CN1763963A - 固体摄像器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够改善来自邻接滤色层的混色、线浓淡、灵敏度误差的固体摄像器件。其是在半导体衬底(11)上把具有光电变换元件(13)和形成在该光电变换元件(13)上的滤色层(21)的多个像素布置成矩阵状的固体摄像器件(1)，此外，在与邻接的光电变换元件(13)的边界区上，具有从形成面上突出来而形成的树脂部(20)，各滤色层(21)形成在邻接的树脂部(20)的顶部之间，与顶部相对应的周边部的各滤色层(21)的膜厚形成得比中央部薄。

Description

固体摄像器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有单片集成滤色层的固体摄像器件及其制造方法。
背景技术
近几年，随着图像彩色化的发展，单板彩色型固体摄像器件，在以CCD(电荷耦合器件)型为中心的数字静像摄像机、以及以CMOS型为中心的带相机的便携式电话等中的使用迅速增加，对具有单片集成滤色层的固体摄像器件的小型化、高像素化的要求也日益增加。但是，由于对这种固体摄像器件的要求，使作为受光传感部的光电变换元件的受光面积缩小，其结果成为固体摄像器件的主要特性即光电变换特性(光灵敏度)下降的一个原因。
例如，安装在数字静像摄像机内的固体摄像器件的光学尺寸是从1/4英寸型至1/3英寸型为主流，另外，1/6英寸型以下的也在研究。并且，像素数也从200万像素扩展到500万像素的范围，另外，500万像素以上的也在研究。在这种受光面积缩小和像素增多的过程中，有必要确立能够使固体摄像器件的主要特性即光灵敏度、以及与相邻像素的混色、线浓淡等特性不下降的技术。
也就是说，如果不缩小像素尺寸而仅增加像素数，那么，将造成芯片尺寸增大，固体摄像器件增大，所以必须同时实现像素尺寸的缩小。一般，如果缩小像素尺寸，那么，以光电二极管为代表的光电变换元件也缩小，其结果，无法避免光灵敏度的降低。为了提高光灵敏度，采取了许多对策，尤其关于在像素上形成的微透镜，对其结构、制造方法均提出了许多方案。
而且，像素的缩小(微细化)，不仅造成灵敏度下降，而且也是由滤色层引起的各种颜色特性恶化的主要原因。一般，如果实现像素尺寸的微细化，那么，滤色层的尺寸精度下降，由于邻接像素滤色器的混色和线浓淡、灵敏度误差等使特性恶化。
因此，固体摄像器件中的单片集成滤色层的重要性日益提高，要求确立一种不会使混色、线浓度、灵敏度误差等特性降低的技术。
图1～图3是过去的固体摄像器件的像素部分的截面图。
这些固体摄像器件30、40，在由第1导电型(例如N型)硅半导体构成的半导体衬底11上形成作为第2导电型的P型半导体阱区12。在该P型半导体阱区12内形成N型半导体区。用该N型半导体区和P型半导体区12来构成光电变换元件13。各光电变换元件13排列形成行列状，并布置成矩阵状。
再者，在光电变换元件13之间的边界区上，夹设着栅绝缘膜14而形成例如由多晶硅构成的传输电极15。在传输电极15上形成对该传输电极15进行覆盖的层间绝缘膜16。然后，在除了光电变换元件13的开口之外的层间绝缘膜16等其他部分的整个面上，形成例如采用AL、W等的遮光膜17。然后，遮光膜17和栅绝缘膜14上覆盖着表面保护膜18。
再者，在光电变换元件13上的凹坑内充填第1透明平坦化膜19之后，在光电变换元件13上，对固体摄像器件30，依次形成滤色层31G、31B、31R；对固体摄像器件40，依次形成滤色层41G、41G、41R。然后，在这些滤色层31G、31B、31R或滤色层41G、41G、41R上，形成第2透明平坦化膜42，并在该平坦化膜42上形成聚集入射到各光电变换元件13的光的单片集成微透镜43。
