CN1089951C

CN1089951C - 固态摄像装置及其制造方法

Info

Publication number: CN1089951C
Application number: CN94101238A
Authority: CN
Inventors: 下村幸司; 佐野义和
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-01-28
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2014-01-28
Also published as: CN1106142A

Abstract

在形成CCD的基片上的保护膜上面形成有透明填塞层和透明平坦膜层，使该保护膜表面平坦。在透明平坦膜层上面形成红、蓝、黄色的彩色滤光片。该彩色滤光片由合成感光性材料形成。由此可高精度地形成形状良好的彩色滤光片，又在分光特性上，可实现所有的彩色滤光片均匀。由此可得到优异特性的图像，而无因闪光性能、遮蔽性能及粉尘等不良情况引起的图像不良。

Description

固态摄像装置及其制造方法

本发明涉及一种在形成于固态摄像元件上的光敏部(受光部)分上面形成彩色滤色片的固态摄像(图像阅读)装置及其制造方法。

以往，作为彩色滤光片(器)的方法，有染色法、印刷法、电沉积法等。一般多使用具优异的彩色滤光片图形(案)的清晰度，容易由染料得到所希望的分光特性的染色法。另一方面，作为将该彩色滤光片(器)安装于固态摄像元件上的方法有薄片印着(オンウユハ一)方式和粘结方式二种。尤其是，薄片印着方式由于可直接形成于形成了固态摄像元件的基片(板)上，该方式就成了该类方法的主流。由于这个原因，作为形成彩色化的固态摄像设备的方法，可以将上述的染色法和薄片印着方式组合应用(下面称为薄片印着染色法)。

下面，参照附图就使用薄片印着染色法得到的固态摄像装置及其制造方法作一说明。

图33所示为以往的固态摄像装置的结构。在半导体基片1上，按一定位置排列了作为光敏部的光敏二极管。在作为光敏部2以外的区域中的传递部之上部的半导体基片1上，形成有绝缘膜，传递电极及遮光膜。在这些半导体基片1上形成有保护膜5。在保护膜5之上又形成有透明的平坦膜层60。在其上再形成了彩色滤光片7。该彩色滤光片7组成有3种颜色，由红色滤光片7R，绿色彩色滤光片7G及蓝色彩色滤光片7B构成。在形成了固态摄像装置的半导体基片1的周围部形成有接合块3和划线部4。

彩色滤光片7为在形成于保护膜5之上的的透明平坦膜层6的上面，在明胶、酪素等的天然蛋白中掺合作为感光材料的重铬酸，将作为溶剂使用了水的材料作均匀涂布，然后，使用所希望的屏罩作紫外线的照射。过后，将没有照射紫外线的部分溶于水，形成彩色滤光片图案。接着，以具有所求的分光特性的染料对该彩色滤光片图案进行着色，形成彩色滤光片7。最后，将形成于用作固态摄像装置的外部接线连接部的接合块3和划线部4的上面的透明平坦膜层6除去。由以上的工序形成了彩色滤光片7。

通常，固态摄像装置随着基片尺寸的小型化以及多像素化，要求缩小由此形成的光敏部2的面积。为此，提出了使彩色滤光片7微小化的要求。这时，也就要求彩色滤光片7的形状和其分光特性均匀。然而，对于在以往用作彩色滤光片材料的明胶、酪素等天然蛋白中掺合作为感光材料的重铬酸的材料来说，其在图案形成时的清晰度是很低的。因此，在由这种彩色滤光片7形成的固态摄像装置上会发生装置的品质波动。这样，如想得到其清晰度在材料本身品质以上的细微图案，而不论固态摄像元件上的平坦程度如何，就应形成如图33所示的、具有如人眼瞳孔那样的曲率的彩色滤光片7。这样，既使提高固态摄像装置上面的平坦度，彩色滤光片7与相邻的滤光片仍在其边端部重叠。从而，由于光线通过该重叠部分，即发生混色、闪光等的图像画面不良。又，彩色滤光片7的上面形状呈弯曲状，不平坦，在一个像素内的分光(光谱)特性产生离散。结果，又产生闪光及遮蔽不良的固态摄像装置的性能不佳。

天然蛋白的分子量分布，既使在经相当纯的精练之后，仍难以作到具很好再现性的均匀。又，因天然蛋白含有达数千ppm的碱金属(Na、K等)，该碱金属在固态摄像装置内扩散，增加了暗电流。特别是，在固态摄像装置中，暗电流较周围像素大的像素以白点出现于影像上，成为发生白疵点的原因。另外，在制作了固态摄像装置之后的几周后，发生出现白疵的时效变化。

为解决上述问题，在特开平1-142605号、特开平2-96704

号、特开平4-163552号公报等上提出了使用具优异分辨性能的合成感光材料。根据上述公报所载，可将带染色基的共聚带和感光剂溶解于有机溶剂，由此合成合成感光材料。又，其制造彩色滤光片的方法是，涂布合成感光性材料，作紫外线曝光，使用有机溶剂或含有机溶剂的水溶液作为显影液，将未曝光部分形成彩色滤光片。

然而，通常，在固态摄像元件上形成彩色滤光片的场合，在透明平坦膜层6之上进行以有机溶剂为溶剂的合成感光性材料的涂布，则透明平坦膜层6溶于有机溶剂，在透明平坦膜层6和彩色滤光片层之间形成该2层互相混合的混合层。此时，在形成彩色滤光片层后，形成了彩色滤光片图案的场合，就无法除去形成于未照射部分的混合层。因此，在形成第一个彩色滤光片7时，发生混合层的着色。再在形成第2、第3个彩色滤光片7时，在形成第1个彩色滤光片的着色了的混合层残留于第2、第3个彩色滤光片7和透明平坦膜层6之边界面上。从而，发生混色，产生图像不良等问题。

另外，在该具体的方法中，为除去形成于结合块3和划线部4上面的透明平坦膜层6，使用了如用氧等离子体的O₂吹拂蚀刻法(アツシンゲ)等的干蚀刻法。这时，比起以曝光、显影处理去除该膜层的场合，发生更多的颗粒。另外，也会发生等离子体损伤导致的暗电流的增加。因此，这也是白疵点的发生原因。但是，该方法比起在已有的天然蛋白中添加重铬酸盐形成的材料来，其在材料涂布工序中，具有极为优秀的膜厚面内的均一性。彩色滤光片的形状也随之变得极为均匀。因此，用了以有机溶剂为溶剂的合成感光性材料形成彩色滤光片的方法，就其对图案的控制性能很高这一点上，对今后元件微小化是一有效的手段。

如上所述，彩色滤光片7的图形崩坏使固态摄像装置的性能劣化，又，为解决此问题而提出的将合成感光性材料用作彩色滤光片材料，仍有发生以闪光、颗粒、白疵点等为原因的图像不良。

鉴于上面所说问题，本发明提供了一种固态摄像装置，该装置既使对于固态摄像装置基块的小型化及多像素化来说，也显示了优异的图像特性。

为解决上述问题，本发明所述的固态摄像装置包括：在至少形成有光敏部的半导体基片上所形成的透明平坦膜层，及形成于上述光敏部及透明平坦膜层上面、由使用水作溶剂的合成感光性材料所形成的彩色滤光片。

