CN1591886A - 固体摄像器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的固体摄像器件,在硅半导体基片上形成的光电二极管上,叠层了BPSG(硼磷硅酸玻璃)等形成的被平坦化的透明的绝缘膜,之上层叠了凸状的折射率高(n>1.8)的层内透镜、由含有染料或颜料的滤色片形成的滤色层、丙烯类透明树脂形成的透明膜、及微透镜(或称作顶部透镜),滤色层直接装在层内透镜上。
Description
技术领域
本发明涉及在半导体基片上形成的多个受光元件各自具有层内透镜和滤色片的固体摄像器件及其制造方法。
背景技术
近年来,随着固体摄像器件的单元的微细化发展、受光元件变小,而需要高灵敏度化技术。于是,在固体摄像器件中,在各受光元件之上形成微透镜,将入射光聚光在受光元件上,实现接收灵敏度(感度)的提高。
图1是表示现有的固体摄像器件的剖面的图。在图1中,示出了两个光电二极管的剖面。如图所示,固体摄像器件在硅半导体基片10上,形成进行光电转换的受光元件即光电二极管1、绝缘膜2、层内透镜3、层内透镜平坦膜4、滤色层5、透明膜6、及微透镜7。包括二极管1的单元的尺寸被微细化,例如用纵横3μm以下的单元尺寸,形成折射率(n>1.8)的上凸形状的折射率高的层内透镜3。
图2(a)~(b)是按照制造工序的顺序来表示现有的固体摄像器件的剖面的图。也就是说,现有的制造方法首先在半导体基片10上形成光电二极管1、绝缘膜2和层内透镜3(图2(a))。然后,涂敷丙烯等透明膜4(图2(b)),通过回蚀(etchback)除去透明膜4直至层内透镜3的上表面附近(图2(c)),而完全平坦化。另外,该平坦化,作为透明膜4涂敷具有流动性的透明膜抗蚀剂(resist),通过曝光、显影、流动处理形成透明膜4。另外,按照每个颜色,通过涂敷、曝光、显影来形成滤色层5(图(d))。
另外,根据日本特开2001-44406号公报等,揭示了固体摄像器件及其制造方法,如图3所示,在受光部的基本正上方形成聚光透镜20,在凸状的平坦化膜16之上形成平坦化膜17和滤色片18。
根据图1和图3的现有技术,为了向光电二极管中射入多一点入射光,而形成折射率高的层内透镜(聚光透镜),谋求灵敏度的提高。
但是,根据上述现有技术的固体摄像器件,存在开放灵敏度和广入射角化困难的问题。
具体而言,图1的光电二极管1与微透镜7之间的距离、或图3的受光部和滤色片之间的距离变长,因入射光的衰减、反射和慢射等而存在开放灵敏度的提高和广入射角化困难的问题。
另外,由于滤色片与受光部(光电二极管)之间的距离长,所以存在容易与邻接的滤色片发生混色的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供固体摄像器件及其制造方法,提高开放灵敏度且实现广入射角化,防止混色容易。
为了解决上述课题,本发明固体摄像器件,在半导体基片上形成的多个受光元件各自具有层内透镜和滤色片,其中,上述滤色片直接设在上述层内透镜上(参照图4、图8或图12)。
根据这种结构,由于以盖上层内透镜的方式直接设置滤色片,所以可以缩短现有的滤色片和光电二极管之间的距离(图3)、或光电二极管与微透镜之间的距离(图1),降低入射光的衰减、漫射及反射,可以实现开放灵敏度提高和广入射角化。进而,可以降低来自相邻接的滤色片的混色。
在此,上述固体摄像器件也可以在上述滤色片和层内透镜之间具有透明薄膜的结构,上述透明薄膜沿着层内透镜的凸状的表面(参照图6)。