第1透明平坦化膜19是为了形成稳定的滤色层31、41而消除基底上的台阶差的膜。第2透明平坦化膜32是为了形成高精度的单片集成微透镜43而把基底上的滤色层31、41上面形成平坦状的膜。
滤色层31、41是由原色的红、绿、蓝所构成的滤色层、以及补色的黄、蓝绿、品红、绿构成的滤色层等构成。
并且，滤色层31所使用的材料，称为耐光性、耐热性优良的颜料分散型，由颜料、分散剂、感光剂、树脂等调和而成的材料成为主流，对含有这些材料的光致抗蚀剂膜进行选择曝光、显影处理，利用形成目的滤色器的颜色抗蚀法来形成滤色层31。这样，在固体摄像器件30中，对于和微细化相对应的像素尺寸的缩小，利用滤色器的薄膜化来提高滤色层的尺寸精度，防止线浓淡、灵敏度误差、由于邻接滤色层的混色，利用颜料颗粒的微粒子化来改善色S/N(信/杂比)。
并且，固体摄像器件40的滤色层41中使用的材料，其构成是利用颜料化的染料来取代颜料，对含有这些材料的光致抗蚀剂膜进行选择曝光、显影处理，利用形成目的滤色器的颜色抗蚀法来形成滤色层41。该材料作为取代颜料分散型彩色抗蚀剂的材料、并作为不含微粒的染料内填型彩色抗蚀剂而近几年加速开发，，一部分已达到实用化阶段，开始用于固体摄像器件的滤色层(参见专利文献1)。
若采用专利文献1所公开的改进例子，则为了获得所需的光谱特性，使染料进行颜料化，同时实现工序的简化、耐光性、耐热性的提高。
专利文献1日本专利特开平11-337715号公报
但是，过去的固体摄像器件30所使用的颜料分散剂滤色器的薄膜化，为了获得光谱特性，必须确保一定的膜厚，使薄膜化受到限制。颜料微粒的微粒化非常困难，即使微粒化得到改善，也不能避免再凝聚所造成的二次粒径增大。再者，只要采用颜料分散型滤色层13，就会存在颜料的微粒，所以尚未从根本上解决依赖于滤色层31的尺寸精度的线浓淡、混色、灵敏度误差、色S/N等色特性。
也就是说，作为涉及颜料分散型滤色层31的对策，正在通过材料的薄膜化(颜料含有率的增加)、依靠材料的分辨率提高、制造工艺中的对策等，来提高尺寸精度。但是，随着像素尺寸的减小，许多作为滤色层31的材料而使用的颜料粒径的影响也已不能忽视。尤其，尺寸精度中，颜料本身是微粒，其二次粒径一般可考虑为100nm左右，即使进一步采取微粒化对策，也必须进行重大技术改新才能达到约50nm。并且，也无法充分确认通过微粒化是否获得了必要的光谱特性。再者，由于颜料是微粒，所以，即使采取颜料的微粒化对策，在用肉眼观看已拍摄的图像时，也无法避免图像整体粗糙、色S/N(信噪比)恶化的现象。要把这些颜料分散型彩色抗蚀剂用作为被微细化的固体摄像器件的滤色层31，估计现有技术已接近极限。
也就是说，在过去的固体摄像器件30中，随着图像尺寸的缩小，仅仅依靠滤色层的薄膜化，很难抑制光灵敏度的降低以及与邻接像素的混色。具体来说，由于滤色层的断面边缘形状而产生混色。实际的加工结果，不能垂直切断边缘，而是第1次形成的滤色层变成梯形形状(上边尺寸＜下边尺寸)，第2次、第3次形成的滤色层填埋在第1次形成的滤色层图形的间隙中，所以变成上边尺寸＞下边尺寸。其结果，如图1所示，倾斜射入的光透过邻接像素的滤色层边缘部，不能获得必要的光谱特性，产生混色。
并且，在过去的截面形状中，也存在随着微细化而使对准容许界限减小的问题。这是因为在产生对准偏差的情况下，如图1所示，由于透过邻接像素的滤色层的端部，所以产生混色，不能获得必要的光谱特性。再者，由于光的入射角度不同，所以混色程度不同，出现线浓淡、闪烁、色阴影、灵敏度误差等问题。
