JP2009080313A - Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method - Google Patents

Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2009080313A
JP2009080313A JP2007249688A JP2007249688A JP2009080313A JP 2009080313 A JP2009080313 A JP 2009080313A JP 2007249688 A JP2007249688 A JP 2007249688A JP 2007249688 A JP2007249688 A JP 2007249688A JP 2009080313 A JP2009080313 A JP 2009080313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color filter
forming
color
film
translucent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007249688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Kondo
龍也 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2007249688A priority Critical patent/JP2009080313A/en
Publication of JP2009080313A publication Critical patent/JP2009080313A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high sensitive solid-state imaging element which can increase the light amount to the photoelectric converter such as a photo diode and prevent color mixing and color shading. <P>SOLUTION: The color filter is disposed facing respective photoelectric conversion areas constituting pixels to separate the lights entering the photoelectric conversion areas into colors for the respective pixels. The color filters have first color filters selectively passing a first color and second color filters selectively passing a second color different from the first color, both arranged in parallel. The first and second color filters are adjoining each other through light transmissive areas which are working as white pixels and surrounded by the side walls covered with reflective films. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子、およびその製造方法にかかり、特に高感度のカラーセンサを形成するためのカラーフィルタに関する。   The present invention relates to a color filter, a manufacturing method thereof, a solid-state imaging device using the same, and a manufacturing method thereof, and particularly relates to a color filter for forming a highly sensitive color sensor.

近年、固体撮像素子の高精細化は進む一方であり、この高精細化に伴う感度の低下を防ぐ為に、半導体基板上の複数の光電変換領域に対応して設けられるマイクロレンズやカラーフィルタ同士の配置間隔を極力狭くすることが求められている。このような固体撮像素子では、マイクロレンズやカラーフィルタの境界の部分に入射される光までをも有効利用しようとするが、マイクロレンズやカラーフィルタ同士の配置間隔が狭いために、マイクロレンズの境界とカラーフィルタの境界との位置のわずかなずれが混色を生み出したり、色シェーディング(色ムラ)の原因となってしまうことがある。   In recent years, the resolution of solid-state image sensors has been increasing, and in order to prevent a decrease in sensitivity due to the increase in resolution, microlenses and color filters provided corresponding to a plurality of photoelectric conversion regions on a semiconductor substrate are arranged. It is demanded to reduce the arrangement interval of the as much as possible. In such a solid-state imaging device, it is intended to effectively use even light incident on the boundary portion of the microlens and the color filter. However, because the arrangement interval between the microlens and the color filter is narrow, the boundary of the microlens A slight misalignment between the color filter and the boundary of the color filter may cause color mixing or cause color shading (color unevenness).

そこでこのような問題を解決するため、カラーフィルタを、ドライエッチングを用いてパターニングし、高精度化をはかる方法が提案されている。
例えばその1つに、最初に形成される色フィルタの不要部とその下層の平坦化層とをドライエッチングでパターニングする方法がある(特許文献1)。
また、最初に形成される色フィルタをドライエッチングでパターニングする方法も提案されている(特許文献2)。
Therefore, in order to solve such a problem, a method has been proposed in which the color filter is patterned using dry etching to achieve high accuracy.
For example, as one of the methods, there is a method of patterning an unnecessary portion of a color filter formed first and a flattening layer thereunder by dry etching (Patent Document 1).
A method of patterning a color filter formed first by dry etching has also been proposed (Patent Document 2).

これらの方法により、カラーフィルタの高精度化をはかることはできるが、高解像度化への要求が高まるにつれ、固体撮像素子の高感度化への要求は高まる一方であった。   Although these methods can improve the accuracy of the color filter, the demand for higher sensitivity of the solid-state imaging device has been increasing as the demand for higher resolution has increased.

特開2006−222291号公報JP 2006-222291 A 特開2006−222290号公報JP 2006-222290 A

しかしながら、特許文献1および2の構造では、カラーフィルタのパターン精度自体は向上するが、高感度化には限界があった。   However, in the structures of Patent Documents 1 and 2, the pattern accuracy of the color filter itself is improved, but there is a limit to increasing the sensitivity.

このような状況の中で、固体撮像素子においては、高感度化、高解像度化、への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。このような状況の中で、チップサイズを大型化することなく高解像度を得るためには、混色や色シェーディングを防ぎつつ、単位画素あたりの面積を縮小し、高集積化を図る一方で、高感度化つまりは、カラーフィルタの透過率を向上し、フォトダイオードに導く光量の増大を図ることが、極めて重要な課題となっている。   Under such circumstances, the demand for higher sensitivity and higher resolution is increasing in the solid-state imaging device, and the number of imaging pixels is increasing to more than gigapixels. Under these circumstances, in order to obtain high resolution without increasing the chip size, while preventing color mixing and color shading, the area per unit pixel is reduced and high integration is achieved. In order to increase sensitivity, it is an extremely important issue to improve the transmittance of the color filter and increase the amount of light guided to the photodiode.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、高感度でかつ、混色や色シェーディングの発生を抑制することの可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that has high sensitivity and can suppress color mixing and color shading.

そこで本発明のカラーフィルタは、画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、前記カラーフィルタは、ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填され、第1の色を選択的に透過する第1のカラーフィルタと、前記第1の色とは異なる第2の色を選択的に透過する第2のカラーフィルタとを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填された第1および第2のカラーフィルタを具備しており、透過率の高い、ホワイト画素分の情報を周辺のホワイト画素に比べ透過率の低いカラーフィルタを具備した画素で、補完(利用)することで、感度の向上をはかることができる。
Therefore, the color filter of the present invention is a color filter that is disposed so as to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel and separates light incident on the photoelectric conversion region for each pixel, The color filter includes a light-transmitting region that constitutes a white pixel, a first color filter that is filled in a recess formed in the light-transmitting region and selectively transmits a first color, and the first color filter. And a second color filter that selectively transmits a second color different from the first color.
According to this configuration, the light-transmitting region constituting the white pixel and the first and second color filters filled in the concave portions formed in the light-transmitting region are provided, and the transmittance is high. Sensitivity can be improved by supplementing (using) information for white pixels with pixels having a color filter having lower transmittance than the surrounding white pixels.

また本発明は、上記固体撮像素子において、前記第1および第2のカラーフィルタは、周囲にホワイト画素を構成する透光性領域を介して隣接するように配置され、前記透光性領域の前記凹部の内壁のうち、側壁は反射性層で被覆されたものを含む。
この構成により、すべてのカラー画素の間に配置されたホワイト画素の側壁を反射性層で被覆することで、混色を防止することができ、画質の向上をはかることができる。
In the solid-state imaging device according to the aspect of the invention, the first and second color filters may be disposed adjacent to each other via a light-transmitting region that forms a white pixel around the first color filter. Of the inner walls of the recess, the side walls include those coated with a reflective layer.
With this configuration, the side walls of the white pixels arranged between all the color pixels are covered with the reflective layer, so that color mixing can be prevented and the image quality can be improved.

本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、反射性の金属層であるものを含む。   The present invention includes the color filter, wherein the reflective layer is a reflective metal layer.

本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、前記透光性領域に対して所定の屈折率差を有し、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたものを含む。   The present invention provides the color filter, wherein the reflective layer has a predetermined refractive index difference with respect to the translucent region, and incident light is transmitted at an interface between the reflective layer and the translucent region. Including those formed so as to reflect.

本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、多層膜であり、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたものを含む。   The present invention includes the color filter, wherein the reflective layer is a multilayer film and is formed so that incident light can be reflected at an interface between the reflective layer and the translucent region.

本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層は、前記凹部の内壁を構成する前記透光性領域を覆う密着性膜を介して形成されたものを含む。   The present invention includes the color filter, wherein the reflective layer is formed through an adhesive film that covers the translucent region constituting the inner wall of the recess.

本発明は、前記カラーフィルタにおいて、前記反射性層を覆うように、前記凹部の内壁を被覆するように一体的に形成された保護層を有するものを含む。   The present invention includes the color filter having a protective layer integrally formed so as to cover the inner wall of the concave portion so as to cover the reflective layer.

本発明は、前記カラーフィルタにおいて、透光性領域が、前記光電変換領域上に形成された透光性樹脂層で構成されたものを含む。   The present invention includes the color filter in which the translucent region is composed of a translucent resin layer formed on the photoelectric conversion region.

本発明は、前記カラーフィルタが、光電変換部の上層に平坦化膜を介して形成されたものを含む。
この構成により、高精度のカラーフィルタのパターン形成が可能となる。
The present invention includes the color filter formed on the upper layer of the photoelectric conversion portion via a planarizing film.
With this configuration, a highly accurate color filter pattern can be formed.

本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記透光性領域が前記光電変換部の上層に形成された平坦化膜であり、前記平坦化膜に前記凹部が形成されたものを含む。   The present invention includes the color filter, wherein the translucent region is a planarization film formed in an upper layer of the photoelectric conversion unit, and the recess is formed in the planarization film.

本発明は、前記カラーフィルタが、前記反射性層は、前記側壁全体を被覆するように形成されたものを含む。   The present invention includes the color filter in which the reflective layer is formed so as to cover the entire side wall.

本発明は、前記カラーフィルタが、前記反射性層は、前記側壁の上縁部を被覆するように形成されたものを含む。   The present invention includes the color filter in which the reflective layer is formed so as to cover an upper edge portion of the side wall.

本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記第1および第2のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成するものを含む。
この構成により、フィルタの位置ずれに対する許容性がさらに向上する。
The present invention includes the color filter, wherein the first and second color filters constitute a tapered surface whose width or diameter decreases as the photoelectric conversion unit is approached.
With this configuration, the tolerance for displacement of the filter is further improved.

本発明は、前記カラーフィルタは、さらに第3の色を選択的に透過する第3のカラーフィルタを含むものである。
この構成により、フルカラー化が可能となる。
In the present invention, the color filter further includes a third color filter that selectively transmits the third color.
With this configuration, full color can be achieved.

本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記カラーフィルタは、前記透光性領域で構成されるホワイト画素および第1乃至第3のカラーフィルタが、色毎に異なる面積を持つように構成されたものを含む。
この構成により、この面積比を変えることで、各種補正を行うことができる。また、色毎にあらかじめフォトダイオードの感度を測定しておき、この感度差を補正するように面積比を調整するようにすれば、色による感度差を補正することができる。
According to the present invention, in the color filter, the color filter is configured such that the white pixel and the first to third color filters formed of the light-transmitting region have different areas for each color. Including.
With this configuration, various corrections can be performed by changing the area ratio. Further, if the sensitivity of the photodiode is measured in advance for each color and the area ratio is adjusted so as to correct this sensitivity difference, the sensitivity difference due to the color can be corrected.

