JP2008021699A - Solid-state imaging apparatus, its manufacturing method, and camera - Google Patents

Solid-state imaging apparatus, its manufacturing method, and camera Download PDF

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Masato Kobayashi
正人 小林
Yoshiaki Nishi
嘉昭 西
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging apparatus which is superior in line gray level characteristic. <P>SOLUTION: The solit-state imaging apparatus is provided with a plurality of light receivers 2 that are formed like a matrix in a semiconductor substrate 1, a transfer electrode 3, a first flattening film 4, a second flattening film 8, a microlens 9, and G-color filters 5, B-color filters 6 and R-color filters 7 that are arranged respectively on the light receivers 2. The G-color filter 5 is provided with a B-color filter 6' or an R-color filter 7' with different transparent wavelengths in the nearly central part of the G-color filter 5. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、受光部上に形成されたカラーフィルタを有するカラー固体撮像装置、その製造方法およびそのカラー固体撮像装置を有するカメラに関する。   The present invention relates to a color solid-state imaging device having a color filter formed on a light receiving portion, a manufacturing method thereof, and a camera having the color solid-state imaging device.

近年、固体撮像装置のチップサイズの小型化や画素数の増大とあいまって、デジタルカメラ、デジタルムービーカメラおよびカメラ付き携帯電話機等の小型化、高性能化が進んでいる。   In recent years, along with the reduction in the chip size of the solid-state imaging device and the increase in the number of pixels, digital cameras, digital movie cameras, camera-equipped mobile phones, and the like have been reduced in size and performance.

また、これらの固体撮像装置としてカラーフィルタを備えたカラー固体撮像装置も知られている。従来のカラー固体撮像装置は、例えば、レッド(R)、ブルー(B)およびグリーン(G)の組み合わせからなる原色カラーフィルタ、又はシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)およびグリーン(G)の組み合わせからなる補色カラーフィルタを、固体撮像素子のマトリクス配列された受光素子の受光面に、一つの受光素子に一色が対応するように所定のパターンで積層した構成を有する。このように、受光素子の受光面に積層されたカラーフィルタは、一般に「オンチップフィルタ」と称されている。   In addition, color solid-state imaging devices including color filters are also known as these solid-state imaging devices. A conventional color solid-state imaging device is, for example, a primary color filter composed of a combination of red (R), blue (B) and green (G), or cyan (C), magenta (M), yellow (Y) and green ( A complementary color filter composed of a combination of G) is laminated on a light receiving surface of light receiving elements arranged in a matrix of solid-state image sensors in a predetermined pattern so that one color corresponds to one light receiving element. As described above, the color filter laminated on the light receiving surface of the light receiving element is generally referred to as an “on-chip filter”.

カラー固体撮像装置としては、例えば特許文献1に記載のものがある。このカラー固体撮像装置は、図9に示すように、一つの画素部11を夫々複数の異なる分光感度の信号電荷を蓄積する複数の区画に面分割した構造を有する。すなわち、一つの画素部11をRの分光感度を持つ小画素、Gの分光感度を持つ小画素、及びBの分光感度を持つ小画素に分割し、画素部11の側方に形成された転送路(図外)により小画素の各々から読み出された信号電荷を転送する構造を有する。このカラー固体撮像装置によれば、異なる分光感度を持つ小画素の間隔を狭めることができるので、偽信号や偽色の発生を抑え、色再現性の優れた画像データを得ることができる。
特開2004−172278号公報
An example of a color solid-state imaging device is disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 9, the color solid-state imaging device has a structure in which one pixel unit 11 is divided into a plurality of sections each storing a plurality of signal charges having different spectral sensitivities. That is, one pixel unit 11 is divided into a small pixel having an R spectral sensitivity, a small pixel having a G spectral sensitivity, and a small pixel having a B spectral sensitivity, and a transfer formed on the side of the pixel unit 11. A signal charge read from each small pixel is transferred by a path (not shown). According to this color solid-state imaging device, since the interval between small pixels having different spectral sensitivities can be narrowed, generation of false signals and false colors can be suppressed, and image data with excellent color reproducibility can be obtained.
JP 2004-172278 A

ところで、カラー固体撮像装置では、一般的に分光特性の異なるGrおよびGbのフィルタが設けられたカラーフィルタが用いられるため、ライン濃淡が悪くなるという問題がある。   By the way, in a color solid-state imaging device, since a color filter provided with Gr and Gb filters having different spectral characteristics is generally used, there is a problem that line shading is deteriorated.