本发明的固态摄像装置包括：在至少形成有光敏部的半导体基片上，由非感光性热硬化材料或负片型感光性热硬化材料所形成的透明平坦膜层；及形成于上述光敏部及透明平坦膜层上面、由使用有机溶剂作溶剂的合成感光性材料所形成的彩色滤光片。

为解决上述问题，本发明的固态摄像装置的制造方法包括：在至少形成有光敏部的半导体基片上，由使用有机溶剂作为溶剂的正片型感光性热硬化材料形成透明平坦膜的工序；藉由曝光和显影方法，由使用水作溶剂的合成感光性材料，在所述光敏部及透明平坦膜上面形成彩色滤光片的工序；及，藉由曝光和显影方法，去除作为外部接线连接部的结合块上面的透明平坦膜的工序。

另外，本发明的固态摄像装置的制造方法包括：由非感光性热硬化材料，在至少形成有光敏部的半导体基片上形成透明平坦膜层的工序；对上述透明平坦膜层作热处理的工序；由使用有机溶剂为溶剂的合成感光性材料，在所述光敏部及透明平坦膜层上面形成彩色滤光片的工序；及由干蚀刻法除去上述作为外部接线连接部的结合块上的所述透明平坦膜层的工序。

又，本发明的固态摄像装置的制造方法包括：由非感光性热硬化材料，在至少形成有光敏部的半导体基片上形成透明平坦膜层的工序；对所述透明平坦膜层进行热或光辐射、或二者同时进行的处理工序；由使用了有机溶剂为溶剂的合成感光性材料，在上述光敏部及透明平坦膜上面形成彩色滤光片的工序，及由干蚀刻法除去上述作为外部接线连接部的结合块上的所述透明平坦膜层的工序。

上述合成感光性材料与在已有的天然蛋白中混合了重铬酸的材料比较时，因其树脂及感光剂的碱金属含量极少，而具有优异的作为彩色滤光片材料的品质。合成感光性材料因其暗反应极为迟钝，在形成彩色滤光片的过程中，其性能的时效变化很小。

另外，(上述合成感光性材料)按感光剂的选择，与在天然蛋白中混合了重铬酸的材料比较起来，具优异的图像分辨力。将溶剂使用了水的合成感光性材料用作彩色滤光片，但在去除形成于结合块和划线部之上面的透明平坦膜层时未用蚀刻处理方法，就可抑止颗粒的发生以及等离子体损坏引起的白疵点的发生。

从而，对于固态摄像装置的小型化和多像素化的要求，就可以在平坦精度很高的半导体基片上形成形状和分光皆极为均匀的彩色滤光片。

图1为本发明的第一个实施例中的固态摄像装置的结合剖面图。

图2为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图3为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图4为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图5为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实例的工艺流程顺序剖面图。

图6为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图7为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图8为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图9为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图10为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图11为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图12为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图13为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第一个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图14为对于丙烯酸共聚物一重氮化合物的光辐射波长的穿透率曲线图。

图15为对于丙烯酸共聚物一重氮化合物的光辐射波长的穿透率曲线图。

图16为对于丙烯酸共聚物一重氮化合物的光辐射波长的穿透率曲线图。

图17为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第二个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图18为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第三个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图19为本发明的第二个实施例中的固态摄像装置的结构剖面图。

图20为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图21为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图22为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图23为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图24为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图25为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图26为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图27为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图28为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图29为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图30为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图31为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第五个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图32为说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第六个实施例的工艺流程顺序剖面图。

图33为已有固态摄像装置的结构图。

以下参照附图就本发明的一个实施例的固态摄像装置作一说明。

图1所示为本发明的第一个实施例中的固态摄像装置的结构。这里，彩色滤光片中使用了在溶剂和显影液使用了水的、水溶性负片型合成感光性材料，由曝光、显影形成图像。在P型半导体基片8上形成有N型的光敏部9。在固态摄像装置上形成的半导体基片8的周围部形成有用于切断相邻元件的划线部10。在该划线部10的近旁形成有结合块11。在夹于一光敏部9和其相邻光敏部9之间的电荷输送部12的半导体基片8上，藉SiO₂等的绝缘膜14形成了二层的输送电极13。而且，在输送电极13的上面形成了包覆的遮光金属15，其结构使外界光线无法射入电荷输送部12。在遮光金属15、绝缘膜14的上面形成SiO₂等的保护膜16。

划线部10和绝缘膜14上的保护膜16之间的阶差为15-2.0μm，又，光敏部9上面的保护膜16和遮光金属15上的保护膜16之间的阶差为0.3-1.5μm。

此时，为直接形成彩色滤光片18，在光敏部上面涂以材料时，因有阶差存在，涂布受阻，产生尾迹般的涂布不匀，而无法形成形状均匀的彩色滤光片18。

因此，为使光敏部9的上面高度与形成于遮光金属层15的上面的保护膜16一致，形成了透明填塞层17。再为了使与形成于透明填塞层17和遮光金属层15上面的保护膜16之间的阶差更趋于高精度的平坦，在透明填塞层17和保护膜16的上面形成了透明平坦膜层18。该透明填塞层17和透明平坦膜层18，由加热处理硬化且由正片型感光性的材料(以下称为正片型感光性热硬化材料)形成。

为进行固态摄像装置的彩色化，在透明平坦膜层18上面形成了红、绿、蓝的彩色滤光片19R、19G、19B。图中，各个彩色滤光片19R、19G、19B各空一定的间隔形成。不过，此时，当通过未形成有彩色滤光片区域的光照射至光敏部9时，即发生遮蔽现象(シェ—ディング)。因此，彩色滤光片间的间隔应尽量小，最理想的是没有间隔。彩色滤光片19R、19G、19B分别相对应于各自的光敏部9而形成，所以，各自的光敏部9中射入单色光。该彩色滤光片19是由特征在于溶剂和显影液使用了水的合成感光性材料形成的。

下面，以图2-图13来说明本发明的固态摄像装置的制造方法的第一个实施例。

首先，如图2所示，从硅等的P型半导体基片28的所定位置涂上N型杂物，形成光敏部29。而且，在形成有半导体基片28上的绝缘膜34的上面，形成了结合块31，输送电极33，遮光金属层35。又在遮光金属层35及绝缘膜34的上面形成有保护膜36。

其次，如图3所示，为填平在固态摄像装置内阶差距最大的、划线部30上的半导体基片28和保护膜36之间的阶差，由旋转涂布而形成填塞层40。填塞层40的旋转涂布是为使其与保护膜36的上面处于同一线上。接着，在200℃以上进行数分钟、以蒸发材料中的溶剂及硬化填塞层40为目的的加热处理。然后，由曝光、显影处理除去划线部30上的阶差以外的部分。这样的将填塞层40形成在划线层30上，如图中所示，使固态摄像装置平坦化，是因为有必要因输送电极33而在基片上形成的凹凸部分和划线30区域形成的凹凸部分匀平。此时，划线层30形成的凹凸比由输送电极形成的凹凸部分更深。因此，若欲以一次旋转涂布实现平坦化，则往往因阶差距更大的划线部30的存在而在旋转涂布时涂布受阻，产生如尾迹般的涂布不均。从而，这些凹凸部分需分别以各方法填平。首先填平划线部30。该填塞层40最终最由曝光、显影处理和划线部30和结合块31上的聚合物一起被除去。所以，填塞层40要使用正片型感光性热硬化材料。不过，由于填塞层40在划线部30之上，且在最后工序中将被除去，所以无须对可视光来说是无色透明的。

