和平坦化层的总膜厚可以基本上等于遮光膜的膜厚。
按照该结构，因为光电转换器和将入射光聚焦到该光电转换器上的聚光透镜之间的距离能减小，所以可能防止倾斜光线所引起的颜色混合。特别地，如果多层干涉滤光片的最大膜厚基本上等于遮光膜的膜厚，则该装置会更加有效，因为在最小化该遮光膜的膜厚的同时能防止倾斜光线。
在本发明的固态成像装置中，聚光透镜可以形成在多层干涉滤光片上，或者如果平坦化层层压在该多层干涉滤光片上，则可以形成在该平坦化层上。依照该结构，多层干涉滤光片和聚光透镜之间的距离减小，使得固态成像装置的总厚度减小，同时使得能够消除倾斜光线所导致的颜色混合。
本发明的固态成像装置中，多层干涉滤光片可以由一对λ/4的多层膜和夹在其中的隔层所构成，每一多层膜由两种类型交替层压的介电层构成，所述介电层由不同的材料构成并具有相同的光学厚度，隔层的光学厚度不同于构成λ/4多层膜的介电层的光学厚度；构成λ/4多层膜的介电层可以由两种材料构成，这两种材料选自包括二氧化硅、二氧化钛、五氧化二钽、二氧化锆、氮化硅、四氮化三硅、三氧化二铝、二氟化镁、三氧化铪和二氧化镁的组。依照该结构，使用无机材料获得多层干涉滤光片是可能的。常规地，用于滤色片的有机材料的耐光性和耐热性不够，然而，如果使用无机材料，则能够解决该问题。
多层干涉滤光片由λ/4多层膜构成，该多层膜通过交替地层压高折射率和低折射率材料而形成。这些材料之间的折射率差越大，能产生的反射带也越大。一般，高折射率材料在短波长具有高吸收系数，会降低固态成像装置的灵敏度。
鉴于这一问题，如果构成λ/4多层膜的介电层由二氧化硅和二氧化钛构成，则因为使用了具有高折射率且在短波长几乎没有吸收的二氧化钛，能够解决固态成像装置的灵敏度降低的问题。因为二氧化硅广泛用于半导体工艺中，因此适合将其用作低折射率材料。
本发明的固态成像装置的制造方法包括：第一步，在具有二维设置的光电转换器的半导体衬底上形成多层干涉滤光片；第二步，将除了与光电转换器相对位置之外的多层干涉滤光片除去以形成凹槽；和第三步，在这些凹槽中形成遮光膜。通常，由于多层干涉滤光片仅在层压方向起分离颜色的作用，因此期望入射光的大部分沿着层压方向入射到多层干涉滤光片上。
当多层干涉滤光片如本发明这样设置在遮光膜的孔中时，在多层干涉滤光片形成之后形成遮光膜使得沿层压方向入射到该多层干涉滤光片上的光量最大。从而可改善固态成像装置的灵敏度。
在这种情况下，第三步可以包括：例如，第四步，将遮光材料层压在多层干涉滤光片的剩余位置和凹槽上；第五步，在所层压的遮光材料上，在凹槽上形成抗蚀剂；第六步，除去层压的遮光材料；和第七步，除去抗蚀剂。同样，如果第三步也包括：第八步，将遮光材料层压在多层干涉滤光片的剩余部分和凹槽上，和第九步，通过相对于晶片表面进行倾斜蚀刻来除去层压在多层干涉滤光片上的遮光材料，则由于被多层干涉滤光片阻挡，将变成遮光膜的层压遮光材料的部分不会被蚀刻。因此，不形成抗蚀剂就能形成遮光膜，由此简化固态成像装置的制造工艺并降低制造成本。注意，遮光材料可以是金属。
本发明的固态成像装置的制造方法包括：第一步，在具有二维设置的光电转换器的半导体衬底上形成多层干涉滤光片，该多层干涉滤光片具有取决于所透射的光线波长的不同的膜厚；第二步，在多层干涉滤光片上形成绝缘膜，该绝缘膜的膜厚大于或等于多层干涉滤光片之间的膜厚差；第三步，将除了与光电转换器相对的部分之外的绝缘膜和多层干涉滤光片除去以形成凹槽；第四步，在该绝缘膜和半导体衬底上层压遮光材料；和第五步，将所层压的遮光材料和绝缘膜抛光至该多层干涉滤光片最厚的部分露出来。如果使用化学机械抛光法，则大量晶片能同时进行抛光，因此，相较于每个晶片必须单独处理的蚀刻工艺而言，能更有效地制造固态成像装置。