在此,上述固体摄像器件也可以是还具有透镜间平坦膜的结构,上述透镜间平坦膜形成于比层内透镜的高度低的位置,使层内透镜的凸状表面中比该位置低的表面部分、及层内透镜之间平坦化(参照图8)。
根据这样的结构,可以利用透镜间平坦膜的膜厚来容易地进行分光调整。
在此,也可以构成为上述滤色片设在层内透镜之上的结构(参照图12)。
在此,也可以构成为上述滤色片的上表面是凸状的(参照图12)。
另外,本发明的固体摄像器件的制造方法,上述固体摄像器件的在半导体基片上形成的多个受光元件各自具有层内透镜和滤色片,上述制造方法具有以下步骤:第1步骤,在层内透镜之上涂敷第1颜色的滤色片用的抗蚀剂;第2步骤,利用第1颜色的滤色片用的掩模图形对抗蚀剂进行曝光;第3步骤,在曝光后,以残留第1颜色的滤色片的方式对抗蚀剂进行显影;及第4步骤,对第1颜色以外的颜色的滤色片,进行上述涂敷、曝光和显影。
根据上述构成,由于如图4所示以盖上层内透镜的方式直接设置滤色片,所以可以缩短现有的滤色片和光电二极管之间的距离(图3)、以及光电二极管与微透镜之间的距离(图1),所以可以实现开放灵敏度的提高和广入射角化。进而,可以降低来自相邻接的滤色片的混色。
上述制造方法,也可以在上述第1步骤之前,有沿着层内透镜的凸状表面形成透明薄膜的步骤;在上述第1步骤和第4步骤,间隔着上述透明薄膜在层内透镜之上涂敷上述抗蚀剂。这样,可以制造图6所示的固体摄像器件。
上述制造方法,也可以在上述第1步骤之前具有如下步骤:在层内透镜及该层内透镜之间,涂敷透明膜的步骤;及利用回蚀除去所涂敷的上述透明膜,直至比层内透镜的高度低的位置的步骤。这样,可以制造图8所示的固体摄像器件。
上述制造方法,也可以在上述第1步骤之前具有如下步骤:在层内透镜及该层内透镜之间,涂敷能形成图形的透明膜的步骤;使用在层内透镜之间的区域残留上述透明膜用的掩模,对所涂敷的上述透明膜进行曝光的步骤;在曝光后,进行显影以使得所涂敷的上述透明膜仅在层内透镜之间残留的显影步骤;及对利用显影而残留的透明膜进行流动处理,由此以盖上层内透镜之间的区域和层内透镜周围的表面部分的方式使上述透明膜平坦的步骤。这样,可以制造图8所示的固体摄像器件。
上述制造方法,也可以在上述第4步骤之后还具有以下步骤:在上述滤色片之上涂敷具有流动性的抗蚀剂的步骤;利用显影在层内透镜上残留抗蚀剂,利用流动处理使残留的抗蚀剂形成为凸状的步骤;及对形成为凸状的抗蚀剂和滤色片进行回蚀,由此使滤色片形成为凸状的步骤。这样,可以制造图12所示的固体摄像器件。
根据上述制造方法,通过在层内透镜上直接设置滤色片(或通过透明膜使层内透镜上不完全平坦)的结构,可以实现开放灵敏度的提高和广入射角化。
若采用如上说明过的本发明的固体摄像器件及其制造方法,则与现有固体摄像器件相比较,可以实现固体摄像器件的薄膜化、即缩短从顶部透镜(微透镜7)到受光面的距离,可以降低入射光的衰减、漫射和反射,可以实现开放灵敏度的提高和广入射角化。
再者,还可以降低来自相邻的滤色片的混色。
附图说明
图1是现有技术的固体摄像器件的剖面图。
图2是表示现有技术的固体摄像器件的制造工序的图。
图3是表示现有技术的固体摄像器件的剖面的图。
图4是表示本发明实施方式1的固体摄像器件的剖面图。
图5是表示本发明实施方式1的固体摄像器件的制造工序的说明图。
图6是表示本发明实施方式2的固体摄像器件的剖面图。
图7是表示本发明实施方式2的固体摄像器件的制造工序的图。
图8是表示本发明实施方式3的固体摄像器件的剖面图。
图9是表示本发明实施方式3的固体摄像器件的制造工序的图。
图10是表示本发明实施方式3的固体摄像器件的制造工序(前半)的图。