再者，为了改善色S/N，在采用染料内填型滤色层41的固体摄像器件40的情况下，与颜料型滤光层31中曝光用的光由于在颜料粒子表面上进行乱反射而达到滤色器内部较深处的情况相比，在染料内填型滤色层41中不进行乱反射，所以，仅在表面附近进行光致聚合反应，在滤色器内部是以未反应部分为主。
为了促进滤色器内部的反应，通常在曝光后进行所谓PEB(PostExposure Bake：曝光后焙烘)的热处理，当温度过高时，不能显影，过低时，未反应部分占绝大部分，在显影后的截面形状中产生凹坑(参照图2)。一般，考虑这些情况，决定PEB条件(温度、时间)。但是，虽然在截面形状中凹坑有些改善，然而用现有技术尚不能解决问题。
该凹坑在涂敷相当于第2层的过滤材料的情况下，在与第1层的边界部分上产生空洞β(参见图3)，其结果，光散射，混色、线浓淡、灵敏度误差恶化，并且，通过其后的热处理，使存留在空洞β内的气体膨胀，使滤色层41、透明平坦化膜42、微透镜43变形，对可靠性也产生巨大影响。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的第1目的是，提供一种能够改善邻接滤色层的混色、线浓淡、灵敏度误差的固体摄像器件及其制造方法。
并且，第2目的是，提供一种在改善色S/N的同时、能够提高可靠性的固体摄像器件及其制造方法。
为了达到上述第1目的，本发明涉及的固体摄像器件，在半导体衬底上把具有光电变换元件和形成在该光电变换元件上的滤色层的多个像素布置成矩阵状，而且，在邻接的光电变换元件之间的边界区上，具有从形成面突出来而形成的树脂部，上述各滤色层形成在邻接的树脂部的顶部之间，与上述顶部相对应的周边部的、上述各滤色层的膜厚，形成得比中央部分薄。
这样，能够形成滤色层的端部边缘形状在垂直方向上得到改善、尺寸精度高的滤色层。所以，滤色层的尺寸精度提高，能够防止斜光造成的来自邻接滤色层的混色，能够改善取决于尺寸精度的混色、线浓淡、灵敏度误差。
并且，与滤色层中央部分相比，周边部分的光谱变淡，所以，与过去的结构相比，来自滤色层周边部分的透射光增加，其结果，固体摄像器件能够提高灵敏度。
而且，树脂部分的色构成，无论是透明膜，还是颜色膜(也包括黑色)均可。并且，树脂部分的宽度，希望是与边界区相同的尺寸，或者是比其窄的尺寸。并且，希望树脂部的高度小于滤色层中央部上表面。
再者，为了达到上述第2目的，本发明涉及的固体摄像器件中，上述滤色层用染料内填型的彩色抗蚀剂形成。
这样，即使用染料内填型彩色抗蚀剂来形成滤色层，也能够利用上述树脂部来使滤色层周边部分实现薄膜化，所以，在周边部的整个膜上进行光致聚合反应，改善了端部边缘的凹坑。所以，不仅能够抑制以前产生的空洞的发生，改善混色、线浓淡、灵敏度误差，提高可靠性，而且能够抑制像颜料内填型那样的粗糙，提高色S/N。
而且，本发明涉及的固体摄像器件中，上述树脂部在邻接的光电变换元件之间的边界区上形成格子状，上述滤色层具有凹透镜的功能。
这样，由于上述树脂部在与邻接的光电变换元件的边界区上形成格子状，所以各滤色层变成与光电变换区相比向上鼓起的截面形状，按照被微细化的像素尺寸形成凹透镜。所以，也具有把入射到周边部的光高效率地聚集到光电变换元件上、提高灵敏度的效果，而且也能够产生对斜光改善色斑的效果。
并且，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件中，上述树脂部用折射率比上述滤色层小的材料形成。
这样，对于入射到周边部的斜光，具有减少来自邻接像素的入射光的效果。
再者，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件中，上述固体摄像器件在上述光电变换元件和滤色层之间还具有与上述形成面形成同一面的第1透明平坦化膜，上述滤色层用折射率比上述第1透明平坦化膜大的材料形成。