同样，不在多层干涉滤光片上提供平坦化层也能附加聚光透镜，因为该多层干涉滤光片的上表面已经平坦化。因此，简化了制造工艺，并降低了制造成本。注意，层压的遮光材料和绝缘膜可以使用化学机械抛光法抛光。
同样，如果遮光材料是钨或铜之一，因为钨和铜广泛用于CMP(化学机械抛光)，所以适于作为待抛光的金属材料。
如上所述，本发明中多层干涉滤光片设置在遮光膜的孔中，因此固态成像装置的厚度能比常规技术减少超过2μm。因此，能防止由于象素数量的增加等原因所引起的颜色混合。
附图说明
接下来参照附图说明本发明的具体实施例的描述，将更加清楚明白地体现本发明的这些和其它目的、优点、和特征。
附图中：
图1是常规技术的固态成像装置的结构剖视图；
图2是另一常规技术的固态成像装置的结构剖视图；
图3是本发明的实施例1的固态成像装置的部分结构的剖视图；
图4A-C是实施例1的多层干涉滤光片107r、107g和107b的层结构的剖视图；其中，图4A显示多层干涉滤光片107r，图4B显示多层干涉滤光片107g，且图4C显示多层干涉滤光片107b；
图5是本发明的实施例1的多层干涉滤光片107r、107g和107b的光谱特性曲线图；
图6显示本发明的实施例1的固态成像装置的尺寸；
图7A-E是制造本发明的实施例的固态成像装置的工艺的剖视图；
图8A-D是延续图7A-E的、本发明的实施例1的固态成像装置的制造工艺的剖视图；
图9是遮光膜形成之后通过制造形成的多层干涉滤光片的结构剖视图；
图10A和B是本发明的变形例1的固态成像装置的制造工艺的剖视图；
图11A-E是本发明的变形例2的固态成像装置的制造工艺的剖视图；
图12是本发明的变形例5的固态成像装置的制造工艺的剖视图。
具体实施方式
接下来参照附图描述本发明的固态成像装置及其制造方法的实施例。
实施例1
(1)固态成像装置的结构
接下来首先描述本发明的固态成像装置的结构。图3是本发明的实施例1的固态成像装置的部分结构剖视图。如图3所示，固态成像装置1包括半导体衬底101、光电转换器102、平坦化层103、遮光层104、平坦化层105和聚光透镜106。
遮光层104具有孔104a，在孔104a中设置有多层干涉滤光片107r、107g和107b。
聚光透镜106将入射光聚焦在相应的光电转换器102上。多层干涉滤光片107r、107g和107b选择性地透射入射光的特定波长成分。遮光膜104防止聚光透镜106所透射的光入射到非相应的光电转换器102上。
每个光电转换器102根据入射光量输出电信号。平坦化层103由二氧化硅构成，并提供平坦的上表面以用于形成多层干涉滤光片107r、107g和107b。平坦化层105提供一平坦的上表面以用于设置聚光透镜106。
(2)多层干涉滤光片107r、107g和107b的结构
图4A—C是实施例1的多层干涉滤光片107r、107g和107b的层结构剖视图，其中，图4A显示多层干涉滤光片107r，图4B显示多层干涉滤光片107g，且图4C显示多层干涉滤光片107b。
如图4A所示，多层干涉滤光片107r具有二氧化钛(TiO2)层201和二氧化硅(SiO2)层202交替层压，隔层203r形成在这些层之间的结构。隔层203r由二氧化硅构成，且夹在二氧化钛层201之间。
二氧化钛层201和二氧化硅层202的光学厚度相同。每层的光学厚度通过将其折射率乘以该层的膜厚来获得。
多层干涉滤光片107b反射波长带(下文称作“反射带”)中的光，该波长带的中心波长基本上等于二氧化钛层201和二氧化硅层202的光学厚度的四倍，而且根据隔层203r的光学厚度，从波长带所包括这些波长中透射红光。该实施例中，中心波长为530nm，且隔层203r的光学厚度为45nm。