本発明は、上記カラーフィルタにおいて、前記カラーフィルタは、周縁部と中心部とで、前記透光性領域と前記カラーフィルタとの面積比が異なるものを含む。
この構成により、色毎のシェーディングやシェーディングの色間差をきわめて小さくすることができる。
According to the present invention, in the color filter, the color filter includes a peripheral portion and a central portion having different area ratios between the translucent region and the color filter.
With this configuration, shading for each color and the difference between shading colors can be made extremely small.

本発明は、上記カラーフィルタを備え、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを具備し、少なくとも光電変換部の上層に前記カラーフィルタを形成してなる。
この構成により、上述したように高感度の固体撮像素子を得ることができる。
The present invention includes a photoelectric conversion unit that includes the color filter and includes a plurality of photoelectric conversion regions constituting pixels, a charge transfer unit that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and a charge transfer unit. And a peripheral circuit portion including a wiring layer to be connected, and the color filter is formed at least above the photoelectric conversion portion.
With this configuration, a highly sensitive solid-state imaging device can be obtained as described above.

また、上記固体撮像素子において、前記光電変換領域ごとの特性に応じて前記カラーフィルタを構成する第1乃至第3のカラーフィルタの前記透光性領域との面積比が異なるように調整するようにしてもよい。
この構成により、面積比を変えて領域毎に感度調整を行うことができ、固体撮像素子の特性の均一化をはかることができる。
In the solid-state imaging device, the area ratio of the first to third color filters constituting the color filter to the light-transmitting region may be adjusted according to the characteristics of each photoelectric conversion region. May be.
With this configuration, sensitivity can be adjusted for each region by changing the area ratio, and the characteristics of the solid-state imaging device can be made uniform.

また、上記固体撮像素子において、前記固体撮像素子を構成する画像撮像領域の中心部と周縁部とで、前記カラーフィルタを構成する第1乃至第3のカラーフィルタの前記透光性領域との面積比が異なるように調整されるようにしてもよい。
この構成により、1固体撮像素子内の特性の均一化をはかることができる。
Further, in the solid-state imaging device, the area of the first to third color filters constituting the color filter with the central portion and the peripheral portion of the image imaging region constituting the solid-state imaging device. You may make it adjust so that ratio may differ.
With this configuration, it is possible to make the characteristics in one solid-state imaging device uniform.

本発明は、基体表面に、第1の色のカラーフィルタを構成する第1のカラーフィルタと、前記第1の色とは異なる第2の色のカラーフィルタを構成する第2のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、前記基体表面に、各色のカラーフィルタを囲むホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、前記透光性膜にカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、前記基体表面にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含む。
この構成により、透光性膜に開口を形成し、この開口の側壁に反射性膜を形成し、カラーフィルタを充填するようにしているため、混色を容易に低減することができ、位置合わせも容易で信頼性の高いものとなる。
According to the present invention, a first color filter constituting a color filter of a first color and a second color filter constituting a color filter of a second color different from the first color are formed on a substrate surface. A method for producing an arrayed color filter, the method comprising: forming on the surface of the substrate a translucent film serving as a translucent region as a white pixel surrounding each color filter; and the translucent film Forming an opening for forming a color filter, and filling the substrate surface with a color filter material.
With this configuration, an opening is formed in the translucent film, a reflective film is formed on the side wall of the opening, and the color filter is filled, so that color mixing can be easily reduced and alignment is also achieved. Easy and reliable.

また、この方法により、透光性領域を形成するための透光性膜を形成しておき、各色の形成領域に開口を形成しながら、対応する色のカラーフィルタ材料を形成し、平坦化するようにしているため、高精度に位置決めされたカラーフィルタを形成することが可能となる。また、透光性領域によって隣接する色のカラーフィルタが分離されているため、膜中の染料含有率を高めた薄型化に際しても混色のおそれもなく高精度のパターン形成が可能となる。さらにまた、ドライエッチングにより第1の色のカラーフィルタ材料をパターニングすれば、基体表面に残留部が形成されたり、残渣が付着したりすることもなく、急峻なパターンエッジを持つ高精度のパターンを形成することが可能となる。また、平坦化工程により、上層に第1の色のカラーフィルタ材料が付着している場合にも確実に除去され、残留を防止することができる。隣接する色のカラーフィルタ同士の段差をより低減することができ、さらなる混色の防止や薄型化が可能となる。   Also, by this method, a light-transmitting film for forming a light-transmitting region is formed, and a color filter material of a corresponding color is formed and flattened while forming an opening in each color forming region. Therefore, it is possible to form a color filter positioned with high accuracy. In addition, since the color filters of adjacent colors are separated by the translucent region, a highly accurate pattern can be formed without fear of color mixing even when the thickness of the film is increased to reduce the dye content. Furthermore, if the color filter material of the first color is patterned by dry etching, a high-precision pattern having a steep pattern edge can be formed without forming a residual portion on the substrate surface or adhering the residue. It becomes possible to form. Further, the flattening step can surely remove the color filter material of the first color on the upper layer and prevent the residue from remaining. The step between adjacent color filters can be further reduced, and further color mixing can be prevented and the thickness can be reduced.

本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタ材料を充填する工程に先立ち、前記開口の側壁を覆うように反射性膜を形成する工程と、前記開口に反射性膜の形成された基体表面にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含む。   According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, prior to the step of filling the color filter material, a step of forming a reflective film so as to cover a side wall of the opening, and a step of forming the reflective film in the opening Filling the surface of the substrate with a color filter material.

本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記透光性膜の一部を残すように開口を形成する工程を含む。
この構成によれば、すべてのカラーフィルタの位置を1つの工程で決定できるので精度の向上をはかることができるという効果がある。
The present invention includes the step of forming an opening so as to leave a part of the translucent film in the method for manufacturing a color filter.
According to this configuration, since the positions of all the color filters can be determined in one step, there is an effect that accuracy can be improved.

本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記反射性膜を形成する工程は、前記開口の形成された前記基体表面に反射性膜を形成する工程と、異方性エッチングにより、前記側壁にのみ前記反射性膜を残留させる工程とを含む。   According to the present invention, in the color filter manufacturing method, the step of forming the reflective film includes the step of forming the reflective film on the surface of the substrate on which the opening is formed, and the side wall by anisotropic etching. And leaving the reflective film only.

本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記反射性膜を形成する工程に先立ち、前記開口の形成された前記基体表面に密着性膜を形成する工程を含む。   The present invention includes the step of forming an adhesive film on the surface of the substrate in which the opening is formed, prior to the step of forming the reflective film, in the method for manufacturing a color filter.

本発明は、基体表面に、第1の色のカラーフィルタを構成する第1のカラーフィルタと、前記第1の色とは異なる第2の色のカラーフィルタを構成する第2のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、前記基体表面に、第1のカラーフィルタおよび第2のカラーフィルタが離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、各色のカラーフィルタのパターンを覆うようにホワイト画素を構成する透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む。
この構成によれば、容易にカラーフィルタの上層を透光性領域が覆う構造のカラーフィルタを容易に形成することができる
According to the present invention, a first color filter constituting a color filter of a first color and a second color filter constituting a color filter of a second color different from the first color are formed on a substrate surface. A method of manufacturing an arrayed color filter, the method comprising: forming a color filter pattern in which a first color filter and a second color filter are spaced apart from each other on the surface of the substrate; Forming a translucent material for forming a translucent region constituting the white pixel so as to cover the pattern of the color filter.
According to this configuration, it is possible to easily form a color filter having a structure in which the transparent layer covers the upper layer of the color filter.

本発明は、上記カラーフィルタの製造方法において、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含む。   The present invention includes the step of forming a reflective film on a side wall of the color filter in the method for manufacturing a color filter.

本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含む。   The present invention includes the step of forming a reflective film on the side wall of the color filter in the method for manufacturing a solid-state imaging device.

本発明は、上記固体撮像素子の製造方法であって、前記透光性材料の一部がレンズ面を構成するように、レンズ加工を行う工程とを含む。その際、透光性材料としてレンズを構成するレンズ材を使用しても良い。
この構成によれば、レンズと透光性材料とが一体化されるため、より薄型化をはかることができる。
The present invention is a method of manufacturing the solid-state imaging device, and includes a step of performing lens processing so that a part of the translucent material constitutes a lens surface. In that case, you may use the lens material which comprises a lens as a translucent material.
According to this structure, since a lens and a translucent material are integrated, thickness reduction can be achieved.

また本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第1の色が、例えば青色であり、前記第2の色が、例えば赤色であり、前記第3の色が、緑色であるものを含む。   In addition, the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention includes a method in which the first color is, for example, blue, the second color is, for example, red, and the third color is green.

この方法により、フルカラーの固体撮像素子を効率よく形成することができる。   By this method, a full-color solid-state imaging device can be efficiently formed.

また本発明の固体撮像素子の製造方法は、画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、前記基体表面に、第1のカラーフィルタを形成する工程と、この上層に透光性材料を形成し、この透光性材料に第2のカラーフィルタを形成するための開口を形成する開口形成工程と、開口に第2のカラーフィルタを形成する工程とを含む。   The solid-state imaging device manufacturing method of the present invention includes a photoelectric transfer unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, and a charge transfer including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit. Forming a first color filter on the surface of the base on the surface of the base on which the portion and a peripheral circuit including a wiring layer connected to the charge transfer portion are formed, and a translucent material on the upper layer Forming an opening for forming an opening for forming the second color filter in the translucent material, and forming the second color filter in the opening.

本発明のカラーフィルタによれば、混色を防止しつつ透過率の向上をはかることができる。
すなわち、製造が容易で、薄く、透過損失の少ないカラーフィルタを得ることができる、また、反射性膜で覆われたホワイト画素としての透光性領域を備えているため、より混色のないカラーフィルタを形成することができる。
また各色のカラーフィルタの領域は透光性領域に形成する開口のパターンで規定されるため、パターンエッジを垂直(急峻)にすることができ、パターン精度の向上をはかることができ、混色の抑制をはかることができる。
加えてカラーフィルタの顔料や染料の付着(残渣)に伴う、しみ、むらの改善をはかることができる。
このカラーフィルタの製造方法を用いた固体撮像素子の製造方法によれば、カラーフィルタの混色を防ぐとともに薄型化を実現することができ、薄型で微細な高感度の固体撮像素子を提供することができる。
さらにまた色シェーディングの補正が容易である。
さらにまたカラーフィルタの位置ずれに対する許容度も大きい。
According to the color filter of the present invention, it is possible to improve the transmittance while preventing color mixing.
That is, a color filter that is easy to manufacture, can be obtained with a thin color filter with little transmission loss, and has a light-transmitting region as a white pixel covered with a reflective film. Can be formed.
The color filter area for each color is defined by the pattern of openings formed in the translucent area, so that the pattern edge can be made vertical (steep), the pattern accuracy can be improved, and color mixing can be suppressed. Can be measured.
In addition, it is possible to improve stains and unevenness due to adhesion (residue) of pigments and dyes on the color filter.
According to the solid-state imaging device manufacturing method using this color filter manufacturing method, it is possible to prevent color mixing of the color filter and to achieve a reduction in thickness, and to provide a thin and fine high-sensitivity solid-state imaging device. it can.
Furthermore, it is easy to correct color shading.
Furthermore, the tolerance for the positional deviation of the color filter is large.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施の形態で説明するカラーフィルタは、例えば固体撮像素子に用いられるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The color filter described in the present embodiment is used for a solid-state image sensor, for example.