このとき、特許文献1に記載の固体撮像装置では、さらに、一つの画素部が複数の区画に面分割され、画素部の側方に転送路が形成されているため、相対的に受光面の面積が減少するという問題もある。また、その製造方法が複雑になるという問題もある。また、隣の画素からの混色が起こりやすくなるという問題もある。   At this time, in the solid-state imaging device described in Patent Document 1, one pixel unit is further divided into a plurality of sections and a transfer path is formed on the side of the pixel unit. There is also a problem that the area decreases. There is also a problem that the manufacturing method becomes complicated. There is also a problem that color mixing from adjacent pixels is likely to occur.

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、ライン濃淡特性の良い固体撮像装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having good line density characteristics.

上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、半導体基板内にマトリクス状に形成された複数の受光部と、前記複数の受光部の上に配置されたカラーフィルタ層とを備え、所定の前記受光部の上の前記カラーフィルタ層では、透過波長の異なるカラーフィルタが2次元状に配置されることを特徴とする。つまり、半導体基板と、前記半導体基板にマトリクス状に形成された受光素子と、前記受光素子の上に形成され、3色以上のカラーフィルタから構成されるカラーフィルタ層とを有する固体撮像装置であって、前記カラーフィルタ層において、1つの受光素子上に複数のカラーフィルタが2次元状に配置されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of light receiving portions formed in a matrix in a semiconductor substrate, and a color filter layer disposed on the plurality of light receiving portions, In the color filter layer on a predetermined light receiving portion, color filters having different transmission wavelengths are two-dimensionally arranged. In other words, the solid-state imaging device has a semiconductor substrate, a light receiving element formed in a matrix on the semiconductor substrate, and a color filter layer formed on the light receiving element and made up of three or more color filters. In the color filter layer, a plurality of color filters are two-dimensionally arranged on one light receiving element.

これによって、カラーフィルタは透過波長の異なる部分を有する。よって、Gのカラーフィルタの一部にBのカラーフィルタもしくはRのカラーフィルタを形成し、これをGrおよびGbのカラーフィルタとして用いることができるので、GrとGbとで分光特性が異なるのを防ぐことができる。その結果、ライン濃淡特性の良いカラー固体撮像装置を実現できる。   Accordingly, the color filter has portions having different transmission wavelengths. Therefore, since a B color filter or an R color filter can be formed on a part of the G color filter and used as a Gr and Gb color filter, the spectral characteristics of Gr and Gb are prevented from differing. be able to. As a result, a color solid-state imaging device with good line shading characteristics can be realized.

また、本発明は、上記固体撮像装置を製造する方法であって、半導体基板内に複数の受光部を形成する受光部形成工程と、前記複数の受光部の上にカラーフィルタを形成し、前記カラーフィルタに孔を開ける孔開け工程と、前記孔に前記孔が開けられたカラーフィルタとは異なる透過波長のカラーフィルタを埋め込む埋め込み工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法とすることもできる。つまり、半導体基板に受光素子をマトリクス状に形成する工程と、前記受光素子の上層に、少なくとも第1〜第3の色のカラーフィルタを順次形成する工程とを含み、前記第1〜第3の色のカラーフィルタを形成する工程の少なくともいずれか一工程において、当該工程で形成するカラーフィルタと同色のカラーフィルタを、当該カラーフィルタとは異なる2色のカラーフィルタのいずれかの中央部に形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法とすることもできる。   Further, the present invention is a method of manufacturing the solid-state imaging device, wherein a light receiving part forming step of forming a plurality of light receiving parts in a semiconductor substrate, a color filter is formed on the plurality of light receiving parts, A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a hole forming step for forming a hole in a color filter; and an embedding step for embedding a color filter having a transmission wavelength different from that of the color filter having the hole formed in the hole. You can also. In other words, the method includes a step of forming light receiving elements on a semiconductor substrate in a matrix, and a step of sequentially forming color filters of at least first to third colors on the light receiving element. In at least one of the steps of forming a color filter for a color, a color filter having the same color as the color filter formed in the step is formed in the center of any one of two color filters different from the color filter. It can also be set as the manufacturing method of the solid-state imaging device characterized by this.