图11是表示本发明实施方式3的固体摄像器件的制造工序(后半)的图。
图12是表示本发明实施方式4的固体摄像器件的剖面图。
图13是表示本发明实施方式4的固体摄像器件的制造工序(前半)的图。
图14是表示本发明实施方式4的固体摄像器件的制造工序(后半)的图。
具体实施方式
(实施方式1)
<固体摄像器件的结构>
图4是表示本发明实施方式1的固体摄像器件的剖面的图。该固体摄像器件具有二维排列的受光元件(光电二极管)。在图4中,示出了两个受光元件的剖面。
该固体摄像器件在硅半导体基片10上形成的光电二极管1上,叠层了BPSG(硼磷硅酸玻璃)等形成的被平坦化的透明的绝缘膜2,在其上层叠了凸形状的折射率高(n>1.8)的层内透镜3、由含有染料或颜料的滤色片形成的滤色层5、丙烯类透明树脂形成的透明膜6、及微透镜(或称作顶部透镜:top lens)7。
滤色层5的颜色可根据固体摄像器件的色排列(例如Bayer排列)分别设定。该滤色层5直接设置于层内透镜3。从而,可以将从顶部透镜(微透镜7)到光电二极管1的距离,缩短与滤色层5和层内透镜3之间不夹设平坦膜相当的部分。其结果,可以实现开放灵敏度的提高和广入射角化。换而言之,由于与现有的固体摄像器件相比较,可缩短距顶部透镜(微透镜7)的距离,所以来自顶部透镜7的入射光在到达光电二极管之前,衰减、漫射或反射的可能性降低,聚光率提高,灵敏度也提高。
而且,在本实施方式的固体摄像器件中,含有1个光电二极管1的各单元的尺寸例如纵横分别约为3μm或3μm以下。
<固体摄像器件的制造方法>
图5(a)~(d)是对图4所示的本实施方式的固体摄像器件,按照制造工序的顺序示出其剖面的图。以下,在(11)~(16)中说明该制造工序。
(11)如图5(a)所示,在层内透镜3上直接平坦地涂敷0.3~1.0μm的滤色片抗蚀剂(color filter resist)5。这里,滤色片抗蚀剂5的颜色例如为RGB三色中的R(红色)。
(12)如图5(b)所示,盖上抗蚀剂掩模(resist mask)8对所涂敷的滤色片抗蚀剂5进行曝光。例如在滤色片抗蚀剂5是正型时,抗蚀剂掩模8仅遮蔽预先决定的色排列(例如Bayer排列)中的红色相对应的光电二极管。也可以是负型。
(13)如图5(c)所示,通过对被曝光的滤色片抗蚀剂进行显影,残留与红色相对应的光电二极管1的滤色片抗蚀剂,除去这以外的滤色片抗蚀剂,从而在层内透镜3上形成红色的滤色层5。
(14)与上述(11)~(13)一样,通过图形化(patterning)分别形成蓝色的滤色层5、绿色的滤色层5。这样,各色的滤色层5形成在遵照色排列的各自的位置上。
(15)如图4所示,利用例如丙烯类的透明树脂,在滤色层5上形成透明膜6。该丙烯类的透明树脂层6如下形成:在多次涂敷丙烯类树脂之后,通过回蚀使其平坦化。而且,也可以代替丙烯类透明树脂,而采用含有感光剂的酚醛类树脂并利用公知的光刻技术进行平坦化,来形成由酚醛类树脂形成的透明膜6。
(16)接着,在透明膜6上形成微透镜7。微透镜7例如如下形成:在酚醛类透明树脂中调和感光剂,通过公知的光刻技术形成,再利用紫外线照射来提高透射率而形成。该工序的结果,制成具有图4所示的剖面的固体摄像器件。
根据以上说明的本实施方式的固体摄像器件及其制造方法,由于在层内透镜3上直接形成滤色层5,所以可以缩短从光电二极管1的受光面到顶部透镜(第1微透镜7)的距离,开放灵敏度的提高及广入射角化变得容易。再者,由于能够缩短滤色层5和光电二极管1的受光面的距离,所以可以减低来自邻接的滤色层5的混色。
(实施方式2)
<固体摄像器件的结构>