这样，也具有对于入射到周边部的斜光能够减少来自邻接像素的入射光的效果。
此外，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件中，上述固体摄像器件还具有形成在上述滤色层上的第2透明平坦化膜，上述第2透明平坦化膜用折射率比上述滤色层小的材料形成。
这样，也具有对于入射到周边部的斜光能够减少来自邻接像素的入射光的效果。
另外，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件中，上述固体摄像器件还具有形成在上述第2透明平坦化膜上的微透镜，上述微透镜用折射率比上述第2透明平坦化膜大的材料形成。
这样，除了滤色层的透镜效果外，由于还具有微透镜，所以能够进一步提高聚光效率，提高灵敏度。
并且，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件中，上述微透镜用折射率比上述滤色层大的材料形成。
若采用该结构，则利用滤色层21处的凹透镜效果和微透镜23的凸透镜效果，能够分阶段地、高效率地进行聚光，能够提高灵敏度。
此外，本发明涉及的固体摄像器件的制造方法，在半导体衬底上把具有光电变换元件和形成在该光电变换元件上的滤色层的多个像素布置成矩阵状，其包括以下工序：在与邻接的光电变换元件的边界区上，形成从形成面上突出来的树脂部的工序；以及，在邻接的树脂部的顶部之间，形成与上述顶部对应的周边部的膜厚比中央部薄的上述各滤色层的工序。
再者，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件的制造方法中，上述固体摄像器件的制造方法还包括在上述滤色层上形成微透镜的工序，在形成上述树脂部的工序中，使用用于形成上述微透镜用的掩模来形成上述树脂部。
而且，也可以是，本发明涉及的固体摄像器件的制造方法中，上述树脂部用负性抗蚀剂来形成；上述微透镜用正性抗蚀剂来形成。
这样，用一块掩模，能够形成树脂部和微透镜，能够降低固体摄像器件的制造成本。
发明效果
如以上说明的那样，若采用本发明的固体摄像器件，则在上述各像素的滤色层与邻接像素的滤色层的边界部分，设置向上凸起的树脂部，于是此后依次形成的滤色层的边界区进行薄膜化，因此，能够形成垂直精度良好的各滤色层的边缘，其结果，对于斜光，不易受到邻接的滤色层的影响，能够防止混色，改善线浓淡，减小灵敏度误差和色斑。
并且，树脂部上的滤色层的膜厚(树脂部十滤色层)增大，结果，能够用滤色层来实现在上面实现凹状的透镜形状。
再者，由于各滤色层的截面形状(边缘形状)得到改善，所以能够消除各滤色层边界部分的空洞，提高固体摄像器件的可靠性和颜色特性。
附图说明
图1是现有技术的具有利用颜料分散型彩色抗蚀剂的滤色层的固体摄像器件的截面图。
图2是现有技术的具有利用染料内填型彩色抗蚀剂的滤色层的固体摄像器件的截面图。
图3是现有技术的具有利用染料内填型彩色抗蚀剂的滤色层的另一固体摄像器件的截面图。
图4是表示涉及本发明实施方式的固体摄像器件的截面结构的图。
图5是在N型半导体衬底11上还形成了表面保护膜18的工序时的截面图。
图6是还形成了绿色用第1滤色层21G的工序时的截面图。
具体实施方式
图4是表示涉及本发明实施方式的固体摄像器件的截面结构的图。而且在该图中表示了2个光电变换元件的截面。
该固体摄像器件1如图4所示，其包括：第1传导型(例如N型)的半导体衬底(N型半导体衬底)11、第2传导型(P型)的第1半导体阱(P阱层)12、多个光电变换元件13、栅绝缘膜14、传输电极15、层间绝缘膜16、遮光膜17、表面保护膜18、第1透明平坦化膜19、树脂部20、滤色层21、第2透明平坦化膜22和微透镜23等。