これによって、ライン濃淡特性の良いカラー固体撮像装置を製造できる。   As a result, a color solid-state imaging device having good line shading characteristics can be manufactured.

また、本発明は、上記固体撮像装置を備えたことを特徴とするカメラとすることもできる。   The present invention may also be a camera including the solid-state imaging device.

これによって、ライン濃淡特性の良いカメラを実現できる。   As a result, a camera with good line shading characteristics can be realized.

本発明の固体撮像装置によれば、Gの光にBもしくはRの光を足すので、GrとGbの分光特性を同一にすることができる。その結果、ライン濃淡を抑え、画像の質を向上させることができる。また、本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、このような効果を有する固体撮像装置を製造することができる。また、本発明のカメラによれば、このような効果を有する固体撮像装置を有するので、ライン濃淡を抑え、画像の質を向上させることが可能なカメラを実現できる。   According to the solid-state imaging device of the present invention, since B or R light is added to G light, the spectral characteristics of Gr and Gb can be made the same. As a result, line shading can be suppressed and image quality can be improved. Moreover, according to the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, a solid-state imaging device having such an effect can be manufactured. In addition, according to the camera of the present invention, since the solid-state imaging device having such an effect is provided, it is possible to realize a camera capable of suppressing line shading and improving image quality.

以下、本発明の実施の形態に係るカラー固体撮像装置について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a color solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の構成について説明する。ここでは、原色カラーフィルタがグリーン市松模様のベイヤ配列であるカラー固体撮像装置について説明する。   First, the configuration of the color solid-state imaging device according to the present embodiment will be described. Here, a color solid-state imaging device in which the primary color filter is a green checkered Bayer array will be described.

図1は、本実施の形態に係る原色カラーフィルタの色配置の一例を示す平面図である。   FIG. 1 is a plan view showing an example of the color arrangement of the primary color filter according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施の形態に係る原色カラーフィルタでは、Gのカラーフィルタ5のほぼ中央部にBのカラーフィルタ6’、もしくはRのカラーフィルタ7’が配置される。   As shown in FIG. 1, in the primary color filter according to the present embodiment, a B color filter 6 ′ or an R color filter 7 ′ is disposed at a substantially central portion of the G color filter 5.

図2(a)は本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の断面図(図1のa−a’線における断面図)であり、図2(b)は同カラー固体撮像装置の断面図(図1のb−b’線における断面図)である。   2A is a cross-sectional view of the color solid-state imaging device according to the present embodiment (cross-sectional view taken along line aa ′ in FIG. 1), and FIG. 2B is a cross-sectional view of the color solid-state imaging device ( It is sectional drawing in the bb 'line of FIG.