图6是表示本发明实施方式2的固体摄像器件的剖面图。图6的固体摄像器件的结构与图4相比较,不同之处在于在层内透镜3和滤色层5之间夹设薄膜4。省略与图4相同之处,以不同之处为中心进行说明。
薄膜4是折射率n=1.4~1.6左右的丙烯等透明膜,在层内透镜3的表面上是沿着该表面形成的0~0.4μm左右的薄膜,在层内透镜之间是0.2~0.5μm左右的薄膜。这样,使滤色层5的形成工序简易化。也就是说,由于层内透镜3之间存在薄膜4,可以使自由地调整(分光调整)滤色层5的膜厚变得容易。
<固体摄像器件的制造方法>
图7(a)~(e)是对图6所示的实施方式2的固体摄像器件,按照制造工序的顺序示出其剖面的图。以下,在(21)~(27)中说明该制造工序。
(21)如图7(a)所示,在层内透镜3上,涂敷1~2层0.1~0.5μm左右的、折射率为1.4~1.6左右的丙烯这样的薄膜4。通过这样,层内透镜3上的透明膜变成0~0.4μm左右的薄膜,而且,层内透镜3彼此间的透明膜为0.2~0.5μm左右。由于该薄膜4将绝缘膜2和层内透镜3的周边部形成棱角的部分被埋入,所以与实施方式1比较,能简化后续的形成滤色层5的工序。
(22)如图7(b)所示,在薄膜4上涂敷0.3~1.0μm的滤色片抗蚀剂5。这里,滤色片抗蚀剂5的颜色例如为RGB三色中的R(红色)。
(23)如图7(c)所示,盖上抗蚀剂掩模8对所涂敷的滤色片抗蚀剂5进行曝光。例如在滤色片抗蚀剂5是正型时,抗蚀剂掩模8仅遮蔽预先决定的色排列(例如Bayer排列)中的红色相对应的光电二极管。也可以是负型。
(24)如图7(d)所示,通过对被曝光的滤色片抗蚀剂进行显影,残留与红色相对应的光电二极管1的滤色片抗蚀剂,除去这以外的滤色片抗蚀剂,从而在薄膜4上形成红色的滤色层5。这时,与其它颜色对应的滤色片抗蚀剂被除去,但层内透镜3的周边部没有形成棱角,所以难以残留该部分,能容易地除去。
(25)如图7(e)所示,与上述(22)~(24)一样,通过图形化分别形成蓝色的滤色层5和绿色的滤色层5。这样,各色的滤色层5形成在遵照色排列的各自的位置上。
(26)如图6所示,与上述(15)一样,在滤色层5上形成透明膜6。
(27)如上述(16)一样,在透明膜6上形成微透镜7。这样,制成具有图6所示的剖面的固体摄像器件。
根据以上说明的本实施方式的固体摄像器件及其制造方法,除了具有在实施方式1中说明过的提高开放灵敏度和减少混色的效果之外,还由于用薄膜4埋住绝缘膜2上的层内透镜3的周边部的棱角部分后形成滤色层5,所以可以容易地进行滤色片形成工序。也就是说,与不存在薄膜4的情况相比较,可以容易进行滤色层5的分光调整。
而且,在图6中,虽然在层内透镜3的表面上存在薄膜4,但若存在于层内透镜3之间也能得到同样的效果,所以也可以不存在于层内透镜3的上部的表面上。
(实施方式3)
<固体摄像器件的结构>
图8是表示本发明实施方式3的固体摄像器件的剖面的图。图8的固体摄像器件的结构与表示实施方式2的图6相比较,不同之处在于薄膜4不存在于层内透镜3的上部的表面上。省略与图4相同之处,以不同之处为中心进行说明。
薄膜4形成至比层内透镜3的高度低的位置,使层内透镜3的凸状表面中比该位置低的表面部分、及层内透镜之间平坦。也就是说,以埋住层内透镜3的周边部和层内透镜之间的方式来使其平坦。如上所述,薄膜4是这样一种平坦膜,其不存在于层内透镜3表面的上部,而存在于周边部的表面和层内透镜3之间。若这样,则能够与实施方式2一样容易地进行滤色片形成工序。
另外,薄膜4可以是透明膜,由于若透射率小则切断斜光,所以能起到防止混色的作用。
<固体摄像器件的制造方法>