在本实施例中，作为正片型感光性热硬化材料，使用了以聚缩水甘油甲基丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯为基本结构的材料，溶剂使用了乙二醇-乙醇醋酸酯。对聚甲基丙烯酸甲酯作深-uv等的远紧外线照射，发生主链切断，因此，该材料具有正片特性。但是，G线和I线敏感度较低，不适宜图像形成。

下面，如图4所示，为填平绝缘膜34上的保护膜36和遮光金属层35上的保护膜36之间的阶差，旋转涂布透明填塞层37，以使其上表面与遮光金属层35上的保护膜36的上表面处于同一线。接着以200℃以上温度作几分钟加热处理。由曝光、显影处理去除阶差以外部分。在该工序中，形成于光敏部29之上的透明填塞层37必须是在可视光领域内为无色透明的。但是，本实施例中，用于图3的填塞层40的材料在可视光领域也是无色透明的。因此，透明填塞层37(的材料)与用于填塞层40的正片型感光性热硬化材料为相同。

另外，存在于固态摄像元件内的其它的阶差也与图3或图4的工序一样处理。或者，也可以作为其它工序，用同样方法填平阶差。

然后，如图5所示，为了将由图3和图4的工序形成的堵塞层40，透明填塞层37和保护膜36的阶差再在同一平面上作平，由旋转涂布形成单层或多层的透明平坦膜层38，使固态摄像元件表面成无凹凸的平坦表面状态。在旋转涂布了透明平坦膜材料之后，在200℃以上作数分钟加热处理，以蒸发材料中的溶剂。在此工序中，用于透明平坦膜层38的材料与上述工序中的，用于填塞层40和透明填塞层37的正片型感光性热硬性材料相同。

根据上述图2-图5所示工序，所制固态摄像装置中，可使形成于遮光金属层35上表面的保护膜36，绝缘层34上的保护膜36和划线部30上的半导体基片28的阶差作高精度的平坦化。其结果，固态摄像元件的阶差在0.1μm之下。

下面，如图6所示，在透明平坦膜层38a的上表面使用了以水为溶剂的合成感光性材料，由旋转涂布，形成膜厚0.3-1.0μm左右彩色滤光片层41。接着，作数分钟的70°-100℃的加热处理，以蒸发材料中的溶剂。又，根据图6工序，将具优良涂布均匀性的合成感光性材料以旋转涂布在该高精度平坦化了的透明平坦膜层38a的上面形成具优良的、无凹凸的平坦性的彩色滤光片层22。

然而，如图7所示，将具有所需图形的屏蔽用作光屏蔽，对彩色滤光片层41作I线照射。I线照射量为100-200mJ/cm²。

接着，如图8所示，将彩色滤光片层41中未接受紫外线光照射的滤光片层区域41浸渍、溶解于作为显影液的水中。溶解完毕后除去显影液，以130-150℃左右的温度作加热处理数分钟。温度如在150℃以上，则染料难进入该彩色滤光片层41。另一方面，温度如在130℃以下，则染料虽易进入该彩色滤光片层41，但图形表面也因染料而粗糙。按以上工序，形成彩色滤光片图形42。

以下如图9所示，将所形成的彩色滤光片图形42浸于染料中，进行水洗和干燥处理。染色由彩色滤光片图形42的染色基和染料的结合而进行，形成彩色滤光片39。这里，染色基使用材料中的氨基(详细后述)，染料中，红色染料用重氮染料，黄色染料使用呫吨染料，蓝色染料使用酞菁系染料。一个彩色滤光片39形成之后，对此作固定处理，则再作染色时，既使浸于染色液中，也不会发生再度染色及混色。该固定处理按丹宁酸水溶液，酒石酸锑钾碱水溶液顺序，在水温40℃时，浸渍2-3分钟。

下面，如图10所示，为了形成第三个彩色滤光片39，重复以上的自图6至图9的工序。

如以上图6-图10所示，本实施例中，使用了在形成彩色滤光片19之后进行固定处理的固定法。然而，在形成其它的彩色滤光片39时，也可以采用，形成设置防染膜的防染膜(保护膜法)及开窗法；即在透明平坦膜层38上，同样地形成彩色滤光片图形42，在其上面，仅将成为混色防止膜的透明膜对着所定的须被染色的彩色滤光片图形42开口，进行染色。

又，在图6-图10的工序中，使用了在明胶、酪蛋白等天然蛋白中掺用作为感光材料的重铬酸形成的材料时，因彩色滤光片39的形成中的暗反应而引起的时效变化很大。因此，既使分别严格管理涂布、曝光、显影、染色各工序，也无法制造出均一的固态摄像装置上的彩色滤光片39。

然而，用于合成感光性材料的重氮化合物的时效变化与重铬酸和天然蛋白等的材料的暗反应比较起来，是极为迟缓的，在制造彩色滤光片39时，几乎没有什么变化。因此，形成于固态摄像装置内的同一色的彩色滤光片层39具有优异的、在固态摄像装置内的形状均一性。另外，也没有材料形成变化时染色性能方面的偏差。

从上述理由可见，按图6-图10在固态摄像装置上所形成的同一色的彩色滤光片39在形状、分光上皆是具优异的均匀性的。因此，作为固态摄像装置具有优异的屏蔽性能，而这些性能是受彩色滤光片39的形状崩坏及分光离散很大影响的。本实施例所实施的彩色滤光片的闪光性为0-2度，而在已有的由天然蛋白和重铬酸形成的彩色滤光片场合则为8度，比较起来，本发明的性能有了提高，已有技术的屏蔽特性显示了20-30mv，本实施中为15mv，其特性也有较大的提高(闪光、屏蔽特性如都为0，则表示最佳)。

不过，在图6的工序中，在透明平坦膜层38a上涂布以溶剂为有机溶剂的合成感光性材料时，有时透明平坦膜层38a溶于有机溶剂，在透明平坦膜层38a和彩色滤光片层41之间生成混合了该二层(物质)的混合层。这是因为用于透明平坦膜材料的正片型感光性热硬化材料其膜硬度降低，耐有机溶剂的性能下降的缘故。

在本实施例所用于透明平坦膜层38的材料中，聚缩水甘油甲基丙烯酸酯由加热处理发生交联。但聚甲基丙烯酸甲酯比起聚缩水甘油甲基丙烯酸酯来，其由加热处理引起的交联反应程度较低。因此，为得到对远紫外线光为正片型的感光性能，因掺合聚甲基丙烯酸甲酯而降低膜硬度和耐有机溶剂性。

为此，在图6中形成彩色滤光片层41之后，再由图7-图8的光照射、显影及显影后的加热处理形成彩色滤光片图形42的场合，不能除去形成于未照射部分上的混合层。这样，在图9的工序中形成了第1个彩色滤光片39时，发生混合层的着色。又在图10的工序中，形成了第2、第3个彩色滤光片39时，在形成第1个彩色滤光片39时着色了的混合层残留于第2、第3个彩色滤光片39和透明平坦膜层38a的交界面上。因此，这就成为发生混色、闪光等的图像不良的原因。但由于在本发明，合成感光性材料中使用了在溶剂及显影液使用了水的材料，透明平坦膜层38a、更不易溶于彩色滤光片材料中。从而，可以防止混合层的形成。因此，可以防止因着色的混合层所导致的混合图像不良。