図2(a)および図2(b)に示すように、本実施の形態に係るカラー固体撮像装置では、半導体基板1内にウエル領域1aが形成され、そのウエル領域1a内に1つのフォトダイオード(受光素子)で形成される受光部2がマトリクス状に複数形成されている。半導体基板1上には、各受光部2の間に位置するように、転送電極3が形成されている。半導体基板1および転送電極3上には、転送電極3により生じた凹部を埋めるように、透光性を有する第1平坦化膜4が形成されている。第1平坦化膜4上には、各受光部2の上方に位置するように、緑色光の波長域に透過波長域を有するGのカラーフィルタ5、青色光の波長域に透過波長域を有するBのカラーフィルタ6、6’、および赤色光の波長域に透過波長域を有するRのカラーフィルタ7、7’がそれぞれ形成されており、そのカラーフィルタ上には、例えば透明アクリル樹脂からなる第2平坦化膜8が形成されている。そして、第2平坦化膜8の上には、各受光部2の上方に位置するようにそれぞれに位置合わせして、入射光を各受光部2に集光させるためのマイクロレンズ9が形成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, in the color solid-state imaging device according to the present embodiment, a well region 1a is formed in a semiconductor substrate 1, and one photodiode is formed in the well region 1a. A plurality of light receiving portions 2 formed of (light receiving elements) are formed in a matrix. A transfer electrode 3 is formed on the semiconductor substrate 1 so as to be positioned between the light receiving portions 2. On the semiconductor substrate 1 and the transfer electrode 3, a first planarizing film 4 having translucency is formed so as to fill the concave portion generated by the transfer electrode 3. On the first planarization film 4, a G color filter 5 having a transmission wavelength region in the green light wavelength region and a transmission wavelength region in the blue light wavelength region are positioned above each light receiving unit 2. B color filters 6 and 6 ′ and R color filters 7 and 7 ′ having a transmission wavelength range in the wavelength range of red light are respectively formed on the color filters. 2 A planarizing film 8 is formed. On the second planarizing film 8, microlenses 9 are formed so as to concentrate the incident light on each light receiving portion 2 so as to be positioned above each light receiving portion 2. ing.

ここで、各Gのカラーフィルタ5では、その略中心部分(Gのカラーフィルタ5を通過した光を受光する受光部2の略中心部分の上方)にBのカラーフィルタ6’もしくはRのカラーフィルタ7’が配置され、その周辺部分(Gのカラーフィルタ5を通過した光を受光する受光部2の周辺部分の上方)にGのカラーフィルタが配置されており、透過波長の異なるカラーフィルタ、つまり異なる色のカラーフィルタが2次元状に配置されている。   Here, in each G color filter 5, a B color filter 6 ′ or an R color filter is provided at a substantially central portion (above the substantially central portion of the light receiving portion 2 that receives light that has passed through the G color filter 5). 7 'is arranged, and a G color filter is arranged in a peripheral part thereof (above the peripheral part of the light receiving unit 2 that receives light that has passed through the G color filter 5). Different color filters are two-dimensionally arranged.

以上のように、本実施の形態のカラー固体撮像装置によれば、各Gのカラーフィルタ5は透過波長の異なるBのカラーフィルタ6’もしくはRのカラーフィルタ7’が形成された部分を有する。よって、Gの光にBもしくはRの光を足すので、GrとGbとで分光特性が異なるのを防ぐことができる。その結果、ライン濃淡特性の良いカラー固体撮像装置を実現できる。   As described above, according to the color solid-state imaging device of the present embodiment, each G color filter 5 has a portion in which a B color filter 6 'or an R color filter 7' having a different transmission wavelength is formed. Therefore, since B or R light is added to G light, it is possible to prevent the spectral characteristics from being different between Gr and Gb. As a result, a color solid-state imaging device with good line shading characteristics can be realized.

次に、本実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。図3(a)、図4(a)、図5(a)、図6(a)、図7(a)および図8(a)は本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)であり、図3(b)、図4(b)、図5(b)、図6(b)、図7(b)および図8(b)は同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。   Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described. 3 (a), 4 (a), 5 (a), 6 (a), 7 (a), and 8 (a) illustrate a method for manufacturing a color solid-state imaging device according to the present embodiment. It is sectional drawing for demonstrating (sectional drawing in the aa 'line of FIG. 1), FIG.3 (b), FIG.4 (b), FIG.5 (b), FIG.6 (b), FIG.7 (b) ) And FIG. 8B are cross-sectional views (cross-sectional view taken along the line bb ′ of FIG. 1) for explaining the method for manufacturing the color solid-state imaging device.