图9(a)~(f)是对图8所示的本实施方式的固体摄像器件,按照制造工序的顺序示出其剖面的图。以下,在(31)~(37)中说明该制造工序。
(31)如图9(a)所示,在层内透镜3及层内透镜3之间,涂敷0.5~1μm左右的丙烯这样的透明膜。由此,形成比层内透镜3高的透明膜。
(32)如图9(b)所示,通过回蚀透明膜而形成薄膜4。也就是说,在层内透镜3的上部表面不残留透明膜,在层内透镜之间残留0.1~0.5μm左右的薄膜4。
(33)如图9(c)所示,在薄膜4上涂敷0.3~1.0μm的滤色片抗蚀剂5。该工序与上述(22)相同。
(34)如图9(d)所示进行曝光,该工序与上述(23)相同。
(35)如图9(e)所示进行显影,该工序与上述(24)相同。
(36)如图9(f)所示,反复进行上述(33)~(35),分别通过图形化形成其他颜色的滤色层5。该工序与上述(25)相同。
(37)与上述(26)相同,在滤色层5上形成透明膜6。这样,可以制成具有图8所示剖面的固体摄像器件。
另外,薄膜4可以是透明膜,光透射率也可以小(例如黑)。若这样,则遮断斜光的入射,能减少混色。
(变形例)
图10(a)~(d)和图11(e)~(h)是对图9所示的本实施方式的变形例,按照制造工序的顺序示出其剖面的图。以下,在(41)~(49)中说明该制造工序。
(41)如图10(a)所示,在层内透镜3及层内透镜3之间,涂敷0.1μm~0.9μm左右的能形成图形的透明抗蚀剂。能形成图形的透明抗蚀剂例如有酚醛类树脂等。
(42)如图10(b)所示,使用用于在层内透镜3之间残留透明抗蚀剂的抗蚀剂掩模进行曝光。
(43)如图10(c)所示,通过显影在层内透镜3间残留透明抗蚀剂,从而形成薄膜4。
(44)如图10(d)所示,通过热流动处理在层内透镜3的下部表面密接薄膜4。利用该薄膜4的膜厚,能进行上述(32)中说明过的分光调整。
(45)如图11(e)所示,在层内透镜3上涂敷0.3~1.0μm的滤色片抗蚀剂5。该工序与上述(22)相同。
(46)如图11(f)所示进行曝光,该工序与上述(23)相同。
(47)如图11(g)所示进行显影,该工序与上述(24)相同。
(48)如图11(h)所示,反复进行上述(45)~(47),分别通过图形化形成其他颜色的滤色层5。该工序与上述(25)相同。
(49)与上述(26)相同,在滤色层5上形成透明膜6,再形成微透镜7。
通过这样的制造方法(变形例),也可以制成具有图8所示剖面的固体摄像器件。
根据以上说明的本实施方式的固体摄像器件及其制造方法,也可以与实施方式2一样,可以容易地进行分光灵敏度的调整。
(实施方式4)
<固体摄像器件的结构>
图12是表示本发明实施方式4的固体摄像器件的剖面图。图12的固体摄像器件的结构与表示实施方式1的图4的结构相比较,不同之处在于滤色层5不存在于层内透镜3之间的上方而形成在层内透镜之上这点、及滤色层5的形状是通过转印层内透镜3的形状而形成的这点。
仅在层内透镜3上形成滤色层5。这样,可以减少混色。另外,滤色层5的形状通过转印层内透镜3的形状而形成,是为了使滤色层5具有透镜效果。这样可以图谋聚光率的提高。
<固体摄像器件的制造方法>
图13(a)~(d)和图14(e)~(f)是对图12所示的本实施方式的固体摄像器件,按照制造工序的顺序示出其剖面的图。以下,在(51)~(59)中说明该制造工序。
(51)如图13(a)所示,在层内透镜3上涂敷0.3~1.0μm的滤色片抗蚀剂。这里,滤色片抗蚀剂5的颜色例如为RGB三色中的R(红色)。