如图4B所示，多层干涉滤光片107g也包括二氧化钛层201、二氧化硅层202和隔层203g。尽管多层干涉滤光片107g具有与多层干涉滤光片107b相同的反射带，但是由二氧化钛构成的隔层203g具有265nm的光学厚度，因此透射绿光。
如图4C所示，多层干涉滤光片107b也具有与多层干涉滤光片107r和107b相同的反射带，但由二氧化钛构成的隔层203b具有190nm的光学厚度，由此透射蓝光。
多层干涉滤光片107r、107g和107b由无机材料构成，且分别具有423nm、392nm和526nm的总的膜厚度。
图5是多层干涉滤光片107r、107g和107b的光谱特性曲线图。图5中的曲线301-303分别表示多层干涉滤光片107r、107g和107b的光谱特性。从曲线中看出，本实施例中入射光被分成三原色：红、绿和蓝，这使得能拍摄彩色图像。
注意，例如使用菲涅耳(Fresnel)系数的矩阵法，可以用于设计多层干涉滤光片的层的构成和光谱特性。
(3)固态成像装置的尺寸
接下来描述固态成像装置1的尺寸。图6显示了固态成像装置1的尺寸。如图6所示，该固态成像装置1的一个单元的宽度为2.2μm。该宽度可根据固态成像装置1中象素的数量改变。平坦化层103、遮光膜104和平坦化层105的厚度分别为2.0μm、0.5μm和0.6μm。因此，聚光透镜106与光电转换器102之间的距离为3.1μm。
如前所述，常规技术中滤色片1106的膜厚为1.5μm-2.0μm。相比之下，多层干涉滤光片107r、107g和107b的膜厚为392nm-526nm，这是显著的降低。本实施例也允许该固态成像装置本身的厚度减小约2μm。
假定本实施例的多层干涉滤光片107r、107g和107b由无机材料构成，例如由二氧化钛和二氧化硅构成，这些多层干涉滤光片能形成在遮光膜104的孔104a中。依照该结构，能减少光电转换器102和多层干涉滤光片107r、107g和107b之间的距离，因此能防止由于倾斜光线入射到光电转换器102上所引起的颜色混合。
假定前述常规技术的固态成像装置11的滤色片1106由有机材料构成，则不可能在与光电转换器1102、遮光膜1104、布线(图中未示出)等同样的工艺中形成滤色片1106和聚光透镜1108。换言之，滤色片1106和聚光透镜1102必须在光电转换器1102等形成之后再单独形成。另一方面，本实施例的滤色片107r、107g和107b由无机材料构成，因此允许滤色片107r、107g和107b在与光电转换器102等同样的工艺中形成。因此，能获得高生产率并能降低成本。
(4)固态成像装置1的制造方法
接下来描述固态成像装置1的制造方法，尤其是多层干涉滤光片107r、107g和107b，以及形成在平坦化层103上的遮光膜104的制造方法。图7A-7E是制造固态成像装置1的工艺的剖视图。图8A-D显示了延续图7A-7E的工艺。
如图7A所示，使用RF(射频)溅射装置将二氧化硅层202和二氧化钛层201交替层压在平坦化层103上。接着，在二氧化钛层201顶上形成二氧化硅层501。该二氧化硅层501具有150nm的光学厚度。
在二氧化硅层501上涂覆抗蚀剂以形成抗蚀剂502，热处理所涂覆的抗蚀剂(预烘烤)，用如步进机的光刻装置曝光该抗蚀剂，用有机溶剂等显影该抗蚀剂，并热处理显影后的抗蚀剂(后烘烤)。该抗蚀剂502具有1μm的厚度。
如图7B所示，除了使用抗蚀剂502排除的蓝色象素区之外，用干法蚀刻将二氧化硅层除去。蚀刻条件如下：蚀刻气体为四氟化碳(CF4)，气体流量为40sccm，RF功率为200W，真空度为0.050Torr。
注意二氧化硅层可以通过使用氢氟酸的湿法蚀刻除去，因为氟化氢对于二氧化硅和二氧化钛具有高选择性。