在N型半导体衬底11的表面上形成与N型半导体衬底11特性相反的P阱层12。在P阱层12的表面上形成多个N型半导体区，这样构成矩阵排列的各光电变换元件13。在P阱层12和各光电变换元件13的表面上形成栅绝缘膜14。
再者，在光电变换元件13之间的边界区内的栅绝缘膜14上，形成由多晶硅构成的传输电极15，在传输电极15的表面上形成对其进行绝缘被覆的层间绝缘膜16，除了隔着层间绝缘膜16的光电变换元件13开口以外的其他部分的整个面上，形成由钨等构成的遮光膜17，另外，在遮光膜17和栅绝缘膜14的表面上，形成由SiON膜等构成的表面保护膜18。其结果，在各光电变换元件13上利用传输电极15等来形成凹部。
为了以高精度形成此后形成的滤色层21，利用以酚醛类树脂等为主要成分的感光性透明膜，通过众所周知的涂胶、曝光、显影工序，在凹部内充填第1透明平坦化膜19，使表面保护膜18的顶部上表面和透明平坦化膜19的上表面形成为同一个面。
然后，涂敷以下材料，即从滤色层21的材料中除去了颜料成分或染料成分的丙烯类负性感光性树脂(透明树脂)、或者在该透明树脂内包含了黑色颜料、黑色染料的带色的丙烯类负性感光性树脂等，利用设计宽度小于遮光膜17的掩模进行曝光，进行显影处理，在遮光膜17上形成加工后尺寸比遮光膜17窄小的脂部20，其在光电变换元件13之间的边界区上的表面保护膜18表面上形成框状，并从该表面上突出。
然后，涂敷第1(例如绿色)滤色层材料，利用设计成在规定部位上形成滤色层21的掩模，进行曝光和显影处理，这样来形成第1滤色层21G。而且，在采用染料内填型彩色抗蚀剂作为滤色层21材料的情况下，曝光后进行PEB处理，这样能够改善滤色层21材料的稳定性和截面形状。然后，连续形成第2(例如蓝色)滤色层21B、第3(例如红色)滤色层21R。也就是说，各滤色层21G、21B、21R形成在邻接的树脂部20的顶部之间，与顶部相对应的周边部的各滤色层21G、21B、21R的膜厚形成得比中央部薄。并且，滤色层21G、21B、21R具有凹透镜功能。
再者，为了使此后形成的单片集成微透镜23达到高精度，多次涂敷以丙烯类树脂为主要成分的透明树脂，焙烘后利用干腐蚀的反复腐蚀法来形成第2透明平坦化膜22。
并且，在形成第2透明平坦化膜22之后，经过涂敷透明树脂，进行曝光、显影的工序，形成上述单片集成的微透镜23。
像以上那样利用树脂部20来使此后形成的各滤色层21G、21B、21R的边界部分比光电变换元件13的上部薄，所以，能够获得凹透镜的效果，能够增大聚光率，提高灵敏度。再者，能够高精度地形成各滤色层21G、21B、21R，对倾斜入射光能够防止依赖于尺寸精度的来自邻接元件的混色、减少线浓淡、灵敏度误差、色斑。
而且，树脂部20利用折射率比滤色层21小的材料来形成；滤色层21利用折射率比第1透明平坦化膜19大的材料来形成；第2透明平坦化膜22利用折射率比滤色层21小的材料来形成；微透镜23利用折射率比滤色层21大的材料来形成。
所以，对射入到周边部的斜光，不仅具有减小来自邻接像素的入射光的效果，而且利用在滤色层21处的凹透镜效果和微透镜23的凸透镜效果，能够分阶段地高效率地进行聚光，能够提高灵敏度。
以下利用图4以及图5和图6，详细说明这样构成的固体摄像器件1的制造方法。
图4是采用本发明的固体摄像器件的截面图，图5、图6是按主要制造工序的顺序来表示固体摄像器件截面的图。
图5是在N型半导体衬底11上还形成表面保护膜18的工序的截面图。
利用以下(1)～(4)项来说明加工至该图所示截面的制造工序。