下面，如图11所示，在所有的滤光片39形成之后，再由旋转涂布在彩色滤光片39上面形成透明平坦膜层38b，然后在200℃以上进行数分钟的加热处理。

彩色滤光片39和透明平坦膜层38皆为有机材料，具优异的密合性。因此，既使不作如图3和图4那样的填塞处理，也可以提高平坦程度。再者，如欲提高平坦度，也可多次形成透明平坦膜层38。这里，透明平坦膜层38以二次形成。其结果，第2个透明平坦膜层38所造成的阶差在0.1μm之内，接着，在这第2个透明平坦膜层38b的上面形成一个微透镜43，以提高固态摄像装置的灵敏度。

再如图12所示，为除去划线部30之上的填塞层40及透明平坦膜层38a，结合块31之上的透明平坦膜层38b，使用了光屏蔽，进

行远紫外线的照射。

最后，如图13所示，将远紫外线照射处的填塞层40和透明平坦膜层38溶于作为显影液的甲乙酮和异丙醇的混合液中。溶解完毕后，除去显影液，进行数分钟150℃左右的加热处理。由此工序，将划线30之上的填塞层40及透明平坦膜层38a，结合块31之上的透明平坦膜层38b一并除去。

由上述图2-图13的工序，在半导体基片28上形成由彩色滤光片39和微透镜43组成的片装滤光片(オンチツプフイルタ-)。

在图2-图5的工序中，以使用了醇系和乙二醇乙醚系(溶纤剂)等的有机溶剂的正片型感光性热硬化材料，可以用通常的旋转涂布法作每分钟1000-5000转以形成膜，膜形成时间与溶剂挥发时间很好地平衡，可形成无凹凸的、平坦的膜。因此，固态摄像装置可以高精度地使形成于遮光金属层35上面的保护膜36，绝缘膜34上的保护膜36和划线30之上的半导体基片28之间的阶差消除，趋于平坦。

在上述图12-图13中，最后进行对划线部30之上的填塞层40及透明平坦膜层38a，结合块31上的透明平坦膜层38b的除去工序。为此，在图6的工序中，可以防止彩色滤光片材料在旋转涂布时产生涂布不匀以及在邻近阶差处彩色滤光片层41的膜厚变薄。另外，对微透镜43，也可同样得到具优异的均一性的形状。因此，由上述无凹凸的彩色滤光片层41形成的彩色滤光片39和微透镜43具优异的形状均匀性。

另外，在图12-图13的工序中，以曝光、显影除去划线部30之上的填塞层40及透明平坦膜层38a，结合块31之上的透明平坦膜层38b，由此可以防止干蚀刻处理时产生的颗粒和由等离子体损伤形成的白疵点，以及防止图像画面不良。例如，在用O₂作蚀刻场合，其蚀刻条件为气体压力0.8-1.2乇，高频电力200W，蚀刻时间5-20分钟时，固态摄像装置的暗电流增加约为3-6mA。

但是，在本实施例中，由于不作浸蚀处理，可以防止等离子体损坏造成的暗电流的增加，防止产生白疵点。

以下，就本实施例中所用的彩色滤光片39作一详细阐述。本实施例中，彩色滤光片39中使用了合成感光性材料，而在取代该材料，使用了在明胶、酪蛋白等的天然蛋白中混合了作为感光材料的重铬酸材料时，就会发生很多问题，例如，天然蛋白的品质偏差，在天然蛋白中添加重铬酸后的保存期间较短，即暗反应等材料的性能方面的问题。

对于天然蛋白的精制来说，要在其品质方面，使其分子量分布作均匀地、很好的再现，是很困难的。例如，要控制材料间的平均分子量的值的离散在30％以内是困难的。又由于天然蛋白含有数千ppm的碱金属(Na，K等)，该碱金属在固态摄像装置内扩散，增加了暗电流。特别是在固态摄像装置中，暗电流较周围的像素的大的像素在图象中表显为白点，成为白疵点发生的原因。另外，这也是在固态摄像装置制造数周后出现白疵点的原因。

在天然蛋白中混合了重铬酸的材料表示出，追加于材料上的力和粘度为非正比例的关系的非牛顿性。因此，在旋转涂布时，配合转数的剪切应力的值不均匀，要作均匀的涂膜很困难。而且，天然蛋白受热后，其图形特性，染色性能及固定特性变坏。因此，不能形成具优异平坦度的膜。从而，也无法得到作为固态摄像装置的彩色滤光片39的充分地特性。另外，用作感光材料的重铬酸对人体有害，从环保对策来说，也必须再作特殊的废液处理。

本实施例中所用的合成感光性材料作为彩色滤光片39，在兼具了感光性和亲水性(以及疏水性)的同时，又结合或分散了具染色性或具染料或颜料的物质。例如，由组合与具有染色性的季胺盐等的染料结合的物质，即可合成可染色的材料。

本实施例中所用的合成感光性材料具体地为由以下通式的、平均分子量(重量)在5000-10万范围的

(式中，R₁表示氢原子或CH₃，R₂及R₃互为独立地表示CH₃、C₂H₅，C₆H₅等的烷基或芳基，n为1-10)的单体5-20％(重量)，2-羟基甲基丙烯酸乙酯45-55％(重量)，二异丁胺20-30％(重量)，甲基丙烯酸苄酯5-20％(重量)组成的丙烯酸共聚物和含氧多氯酸类及重氮化合物溶于水溶剂的可染色的合成感光性材料。

与在明胶、酪蛋白等的天然蛋白中混合作为感光材料的重铬酸一样，该合成感光性材料可由水显影显出图形。因此，不必担心有机溶剂产生的毒性、气味及导燃性。又因不使用重铬酸，对人体也安全。另外，作为重氮基的偶离子，可以不用硫化锌的复盐，而用硫酸和亚硫酸等的复盐，所以不必作特殊的废液处理。

丙烯酸共聚物比起聚乙烯醇，酚醛清漆树脂，乙烯系树脂等其它的合成树脂来，其膜硬度更高，因而，其彩色滤光片39具优异的耐久性。而且，丙烯酸共聚物在可视光领域内的穿透率约为100％，既使重复进行250℃以上的加热处理其穿透率也不下降。所以，在适用于固态摄像装置的场合，比起其它合成树脂来，其光敏部可接受最多的入射光线。从而，可以得到具最大灵敏度的固态摄像装置。

本实施例中的丙烯酸共聚物，其中作为具有以通式(I)为结构单位所表示的染色性的丙烯酸系单体，可举出，N，N-二甲基氨基甲基丙烯酸酯，N，N-二甲基氨基丙基丙烯酸酯，丙烯酸二乙基氨基乙酯，N，N-二丙基氨基甲基丙烯酸乙酯，N，N-二甲基氨基丙烯酸己酯，N，N-二甲基-N-苄基甲基丙烯酸乙酯。此时，组份中的烷基和芳基增多，则浸于染色液的图形膨润很少，难以发生龟裂。