这时，氢氟酸可以是氢氟酸和氟化铵溶液以1：4的混合物。二氧化硅层501能通过在上述混合溶液中浸渍约5秒来蚀刻。
蚀刻完成之后，使用有机溶剂等除去抗蚀剂502(图7C)，并使用RF溅射装置形成二氧化硅层503。新形成的二氧化硅层503具有45nm的光学厚度。
在由于蚀刻而保留二氧化硅层501的区域，以前形成的二氧化硅层501和新形成的二氧化硅层503的总的光学厚度为195nm。
接着，在类似于形成抗蚀剂502的工艺中，在蓝色区域和红色区域形成抗蚀剂504(图7D)。然后用蚀刻工艺将未被抗蚀剂504所覆盖的二氧化硅层503的区域除去。
结果，具有195nm光学厚度的隔层203b形成在蓝色区域中，具有45nm光学厚度的隔层203r形成在红色区域中。使用二氧化硅的隔层没有形成在绿色区域中。
此外，将RF溅射装置用于层压二氧化钛层201、二氧化硅层202、另一二氧化钛层201、该二氧化钛层201上的另一二氧化硅层202和隔层203b和203r(图7E)。
结果，使用二氧化钛的隔层203g形成在绿色区域。该隔层203g具有265nm的光学厚度，其等于二氧化钛层201的光学厚度的两倍。
接着，形成用于阻挡倾斜光线的遮光膜104。通过如下过程形成抗蚀剂层601：在二氧化硅层202上涂布抗蚀剂，热处理所涂布的抗蚀剂(预烘烤)，使用光刻装置(如步进机)曝光该抗蚀剂，用有机溶剂等显影该抗蚀剂，并热处理已显影的抗蚀剂(后烘烤)。该抗蚀剂601具有2.5μm的厚度。
然后在遮光膜104将要形成的区域中，通过干法蚀刻除去多层干涉滤光片，由此形成多层干涉滤光片107r、107g和107b，以及遮光膜104将要形成在其中的凹槽(图8A)。然后用有机溶剂将抗蚀剂601除去。
接着，在二氧化硅层202和平坦化层103上形成铝层602(图8B)。该铝层602具有600nm的厚度，其约等于多层干涉滤光片107r、107g和107b的厚度。铝层602包括将作为遮光膜104的部分。
然后在铝层602上形成抗蚀剂603(图8C)。通过如下过程形成抗蚀剂层603：在铝层602上涂布抗蚀剂，热处理所涂布的抗蚀剂(预烘烤)，使用光刻装置(如步进机)曝光该抗蚀剂，用有机溶剂等显影该抗蚀剂，并热处理已显影的抗蚀剂(后烘烤)。
接着，在蚀刻工艺中使用氯化的蚀刻气体，以除去多层干涉滤光片107r、107g和107b上的铝层602。用有机溶剂等除去抗蚀剂603(图8D)，由此形成遮光膜104。
如上所述，在本实施例中，遮光膜104在多层干涉滤光片107r、107g和107b形成之后形成。然而，多层干涉滤片在遮光膜形成之后形成的制造方法也是可行的。
图9是遮光膜形成之后制造形成多层干涉滤光片的构造剖视图。当如图9所示采用此制造方法时，与遮光膜702接触的多层干涉滤光片703部分沿着该遮光膜702的轮廓形成。
另一方面，多层干涉滤光片在层压方向仅起分离颜色的作用。因此，在沿着遮光膜702的孔的边缘上升的部分中，颜色分离功能降低。随着多层干涉滤光片的厚度相较于孔面积增加，颜色分离功能的降低变得更加明显，这与微型化和增加象素的要求是相背的。本发明的制造方法在这方面也同样有效。
(5)变型
本发明已经在实施例的基础上进行了描述，然而本发明无疑是不受上述实施例所限制的。接下来的各种变型也是可行的。
(1)在上述实施例中，仅仅描述了一种本发明的固态成像装置的制造方法，然而，不用说，本发明不限于此。可选择地，制造方法可以如下所述。
图10A和B是变型例1的固态成像装置的制造工艺的剖视图。变型例1与上述图7和8B所描述的实施例相同。在形成铝层602之后，对晶片表面执行图10中箭头8所示的倾斜蚀刻。