(52)如图13(b)所示,盖上抗蚀剂掩模8对所涂敷的滤色片抗蚀剂5进行曝光。例如在滤色片抗蚀剂5是正型时,抗蚀剂掩模8仅遮蔽预先决定的色排列中的红色相对应的光电二极管。也可以是负型。
(53)如图13(c)所示,通过对被曝光的滤色片抗蚀剂进行显影,残留与红色相对应的光电二极管1的滤色片抗蚀剂,除去这以外的滤色片抗蚀剂,从而在层内透镜3上形成红色的滤色层5。
(54)如图13(d)所示,反复进行上述(51)~(53),通过图形化分别形成蓝色的滤色层5和绿色的滤色层5。这样,各色的滤色层5形成在遵照色排列的各自的位置上。
(55)如图14(e)所示,在滤色层5上形成具有流动性的抗蚀剂11。
(56)如图14(f)所示,对层内透镜3之间的上方部分进行曝光。
(57)如图14(g)所示,通过显影除去层内透镜3之间的上方部分的抗蚀剂(也就是残留层内透镜3上的抗蚀剂),再通过流动处理将抗蚀剂的形状如图14(g)那样上部形成凸状(与微透镜一样的形状)。
(58)如图14(h)所示,通过回蚀抗蚀剂和滤色层5,在滤色层5上转印抗蚀剂的凸形状。
(59)如图12所示,在滤色层5上形成透明膜6,再形成微透镜7。
通过这样的制造方法,可以制造具有图12所示的固体摄像器件。
根据以上说明的本实施方式的固体摄像器件及其制造方法,由于滤色层5直接形成在层内透镜3上,还具有透镜形状,所以可以图谋聚光率的进一步提高。
而且,在本实施方式中,也可以是在绝缘膜2和层内透镜3上具有实施方式2的图6所示的层内透镜平坦膜4的结构,也可以是在在绝缘膜2上具有实施方式3的图8所示的层内透镜平坦膜4的结构。
而且,在上述各实施方式的固体摄像器件(特别是滤色层5具有透镜效果的固体摄像器件(图12))中,也可以构成为不具备顶部透镜(微透镜7)。若这样,则可以缩短至光电二极管1的距离(即使固体摄像器件薄膜化),还可以图谋广入射角化。再有,也能缩短制造周期(订货至交货的时间)。
而且,以滤色层5为例,虽然说明了在色调优先的固体摄像器件中使用的原色方式,但也可以是分辨率、灵敏度优先的固体摄像器件中使用的补色方式。补色方式的情况下,作为滤色层,形成在深红色光用滤色层、绿色光用滤色层、黄色光用滤色层、蓝绿光用滤色层的公知的色排列的各自决定的位置上。
另外,作为形成滤色层5的材料,有含有染料的有色抗蚀剂、含有颜料的有色抗蚀剂,但也可以任意选择。而且,也可以对能染色的透明的抗蚀剂进行染色。
产业上的可利用性
本发明适用于照相机、摄像机等中使用的固体摄像器件,具体而言,适用于与便携式电话机的内置摄像头、数字静态照相机、信息处理设备相连接的摄影单元。
Claims (17)
1.一种固体摄像器件,在半导体基片上形成的多个受光元件各自具有层内透镜和滤色片,其特征在于,上述滤色片直接设置于上述层内透镜。
2.如权利要求1记载的固体摄像器件,其特征在于,还具有透镜间平坦膜,上述透镜间平坦膜形成于比层内透镜的高度低的位置,使层内透镜的凸状表面中比该位置低的表面部分、及层内透镜之间平坦化。
3.如权利要求2记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片的上表面是凸状的。
4.如权利要求2记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片设置在层内透镜之上。
5.如权利要求1记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片设置在层内透镜之上。
6.如权利要求1记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片的上表面是凸状的。