作为本实施例中的丙烯酸共聚物结构单位的2-羟基甲基丙烯酸乙酯在具有与透明平坦膜层38的密合性的同时，还促进了光交联反应。当其使用量小时，则光硬化性能就不够充分。而过多使用则在制造共聚物时常发生凝胶体，而形成所谓的阻碍颗粒，产生图像上的缺陷。

作为本实施例中的丙烯酸共聚物的结构单位的甲基丙烯酰胺，须将本实施例的丙烯共聚物仅用水溶解，再将未曝光部分仅以水溶解。其用量少就无法作水显影。而用量多其膨润也大。

作为本实施例中的丙烯酸共聚物的结构单位的苄基甲基丙烯酸酯可以抑止水显影的膨润。其用量太多则丙烯酸共聚物的胶体成分增多。

用于本实施例的合成感光性材料的含氧多氯酸盐可用作将本实施例的丙烯酸共聚物溶解于水的辅助材料。其具体例子可举出苹果酸及柠檬酸等。

由上述组成构成的合成感光性材料，其在显影工序中因水而造成的膨润比起已有的可溶于水的合成感光性材料来是少的。其结果，可以在立体图形中分辨1.5μm幅度的线条的间隔，还可得到90％的残膜率。因此，其分辨力性能优于明胶、酪蛋白。又，关于染色性能，其所具染色、固附性能与天然蛋白中染色性能最优的明胶相等。

上面，由实例说明了作为本实施例中所用的彩色滤光片功能的染色性。以下，再从其功能就使用了染料或颜料的例子作一叙述。合成感光性材料可由使符合所要求分光的染料或颜料在材料中作结合或分散，而合成为着色材料。此时，由使用着色材料可删去图9中的染色、因附工序。

另外，合成感光性材料按所选择的合成方法、材料，也可作成水溶性或非水溶性。再由合成方法、材料及感光材料的选择，合成感光性材料也可不仅合成为将天然蛋白和重铬酸组合的光交联型的负片型，且可合成为正片型。

本实施例中所用的使用水为溶剂的合成感光性材料具有光交联特性。光交联型的感光材料，除了重铬酸，已知有重氮化合物和迭(叠)氮化合物。重氮化合物按其结构，其对感光波长领域、热稳定性、可交联高分子的选择也不同。又根据偶离子种类不同，可作成水溶性或有机溶剂可溶性。迭氮化合物与重氮化合物一样，按其结构，对感光波长领域、热稳定性及可交联聚合物的选择也不同。又，其对非水溶性高分子的交联性最好。

其中，重氮化合物对于作为彩色滤光片材料合成的可溶于水的高分子显示了高的交联效率，可得到优秀的图形清晰度。且与组合天然蛋白和重铬酸的彩色滤光片材料比较起来，也显示了优异的图形分辨力。在组合用于该合成感光性材料的感光材料中，所有的重氮化合物都是可用的。

例如，作为最成功的负片型重氮化合物有，由二苯胺-4-重氮鎓盐或其衍生物和甲醛组成的缩聚化合物，这里，二苯基胺-4-重氮鎓盐或其衍生物包括二苯基胺-4-重氮鎓及/或3-甲氧基苯基胺-4-重氮鎓盐化合物。作为该例之一，在图14显示了本实施例中所用的丙烯酸，共聚物中组合入4-重氮二苯基胺硫酸盐甲醛缩合物时，进行加热处理时的穿透率变化。此时，作200℃以上的加热处理时，处理时间达30分钟，即可见到穿透率急剧降低。然而，继续作加热处理，穿透率没有变化。

在固态摄像装置的片装滤光片形成工序中，在直至图10的工序中形成彩色滤光片39后，在图11的第2个透明平坦膜38和微透镜43的形成工序，从图12至图13的划线30和结合块31(上)的透明平坦膜层38和填塞层40的去除工序及在形成彩色滤光片39完了后，也可重复加热处理。由此，在片装滤光片形成后，重复加热处理，也不发生彩色滤光片39的分光变化。从而，在固态摄像装置的彩色滤光片39中，在组合于合成感光性材料的重氮化合物上，不会发生因加热处理而引起的着色或图形塌坏的问题，也不会发生表面粗糙。就是说，其耐热性不成问题。

另外，由选用通过加热处理可不发生穿透率下降的重氮化合物，可以提高固态摄像装置的性能。这种化合物的例子有，由二苯基胺-4-重氮鎓盐或其衍生物和4，4′-双-甲氧基甲基二苯基醚组成的缩聚物。这里，二苯基胺-4-重氨鎓盐或其衍生物包括二苯基胺-4-重氮鎓盐及/或3-甲氧基二苯基胺-4-重氮鎓盐化合物。如图15所示，使用由二苯基胺-4-重氮鏻盐或其衍生物和4，4′-二-甲氧基甲基-二苯基醚取代4-重氮二苯基胺硫酸盐甲醛化合物组成的缩合生成物时，穿透率的变化状况有很大的差别。此时，从开始加热处理至分光稳定所需时间则与4-重氮二苯基胺硫酸盐甲醛缩合物没有大区别。但是，4-重氮二苯基胺硫酸盐甲醛缩合物在400nm时，其穿透率变化至68％，相比之下，在4-重氮二苯基胺硫酸盐中缩合了4，4′-二甲氧基甲基-二苯基醚的感光材料在同样的加热处理时，仅变化至88％，在其后的加热处理中不再生分光的变化。

上述例子中的重氮化合物的着色，尽管存在充分的光交联作用，仍依赖于非分解性的重氮基的耦合反应。特别是在由上述的4-重氮二苯胺硫酸盐甲醛缩合物和4，4′-二甲氧基甲基二苯醚组成的缩聚生成物的例子中，未反应的重氮基和存在于苯基间的氨基的耦联反应仅依赖于着色，而与该耦联反应无关。

因此，在上述的二苯胺-4-重氮鎓盐或其衍生物中，使氨基以外的基团结合于苯基间，由此可如图16所示，并不发生因加热处理产生的穿透率变化。其结合例子显示如下。

R₁(CH₂)_q-R₁(q为1-5的数)

R₁-O-R₆-O-R₁(R₆为6-12个碳原子的芳基)

R₁-O-R₁

R₁-S-R₁

这里，R₁至少表示苯基。

使用如上述的、经加热处理穿透率也很少降低的、或完全不降低的重氮化合物形成固态摄像装置的彩色滤光片39时，通过彩色滤光片39，射入光敏部29的光线量增加。而且，组合于该重氮化合物的丙烯酸共聚物的穿透率约为100％，重复加热处理也不会发生穿透率的下降。因此，使用上述的重氮化合物可以提高固态摄像装置中的灵敏度10％以上。

由图17说明本发明的固态摄像装置的制造方法中的第二个实施例。在图10中所示的第一个实施例中的、直至形成红色、绿色、蓝色的各个彩色滤光片39的工序与附图的第二个实施例一样。接着，在第二个实施例中，为了控制所谓迷光经没有彩色滤光片39的区域射入各光敏部29，在未形成有彩色滤光片39的区域形成黑带44。意图由此克服污斑及闪光，提高图像特性。该黑带44也由使用水为溶剂的合成感光性材料形成，再着上黑色。与已有的、由在天然蛋白中组合了重铬酸和材料形成的黑带44比较起来，可得到优良形状的黑带44。这样，当如已往那样，图形边端部不清晰时，也会有黑带44覆差了光敏部29的事，但本实施例中决不会发生这样的事。因此，可得到高灵敏度的固态摄像装置。