这类蚀刻能除去铝层602中不需要的部分，而保留夹在多层干涉滤光片之间的凹槽中的铝层602。
因此，能不使用抗蚀剂就形成遮光膜104，因此简化固态成像装置1的制造工艺并降低制造成本。
(2)上述实施例描述了平坦化层形成在所有多层干涉滤光片上的情况，然而，不用说，本发明不仅限于此。可选择地，本发明可以如下所述。
图11A—E是变形例2的固态成像装置的制造工艺剖视图。注意，图7中所描述的工艺与此相同，因此略去这些描述。由二氧化硅层902、二氧化钛层901、和隔层903r、903g和903b所组成的多层干涉滤光片形成之后，用RF溅射装置形成二氧化硅层905(图11A)。
该二氧化硅层905具有195nm的光学厚度。在二氧化硅层905上不会形成遮光膜的区域进一步形成抗蚀剂906。接着，使用蚀刻工艺在多层干涉滤光片908r、908g和908b之间形成凹槽(图11B)。然后用有机溶剂等除去该抗蚀剂906。
接着，用CVD(化学气相沉积)法在二氧化硅层905和平坦化层904上形成钨层910。该钨层910具有600nm的厚度(图11C)。
使用例如CMP法抛光钨层910和二氧化硅层905(图11D)。因此多层干涉滤光片908r、908g和908b的上部分被平坦化，并且完成了遮光膜的形成。
最后，通过在多层干涉滤光片908b和钨层910上配置聚光透镜909，从而完成固态成像装置。
依照该结构，不经过蚀刻工艺而仅使用CMP法就能形成遮光膜。因为固态成像装置的上表面在形成遮光膜时就已经平坦化了，所以也简化了固态成像装置的制造工艺。
(3)上述实施例描述了多层干涉滤光片具有五层或七层的情况，然而，不用说，本发明不仅限于此。可选择地，该多层干涉滤光片可以具有四层或更少的层、六层、或八层或更多的层。
在上述实施例中，在多层膜中夹住隔层的层的数量是相同的(垂直对称)，然而这不是必要条件。不管多层干涉滤光片中的层的数量如何，都能达到本发明的效果。
(4)上述实施例描述了构成多层干涉滤光片的材料为二氧化硅和二氧化钛的情况，然而，不用说，本发明不仅限于此。可选择地，五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锆(ZrO2)、氮化硅(SiN)、四氮化三硅(Si3N4)、三氧化二铝(Al2O3)、二氟化镁(MgF2)、三氧化铪(HfO3)或二氧化镁(MgO2)也可以使用。
无论使用哪种材料，本发明都同样具有抑制固态成像装置的微型化所引起的颜色混合的效果，以及抑制颜色分离功能降低的效果。
(5)上述实施例描述了将多层干涉滤光片用作滤色片的情况，然而，不用说，本发明不仅限于此。可选择地，可以使用单层滤光片。
图12是变形例5的固态成像装置的部分结构的剖视图。如图12所示，固态成像装置10包括半导体衬底1001、光电转换器1002、平坦化层1003、遮光膜1004、平坦化层1005和聚光透镜1006。该遮光膜1004具有将单层滤光片1007r、1007g和1007b置于其中的孔1004a。
聚光透镜1006将入射光聚焦到相应的光电转换器1002上。多层干涉滤色片1007r、1007g和1007b仅选择性地透射该入射光的特定波长成分。遮光膜1004防止聚光透镜1006所透射的光入射到非相应的光电转换器1002上。
每个光电转换器1002根据入射光量输出电信号。平坦化层1003由二氧化硅构成，并提供平坦的上表面以用于形成单层滤光片1007r、1007g和1007b。平坦化层1005提供平坦的上表面以用于设置聚光透镜1006。
这里，单层滤光片1007r、1007g和1007b由非晶硅构成。单层滤光片1007r、1007g和1007b分别具有70nm、55nm和40nm的膜厚。非晶硅在650nm、530nm和470nm的波长下分别具有4.5、4.75和5.0的折射率n，下面的等式表示单层滤光片的透射率最大时的波长λ与折射率和该单层滤光片的膜厚和折射率之间的关系。