(実施の形態1)
図1乃至4は、本発明の実施の形態1のカラーフィルタの製造方法を説明するための概略説明図であり、各図において、(a)は断面図、(b)は平面模式図である。
このカラーフィルタの製造方法は、基体表面に、ホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、この透光性膜にドライエッチングによりカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、この開口にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含むことを特徴とするものである。
(Embodiment 1)
1 to 4 are schematic explanatory views for explaining a method of manufacturing a color filter according to the first embodiment of the present invention. In each drawing, (a) is a cross-sectional view and (b) is a schematic plan view. .
This color filter manufacturing method includes a step of forming a translucent film serving as a translucent region as a white pixel on a substrate surface, and an opening for forming a color filter by dry etching on the translucent film. And a step of filling the opening with a color filter material.

まず、図1に示すように、シリコン基板1上に光電変換部(図示せず)と電荷転送部(図示せず)とを形成し、表面にアクリル樹脂などからなる透光性材料で構成された平坦化膜(透光性領域)70を形成する。   First, as shown in FIG. 1, a photoelectric conversion part (not shown) and a charge transfer part (not shown) are formed on a silicon substrate 1, and the surface is made of a translucent material made of acrylic resin or the like. A flattening film (translucent region) 70 is formed.

ついで、図2(a)および(b)に示すように、フォトリソグラフィによって形成されたレジストパターン(図示せず)をマスクとして反応性イオンエッチング(異方性エッチング)により、開口Tを形成する。
この後、図3(a)および(b)に示すように、この開口Tのうち、グリーンカラーフィルタ50Gを形成する領域以外にレジストマスク(図示せず)を形成し、グリーンカラーフィルタを充填する。
さらに、図4(a)および(b)に示すように、この開口Tのうち、赤色カラーフィルタ50Rを形成する領域以外にレジストマスク(図示せず)を形成し、赤色カラーフィルタを充填し、ついで、この開口Tのうち、ブルーカラーフィルタ50Bを形成する領域以外にレジストマスク(図示せず)を形成し、ブルーカラーフィルタを充填する。
Next, as shown in FIGS. 2A and 2B, an opening T is formed by reactive ion etching (anisotropic etching) using a resist pattern (not shown) formed by photolithography as a mask.
Thereafter, as shown in FIGS. 3A and 3B, a resist mask (not shown) is formed in the opening T in a region other than the region where the green color filter 50G is to be formed, and the green color filter is filled. .
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, a resist mask (not shown) is formed in the opening T other than the region where the red color filter 50R is formed, and the red color filter is filled. Next, a resist mask (not shown) is formed in the opening T other than the region where the blue color filter 50B is to be formed, and the blue color filter is filled.

このようにして、容易に、透光性領域をホワイト画素50Wとし、ホワイト画素で各色のカラーフィルタが囲まれたカラーフィルタが精度よく形成される。   In this way, a color filter in which the translucent region is the white pixel 50W and the color filter of each color is surrounded by the white pixel is easily formed with high accuracy.

(実施の形態2)
図5乃至8は、本発明の実施の形態2のカラーフィルタの製造方法を説明するための概略説明図であり、各図において、(a)は断面図、(b)は平面模式図である。
このカラーフィルタの製造方法は、前記実施の形態1に加え、ホワイト画素とカラーフィルタ材料との間に反射性膜50Sを形成したもので、他の構成は前記実施の形態と同様である。
開口Tを形成する工程までは前記実施の形態1で示した図1および図2の工程と同様であり、図2に示したように平坦化膜70で構成され、開口Tの形成された透光性領域に反射性膜50Sとしての窒化シリコン膜をCVD法により形成する(図5(a)および(b))。
この後反応性イオンエッチングにより、全面エッチングを行い開口Tの側壁にのみ窒化シリコン膜を残留させ、反射性膜50Sを形成する(図6(a)および(b))。ここでアクリル樹脂と窒化シリコンとの間の屈折率差により、窒化シリコン膜は反射性膜として作用する。
この後、図7(a)および(b)に示すように、この反射性膜50Sで側壁が覆われた開口Tのうち、グリーンカラーフィルタ50Gを形成する領域以外にレジストマスク(図示せず)を形成し、グリーンカラーフィルタを充填する。
さらに、図8(a)および(b)に示すように、この反射性膜50Sで側壁が覆われた開口Tのうち、赤色カラーフィルタ50Rを形成する領域以外にレジストマスク(図示せず)を形成し、赤色カラーフィルタを充填し、ついで、この反射性膜50Sで側壁が覆われた開口Tのうち、ブルーカラーフィルタ50Bを形成する領域以外にレジストマスク(図示せず)を形成し、ブルーカラーフィルタを充填する。
(Embodiment 2)
5 to 8 are schematic explanatory views for explaining a method of manufacturing a color filter according to the second embodiment of the present invention. In each drawing, (a) is a sectional view and (b) is a schematic plan view. .
In this color filter manufacturing method, in addition to the first embodiment, a reflective film 50S is formed between a white pixel and a color filter material, and other configurations are the same as those of the first embodiment.
The process up to the formation of the opening T is the same as the process of FIGS. 1 and 2 shown in the first embodiment, and is formed of the planarizing film 70 as shown in FIG. A silicon nitride film as the reflective film 50S is formed in the optical region by the CVD method (FIGS. 5A and 5B).
Thereafter, the entire surface is etched by reactive ion etching to leave the silicon nitride film only on the side wall of the opening T, thereby forming the reflective film 50S (FIGS. 6A and 6B). Here, the silicon nitride film acts as a reflective film due to the refractive index difference between the acrylic resin and the silicon nitride.
Thereafter, as shown in FIGS. 7A and 7B, a resist mask (not shown) other than the region where the green color filter 50G is formed in the opening T whose side wall is covered with the reflective film 50S. And filled with a green color filter.
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, a resist mask (not shown) is formed in a region other than the region where the red color filter 50R is formed in the opening T whose side wall is covered with the reflective film 50S. Then, a red color filter is filled, and then a resist mask (not shown) is formed in the opening T whose side wall is covered with the reflective film 50S except for the region where the blue color filter 50B is to be formed. Fill with color filter.

このようにして、容易に、透光性領域をホワイト画素50Wとし、反射性膜50Sで囲まれたホワイト画素で各色のカラーフィルタを囲むカラーフィルタが精度よく形成される。   In this way, the color filter that easily surrounds the color filters of the respective colors with the white pixels surrounded by the reflective film 50S is easily formed with the translucent region as the white pixel 50W.

(実施の形態3)
図9は、本発明の実施の形態3のカラーフィルタを用いた固体撮像素子の断面概略説明図、図10は断面図、図11は平面模式図である(図10は、図11のA−A線断面模式図)。図12(a)および(b)はこのカラーフィルタを説明する模式図(図12(a)は図12(b)のB−B線断面図)、図13乃至図17はこの固体撮像素子におけるカラーフィルタの製造工程を示す工程断面図である。
この固体撮像素子は、図9に示すように、フォトダイオード30の上方には、カラーフィルタ50が側壁を反射性膜50Sで被覆されたフレーム状の透光性領域50Tを介して各色のカラーフィルタ50R,50G,50Bが離間するように分離形成されてなることを特徴とする。なお、ここで透光性領域50Tはホワイト画素を構成し、このホワイト画素に形成された凹部の側壁に反射性膜50Sが形成される。各色のカラーフィルタ材料は、各フォトダイオード30に対向するように、透光性領域50Tを構成する樹脂膜に形成された凹部の側壁に反射性膜を形成し、この開口にそれぞれ各色のカラーフィルタ材料が充填され、第1乃至第3のカラーフィルタとしての赤色のカラーフィルタ50Rと、緑色のカラーフィルタ50Gと、青色のカラーフィルタ50Bとを構成している。ここでは透光性領域50Tを構成する樹脂膜としては、可視光に対して透光性を有するレジスト材料(例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Cシリーズ)や熱硬化性(非感光性)材料などを用いる。また、反射性膜50Sとしてはタングステン膜が用いられるが、アルミニウムなど他の金属膜であってもよい。そしてこの透光性領域50Tに対しフォトリソグラフィまたはドライエッチングでパターニングされた高精度の第1乃至第3の開口パターンが配列されている。このカラーフィルタは、図10および図11に示すように、各フォトダイオード30それぞれに対応するように赤色のカラーフィルタ50Rと、緑色のカラーフィルタ50Gと、青色のカラーフィルタ50Bとが、フィルタ下平坦化膜74上で各パターンエッジが垂直となるように形成され、かつ表面が平坦面を構成したことを特徴とするものである。図11では、各フォトダイオード30に対し、その上方に形成される各色カラーフィルタを示す符号(R,G,B)を付した。
(Embodiment 3)
9 is a schematic cross-sectional explanatory view of a solid-state imaging device using a color filter according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 10 is a cross-sectional view, and FIG. 11 is a schematic plan view (FIG. 10 is an A- (A line cross-sectional schematic diagram). 12A and 12B are schematic diagrams for explaining this color filter (FIG. 12A is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 12B), and FIGS. 13 to 17 are diagrams of the solid-state imaging device. It is process sectional drawing which shows the manufacturing process of a color filter.
As shown in FIG. 9, in this solid-state imaging device, a color filter for each color is disposed above a photodiode 30 via a frame-like translucent region 50T whose side wall is covered with a reflective film 50S. 50R, 50G, and 50B are formed so as to be separated from each other. Here, the translucent region 50T constitutes a white pixel, and the reflective film 50S is formed on the side wall of the recess formed in the white pixel. The color filter material for each color is formed with a reflective film on the side wall of the recess formed in the resin film constituting the translucent region 50T so as to face each photodiode 30, and each color filter for each color is formed in this opening. The material is filled to form a red color filter 50R, a green color filter 50G, and a blue color filter 50B as first to third color filters. Here, as the resin film constituting the translucent region 50T, a resist material having translucency with respect to visible light (for example, C series manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) or thermosetting (non-photosensitive). Use materials. Further, a tungsten film is used as the reflective film 50S, but other metal films such as aluminum may be used. High-precision first to third opening patterns patterned by photolithography or dry etching are arranged in the light-transmitting region 50T. As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the color filter includes a red color filter 50R, a green color filter 50G, and a blue color filter 50B that correspond to the photodiodes 30, respectively. It is characterized in that each pattern edge is formed to be vertical on the chemical film 74 and the surface is a flat surface. In FIG. 11, reference numerals (R, G, B) indicating the color filters formed above the photodiodes 30 are attached to the photodiodes 30.