7.一种固体摄像器件,在半导体基片上形成的多个受光元件各自具有层内透镜和滤色片,其特征在于,
在上述滤色片和层内透镜之间具有透明薄膜,上述透明薄膜沿着层内透镜的凸状的表面,
上述滤色片形成在上述层内透镜上。
8.如权利要求7记载的固体摄像器件,其特征在于,还具有透镜间平坦膜,上述镜间平坦膜形成于比层内透镜的高度低的位置,使层内透镜的凸状表面中比该位置低的表面部分、及层内透镜之间平坦化。
9.如权利要求8记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片的上表面是凸状的。
10.如权利要求9记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片设置在层内透镜之上。
11.如权利要求7记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片设置在层内透镜之上。
12.如权利要求7记载的固体摄像器件,其特征在于,上述滤色片的上表面是凸状的。
13.一种固体摄像器件的制造方法,上述固体摄像器件的在半导体基片上形成的多个受光元件各自具有层内透镜和滤色片,上述制造方法的特征在于具有以下步骤:
第1步骤,在层内透镜之上涂敷第1颜色的滤色片用的抗蚀剂;
第2步骤,利用第1颜色的滤色片用的掩模图形对抗蚀剂进行曝光;
第3步骤,在曝光后,以残留第1颜色的滤色片的方式对抗蚀剂进行显影;及
第4步骤,对第1颜色以外的颜色的滤色片,进行上述涂敷、曝光和显影。
14.如权利要求13记载的固体摄像器件的制造方法,其特征在于,在上述第1步骤之前,有沿着层内透镜的凸状表面形成透明薄膜的步骤;
在上述第1步骤和第4步骤,间隔着上述透明薄膜在层内透镜之上涂敷上述抗蚀剂。
15.如权利要求13记载的固体摄像器件的制造方法,其特征在于,在上述第1步骤之前具有如下步骤:
在层内透镜及该层内透镜之间,涂敷透明膜的步骤;及
利用回蚀除去所涂敷的上述透明膜,直至比层内透镜的高度低的位置的步骤。
16.如权利要求13记载的固体摄像器件的制造方法,其特征在于,在上述第1步骤之前具有如下步骤:
在层内透镜及该层内透镜之间,涂敷能形成图形的透明膜的步骤;
使用在层内透镜之间的区域残留上述透明膜用的掩模,对所涂敷的上述透明膜进行曝光的步骤;
在曝光后,进行显影以使得所涂敷的上述透明膜仅在层内透镜之间残留的显影步骤;及
对利用显影而残留的透明膜进行流动处理,由此以盖上层内透镜之间的区域和层内透镜周围的表面部分的方式使上述透明膜平坦的步骤。
17.如权利要求13记载的固体摄像器件的制造方法,其特征在于,在上述第4步骤之后还具有以下步骤:
在上述滤色片之上涂敷具有流动性的抗蚀剂的步骤;
利用显影在层内透镜上残留抗蚀剂,利用流动处理使残留的抗蚀剂形成为凸状的步骤;及
对形成为凸状的抗蚀剂和滤色片进行回蚀,由此使滤色片形成为凸状的步骤。
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Cited By (1)
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Families Citing this family (12)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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