图18为本发明的固态摄像装置的制造方法中的第三个实施例。与图7-图10中所示的第一实施例中的为形成红色、绿色、蓝色的各个彩色滤光片39而使用了红、绿、蓝三原色一样，该附图中，是以深红色、花青色、绿色、黄色的组合作成彩色滤光片39 MG，39 CY，39 GR，39YE的。此时，绿色为将黄色和花青色重叠并取出信号。这样，即可形成形状、分光皆均匀的彩色滤光片39，得到灵敏度、屏蔽性，闪光性、混色、白疵点等特性方面皆为优秀的固态摄像装置。

在本实施例中使用的、用水为溶剂的合成感光性材料对于用有机溶剂为溶剂的所有透明平坦膜层材料来说，不形成混合层。例如，除了在本实施例中所用的正片型感光性热硬化材料之外，可以使用由加热处理进行硬化的非感光性热硬化材料及由加热处理进行硬化、且具负片型感光性的材料(以下称为负片型感光性热硬化材料)。

下面，以附图19-32就干浸蚀以有机溶剂为显影液负片型合成材料而形成的固态摄像装置及其制造方法作一说明。

这里，作为溶剂使用了具优异挥发性的有机溶剂，并涂布在透明平坦膜层上面的彩色滤光片材料上，得到优良的面内均匀性。在6时的圆片上将彩色滤光片材料涂成0.7μm的膜厚时，膜厚的面内偏差(最大值-最小值)在用天然蛋白中掺用重铬酸的材料的场合为0.08-0.10μm。反之，如是使用水溶性的合成感光性材料的场合则大大改善为0.01-0.02μm。再有，在使用有机溶剂的合成感光性材料时，则该偏差在0.005μm之内，成为一种最具优异的平坦精度的材料。因为，对于彩色滤光片的图形及染色性能具优异的控制性能。

图19所示如本发明彩色固态摄像元件的第二个实施例的结构。在该固态摄像元件中，半导体基片51为P型，光敏部52为N型。又，53为结合块，54为划线部。夹于光敏部52和相邻的光敏部52之间的电荷输送部55的半导体基片51上，2层的输送电极56籍SiO₂等的绝缘膜而形成。而且，在输送电极56的上面，被覆形成遮光金属层57，使外界光线无法入射于电荷输送部55。

划线部54与绝缘膜上的保护膜56的阶差为1.5-2.0μm，又，光敏部52上面的保护膜56与遮光金属层57上的保护膜56之间的阶差为0.8-1.5μm。此时，为在光敏部(受光部)上面直接形成彩色滤光片61而涂布材料时，因阶差的存在，涂布受阻，而产生尾迹状的涂布不匀，无法形成形状均匀的彩色滤光片61。为了使与遮光金属层57的高度齐平，在划线54之上面形成有填塞层58。又为了使与遮光金属层57的高度齐平，在光敏部52的上面形成了透明填塞层59。再为了高精度地减少了填塞层58和透明填塞层59及遮光金属层57之间的阶差，在填塞层58，透明填塞层59及遮光金属层57的上面形成透明平坦膜层60。该透明平坦膜层60由非感光性热硬化材料，或负片型感光性热硬化材料形成。且为使之具彩色，在透明平坦膜层60的上面，形成了红、绿、蓝色的彩色滤光片61R、61A、61B。彩色滤光片61相对于各自的光敏部52而形成。因此，各个光敏部52中只射入单色光。

彩色滤光片61使用了在第1-三的实施例中说明的合成感光性材料。合成感光性材料系结合或分散具有作为彩色滤光片61所必须的功能的物质而制成。例如，组合与季胺盐等的染料结合的物质，可以合成能染色的材料。又，使符合所要求光谱的染料或颜料在材料中结合或分散，可以合成着色材料。另外，天然蛋白一般为水溶性高分子，组合的感光材料限于水溶性的重铬酸盐，重氮化合物，迭氮化合物的光交联型化合物。尤其是，固态摄像装置的彩色滤光片21中，其光敏部12的大小为数μm，为获得充分的分辨力，在上述感光材料中只能用重铬酸盐。然而，在合成感光性材料中，根据分成方法和材料的选用，即可以水溶性，也可以是非水溶性。再有，合成感光性材料根据合成方法、材料及感光材料的选择，不仅可合成为组合了天然蛋白和重铬酸的光交联型的负片型，也可能合成为正片型感光性材料。

特别是，使用在上述组合中，溶剂用了醇系和溶纤剂系等的有机溶剂的合成感光性材料，以通常的旋转涂布法作1000-5000转/分转动形成膜时，就可以形成该膜形成的时间与溶剂挥发的时间之间取得平衡的、无凹凸的平坦膜。

本实施例中所用的彩色滤光片材料，为组合了结合染料的物质、可染色的、溶剂用了有机溶剂的负片型合成感光性材料。材料结构为以羟基甲基丙烯酸酯，二甲氨基甲基丙烯酯为基本结构的丙烯酸共聚物。又，作为交联材料，组合了作照射了I线的丙烯酸酯的交联的选氮化合物。溶剂使用乙基溶纤剂。

以附图20-30就本发明的固态摄像装置的制造方法中的第四个实施例作一说明。

首先，如图20所示，在硅等的P型半导体基片71的所定区域涂胶一层N型杂物，形成光敏部72。在半导体基片71的上面形成输送电极76，遮光金属层77。

接着，如图21所示，为填平在固态摄像元件具最大阶差的划线部74和遮光金属层77之间的阶差，旋转涂布形成填塞层78。填塞层78和遮光金属层77的上面的填塞层材料处于同一线上。然后，去除划线部74和遮光金属层77阶差以外的(填塞材料)部分。

在该方法中，填塞层78使用负片型感光性材料时，对需要的部分作光照射，并由显影除去。另在使用正片型感光性材料的场合，对不需要的部分作光照射，并以显影除去。在不具感光性的材料的场合，由用了氧等离子体的O₂吹拂蚀刻(ァツシング)等的干蚀刻方法去除。

下面，如图22所示，为填平光敏部72上面和遮光金属层77之间的阶差，旋转涂布形成透明填塞层79。该方法与图3中的、填平所述划线74和遮光金属层77之间的阶差的工序相同。

对存在于固态摄像元件内的其它的阶差部分，作与图3或图4中所述的一样的工序处理。或者，以同样的方法，但另置一新工序来填平阶差。

接着，如图23所示，按图20和图21的工序所形成的填塞层78和透明填塞层79与遮光金属层77不为同一平面上，其平坦程度很低。为此，为了再将填塞层78和透明填塞层79和遮光金属层77之间的阶差在同一平面齐平，以旋转涂布形成透明平坦膜层80，使固态摄像元件表面成无凹凸的平坦的表面状态。旋转涂布了透明平坦材料之后，进行加热处理以蒸去材料中的溶剂。该透明平坦膜层80为与彩色滤光片接触层。因此，在后一工序中，在将使用了强溶解性的有机溶剂为溶剂的彩色滤光片材料涂布于透明平坦膜层80之上时，有时，透明平坦膜层80溶于有机溶剂，在透明平坦膜层80和彩色滤光片层之间生成混合了该二层材料的混合层。