図12(a)および(b)にカラーフィルタを模式的に示す。図12(a)は図12(b)のB−B断面図である。ホワイト画素を構成する透光性領域50Tはドライエッチングにより高精度にパターニングされており、この開口にタングステン膜が形成され、異方性エッチングにより平坦部は除去され開口の側壁にのみ残留せしめられる。そして、側壁が反射性膜50Sで被覆された開口に形成されるカラーフィルタ材料は、感光性を有していなくてもよい。その場合、色材が高密度に充填されており、パターンエッジが垂直となるように形成することができる。   FIGS. 12A and 12B schematically show color filters. Fig.12 (a) is BB sectional drawing of FIG.12 (b). The translucent region 50T constituting the white pixel is patterned with high accuracy by dry etching, a tungsten film is formed in the opening, and the flat portion is removed by anisotropic etching, and is left only on the sidewall of the opening. The color filter material formed in the opening whose side wall is covered with the reflective film 50S may not have photosensitivity. In that case, the color material is filled with high density, and the pattern edge can be formed to be vertical.

他は通例の構造をなすものであるが、n型のシリコン基板1表面部に光電変換部であるフォトダイオード30が配列形成され、各フォトダイオード30で発生した信号電荷を列方向(図11中のY方向)に転送するための電荷転送部40が、列方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。そして、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード30の配列ピッチの略1/2列方向にずれるように形成されている。   Others have a usual structure, but photodiodes 30 as photoelectric conversion portions are arrayed on the surface portion of the n-type silicon substrate 1, and signal charges generated in the photodiodes 30 are arranged in the column direction (in FIG. 11). The charge transfer section 40 for transferring in the Y direction) meanders between a plurality of photodiode columns composed of a plurality of photodiodes 30 arranged in the column direction. Then, the odd-numbered photodiode rows are formed so as to be shifted in the direction of approximately half the array pitch of the photodiodes 30 arranged in the column direction with respect to the even-numbered photodiode rows.

電荷転送部40は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板1表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル33と、電荷転送チャネル33の上層に形成された電荷転送電極3(第1層電極3a、第2層電極3b)と、フォトダイオード30で発生した電荷を電荷転送チャネル33に読み出すための電荷読み出し領域34とを含む。電荷転送電極3は、行方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向(図11中のX方向)に延在する蛇行形状となっている。ここで電荷転送電極3は第1層電極上に電極間絶縁膜を介して第2層電極を形成しCMPにより平坦化して単層電極構造としたものであるが、単層電極構造に限らず、第1層電極の一部を第2層電極が覆うように形成した二層電極構造であっても良い。   The charge transfer unit 40 includes a plurality of charge transfer channels 33 formed in the column direction of the surface portion of the silicon substrate 1 corresponding to each of the plurality of photodiode columns, and a charge transfer formed in the upper layer of the charge transfer channel 33. It includes an electrode 3 (first layer electrode 3a, second layer electrode 3b) and a charge readout region 34 for reading out charges generated in the photodiode 30 to the charge transfer channel 33. The charge transfer electrode 3 has a meandering shape extending in the row direction (X direction in FIG. 11) as a whole between a plurality of photodiode rows composed of a plurality of photodiodes 30 arranged in the row direction. . Here, the charge transfer electrode 3 has a single layer electrode structure in which a second layer electrode is formed on the first layer electrode via an interelectrode insulating film and is flattened by CMP, but is not limited to a single layer electrode structure. A two-layer electrode structure in which a part of the first layer electrode is covered with the second layer electrode may be used.

図10に示すように、シリコン基板1の表面にはpウェル層1Pが形成され、pウェル層1P内に、pn接合を形成するn領域30bが形成されると共に表面にp領域30aが形成され、フォトダイオード30を構成しており、このフォトダイオード30で発生した信号電荷は、n領域30bに蓄積される。   As shown in FIG. 10, a p-well layer 1P is formed on the surface of the silicon substrate 1, an n-region 30b for forming a pn junction is formed in the p-well layer 1P, and a p-region 30a is formed on the surface. The photodiode 30 is configured, and the signal charge generated in the photodiode 30 is accumulated in the n region 30b.

そしてこのフォトダイオード30の右方には、少し離間してn領域からなる電荷転送チャネル33が形成される。n領域30bと電荷転送チャネル33の間のpウェル層1Pに電荷読み出し領域34が形成される。   On the right side of the photodiode 30, a charge transfer channel 33 composed of an n region is formed with a slight distance. A charge readout region 34 is formed in the p-well layer 1P between the n region 30b and the charge transfer channel 33.

シリコン基板1表面にはゲート酸化膜2が形成され、電荷読み出し領域34と電荷転送チャネル33の上には、ゲート酸化膜2を介して、第1の電極3aと第2の電極3bが形成される。第1の電極3aと第2の電極3bの間は電極間絶縁膜5が形成されている。垂直転送チャネル33の右側にはp領域からなるチャネルストップ32が設けられ、隣接するフォトダイオード30との分離がなされている。 A gate oxide film 2 is formed on the surface of the silicon substrate 1, and a first electrode 3 a and a second electrode 3 b are formed on the charge readout region 34 and the charge transfer channel 33 via the gate oxide film 2. The An interelectrode insulating film 5 is formed between the first electrode 3a and the second electrode 3b. A channel stop 32 made of a p + region is provided on the right side of the vertical transfer channel 33, and is separated from the adjacent photodiode 30.

電荷転送電極3の上層には酸化シリコン膜などの絶縁膜6、反射防止層7が形成され、更にその上に中間層70が形成される。中間層70のうち、71は遮光膜、72はBPSG(borophospho silicate glass)からなる絶縁膜、73はP−SiNからなる絶縁膜(パッシベーション膜)、74は透光性樹脂等からなるフィルタ下平坦化膜である。遮光膜71は、フォトダイオード30の開口部分を除いて設けられる。中間層70上方には、カラーフィルタとマイクロレンズ60が設けられる。カラーフィルタとマイクロレンズ60との間には、絶縁性の透光性樹脂等からなるフィルタ上平坦化膜61が形成される。   An insulating film 6 such as a silicon oxide film and an antireflection layer 7 are formed on the charge transfer electrode 3, and an intermediate layer 70 is further formed thereon. Of the intermediate layer 70, 71 is a light shielding film, 72 is an insulating film made of BPSG (borophosphosilicate glass), 73 is an insulating film (passivation film) made of P-SiN, and 74 is a flat under filter made of a translucent resin or the like. It is a film. The light shielding film 71 is provided except for the opening of the photodiode 30. A color filter and a microlens 60 are provided above the intermediate layer 70. Between the color filter and the microlens 60, an on-filter planarizing film 61 made of an insulating translucent resin or the like is formed.

本実施の形態の固体撮像素子は、フォトダイオード30で発生した信号電荷がn領域30bに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル33によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない水平電荷転送路(HCCD)によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力されるように構成されている。すなわちシリコン基板1上に、光電変換部、電荷転送部、HCCD、及びアンプを含む領域である固体撮像素子部と、固体撮像素子の周辺回路(PAD部等)が形成される領域である周辺回路部とが形成されて固体撮像素子を構成している。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, signal charges generated in the photodiode 30 are accumulated in the n region 30b, and the accumulated signal charges are transferred in the column direction by the charge transfer channel 33, and the transferred signals are transferred. The charge is transferred in the row direction by a horizontal charge transfer path (HCCD) (not shown), and a color signal corresponding to the transferred signal charge is output from an amplifier (not shown). In other words, on the silicon substrate 1, a solid-state imaging device unit that is a region including a photoelectric conversion unit, a charge transfer unit, an HCCD, and an amplifier, and a peripheral circuit that is a region where peripheral circuits (PAD unit and the like) of the solid-state imaging device are formed. Are formed to constitute a solid-state imaging device.

次に上述した固体撮像素子の製造工程を説明する。
まず、カラーフィルタ形成前までの製造工程について説明する。
n型のシリコン基板1表面に、不純物を導入し、pウェル層1P、電荷転送チャネル33、電荷読み出し領域34、チャネルストップ層32などを形成した後、ゲート酸化膜2を成膜する。続いて、このゲート酸化膜2上に、第1層電極3aを構成する第1導電性膜を成膜し、パターニングを行って第1層電極3a及び周辺回路の配線を形成する。次に、第1層電極3aの周囲に酸化シリコン膜からなる絶縁膜5を成膜し、その上に第2層電極3bを構成する第2導電性膜を成膜する。次に、CMPにより第2導電性膜3bの平坦化を行い、パターニングし、第2層電極3bを形成する。次に、これら電荷転送電極3を覆うように絶縁膜6を成膜した後、フォトダイオード領域のn領域30bおよびp領域30aを形成した後、フォトダイオード領域の受光領域に開口するように遮光膜71を形成する。次に、絶縁膜72を成膜し、これを高温リフローにより平坦化を行う。
Next, the manufacturing process of the above-described solid-state imaging device will be described.
First, the manufacturing process before forming the color filter will be described.
Impurities are introduced into the surface of the n-type silicon substrate 1 to form a p-well layer 1P, a charge transfer channel 33, a charge readout region 34, a channel stop layer 32, and the like, and then a gate oxide film 2 is formed. Subsequently, a first conductive film constituting the first layer electrode 3a is formed on the gate oxide film 2, and patterning is performed to form the first layer electrode 3a and peripheral circuit wiring. Next, an insulating film 5 made of a silicon oxide film is formed around the first layer electrode 3a, and a second conductive film constituting the second layer electrode 3b is formed thereon. Next, the second conductive film 3b is planarized by CMP and patterned to form the second layer electrode 3b. Next, after forming the insulating film 6 so as to cover the charge transfer electrodes 3, the n region 30b and the p region 30a in the photodiode region are formed, and then the light shielding film is opened to the light receiving region in the photodiode region. 71 is formed. Next, an insulating film 72 is formed and planarized by high temperature reflow.

次に、この絶縁膜72の周辺回路上部にコンタクトホールを形成した後、金属材料を成膜し、パターニングしてボンディングパッド(図示せず)を形成する。そして、CVD法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜73を成膜し、ボンディングパッド上のパッシベーション膜を選択的にエッチング除去して開口を形成し、ボンディングパッドを露出させる。この後、Hを含む不活性ガス雰囲気内でシンタリングを行った後、スピンコート法により、平坦化膜を成膜する。ここでは他の平坦化膜との混同を避けるために、この平坦化膜をフィルタ下平坦化膜74と指称する。ここまでの製造工程は、通例の方法である。このフィルタ下平坦化膜74としては、前記透光性領域と同様、可視光に対して透光性のレジスト材料(例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Cシリーズ)などを用いる。 Next, after forming a contact hole in the upper part of the peripheral circuit of the insulating film 72, a metal material is formed and patterned to form a bonding pad (not shown). Then, a passivation film 73 made of a silicon nitride film is formed by a CVD method, and the passivation film on the bonding pad is selectively etched away to form an opening to expose the bonding pad. Thereafter, sintering is performed in an inert gas atmosphere containing H 2, and then a planarizing film is formed by spin coating. Here, in order to avoid confusion with other planarization films, this planarization film is referred to as an under-filter planarization film 74. The manufacturing process so far is a usual method. As the planarizing film 74 under the filter, a resist material that is transparent to visible light (for example, C series manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) or the like is used in the same manner as the light-transmitting region.