まず、図3(a)および図3(b)に示すように、公知の手法により、半導体基板1内に複数の受光部2を形成し、半導体基板1上に転送電極3を形成した後、半導体基板1および転送電極3上にアクリル樹脂をスピンコートにより全面塗布する。その後、アクリル樹脂を加熱乾燥させることにより、第1平坦化膜4を形成する。そして、例えば、緑色に着色されたポジ型フォトレジスト5aを第1平坦化膜4の表面に均一な厚みになるように塗布する。   First, as shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of light receiving portions 2 are formed in the semiconductor substrate 1 and a transfer electrode 3 is formed on the semiconductor substrate 1 by a known method. Acrylic resin is applied onto the entire surface of the semiconductor substrate 1 and the transfer electrode 3 by spin coating. Then, the 1st planarization film | membrane 4 is formed by heat-drying acrylic resin. Then, for example, a positive photoresist 5a colored in green is applied to the surface of the first planarizing film 4 so as to have a uniform thickness.

次に、図4(a)および図4(b)に示すように、マスク15を用いて、ポジ型フォトレジスト5aに光を照射する。マスク15において開口部が形成されたパターンが無い部分の直下のポジ型フォトレジスト5aは、開口部を透過した光によって露光される。一方、マスク15においてパターンがある部分の直下のポジ型フォトレジスト5aは、パターンによって光が遮られるため、露光されない。したがって、光照射の後、現像工程を経ると、マスク15のパターンに相当する箇所にのみポジ型フォトレジスト5aが残存することになり、第1平坦化膜4の表面にGのカラーフィルタ5が形成される。このとき、マスク15には、半導体基板1にマトリクス状に形成された複数の受光部2に対して、行方向に1つおきに、列方向にも1つおきに、各Gのカラーフィルタ5が配置されるように、複数の開口部が形成されている。すなわち、受光面上に市松模様の複数のGのカラーフィルタ5が形成されるように複数の開口部が形成されている。また、マスク15には、各Gのカラーフィルタ5の中央部分に孔が開けられるように、各Gのカラーフィルタ5の中央部分を露光するための開口部が複数形成されている。なお、カラーフィルタ5の中央部分の孔の形状は問わない。例えば、孔は円形形状では無く、多角形形状であってもよい。   Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, the positive photoresist 5 a is irradiated with light using a mask 15. The positive photoresist 5a immediately below the portion of the mask 15 where the opening is formed and where there is no pattern is exposed by light transmitted through the opening. On the other hand, the positive photoresist 5a immediately below the portion of the mask 15 where the pattern is present is not exposed because light is blocked by the pattern. Therefore, after the light irradiation, when a development process is performed, the positive photoresist 5a remains only in a portion corresponding to the pattern of the mask 15, and the G color filter 5 is formed on the surface of the first planarizing film 4. It is formed. At this time, each of the G color filters 5 is provided on the mask 15 every other row direction and every other column direction with respect to the plurality of light receiving portions 2 formed in a matrix on the semiconductor substrate 1. A plurality of openings are formed so as to be arranged. That is, a plurality of openings are formed so that a plurality of G color filters 5 having a checkered pattern are formed on the light receiving surface. The mask 15 is formed with a plurality of openings for exposing the central portion of each G color filter 5 so that a hole is formed in the central portion of each G color filter 5. The shape of the hole in the central portion of the color filter 5 is not limited. For example, the hole may have a polygonal shape instead of a circular shape.

次に、図5(a)および図5(b)に示すように、Gのカラーフィルタ5および第1平坦化膜4の全体を覆うように、青色に着色されたポジ型フォトレジスト6aをスピンコートにより塗布する。   Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, a positive photoresist 6a colored in blue is spun so as to cover the entire G color filter 5 and the first planarizing film 4. Apply by coat.