为此，在由彩色滤光片81形成后的加热处理，光照射，显影，及显影后的加热处理形成彩色滤光片时，不能除去形成于未照射部分的混合层。再直接进行染色，则残存的混合层上也被染色。为此，在形成第1个彩色滤光片之后，再形成第2、第3个彩色滤光片时，在形成第1个彩色滤光片时着色的混合层残留于第2、第3个彩色滤光片和透明平坦膜层80的交界面上。从而，发生混色，成为图像不良的原因。

从上述理由，用于透明平坦膜层的材料必须在旋转涂布中形成具优异平坦精度的膜，且所形成的透明平坦膜层80须具有不溶解于彩色滤光片材料中所用的溶剂的耐有机溶剂性。

为得到这样优异的平坦性，用于透明平坦膜层的材料与彩色滤光片材料一样，溶剂使用了具优异挥发性的醇系和溶纤剂系等的有机溶剂。本实施例中使用了乙基溶纤剂醋酸酯。而且，使用在加热处理时能促进硬化反应，且是非感光性或负片型材料。

非感光性热硬化材料因其硬化反应是在所构成的所有材料成分中进行的，所以可以得到很高的膜硬度。其例子有聚缩水甘油基甲基丙烯酸酯。聚缩水等油甲基丙烯酸酯在短波长一侧，其正片型材料具一定的灵敏度，但若以单独的G线，I光线，短波长紫外线(Deep-uv)等的波长，则不能形成图形。然而，由进行150℃以上的加热处理，热交联导致的膜硬度增大，耐有机溶剂性提高。结果，所得的膜硬度可达铅笔硬度的H以上。

另外，负片型感光性热硬化材料固光照射而产生交联，其对溶剂的溶解度下降。为此，膜硬度增高，可提高耐有机溶剂性向上。该例子有，以聚缩水甘油基甲基丙烯酸酯和4″甲基丙烯酰氧基丙烯酰芳烃为基本结构的材料。

该材料以加热处理进行聚缩水甘油甲基丙烯酸酯的热硬化反应，又丙烯酰芳烃系的材料作短波长紫外线(Deep-uv)等的光照射时，则由4″甲氧基氧丙烯酰芳烃侧链上的苄叉乙酰苯基团内的双键产生二聚反应。另外，4″甲基丙烯酰氧基丙烯酰芳烃为I线以下的短波长一侧所吸收，而在可视光领域，则与聚缩水甘油基甲基丙烯酸酯一样，不被吸收。因此，在附图工序中，仅以加热处理不能获得充分的耐有机溶剂性时，作光照射可提高膜硬度和耐有机溶剂性。其结果，所得膜硬度与非感光性热硬化类材料一样，在铅笔硬度H以上。由上述材料的选择和工序，可以防止混合层的形成。

继续如图24所示，在透明平坦膜层80的上面旋转涂布形成彩色滤光片层81。为蒸发去材料中的溶剂，作数分钟的70-100℃的加热。

接着，如图25所示，在彩色滤光片层81上，将具有所需图形的屏蔽框用作光屏蔽，进行I线照射。

接着，如图26所示，将彩色滤光片层81中的未照射到紫外线处的彩色滤光片层87溶于异丙醇或乙醇等的醇系显影液中。溶解结束后，去除显影液，作数分钟的150℃左右的加热处理。由此工序形成彩色滤光片图形82。

下面，如图27所示，将所形成的彩色滤光片图形82浸于染料中，作水洗及干燥处理。因彩色滤光片图形82的染色基与染料结合进行染色，形成了彩色滤光片83。再对彩色滤光片83作固定处理，则既使再浸于下一染色液中，也不发生染色，而可保持最初的状态。所说固定处理具体也可将其浸于丹宁酸水溶液，再续浸于酒石酸锑钾水溶液中而进行固定处理。

下面，再如图28所示，为形成第2、第3个彩色滤光片83，重复上述从图24至图26的工序。

再如图29所示，在形成了所有的彩色滤光片83之后，在彩色滤光片83上面形成透明平坦膜层84。接着，为提高固态摄像元件的灵敏度，形成微透(镜)85。形成于彩色滤光片83上面的透明平坦膜层84与形成于(该彩色滤光片83)下面的透明平坦膜层80不同，无须感光性。

最后，如图30所示，将形成于作固态摄像装置的外接线连接部所用的结合块73和划线74上面的透明平坦膜层80，84和填塞层78除去。该膜层80，84及填塞层78的去除以使用了氧等离子体的O2吹拂蚀刻(ァツシンダ)等的干蚀刻方法进行。

由以上工序形成的固态摄像元件，其表面上的遮光金属层77和光敏部72及划线部74间的阶差得以高精度的平坦化。

在这高精度平坦化了的透明平坦膜层80的上面，旋转涂布了显示优异的涂敷均匀性的、溶剂使用了有机溶剂的合成树脂材料，形成无凹凸的彩色滤光片83。又在最后去除划线部74和结合块73上的填塞层78和透明平坦膜层80，84，籍此可防止旋转涂布彩色滤光片材料的涂敷不匀的发生，和防止在阶差邻近部分的彩色滤光片83的膜厚变薄。从而，由上述无凹凸的彩色滤光片层81形成的彩色滤光片具优异的形状均匀性。

另外，在以往的在明胶、酪蛋白等的天然蛋白中组合了作为感光材料的重铬酸的材料中的彩色滤光片的形成中，由该形成时的暗反应引起的时效变化很大。因此，既使严格控制涂布、曝光、显影、染色工序，要制造均匀的固态摄像元件上的彩色滤光片83也很困难。但是，用于合成感光性材料的选氮化合物在有机溶剂中的时效变化极迟缓，在制造彩色滤光片时间内几乎不发生变化。因此，形成于元件内的同一色的彩色滤光片其在元件内的形状具优异的均匀性。另外，染色性能也无由于材料形成变化引起的性能偏差。

从上述理由，形成于固态摄像元件上的同一色的彩色滤光片成为形状，分光(光谱)皆为优异的滤光片。所以，作为固态摄像装置，没有彩色滤光片的形状崩坏和光谱偏移，而具有优异的屏蔽性。

另外，由使用非感光性热硬化材料或负片型感光性材料于透明平坦膜层80上，可以防止混合层的形成。这样，即不会产生因着色的混合层引起的混色图像不良。

在本实施例中所用的可溶于有机溶剂的合成感光性材料具有光交联的特性。可溶于有机溶剂的光交联型感光材料已知有重氮化合物和选氮化合物。重氮化合物根据其结构，对感光波长领域，热稳定性，可交联的高分子的选择也不同。又依偶阴离子的不同种类，可作成水溶性或有机溶剂可溶性。迭氮化合物与重氮化合物一样，依其不同结构，其对感光波长领域、热稳定性、可交联的聚合物的选择也不同。另外，对非水溶性高分子来说，最好具有交联性。其中，迭氮化合物对于作为彩色滤光片材料合成的可溶于有机溶剂的合成高分子来说，显示了高的交联效率，可得到优异的分辨力。该化合物与组合了天然蛋白和重铬酸的彩色滤光片材料比较起来，显示了优异的分辨力。