なお、フィルタ下平坦化膜74は下層が平坦である場合には必須ではなく、以下の工程ではフィルタ下平坦化膜74を用いない例について説明する。   The under-filter flattening film 74 is not essential when the lower layer is flat, and an example in which the under-filter flattening film 74 is not used in the following steps will be described.

次に、カラーフィルタの製造工程について図13乃至図17を参照して詳細に説明する。
これらは、本実施の形態のカラーフィルタの各製造工程を示す図であり、各図において赤色のカラーフィルタ50Rには“R”、緑色のカラーフィルタ50Gには“G”、青色のカラーフィルタ50Bには“B”の文字を付した。本実施の形態では、平坦化のためのCMP処理を行うが、RGBの各カラーフィルタ材料として、CMP処理において研磨レートがレジストと1:1程度となるような材料を用いる。尚、本実施の形態における“B”は、第1の色に該当し、“R”と“G”は、第2の色および第3の色に該当するものとする。各平面図において絶縁膜72よりも下層は省略するものとする。
Next, the color filter manufacturing process will be described in detail with reference to FIGS.
These are diagrams showing each manufacturing process of the color filter of the present embodiment. In each figure, the red color filter 50R is "R", the green color filter 50G is "G", and the blue color filter 50B. The letter “B” is added to the symbol. In this embodiment, a CMP process for planarization is performed. As each RGB color filter material, a material whose polishing rate is about 1: 1 with the resist in the CMP process is used. In the present embodiment, “B” corresponds to the first color, and “R” and “G” correspond to the second color and the third color. In each plan view, the lower layer than the insulating film 72 is omitted.

まず、図13(a)に示すように、絶縁膜(BPSG)72上に、プラズマCVD法により窒化シリコン膜からなるパッシベーション膜73を形成し、このパッシベーション膜73上に、図13(b)に示すように、塗布法により透光性領域50Tを形成するための樹脂膜を形成する。   First, as shown in FIG. 13A, a passivation film 73 made of a silicon nitride film is formed on the insulating film (BPSG) 72 by a plasma CVD method, and FIG. 13B is formed on the passivation film 73. As shown, a resin film for forming the translucent region 50T is formed by a coating method.

そして図13(c)に示すように、フォトリソグラフィにより、レジストパターンR1を形成する。この後図13(d)に示すように、レジストパターンR1をマスクとして反応性イオンエッチング(RIE)により、第1の開口O1を形成する。   Then, as shown in FIG. 13C, a resist pattern R1 is formed by photolithography. Thereafter, as shown in FIG. 13D, a first opening O1 is formed by reactive ion etching (RIE) using the resist pattern R1 as a mask.

次いで、図14(a)に示すように、PVD法によりタングステン膜50Sを形成し、異方性エッチングにより、図14(b)に示すように、第1の開口O1の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。   Next, as shown in FIG. 14A, a tungsten film 50S is formed by PVD, and by anisotropic etching, a tungsten film is formed only on the side wall of the first opening O1 as shown in FIG. 14B. Let it remain to form a reflective film.

そして、第1の色のカラーフィルタ材料として青色カラーフィルタ材料を膜厚0.5〜2.0μmとなるように塗布する。このカラーフィルタ材料は感光性を有しないものとする。この工程により、青色カラーフィルタ材料が反射性膜としてのタングステン膜50Sで被覆された第1の開口O1に充填される。そしてこの状態で、青色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化し(図14(c))、CMPにより平坦化を行い、青色カラーフィルタ50Bが形成される(図14(d))。   Then, a blue color filter material is applied as a first color filter material so as to have a film thickness of 0.5 to 2.0 μm. This color filter material has no photosensitivity. By this step, the blue color filter material is filled into the first opening O1 covered with the tungsten film 50S as the reflective film. In this state, the blue color filter material pattern is cured by heat treatment and ultraviolet irradiation (FIG. 14C), and planarized by CMP to form a blue color filter 50B (FIG. 14 (FIG. 14 (c)). d)).

この後、図15(a)に示すように、赤色のカラーフィルタパターンを形成するためのレジストパターンR2をフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、赤色のカラーフィルタとなる領域に開口を有する形状となっている。   Thereafter, as shown in FIG. 15A, a resist pattern R2 for forming a red color filter pattern is formed by photolithography. Here, it has a shape having an opening in a region to be a red color filter.

この後、図15(b)に示すように、このレジストパターンR2をマスクとして異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチング(RIE)を行い、赤色のカラーフィルタ材料のパターンを形成するための第2の開口O2を形成する。ここでも下層の窒化シリコン膜73がエッチングストッパとして作用する。   Thereafter, as shown in FIG. 15B, reactive ion etching (RIE), which is anisotropic dry etching, is performed using the resist pattern R2 as a mask to form a red color filter material pattern. Two openings O2 are formed. Again, the underlying silicon nitride film 73 acts as an etching stopper.

この後、図15(c)に示すように、PVD法によりタングステン膜50Sを形成し、異方性エッチングにより、第2の開口O2の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。   Thereafter, as shown in FIG. 15C, a tungsten film 50S is formed by the PVD method, and the tungsten film is left only on the side wall of the second opening O2 by anisotropic etching to form a reflective film.

そして、赤色のカラーフィルタ材料Rを膜厚0.5〜2.0μmとなるように塗布し、赤色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化する。
この後CMPを行い表面を平坦化して、赤色のカラーフィルタ50Rを形成する(図16(a))。
Then, the red color filter material R is applied so as to have a film thickness of 0.5 to 2.0 μm, and the pattern of the red color filter material is cured by heat treatment and ultraviolet irradiation.
Thereafter, CMP is performed to flatten the surface, and a red color filter 50R is formed (FIG. 16A).

この後、図16(b)に示すように、緑色のカラーフィルタパターンを形成するためのレジストパターンR3をフォトリソグラフィにより形成する。ここでは、緑色のカラーフィルタとなる領域に開口を有する形状となっている。ここで図16(b)以降は、図16(a)に対して紙面の左にずらした面をみているものとする。   Thereafter, as shown in FIG. 16B, a resist pattern R3 for forming a green color filter pattern is formed by photolithography. Here, it has a shape having an opening in a region to be a green color filter. Here, in FIG. 16B and subsequent figures, it is assumed that a surface shifted to the left of the paper surface with respect to FIG.

この後、図16(c)に示すように、このレジストパターンR3をマスクとして異方性ドライエッチングである反応性イオンエッチング(RIE)を行い、緑色のカラーフィルタ材料のパターンを形成するための第3の開口O3を形成する。ここでも下層の窒化シリコン膜73がエッチングストッパとして作用する。   Thereafter, as shown in FIG. 16C, reactive ion etching (RIE), which is anisotropic dry etching, is performed using the resist pattern R3 as a mask to form a green color filter material pattern. 3 openings O3 are formed. Again, the underlying silicon nitride film 73 acts as an etching stopper.

次いで、図16(d)に示すように、PVD法によりタングステン膜50Sを形成し、異方性エッチングにより、第3の開口O3の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。   Next, as shown in FIG. 16D, a tungsten film 50S is formed by the PVD method, and the tungsten film is left only on the sidewall of the third opening O3 by anisotropic etching to form a reflective film.

そして、緑色のカラーフィルタ材料50G(G)を塗布し、緑色のカラーフィルタ材料のパターンに熱処理及び紫外線照射を行うことによって硬化する(図17(a))。
この後CMPを行い表面を平坦化して、緑色のカラーフィルタ50Gを形成する(図17(b))。
Then, a green color filter material 50G (G) is applied, and the green color filter material pattern is cured by heat treatment and ultraviolet irradiation (FIG. 17A).
Thereafter, CMP is performed to flatten the surface to form a green color filter 50G (FIG. 17B).

このCMP処理により、各色のカラーフィルタの表面が平坦であり、残渣もなく高精度のカラーフィルタパターンの形成が可能となる。   By this CMP process, the color filter surface of each color is flat, and a highly accurate color filter pattern can be formed without residue.

そして、このカラーフィルタの上に、可視光に対して透光性のレジスト材料(例えば富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製Cシリーズ)を塗布し、平坦化膜61を形成する。その後、この平坦化膜61の上に、マイクロレンズ60をエッチング法又はメルト法等によって形成する(図17(c))ことで、図10に示すような固体撮像素子が形成される。   Then, a planarizing film 61 is formed on the color filter by applying a resist material that is transparent to visible light (for example, C series manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.). Thereafter, a microlens 60 is formed on the planarizing film 61 by an etching method, a melt method, or the like (FIG. 17C), thereby forming a solid-state imaging device as shown in FIG.

このように、隣接するカラーフィルタの間には反射性膜50Sで側壁を被覆された透光性領域50Tが存在しているため、感度の向上をはかることができるとともに、混色の発生を確実に防ぐことができる。また、本実施の形態の製造方法によれば、透光性領域50Tとなる樹脂膜に対してフォトリソグラフィにより形成したレジストパターンをマスクとしてドライエッチングして開口を形成し、順次カラーフィルタ材料を充填していくため、カラーフィルタ材料としては感光性が不要なので、より薄型のカラーフィルタの形成が可能である。また、カラーフィルタのパッシベーション膜73(平坦化膜74)表面からの高さを従来よりも低くすることができるため、固体撮像素子の薄型化が可能となる。この結果、斜め入射光に対するマージンが広がり、かつ反射性膜により、隣接する色のカラーフィルタからの透過光が入射するのは防止されるため、シェーディングの少ない固体撮像素子を製造することが可能となる。
なおこの開口なおこの開口については、色毎ではなく、3色分一括形成し、反射性膜も一括形成して、順次各色のカラーフィルタを充填していくようにしてもよい。
As described above, since the translucent region 50T whose side wall is covered with the reflective film 50S exists between the adjacent color filters, the sensitivity can be improved and the occurrence of color mixing can be ensured. Can be prevented. In addition, according to the manufacturing method of the present embodiment, openings are formed by dry etching using a resist pattern formed by photolithography as a mask on the resin film that becomes the translucent region 50T, and sequentially filled with color filter materials. Therefore, since the photosensitivity is unnecessary as the color filter material, a thinner color filter can be formed. In addition, since the height of the color filter from the surface of the passivation film 73 (flattening film 74) can be made lower than before, the solid-state imaging device can be made thinner. As a result, the margin for obliquely incident light is widened, and the reflective film prevents the transmitted light from the adjacent color filters from entering, so that a solid-state imaging device with less shading can be manufactured. Become.
Note that this opening may be formed not only for each color but for three colors at once, and a reflective film may also be formed for filling each color filter sequentially.