次に、図6(a)および図6(b)に示すように、マスク16を用いて、ポジ型フォトレジスト6aに光を照射する。マスク16において開口部が形成されたパターンが無い部分の直下のポジ型フォトレジスト6aは、開口部を透過した光によって露光される。一方、マスク16においてパターンがある部分の直下のポジ型フォトレジスト6aは、パターンによって光が遮られるため、露光されない。したがって、光照射の後、現像工程を経ると、マスク16のパターンに相当する箇所にのみポジ型フォトレジスト6aが残存することになり、第1平坦化膜4の表面にBのカラーフィルタ6、6’が形成される。このとき、マスク16には、マスク16の図6(a)で示す部分において、Gのカラーフィルタ5の上方に位置にするように開口部が形成され、マスク16の図6(b)で示す部分において、全領域にわたって開口部が形成されている。   Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, the positive photoresist 6 a is irradiated with light using a mask 16. The positive photoresist 6a immediately below the portion of the mask 16 where the opening is formed and where there is no pattern is exposed to light transmitted through the opening. On the other hand, the positive photoresist 6a directly under the portion where the pattern is present in the mask 16 is not exposed because light is blocked by the pattern. Therefore, after the light irradiation, after a development process, the positive photoresist 6a remains only in a portion corresponding to the pattern of the mask 16, and the B color filter 6 on the surface of the first planarizing film 4 6 'is formed. At this time, an opening is formed in the mask 16 so as to be positioned above the G color filter 5 in the portion of the mask 16 shown in FIG. 6A, and the mask 16 shown in FIG. In the portion, an opening is formed over the entire region.

次に、図7(a)および図7(b)に示すように、Gのカラーフィルタ5およびBのカラーフィルタ6、6’の全体を覆うように、赤色に着色されたポジ型フォトレジスト7aをスピンコートにより塗布する。   Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, a positive photoresist 7a colored in red so as to cover the entire G color filter 5 and B color filters 6, 6 ′. Is applied by spin coating.

次に、図8(a)および図8(b)に示すように、マスク17を用いて、ポジ型フォトレジスト7aに光を照射する。マスク17において開口部が形成されたパターンが無い部分の直下のポジ型フォトレジスト7aは、開口部を透過した光によって露光される。一方、マスク17においてパターンがある部分の直下のポジ型フォトレジスト7aは、パターンによって光が遮られるため、露光されない。したがって、光照射の後、現像工程を経ると、マスク17のパターンに相当する箇所にのみポジ型フォトレジスト7aが残存することになり、第1平坦化膜4の表面にRのカラーフィルタ7、7’が形成される。このとき、マスク17には、図8(a)で示す部分において、全領域にわたって開口部が形成され、図8(b)で示す部分において、Gのカラーフィルタ5の上方に位置にするように開口部が形成されている。   Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, the positive photoresist 7 a is irradiated with light using a mask 17. The positive photoresist 7a immediately below the portion of the mask 17 where the opening is formed and where there is no pattern is exposed by light transmitted through the opening. On the other hand, the positive photoresist 7a immediately below the portion where the pattern is present in the mask 17 is not exposed because light is blocked by the pattern. Therefore, after the light irradiation, after a development process, the positive photoresist 7a remains only in a portion corresponding to the pattern of the mask 17, and the R color filter 7 on the surface of the first planarizing film 4 7 'is formed. At this time, in the portion shown in FIG. 8A, an opening is formed over the entire area of the mask 17 so that the mask 17 is positioned above the G color filter 5 in the portion shown in FIG. 8B. An opening is formed.

最後に、Gのカラーフィルタ5、Bのカラーフィルタ6、6’、およびRのカラーフィルタ7、7’からなるカラーフィルタ層の上に、アクリル樹脂をスピンコートにより塗布し、加熱乾燥させることにより、第2平坦化膜8を形成する。その後、第2平坦化膜8の表面にマイクロレンズ9を形成する。これにより、図2(a)、(b)に示したカラー固体撮像装置が完成する。   Finally, an acrylic resin is applied onto the color filter layer composed of the G color filter 5, the B color filters 6, 6 ', and the R color filters 7, 7' by spin coating, followed by heating and drying. Then, the second planarizing film 8 is formed. Thereafter, a microlens 9 is formed on the surface of the second planarizing film 8. As a result, the color solid-state imaging device shown in FIGS. 2A and 2B is completed.

以上のように、本実施の形態のカラー固体撮像装置の製造方法によれば、ライン濃淡特性の良いカラー固体撮像装置を実現できる。   As described above, according to the manufacturing method of the color solid-state imaging device of the present embodiment, a color solid-state imaging device with good line density characteristics can be realized.