(1)首先，在N型半导体衬底11上，以矩阵状来形成与该N型半导体衬底11特性相反的多个P阱层12，在各P阱层12的表面上形成N型扩散层(光电变换元件)13。P阱层12和N型扩散层(光电变换元件)13，一般通过反复进行光刻工序、离子注入工序和热扩散工序而形成。
(2)当光电变换元件13的形成结束时，在P阱层12和光电变换元件13的表面上形成栅绝缘膜14。然后，为了在光电变换元件13上开口，在光电变换元件13之间的边界区的栅绝缘膜14上，依次形成由导电型多晶硅构成的传输电极15、在该传输电极15上进行电绝缘被覆的层间绝缘膜16、以及由钨等构成的遮光膜17。
(3)当遮光膜17的形成结束时，在栅绝缘膜14和遮光膜17的表面上，例如利用热流处理的BPSG膜(硼磷硅酸盐玻璃)或SiON膜等来形成表面保护膜18。这时，在光电变换元件13上形成由传输电极15产生的凹部(凹坑)。
(4)在形成由铝等构成的布线(未图示)之后，形成例如SiON膜和电极引出用键合点(未图示)。
图6是还形成绿色用第1滤色层21G的工序时的截面图。由以下(5)～(8)项来说明加工至该图所示截面的制造工序。
(5)首先，为了高精度地形成此后形成的滤色层21，作为预处理，在表面保护膜18上涂敷例如以酚醛类树脂为主要成分的感光性透明树脂，进行曝光、显影处理，在光电变换元件13上的凹坑内形成透明平坦化膜19。
(6)接着，例如涂敷丙烯类热固性透明树脂的薄膜并进行热固化，或者蒸气涂敷HMDS(ヘキサメチルジシラザン：六甲基乙硅氨烷)膜。并且，为了高精度地形成此后形成的滤色层21的端部，作为预处理，例如涂敷负性感光性树脂，进行曝光和显影，这样，在成为以后形成的各滤色层21的边界部的位置，即在互相邻接的光电变换元件13之间存在的非受光区、即传输电极15、遮光膜17上，按照等于或小于该非受光区即遮光膜17的宽度的尺寸，使截面形状为凸状的树脂部20形成框状。
而且，这时使用的掩模是设计成比遮光膜17窄的掩模，也可以共用为形成微透镜23而设计的掩模。并且，形成该树脂部20的材料，采用以下树脂，即从此后使用的彩色抗蚀剂中除去了颜料成分或染料成分的丙烯类负性感光性树脂(透明树脂)、或者在此之外包含黑色颜料或黑色染料的带色丙烯类负性感光性树脂等。而且，在该实施方式中采用透明树脂。并且，树脂部20的折射率若小于此后形成的各滤色层21，则效果更好。
(7)当树脂部20的形成结束时，再涂敷例如丙烯类热固性透明树脂并使其热固化，或者在蒸气涂敷HMDS(六甲基乙硅氨烷)膜之后，连续地涂敷例如用于形成绿色用滤色层21G的抗蚀剂。该抗蚀剂调合成染料或颜料能够有选择地透过绿色系波长的光。
(8)连续涂敷的彩色抗蚀剂，利用为在所需部位的光电变换元件13上形成绿色滤色层21b而设计的光掩模，进行曝光、显影。通过以上处理，形成截面为凹透镜状的绿色滤色层21G。而且，在采用染料内填型彩色抗蚀剂作为滤色层材料的情况下，曝光后，通过PEB(曝光后焙烘)处理，能够改善滤色层材料的稳定性和截面形状。
图4表示从上述绿色滤色层21形成后起到形成微透镜23为止的截面图。利用以下(9)～(12)项来说明加工至该图所示截面为止的制造工序。
(9)蓝色滤色层21b、红色滤色层21R的形成
当绿色滤色层21G的形成结束时，利用和绿色滤色层21G相同的方法，在各规定位置上形成蓝色滤色层21B、红色滤色层21R。
(10)再者，为了高精度地形成此后形成的单片集成微透镜23，在各滤色层21G、21B、21R上多次涂敷例如以丙烯类树脂为主要成分的热固性透明树脂，多次反复进行利用焙烘使其热固化的处理，形成使滤色层21形成后的表面平坦化的第2透明平坦化膜22。