又、カラーフィルタ材料として、染料系あるいは顔料分散型のカラーフィルタ材料を用いた場合には、カラーフィルタ材料のパターンを形成後、水洗時に残渣が発生し、これが他の色のカラーフィルタ上に付着して、光学特性、特に画質を劣化させる要因となってしまうが、本実施の形態によれば、CMP処理によって上記残渣も除去することができるため、画質劣化を防ぐことができる。特に染料系のカラーフィルタ材料の場合には染料の染み出しなどが問題になるが本発明によれば透光性領域により各色のカラーフィルタが分離されているため、確実に染み出しを防ぐことができる。   In addition, when a dye-based or pigment-dispersed color filter material is used as the color filter material, a residue is generated during washing with water after forming the pattern of the color filter material, which adheres to the color filters of other colors. Then, although it becomes a factor that degrades the optical characteristics, particularly the image quality, according to the present embodiment, the residue can also be removed by the CMP process, so that the image quality degradation can be prevented. In particular, in the case of a dye-based color filter material, there is a problem of dye bleeding, but according to the present invention, since the color filters of each color are separated by the translucent region, it is possible to reliably prevent bleeding. it can.

又、本実施の形態の方法で得られたカラーフィルタは、隣接するカラーフィルタ同士の境界が急峻な垂直断面を持ち、かつその表面はほぼ平坦化されているため、上述した平坦化膜61を形成せずに、カラーフィルタ表面にマイクロレンズ60を直接形成することも可能である。この構成によれば、固体撮像素子を更に薄くすることができると共に、製造工程を1工程減らすことができ、高感度の固体撮像素子を低コストで製造することが可能となる。   In addition, the color filter obtained by the method of the present embodiment has a vertical section with a steep boundary between adjacent color filters, and the surface thereof is substantially flattened. It is also possible to form the microlens 60 directly on the color filter surface without forming it. According to this configuration, the solid-state imaging device can be further thinned, the manufacturing process can be reduced by one step, and a high-sensitivity solid-state imaging device can be manufactured at low cost.

又、本実施の形態では、フォトダイオードがハニカム状に配設された構成の固体撮像素子について説明したが、これに限定されることなく、複数のフォトダイオードが正方格子状に配設された構成の固体撮像素子にも本発明を適用可能である。   In this embodiment, the solid-state imaging device having a configuration in which photodiodes are arranged in a honeycomb shape has been described. However, the present invention is not limited thereto, and a configuration in which a plurality of photodiodes are arranged in a square lattice shape is described. The present invention can also be applied to other solid-state imaging devices.

又、本実施の形態では、RGBの原色系のカラーフィルタを例にしたが、シアン、マゼンタ、イエローの補色系のカラーフィルタであっても本発明を適用可能である。   In this embodiment, an RGB primary color filter is used as an example, but the present invention can also be applied to cyan, magenta, and yellow complementary color filters.

なお前記実施の形態では、ホワイト画素を構成する透光性領域50Tに形成された凹部に反射性膜50Sを形成したが、タングステンなどの金属製の反射性膜50Sに代えて、隣接フィルタからの光が透過しないように閉じ込めるように、低屈折率膜、あるいは多層膜で構成してもよい。   In the above-described embodiment, the reflective film 50S is formed in the concave portion formed in the translucent region 50T constituting the white pixel. However, instead of the reflective film 50S made of metal such as tungsten, the reflective film 50S is used. You may comprise with a low refractive index film | membrane or a multilayer film so that it may be confine | sealed so that light may not permeate | transmit.

(実施の形態4)
次に本発明の実施の形態4の固体撮像素子について説明する。
実施の形態4では、図18に示すように、ホワイト画素を構成する透光性領域50Tに形成された凹部の側壁の上縁部のみ、反射性膜50Sを充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態3と同様であるため、説明を省略する。
この構成により、より多くの光を取り込みかつ混色を防止することができる。
(Embodiment 4)
Next, a solid-state imaging element according to Embodiment 4 of the present invention will be described.
As shown in FIG. 18, the fourth embodiment is characterized by a structure in which only the upper edge portion of the side wall of the recess formed in the translucent region 50T constituting the white pixel is filled with the reflective film 50S. Since others are the same as those of the third embodiment, description thereof is omitted.
With this configuration, more light can be taken in and color mixing can be prevented.

(実施の形態5)
次に本発明の実施の形態5の固体撮像素子について説明する。
実施の形態5では、図19に示すように、ホワイト画素を構成する透光性領域50Tに形成された凹部の側壁の下部にのみ、反射性膜50Sを充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態3と同様であるため、説明を省略する。
この構成により、より多くの光を取り込みかつ混色を防止することができる。
(Embodiment 5)
Next, a solid-state imaging element according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
As shown in FIG. 19, the fifth embodiment is characterized in that the reflective film 50S is filled only in the lower part of the side wall of the recess formed in the translucent region 50T constituting the white pixel. Since others are the same as those of the third embodiment, description thereof is omitted.
With this configuration, more light can be taken in and color mixing can be prevented.

(実施の形態6)
次に本発明の実施の形態6の固体撮像素子について説明する。
実施の形態6では、図20に示すように、カラーフィルタ層(50G,50B,)50Rを、ホワイト画素を構成する透光性領域50Tに形成された凹部に前記実施の形態3と同様反射性膜50Sを介して充填した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態3と同様であり、説明を省略する。
(Embodiment 6)
Next, a solid-state imaging element according to Embodiment 6 of the present invention will be described.
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 20, the color filter layer (50G, 50B,) 50R is made reflective in the recess formed in the translucent region 50T constituting the white pixel, as in the third embodiment. It is characterized by the structure filled through the film 50S. Others are the same as those in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.

製造に際しては、透光性領域50Tを形成し、フォトリソグラフィにより、カラーフィルタ形成用の凹部を形成する際、下層を一部残すようにエッチングすることによって形成する。他は前記実施の形態3と同様である。   At the time of manufacturing, the light-transmitting region 50T is formed, and when the concave portion for forming the color filter is formed by photolithography, it is formed by etching so as to leave a part of the lower layer. The rest is the same as in the third embodiment.

(実施の形態7)
次に本発明の実施の形態7の固体撮像素子について説明する。
実施の形態7では、図21に示すように、カラーフィルタ層(50G,50B,)50Rの上層をも、透光性領域50Tで被覆した構造に特徴を有する。他は前記実施の形態3と同様であるため、説明を省略する。
(Embodiment 7)
Next, a solid-state imaging element according to Embodiment 7 of the present invention will be described.
As shown in FIG. 21, the seventh embodiment is characterized in that the upper layer of the color filter layer (50G, 50B,) 50R is also covered with the light-transmitting region 50T. Since others are the same as those of the third embodiment, description thereof is omitted.

この方法により、1つの色のカラーフィルタを形成した後に側壁を反射性膜で被覆し、透光性材料で構成された透光性膜で覆って、次に形成するカラーフィルタの部分の透光性膜に開口を形成するというプロセスの繰り返しで形成できるため、これにより各色のフィルタが形成工程中に接触することがないため、染料などの溶出・混入による混色を防止することができる。   By this method, after forming a color filter of one color, the side wall is covered with a reflective film, covered with a light-transmitting film made of a light-transmitting material, and then the light transmitting portion of the color filter to be formed next Since the filter can be formed by repeating the process of forming openings in the conductive film, the color filters do not come into contact with each other during the forming step, so that color mixing due to elution and mixing of dyes can be prevented.

なお、上記方法に限定されることなく、以下のような工程を用いてもよい。
まず、透光性膜を形成し、ドライエッチングもしくはフォトリソグラフィによって第1乃至第3のカラーフィルタ用の開口をすべて形成する。
In addition, you may use the following processes, without being limited to the said method.
First, a translucent film is formed, and all of the first to third color filter openings are formed by dry etching or photolithography.

次いで、PVD法によりタングステン膜50Sを形成し、異方性エッチングにより、開口の側壁にのみタングステン膜を残留させ、反射性膜とする。このようにして開口の側壁を反射性膜で被覆した後、第1のカラーフィルタ膜を形成してフォトリソグラフィによってパターニングし、第1のカラーフィルタ用の開口部のみに第1のカラーフィルタを残し、さらにその上から透光性膜を薄く形成してフォトリソグラフィによってパターニングし少なくとも第1のカラーフィルタ上に透光性膜を残す。以下同様に第2のカラーフィルタとその上に透光性膜を形成する。次に同様にして第3のカラーフィルタを形成し、最後に上平坦化膜(透光性膜)を形成する。   Next, a tungsten film 50S is formed by the PVD method, and the tungsten film is left only on the side wall of the opening by anisotropic etching to form a reflective film. After covering the side wall of the opening with the reflective film in this manner, a first color filter film is formed and patterned by photolithography, leaving the first color filter only in the opening for the first color filter. Further, a light-transmitting film is further formed thereon and patterned by photolithography to leave the light-transmitting film on at least the first color filter. Similarly, a second color filter and a translucent film are formed thereon. Next, a third color filter is formed in the same manner, and finally an upper planarizing film (translucent film) is formed.

この方法によっても、1つの色のカラーフィルタを形成した後に反射性膜50Sで被覆した後透光性材料で構成された透光性膜で覆って、次に形成するカラーフィルタの部分の透光性膜に開口を形成するというプロセスの繰り返しで形成できるため、これにより各色のフィルタが形成工程中に接触することがないため、染料などの溶出・混入による混色を防止することができる。   Also by this method, after forming a color filter of one color, it is covered with a reflective film 50S, and then covered with a light-transmitting film made of a light-transmitting material. Since the filter can be formed by repeating the process of forming openings in the conductive film, the color filters do not come into contact with each other during the forming step, so that color mixing due to elution and mixing of dyes can be prevented.

(実施の形態8)
本実施の形態では、図22に示すように、カラーフィルタのエッジを垂直ではなくテーパ面としたことを特徴とするもので、他は実施の形態6のカラーフィルタと同様である。
ここで、上記固体撮像素子において、前記第1および第2のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成する。
この構成により、集光性も向上し信頼性の高い、固体撮像素子を提供することができる。
(Embodiment 8)
As shown in FIG. 22, this embodiment is characterized in that the edge of the color filter is not a vertical surface but a tapered surface, and the others are the same as those of the color filter of the sixth embodiment.
Here, in the solid-state imaging device, the first and second color filters form a tapered surface whose width or diameter decreases as the photoelectric conversion unit is approached.
With this configuration, it is possible to provide a solid-state imaging device with improved light collecting properties and high reliability.