λ/2＝nd
因此，单层滤光片1007r具有在650nm波长处透射率最大的光谱特性。单层滤光片1007g和1007b的最大透射率分别是在530nm波长和470nm波长处。
通常，对于具有特定膜厚的介质，由于膜和外部介质之间的反射，增强的波长和减弱的波长由膜厚所决定，由此产生干涉。由于在400nm-700nm波长下具有0至2的大消光系数，所以将非晶硅称作吸收材料。因此，非晶硅吸收特定波长区域的光线。
因此，假定非晶硅根据膜厚而透射不同波长区域的光线，则通过改变每个光接收单元的膜厚能将多晶硅制成滤色片。因此，即使使用单层滤光片代替多层干涉滤光片，也能达到本发明的效果。
尽管本发明已经通过结合附图的实施例进行了完整的描述，但是本领域普通技术人员应当明白其还包括各种变型和改进。因此，除非这些变型和改进背离了本发明的范畴，否则它们也应当认为是包括在本发明的范围之内。

Claims (10)

1、一种固态成像装置，包括：
由无机材料构成的并可用于透射入射光的特定波长成分的滤色片；
可用于遮挡入射光的遮光膜；以及
可用于根据滤色片所透射的光量产生电信号的光电转换器，其中
所述遮光膜在与所述光电转换器相对的位置具有孔，并且
所述滤色片设置在所述遮光膜的孔中。
2、权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述滤色片为单层滤光片。
3、权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述滤色片为多层干涉滤光片。
4、权利要求3所述的固态成像装置，其中，
所述多层干涉滤光片的膜厚小于或等于所述遮光膜的膜厚，
如果所述多层干涉滤光片的膜厚小于所述遮光膜的膜厚，则将平坦化层层压在所述多层干涉滤光片上，并且
所述多层干涉滤光片和所述平坦化层的总膜厚基本上等于所述遮光膜的膜厚。
5、权利要求4所述的固态成像装置，其中所述多层干涉滤光片的最大膜厚基本上等于所述遮光膜的膜厚。
6、权利要求4所述的固态成像装置，其中
在所述多层干涉滤光片上形成聚光透镜，或者，如果所述平坦化层层压在所述多层干涉滤光片上则在该平坦化层上形成聚光透镜。
7、权利要求3所述的固态成像装置，其中
所述多层干涉滤光片由一对λ/4多层膜和夹在其间的隔层所构成，由两种类型的交替层压的介电层构成每个多层膜，所述介电层由不同的材料构成并具有相同的光学厚度，且隔层的光学厚度不同于构成λ/4多层膜的这些介电层的光学厚度，并且
构成λ/4多层膜的介电层包含从包括下列材料的组中选择的两种材料：二氧化硅、二氧化钛、五氧化二钽、二氧化锆、氮化硅、四氮化三硅、三氧化二铝、二氟化镁、三氧化铪和二氧化镁。
8、权利要求7所述的固态成像装置，其中所述构成λ/4多层膜的介电层包含二氧化硅和二氧化钛。
9、一种固态成像装置的制造方法，包括
第一步，在具有二维设置的光电转换器的半导体衬底上方形成多层干涉滤光片；
第二步，将除了与所述光电转换器相对的部分之外的多层干涉滤光片除去，以形成凹槽；和
第三步，在所述凹槽中形成遮光膜，
其中所述第三步包括：
第四步，在所述多层干涉滤光片的剩余部分和凹槽上层压遮光材料；
第五步，在所层压的遮光材料上，在凹槽上方形成抗蚀剂；
第六步，除去所层压的遮光材料；以及
第七步，除去所述抗蚀剂。
10、权利要求9的固态成像装置的制造方法，其中所述遮光材料是金属。
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