以上、本発明の固体撮像装置およびその製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態の限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。   As described above, the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention have been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to this embodiment. The present invention includes various modifications made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、G、B、Rの順にカラーフィルタを形成する例を示したが、カラーフィルタを形成する順番はこれに限定されず、任意の順序で良い。また、ポジ型フォトレジストを用いるとしたが、ネガ型フォトレジストを用いてもよい。この場合には、光を透過させる領域と遮る領域とが逆になるように、マスク15、16、17のパターンを変更すれば良い。また、上記実施の形態ではフォトリソグラフィーにてカラーフィルタを形成したが、エッチングによりカラーフィルタを形成してもよい。この場合には、Gのカラーフィルタ5にエッチングにより孔を開けて、その孔に他のBやRのカラーフィルタを流し込んでRのカラーフィルタ7’およびBのカラーフィルタ6’が形成される。   For example, although the example in which the color filters are formed in the order of G, B, and R has been described in the above embodiment, the order in which the color filters are formed is not limited to this, and may be any order. Further, although a positive type photoresist is used, a negative type photoresist may be used. In this case, the patterns of the masks 15, 16, and 17 may be changed so that the light transmitting area and the blocking area are reversed. In the above embodiment, the color filter is formed by photolithography, but the color filter may be formed by etching. In this case, a hole is formed in the G color filter 5 by etching, and another B or R color filter is poured into the hole to form the R color filter 7 ′ and the B color filter 6 ′.

また、上記実施の形態において、カラーフィルタとして、原色フィルタ(赤、緑、青の3色)を用いたが、補色フィルタ(イエロ、シアン、マゼンタ、緑の4色)を用いてもよい。その他、様々なフィルタが有効であるのは言うまでもない。   In the above embodiment, primary color filters (red, green, and blue) are used as color filters, but complementary color filters (four colors of yellow, cyan, magenta, and green) may be used. In addition, it goes without saying that various filters are effective.

また、上記実施の形態において、カラー固体撮像装置はCCDイメージセンサにより構成されるとしたが、CMOSイメージセンサにより構成されても同様の効果が得られるのは言うまでもない。   In the above embodiment, the color solid-state imaging device is constituted by a CCD image sensor, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if constituted by a CMOS image sensor.

また、上記実施の形態において、カラーフィルタとしてベイヤ配列のカラーフィルタを用いた。しかし、隣り合う受光部2の上に透過波長の異なるカラーフィルタが配置され、隣り合う受光部2の上のカラーフィルタが2次元状に連続しない配列のカラーフィルタであればこれに限られない。   In the above embodiment, a Bayer color filter is used as the color filter. However, the present invention is not limited to this as long as color filters having different transmission wavelengths are arranged on the adjacent light receiving portions 2 and the color filters on the adjacent light receiving portions 2 are arranged in a two-dimensional array.

また、上記実施の形態に係るカラー固体撮像装置をデジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラに用いてもよい。この場合には、ライン濃淡およびフリッカの少ないカメラを実現することができる。   The color solid-state imaging device according to the above embodiment may be used for a digital still camera or a digital movie camera. In this case, a camera with less line shading and flicker can be realized.

本発明は、カラー固体撮像装置、その製造方法およびカメラに利用できる。   The present invention can be used for a color solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and a camera.