(実施の形態9)
本実施の形態では、図23に示すように、図21に示した実施の形態7のカラーフィルタにおける前記透光性材料で構成される透光性領域50Tの一部がレンズ面を構成するようにしたことを特徴とするもので、他は実施の形態5と同様に形成される。
製造に際しては、透光性材料でカラーフィルタ上を被覆した後、透光性材料の上面部にのみトレンチを形成し、リフローにより溝のエッジを丸くし、エッチバックを行うことによりレンズ面を形成するようにすれば、容易にレンズを形成することができる。この構成によれば、レンズと透光性材料とが一体化されるため、より薄型化をはかることができる。
(Embodiment 9)
In the present embodiment, as shown in FIG. 23, a part of translucent region 50T made of the translucent material in the color filter of the seventh embodiment shown in FIG. 21 forms a lens surface. The other features are the same as in the fifth embodiment.
In manufacturing, after covering the color filter with a translucent material, a trench is formed only on the upper surface of the translucent material, the edge of the groove is rounded by reflow, and a lens surface is formed by performing etch back By doing so, a lens can be easily formed. According to this structure, since a lens and a translucent material are integrated, thickness reduction can be achieved.

この構成によれば、高感度でかつ混色を防止し薄型のカラーフィルタ層を形成することができることから、より薄型化が可能であり、携帯端末などの電子機器における固体撮像素子として有用である。   According to this configuration, since it is possible to form a thin color filter layer with high sensitivity and preventing color mixing, it is possible to further reduce the thickness, and it is useful as a solid-state imaging device in an electronic device such as a portable terminal.

本発明の実施の形態1のカラーフィルタの構造を示す模式図Schematic diagram showing the structure of the color filter according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3のカラーフィルタの断面概略図Schematic sectional view of a color filter according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3の固体撮像素子の断面概要図Cross-sectional schematic diagram of a solid-state imaging device according to Embodiment 3 of the present invention 図10の平面模式図10 is a schematic plan view of FIG. 本実施の形態3のカラーフィルタの構造を示す模式図Schematic diagram showing the structure of the color filter of the third embodiment 本実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of this Embodiment 3. 本実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of this Embodiment 3. 本実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of this Embodiment 3. 本実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of this Embodiment 3. 本実施の形態3のカラーフィルタの製造工程を示す図The figure which shows the manufacturing process of the color filter of this Embodiment 3. 本発明の実施の形態4のカラーフィルタの断面概略図Sectional schematic diagram of the color filter of Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態5のカラーフィルタの断面概略図Schematic sectional view of a color filter according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態6のカラーフィルタの断面概略図Sectional schematic of the color filter of Embodiment 6 of this invention 本発明の実施の形態7のカラーフィルタの断面概略図Schematic sectional view of a color filter according to a seventh embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態8のカラーフィルタの断面概略図Schematic sectional view of a color filter according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態9のカラーフィルタの断面概略図Schematic sectional view of a color filter according to a ninth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 n型シリコン基板
2 ゲート酸化膜
3a 第1層電極
3b 第2層電極
5 電極間絶縁膜
6 絶縁膜
7 反射防止層
60 マイクロレンズ
61 平坦化膜
71 遮光膜
72 絶縁(BPSG)膜
73 パッシベーション膜
74 平坦化膜
50S 反射性膜
50B,50R,50G カラーフィルタ
50T 透光性領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 N type silicon substrate 2 Gate oxide film 3a 1st layer electrode 3b 2nd layer electrode 5 Interelectrode insulating film 6 Insulating film 7 Antireflection layer 60 Micro lens 61 Planarizing film 71 Light shielding film 72 Insulating (BPSG) film 73 Passivation film 74 Flattening film 50S Reflective films 50B, 50R, 50G Color filter 50T Translucent region

Claims (28)

画素を構成する複数の光電変換領域のそれぞれに対向するように配置され、前記光電変換領域に入射する光を画素毎に色分離するためのカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、
ホワイト画素を構成する透光性領域と、前記透光性領域に形成された凹部に充填され、第1の色を選択的に透過する第1のカラーフィルタと、前記第1の色とは異なる第2の色を選択的に透過する第2のカラーフィルタとを具備したカラーフィルタ。
A color filter that is arranged to face each of a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel and separates light incident on the photoelectric conversion region for each pixel,
The color filter is
The first color is different from the first color filter that fills the light-transmitting region that constitutes the white pixel and the concave portion formed in the light-transmitting region and selectively transmits the first color. A color filter comprising: a second color filter that selectively transmits the second color.
請求項1に記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域の前記凹部の内壁のうち、側壁は反射性層で被覆されたカラーフィルタ。
The color filter according to claim 1,
A color filter in which a side wall of the inner wall of the concave portion of the translucent region is covered with a reflective layer.
請求項2に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、反射性の金属層であるカラーフィルタ。
The color filter according to claim 2,
The reflective layer is a color filter that is a reflective metal layer.
請求項2に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記透光性領域に対して所定の屈折率差を有し、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to claim 2,
The reflective layer has a predetermined refractive index difference with respect to the translucent region, and is formed so that incident light can be reflected at an interface between the reflective layer and the translucent region. filter.
請求項2に記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、多層膜であり、前記反射性層と前記透光性領域との界面で、入射光が反射し得るように形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to claim 2,
The reflective layer is a multi-layer film, and is a color filter formed so that incident light can be reflected at an interface between the reflective layer and the translucent region.
請求項1乃至5のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記凹部の内壁を構成する前記透光性領域を覆う密着性膜を介して形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 5,
The reflective layer is a color filter formed through an adhesive film that covers the translucent region constituting the inner wall of the recess.
請求項1乃至6のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層を覆うように、前記凹部の内壁を被覆するように一体的に形成された保護層を有するカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 6,
A color filter having a protective layer integrally formed so as to cover the inner wall of the recess so as to cover the reflective layer.
請求項1乃至7のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域が、前記光電変換領域上に形成された透光性樹脂層で構成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 7,
The color filter in which the translucent region is composed of a translucent resin layer formed on the photoelectric conversion region.
請求項1乃至8のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、光電変換部の上層に平坦化膜を介して形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 8,
The color filter is a color filter formed on the upper layer of the photoelectric conversion unit via a planarizing film.
請求項1乃至7のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記透光性領域が前記光電変換部の上層に形成された平坦化膜であり、
前記平坦化膜に前記凹部が形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 7,
The translucent region is a planarization film formed in an upper layer of the photoelectric conversion portion;
A color filter in which the recess is formed in the planarizing film.
請求項1乃至10のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記側壁全体を被覆するように形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 10,
The reflective layer is a color filter formed so as to cover the entire side wall.
請求項1乃至10のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記反射性層は、前記側壁の上縁部を被覆するように形成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 10,
The reflective layer is a color filter formed so as to cover an upper edge portion of the side wall.
請求項11または12に記載のカラーフィルタであって、
前記第1および第2のカラーフィルタは、前記光電変換部に近づくにつれて幅または径が小さくなるようなテーパ面を構成するものであるカラーフィルタ。
The color filter according to claim 11 or 12,
The first and second color filters constitute a tapered surface whose width or diameter decreases as the photoelectric conversion unit is approached.
請求項1乃至13のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、さらに第3の色を選択的に透過する第3のカラーフィルタを含むものであるカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 13,
The color filter further includes a third color filter that selectively transmits a third color.
請求項1乃至14のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、前記透光性領域で構成されるホワイト画素および第1乃至第3のカラーフィルタが、色毎に異なる面積を持つように構成されたカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 14,
The color filter is a color filter configured such that the white pixel and the first to third color filters formed of the light-transmitting region have different areas for each color.
請求項1乃至15のいずれかに記載のカラーフィルタであって、
前記カラーフィルタは、周縁部と中心部とで、前記透光性領域と前記カラーフィルタとの面積比が異なるカラーフィルタ。
The color filter according to any one of claims 1 to 15,
The color filter is a color filter in which an area ratio between the translucent region and the color filter is different between a peripheral portion and a central portion.
請求項1乃至16のいずれかに記載のカラーフィルタを備え、
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを具備し、少なくとも光電変換部の上層に前記カラーフィルタを形成してなる固体撮像素子。
A color filter according to any one of claims 1 to 16,
Peripheral circuit unit including a photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, a charge transfer unit that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and a wiring layer connected to the charge transfer unit And a solid-state image sensor formed by forming the color filter on at least the upper layer of the photoelectric conversion unit.
基体表面に、第1の色のカラーフィルタを構成する第1のカラーフィルタと、前記第1の色とは異なる第2の色のカラーフィルタを構成する第2のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタの製造方法であって、
前記基体表面に、各色のカラーフィルタを囲むホワイト画素としての透光性領域となる透光性膜を形成する工程と、
前記透光性膜にカラーフィルタを形成するための開口を形成する工程と、
前記開口にカラーフィルタ材料を充填する工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
A first color filter constituting a first color filter and a second color filter constituting a second color filter different from the first color are arranged on the substrate surface. A color filter manufacturing method comprising:
Forming a translucent film to be a translucent region as a white pixel surrounding the color filter of each color on the substrate surface;
Forming an opening for forming a color filter in the translucent film;
And a step of filling the opening with a color filter material.
請求項18に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記カラーフィルタ材料を充填する工程に先立ち、
前記開口の側壁を覆うように反射性膜を形成する工程を含むカラーフィルタの製造方法。
The method for producing a color filter according to claim 18,
Prior to the step of filling the color filter material,
A color filter manufacturing method including a step of forming a reflective film so as to cover a side wall of the opening.
請求項18または19に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記開口を形成する工程は、
前記開口の底部に前記透光性膜の一部を残すように開口を形成する工程であるカラーフィルタの製造方法。
A method for producing a color filter according to claim 18 or 19,
The step of forming the opening includes
A method of manufacturing a color filter, which is a step of forming an opening so as to leave a part of the translucent film at the bottom of the opening.
請求項20に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記反射性膜を形成する工程は、
前記開口の形成された前記基体表面に反射性膜を形成する工程と、
異方性エッチングにより、前記側壁にのみ前記反射性膜を残留させる工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
The method for producing a color filter according to claim 20,
The step of forming the reflective film includes
Forming a reflective film on the substrate surface in which the opening is formed;
And a step of leaving the reflective film only on the side wall by anisotropic etching.
請求項21に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記反射性膜を形成する工程に先立ち、
前記開口の形成された前記基体表面に密着性膜を形成する工程を含むカラーフィルタの製造方法。
The method for producing a color filter according to claim 21,
Prior to the step of forming the reflective film,
A method for producing a color filter, comprising a step of forming an adhesive film on the surface of the substrate in which the opening is formed.
基体表面に、透光性領域からなるホワイト画素と、第1の色のカラーフィルタを構成する第1のカラーフィルタと、前記第1の色とは異なる第2の色のカラーフィルタを構成する第2のカラーフィルタとを配列してなるカラーフィルタを製造する方法であって、
前記基体表面に、第1のカラーフィルタおよび第2のカラーフィルタが離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
ホワイト画素としての透光性領域を介して第1のカラーフィルタおよび第2のカラーフィルタが離間するように、各色のカラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含むカラーフィルタの製造方法。
A white pixel formed of a light-transmitting region, a first color filter constituting a first color filter, and a second color filter different from the first color are formed on the surface of the substrate. A method of manufacturing a color filter formed by arranging two color filters,
Forming a color filter pattern in which the first color filter and the second color filter are spaced apart from each other on the surface of the substrate;
A translucent material that forms a translucent region so as to cover the color filter pattern of each color so that the first color filter and the second color filter are separated via the translucent region as a white pixel Forming the color filter.
請求項23に記載のカラーフィルタの製造方法であって、
前記カラーフィルタのパターンを形成する工程後、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含み、
前記透光性材料を形成する工程は、側壁に反射性膜の形成された前記カラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程であるカラーフィルタの製造方法。
It is a manufacturing method of the color filter of Claim 23, Comprising:
After the step of forming the color filter pattern, including a step of forming a reflective film on the side wall of the color filter,
The step of forming the translucent material is a step of forming a translucent material for forming a translucent region so as to cover the pattern of the color filter having a reflective film formed on a side wall. Method.
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、
前記基体表面に、第1のカラーフィルタおよび第2のカラーフィルタがホワイト画素としての透光性領域を介して離間するように配列されたカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
前記パターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
Peripheral circuit unit including a photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, a charge transfer unit that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and a wiring layer connected to the charge transfer unit On the surface of the substrate on which
Forming a color filter pattern in which the first color filter and the second color filter are arranged on the substrate surface so as to be separated from each other through a light-transmitting region as a white pixel;
Forming a translucent material that forms a translucent region so as to cover the pattern.
請求項25に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタのパターンを形成する工程後、前記カラーフィルタの側壁に反射性膜を形成する工程を含み、
前記透光性材料を形成する工程は、側壁に反射性膜の形成された前記カラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程である固体撮像素子の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 25,
After the step of forming the color filter pattern, including a step of forming a reflective film on the side wall of the color filter,
The step of forming the translucent material is a step of forming a translucent material that forms a translucent region so as to cover the pattern of the color filter having a reflective film formed on a side wall. Production method.
画素を構成する複数の光電変換領域を備えた光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送部と、前記電荷転送部に接続される配線層を含む周辺回路部とを形成した基体表面に、カラーフィルタを形成する固体撮像素子の製造方法であって、
前記基体表面に、第1のカラーフィルタを形成する工程と、
この上層に透光性材料を形成し、この透光性材料にホワイト画素としての透光性領域を残すように第2のカラーフィルタを形成するための開口を形成する開口形成工程と、
この開口に、第2のカラーフィルタと第1のカラーフィルタとが離間するように配列された第2のカラーフィルタのパターンを形成する工程と、
各色のカラーフィルタのパターンを覆うように透光性領域を形成する透光性材料を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
Peripheral circuit unit including a photoelectric conversion unit including a plurality of photoelectric conversion regions constituting a pixel, a charge transfer unit that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, and a wiring layer connected to the charge transfer unit A solid-state imaging device manufacturing method for forming a color filter on the surface of the substrate formed with
Forming a first color filter on the surface of the substrate;
Forming an opening for forming a second color filter so as to leave a translucent region as a white pixel in the translucent material by forming a translucent material in the upper layer;
Forming a second color filter pattern in which the second color filter and the first color filter are arranged so as to be separated from each other in the opening;
Forming a translucent material that forms a translucent region so as to cover a color filter pattern of each color.
請求項27に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記開口形成後、前記カラーフィルタのパターンを形成する工程に先立ち、前記開口の側壁に反射性膜を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 27,
A method of manufacturing a solid-state imaging device including a step of forming a reflective film on a side wall of the opening before the step of forming the color filter pattern after the opening is formed.
JP2007249688A 2007-09-26 2007-09-26 Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method Pending JP2009080313A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007249688A JP2009080313A (en) 2007-09-26 2007-09-26 Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007249688A JP2009080313A (en) 2007-09-26 2007-09-26 Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009080313A true JP2009080313A (en) 2009-04-16