(11)然后，以提高灵敏度为目的，为了缩短从受光面起到各滤色层21G、21B、21R上的表面为止的距离，利用公知的反复腐蚀法对上述第2透明平坦化膜22进行尽可能薄的腐蚀。
(12)然后，在各光电变换元件13上的第2透明平坦化膜22的表面上，涂敷以酚醛类树脂为主要成分的感光性正性透明树脂，进行曝光和显影(包括漂白和焙烘)，经过这些工序，形成上面为凸状的单片集成微透镜23。该单片集成微透镜23利用紫外线照射来提高透射率。而且，为了防止滤色层21G、21B、21R的光谱特性劣化，微透镜23的后焙烘温度是，必须使处理温度保持在200度以下。并且，必须使第1透明平坦化膜19的折射率小于滤色层21的折射率；第2透明平坦化膜22的折射率小于滤色层21G、21B、21R；单片集成微透镜23的折射率大于第2透明平坦化膜22。
通过上述工序，能够制造图4所示的固体摄像器件1。
像以上那样利用树脂部20来使此后形成的各滤色层21G、21B、21R的边界部分比光电变换元件13的上部薄，所以，能够获得凹透镜的效果，能够增大聚光率，提高灵敏度。
再者，能够高精度地形成各滤色层21G、21B、21R，对于倾斜入射光，能够防止取决于尺寸精度的来自邻接元件的混色，能够减少线浓淡、灵敏度误差、色斑。
如以上说明的那样，若采用本发明的实施方式的固体摄像器件，则在像素的滤色层21和邻接像素的滤色层21的边界部，形成与边界线相垂直的方向的截面向上凸起的顶上部比上述滤色层21上面低的树脂之后，形成各滤色层21，这样，能够改善截面形状，形成尺寸精度良好的滤色层21。
其结果，能够防止斜光造成的来自邻接滤色层21的混色，固体摄像器件能够获得精细的图像。
再者，在各像素边界部形成的树脂部20的折射率，小于滤色层21，所以具有减少从邻接像素来的入射光的效果。
并且，滤色层21呈凹透镜形状，而且，折射率大于第2平坦化膜，所以，能够使入射光高效率地聚集到光电变换元件13上，其结果，能够提高灵敏度。
再者，滤色层21的周边部的膜厚能够实现薄膜化，所以，能够在光电变换元件13上精密地形成滤色层21，所以，各个像素的色斑消失，其结果，作为固体摄像器件，能够改善线浓淡、色阴影。
并且，与滤色层21中心部相比，周边部的光谱变淡，所以，与以前的结构相比，从滤色层21周边部来的透射光增加，其结果，固体摄像器件能够提高灵敏度。
再者，第2透明平坦化膜22上形成的单片集成微透镜23的折射率大于上述第2平坦膜，所以，能够把入射到微透镜23内的光高效率地聚集到光电变换元件13上，其结果，能够提高灵敏度。
而且，在上述滤色层21下方形成的透明平坦化膜19，其形成方法有：在涂敷感光性透明膜之后进行曝光、显影处理，埋入基底表面的凹坑的方法；或者多次涂敷透明膜之后，用公知的反复腐蚀法进行平坦化的方法；涂敷透明膜之后，通过热流处理进行平坦化的方法；以及组合使用上述处理方法来提高平坦性的方法。
形成上述树脂部20的方法是，涂敷黑色颜料分散型彩色抗蚀剂、或者黑色染料内填型彩色抗蚀剂之后，利用微透镜23形成用的掩模或者设计成比遮光区窄的光掩模，进行曝光、显影处理。
若采用这种制造方法，则能够制造出具有上述构成、作用和效果的固体摄像器件。
以上说明了本发明的实施方式的固体摄像器件和制造方法，但本发明并不仅限于本实施方式，而是能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。
例如，作为滤色层21的例子，说明了色调优先的固体摄像器件中所采用的原色方式。但是，也可以采用分辨率、灵敏度优先的固体摄像器件所采用的补色方式。在补色方式的情况下，滤色层是在公知色排列中的各个规定位置上形成品红光用滤色层、绿色光用滤色层、黄色光用滤色层、蓝绿色光用滤色层。
并且，形成彩色抗蚀剂层的材料，有包含染料的彩色抗蚀剂、包含颜料的彩色抗蚀剂等，可任选其一。