本発明の実施の形態に係る原色カラーフィルタの色配置の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color arrangement | positioning of the primary color filter which concerns on embodiment of this invention. (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. FIG. 2B is a sectional view of the color solid-state imaging device (a sectional view taken along line b-b ′ in FIG. 1). (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. (B) It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device (sectional drawing in the b-b 'line of FIG. 1). (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. (B) It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device (sectional drawing in the b-b 'line of FIG. 1). (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. (B) It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device (sectional drawing in the b-b 'line of FIG. 1). (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. (B) It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device (sectional drawing in the b-b 'line of FIG. 1). (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. (B) It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device (sectional drawing in the b-b 'line of FIG. 1). (a)本実施の形態に係るカラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のa−a’線における断面図)である。(b)同カラー固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図(図1のb−b’線における断面図)である。(A) It is sectional drawing (sectional drawing in the a-a 'line of FIG. 1) for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device concerning this Embodiment. (B) It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the color solid-state imaging device (sectional drawing in the b-b 'line of FIG. 1). 特許文献1に記載の従来のカラー固体撮像装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional color solid-state imaging device of patent document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
1a ウエル領域
2 受光部
3 転送電極
4 第1平坦化膜
5 Gのカラーフィルタ
5a、6a、7a ポジ型フォトレジスト
6、6’ Bのカラーフィルタ
7、7’ Rのカラーフィルタ
8 第2平坦化膜
9 マイクロレンズ
11 画素部
15、16、17 マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 1a Well area | region 2 Light-receiving part 3 Transfer electrode 4 1st planarization film 5 G color filter 5a, 6a, 7a Positive type photoresist 6, 6 'B color filter 7, 7' R color filter 8 First 2 Planarizing film 9 Microlens 11 Pixel part 15, 16, 17 Mask

Claims (7)

半導体基板内にマトリクス状に形成された複数の受光部と、
前記複数の受光部の上に配置されたカラーフィルタ層とを備え、
所定の前記受光部の上の前記カラーフィルタ層では、透過波長の異なるカラーフィルタが2次元状に配置される
ことを特徴とする固体撮像装置。
A plurality of light receiving parts formed in a matrix in a semiconductor substrate;
A color filter layer disposed on the plurality of light receiving parts,
A solid-state imaging device, wherein color filters having different transmission wavelengths are two-dimensionally arranged in the color filter layer on a predetermined light receiving unit.
前記所定の受光部の上のカラーフィルタ層では、第1透過波長のカラーフィルタおよび第2透過波長のカラーフィルタが2次元状に配置され、
前記所定の受光部の隣に位置する前記受光部の上の前記カラーフィルタ層では、第3透過波長のカラーフィルタが配置される
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
In the color filter layer on the predetermined light receiving portion, the color filter of the first transmission wavelength and the color filter of the second transmission wavelength are two-dimensionally arranged,
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a color filter having a third transmission wavelength is disposed in the color filter layer on the light receiving unit located next to the predetermined light receiving unit.
前記所定の受光部の上のカラーフィルタ層では、前記所定の受光部の略中心部分の上方に前記第1透過波長のカラーフィルタが配置され、前記所定の受光部の略中心部分の周辺部分の上方に前記第2透過波長のカラーフィルタが配置される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体撮像装置。
In the color filter layer on the predetermined light receiving portion, the color filter having the first transmission wavelength is disposed above a substantially central portion of the predetermined light receiving portion, and a peripheral portion of the substantially central portion of the predetermined light receiving portion. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a color filter having the second transmission wavelength is disposed above.
前記第1透過波長は、赤色光又は青色光の波長であり、
前記第2透過波長は、緑色光の波長である
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。
The first transmission wavelength is a wavelength of red light or blue light,
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the second transmission wavelength is a wavelength of green light.
請求項1に記載の固体撮像装置を製造する方法であって、
半導体基板内に複数の受光部を形成する受光部形成工程と、
前記複数の受光部の上にカラーフィルタを形成し、前記カラーフィルタに孔を開ける孔開け工程と、
前記孔に前記孔が開けられたカラーフィルタとは異なる透過波長のカラーフィルタを埋め込む埋め込み工程とを含む
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing the solid-state imaging device according to claim 1,
A light receiving portion forming step of forming a plurality of light receiving portions in the semiconductor substrate;
Forming a color filter on the plurality of light receiving portions, and forming a hole in the color filter; and
A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: embedding a color filter having a transmission wavelength different from that of the color filter having the hole formed therein.
前記カラーフィルタの形成、前記カラーフィルタの孔開け、および前記カラーフィルタの埋め込みは、フォトリソグラフィーにより行われる
ことを特徴とする請求項5に記載の固体撮像装置の製造方法。
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 5, wherein the formation of the color filter, the perforation of the color filter, and the embedding of the color filter are performed by photolithography.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体撮像装置を備える
ことを特徴とするカメラ。
A camera comprising the solid-state imaging device according to claim 1.
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