Family

ID=40655100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007249688A Pending JP2009080313A (en) 2007-09-26 2007-09-26 Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009080313A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011142065A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 パナソニック株式会社 Solid-state image pickup device and method for manufacturing same
JP2012074521A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Sony Corp Manufacturing method of solid-state image pickup device, solid-state image pickup device, and electronic equipment
JPWO2012073402A1 (en) * 2010-12-01 2014-05-19 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
WO2015011901A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 セイコーエプソン株式会社 Color filter substrate, electro-optical device, and projection-type display device
WO2015019913A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and electronic device
WO2016035569A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-10 ソニー株式会社 Solid-state imaging element, imaging device, and electronic device
EP2996150A3 (en) * 2014-08-18 2016-06-22 Samsung Electronics Co., Ltd Image sensor including color filter isolation layer and method of manufacturing the same
JP2017026955A (en) * 2015-07-27 2017-02-02 大日本印刷株式会社 Color filter and display device

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9287423B2 (en) 2010-05-14 2016-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Solid-state imaging device and method of manufacturing the solid-state imaging device
CN102893400A (en) * 2010-05-14 2013-01-23 松下电器产业株式会社 Solid-state image pickup device and method for manufacturing same
JP5468133B2 (en) * 2010-05-14 2014-04-09 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device
WO2011142065A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 パナソニック株式会社 Solid-state image pickup device and method for manufacturing same
JP2012074521A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Sony Corp Manufacturing method of solid-state image pickup device, solid-state image pickup device, and electronic equipment
JPWO2012073402A1 (en) * 2010-12-01 2014-05-19 パナソニック株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP2015025835A (en) * 2013-07-24 2015-02-05 セイコーエプソン株式会社 Color filter substrate, electro-optic device, projection type display device, and manufacturing method of color filter substrate
CN105393144A (en) * 2013-07-24 2016-03-09 精工爱普生株式会社 Color filter substrate, electro-optical device, and projection-type display device
WO2015011901A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-29 セイコーエプソン株式会社 Color filter substrate, electro-optical device, and projection-type display device
US9671640B2 (en) 2013-07-24 2017-06-06 Seiko Epson Corporation Color filter substrate, electro-optical device, and projection-type display device
WO2015019913A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and electronic device
KR102223515B1 (en) 2013-08-07 2021-03-04 소니 주식회사 Solid-state imaging device and electronic device
US9595551B2 (en) 2013-08-07 2017-03-14 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
KR20160040459A (en) * 2013-08-07 2016-04-14 소니 주식회사 Solid-state imaging device and electronic device
JPWO2015019913A1 (en) * 2013-08-07 2017-03-02 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and electronic apparatus
EP2996150A3 (en) * 2014-08-18 2016-06-22 Samsung Electronics Co., Ltd Image sensor including color filter isolation layer and method of manufacturing the same
US9863804B2 (en) 2014-08-18 2018-01-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including color filter isolation layer and method of manufacturing the same
US10393576B2 (en) 2014-08-18 2019-08-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including color filter isolation layer and method of manufacturing the same
CN106688098A (en) * 2014-09-03 2017-05-17 索尼公司 Solid-state imaging element, imaging device, and electronic device
US10319761B2 (en) 2014-09-03 2019-06-11 Sony Corporation Solid-state imaging device, imaging apparatus, and electronic apparatus
US10615203B2 (en) 2014-09-03 2020-04-07 Sony Corporation Solid-state imaging device, imaging apparatus, and electronic apparatus
CN106688098B (en) * 2014-09-03 2020-10-27 索尼公司 Solid-state imaging device, imaging apparatus, and electronic apparatus
WO2016035569A1 (en) * 2014-09-03 2016-03-10 ソニー株式会社 Solid-state imaging element, imaging device, and electronic device
US11139325B2 (en) 2014-09-03 2021-10-05 Sony Corporation Solid-state imaging device, imaging apparatus, and electronic apparatus
US11736783B2 (en) 2014-09-03 2023-08-22 Sony Group Corporation Solid-state imaging device, imaging apparatus, and electronic apparatus
JP2017026955A (en) * 2015-07-27 2017-02-02 大日本印刷株式会社 Color filter and display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1930950B1 (en) Solid-state image pickup device, method for manufacturing solid-state image pickup device, and camera
JP5364989B2 (en) Solid-state imaging device and camera
JP2006210701A (en) Solid-state image sensing device and its manufacturing method
JP2009080313A (en) Color filter and its manufacturing method, solid-state imaging element using this filter and its manufacturing method
JP2006080533A (en) Cmos image sensor and its manufacturing method
JP2008166677A (en) Solid-state imaging device, method of manufacturing same, and camera
JP5808539B2 (en) Backside illumination CMOS image sensor and manufacturing method thereof
US9204068B2 (en) Solid-state photodiode imaging device and method of manufacturing the same
JP2006351775A (en) Method of manufacturing color filter, method of manufacturing solid-state imaging device and the solid-state imaging device employing the filter
KR100649023B1 (en) method for fabricating of CMOS image sensor
JP4905760B2 (en) Color filter manufacturing method, color filter, solid-state image sensor manufacturing method, and solid-state image sensor using the same
JP2007147738A (en) Color filter and its manufacturing method, and solid-state imaging element using the same and its manufacturing method
JP2007324321A (en) Color filter, method of manufacturing the filter, solid-state image sensing device using the filter, and method of manufacturing the device
JP2007305683A (en) Solid state image sensing element and method for manufacturing the same
JP2008058794A (en) Material for color filter, color filter, manufacturing method of the same, solid-state imaging device using the same and manufacturing method thereof
JP2005033074A (en) Solid state imaging device and its manufacturing method
TWI742989B (en) Image sensor and method forming the same
JP2007079154A (en) Forming method for color filter and manufacturing method for solid-state imaging element using forming method
JP2007201266A (en) Micro-lens, its process for fabrication, solid imaging element using the micro-lens, and its process for fabrication
JP2007208059A (en) Micro-lens, manufacturing method thereof, solid imaging element using same, and manufacturing method thereof
JP2006222366A (en) Solid state imaging device and manufacturing method thereof
JP2006319133A (en) Color filter, manufacturing method thereof, solid-state imaging element, and manufacturing method thereof
JP2007199386A (en) Color filter, manufacturing method therefor, solid-state imaging element using the same and manufacturing method therefor
JP4514576B2 (en) Solid-state imaging device
JP2006344656A (en) Solid state imaging element and its manufacturing method