再者，对于第1透明平坦化膜19的形成，说明了采用感光性透明膜树脂的公知的光刻技术。但也可以采用多次涂敷热固性透明树脂材料后，反复进行热固化的、公知的反复腐蚀法的形成方法。
并且，在第1透明平坦化膜19形成之后，以增强与树脂部20、滤色层21的粘接性为目的而采用的丙烯类树脂为主要成分的热固性透明树脂、或者HMDS膜，若能保证粘接强度，则可以省略。
再者，在上述实施例中，说明了CCD型固体摄像器件，但并不仅限于此，也可以适用于MOS型等放大型固体摄像器件以及其他固体摄像器件。
产业上利用的可能性
本发明适用于具有形成在半导体衬底11上的多个光电变换元件13、在其周围形成的传输电极、在光电变换元件13上形成的滤色层21层、以及在滤色层21上形成的微透镜23的固体摄像器件。

Claims (11)

1、一种固体摄像器件，在半导体衬底上把具有光电变换元件和形成在该光电变换元件上的滤色层的多个像素布置成矩阵状，其特征在于：
在邻接的光电变换元件之间的边界区上，具有从形成面突出而形成的树脂部，
上述各滤色层形成在邻接的树脂部的顶部之间，
与上述顶部相对应的周边部的、上述各滤色层的膜厚，形成得比中央部分薄。
2、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述滤色层用染料内填型的彩色抗蚀剂形成。
3、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述树脂部在邻接的光电变换元件之间的边界区形成为格子状，上述滤色层具有凹透镜的功能。
4、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述树脂部用折射率比上述滤色层小的材料形成。
5、如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述固体摄像器件在上述光电变换元件和滤色层之间还具有与上述形成面形成同一面的第1透明平坦化膜，
上述滤色层用折射率比上述第1透明平坦化膜大的材料形成。
6、如权利要求4所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述固体摄像器件还具有形成在上述滤色层上的第2透明平坦化膜，
上述第2透明平坦化膜用折射率比上述滤色层小的材料形成。
7、如权利要求6所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述固体摄像器件还具有形成在上述第2透明平坦化膜上的微透镜，
上述微透镜用折射率比上述第2透明平坦化膜大的材料形成。
8、如权利要求7所述的固体摄像器件，其特征在于：
上述微透镜用折射率比上述滤色层大的材料形成。
9、一种固体摄像器件的制造方法，在半导体衬底上把具有光电变换元件和形成在该光电变换元件上的滤色层的多个像素布置成矩阵状，其特征在于，包括以下工序：
在邻接的光电变换元件之间的边界区，形成从形成面上突出的树脂部的工序；以及，
在邻接的树脂部的顶部之间，形成与上述顶部对应的周边部的膜厚比中央部薄的上述各滤色层的工序。
10、如权利要求9所述的固体摄像器件的制造方法，其特征在于：
上述固体摄像器件的制造方法还包括在上述滤色层上方形成微透镜的工序，
在形成上述树脂部的工序中，使用用于形成上述微透镜的掩模来形成上述树脂部。
11、如权利要求10所述的固体摄像器件的制造方法，其特征在于：
上述树脂部用负性抗蚀剂形成，上述微透镜用正性抗蚀剂形成。
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