另外，在本实施例中使用了在彩色滤光片83形成之后，再进行固附处理的，叫作固着法的处理方法。不过，在其它的、如每当形成彩色滤光片83时设置一保护膜的保护膜法，以及在与透明平坦膜层80一样，形成彩色滤片图形82，在其防混色膜(透明膜)上仅将彩色滤光片图形82打开并进行所定的染色的开窗法中，也能形成彩色滤光片83。

图31说明了本发明的固态摄像装置的制造方法中的第五个实施例。在这实施例中，以与制造红、绿、蓝的彩色滤光片83R、83G、83B同样的方法，形成了用以克服污斑(スミア)，闪光(フレア)等以提高图像特性的刻划图形86。此时，与已有的由组合了天然蛋白和重铬酸的材料形成的刻划图形86比较，可以得到优良形状的刻划图形86。因此，刻划图形86可不遮覆光敏部72，获得在固态摄像装置中的高灵敏度。

图32说明了本发明的固态摄像装置的制造方法中的第六个实施例。在上述实施例中使用了红、绿、蓝三原色，而在这里以深红，花青，绿，黄色的组合制成彩色滤光片83 MG，83 CY，83 GR，83YE。此时，绿色为重叠黄和花青色取出信号。在形成形状、光谱皆均匀的彩色滤光片23的本发明中，可以得到灵敏度，屏蔽性，闪光性，混色等优异特性的固态摄像装置。

为明白理解上述的本发明内容，以上以图解及例示的方法对本发明作了说明，但可以显见，在所附的权利要求的范围内，一定的变化及变形也是可行的。

如上所述，本发明是在固态摄像装置表面作成高精度平坦面的透明平坦膜层，再在该平坦膜层上面由具优异的涂布均匀性和时放稳定性的合成感光性材料形成彩色滤光片。由该合成感光性材料形成的彩色滤光片对于小型化及多像素化的固态摄像装置来说，形成于固态摄像装置上的同一色的彩色滤光片在形状、光谱上都具优异的均匀性。从而，可得到极为优良的图像特性，而不会产生因固态摄像装置的彩色滤光片的形状不均和光谱偏差产生的混色、闪光不良、屏蔽不良、及颗粒和白疵点等的图像画面不良。

最后，本发明申请的权利要求书的精神和范围并不限于上述优选的例子之内。

Claims

1.一种固态摄像装置，其特征在于，所述的固态摄像装置包括：在至少形成有光敏部的半导体基片上所形成的透明平坦膜层，及形成于上述光敏部及透明平坦膜层上面、由使用水作溶剂的合成感光性材料所形成的彩色滤光片。

2.如权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于，所述透明平坦膜层为正片型感光性热硬化材料。

3.如权利要求2所述的固态摄像装置，其特征在于，所述正片型感光性热硬化材料为聚甲基丙烯酸甲酯和聚缩水甘油甲基丙烯酸酯的共聚物。

4.如权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于，形成上述彩色滤光片的合成感光性材料系将丙烯酸共聚物、含氧多碱酸类及光交联的重氮化合物溶于水而成。

5.如权利要求4所述的固态摄像装置，其特征在于，形成所述的彩色滤光片的合成感光性材料中的上述丙烯酸共聚物为由以下通式表示的重均分子量在5000-10万范围的的单体5-20重量％，

式中，R₁表示氢原子，或CH₃，R₂及R₃互为独立地表示CH₃，C₂H₅，C₆H₅等的烷基或芳基，n为1-10，

2-羟基甲基丙烯酸乙酯45-55重量％，

二异丁胺20-30重量％，

甲基丙烯酸苄酯5-20重量％组成。

6.如权利要求4所述的固态摄像装置，其特征在于，形成上述彩色滤光片的合成感光性材料中的所述重氮化合物为由二苯基胺-4-重氮鎓盐或其衍生物和甲醛组成的缩聚化合物。

7.如权利要求4所述的固态摄像装置，其特征在于，形成上述彩色滤光片的合成感光性材料中的所述重氮化合物为由二苯基胺-4-重氮鎓盐或其衍生物和4，4′-双-甲氧基甲基二苯基醚组成的缩聚物。

8.如权利要求4所述的固态摄像装置，其特征在于，形成上述彩色滤光片的合成感光性材料中的所述重氮化合物为不存在氨基的化合物。

9.如权利要求6所述的固态摄像装置，其特征在于，所述的二苯胺-4-重氮鎓盐或其衍生物包括二苯基胺-4-重氮鎓盐及/或3-甲氧基二苯基胺-4-重氮鎓盐化合物。

10.如权利要求9所述的固态摄像装置，其特征在于，作为形成上述彩色滤光片的合成感光性材料中的所述重氮化合物，是在上述二苯胺-4-重氮鎓盐或其衍生物的苯基间具有如下的一个以上的任一个键的化合物：

-(CH₂)_q ^-q为1-5的数，

或-O-R₆-O- R₆为6-12个碳原子或芳基，

或-O-

或-S-。

11.一种固态摄像装置，其特征在于，所述的固态摄像装置包括：在至少形成有光敏部的半导体基片上，由非感光性热硬化材料或负片型感光性热硬化材料所形成的透明平坦膜层；及形成于上述光敏部及透明平坦膜层上面、由使用有机溶剂作溶剂的合成感光性材料所形成的彩色滤光片。

12.如权利要求11所述的固态摄像装置，其特征在于，作为所述彩色滤光片材料中的感光材料由使用有机溶剂作为溶剂的合成感光性材料所形成，所述溶剂中添加了进行光交联的迭氮化合物。

13.一种固态摄像装置的制造方法，所述方法包括：

在至少形成有光敏部的半导体基片上，由使用有机溶剂作为溶剂的正片型感光性热硬化材料形成透明平坦膜的工序；

藉由曝光和显影方法，由使用水作溶剂的合成感光性材料，在所述光敏部及透明平坦膜上面形成彩色滤光片的工序；及，

藉由曝光和显影方法，去除作为外部接线连接部的结合块上面的透明平坦膜的工序。

14.如权利要求13所述的固态摄像装置的制造方法，其特征在于，作为藉由曝光和显影方法，由使用水作溶剂的合成感光性材料，在所述光敏部及透明平坦膜上面形成彩色滤光片的工序，系在形成彩色滤光片图形之后，以所希望的染料进行着色，形成彩色滤光片。

15.一种固态摄像装置的制造方法，所述方法包括：

由非感光性热硬化材料，在至少形成有光敏部的半导体基片上形成透明平坦膜层的工序；

对上述透明平坦膜层作热处理的工序；

由使用有机溶剂为溶剂的合成感光性材料，在所述光敏部及透明平坦膜层上面形成彩色滤光片的工序；及

由干蚀刻法除去上述作为外部接线连接部的结合块上的所述透明平坦膜层的工序。

16.一种固态摄像装置的制造方法，所述方法包括：

对所述透明平坦膜层进行热或光辐射、或二者同时进行的处理工序；

由使用了有机溶剂为溶剂的合成感光性材料，在上述光敏部及透明平坦膜上面形成彩色滤光片的工序，及