JP2011249462A - Solid state image pickup device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態は、固体撮像装置及びその製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same.
従来から、複数の画素(フォトダイオード)の配列に対応して複数の色フィルタが配列された固体撮像装置において、色フィルタを通過した光がその対応した画素ではなく隣接した画素へ入射してしまうことに起因した光学的混色が問題となっている。このような従来技術においては、光学的混色を低減することが望まれている。 Conventionally, in a solid-state imaging device in which a plurality of color filters are arranged corresponding to the arrangement of a plurality of pixels (photodiodes), light that has passed through the color filters is incident on adjacent pixels instead of the corresponding pixels. Optical color mixing resulting from this is a problem. In such a prior art, it is desired to reduce optical color mixing.
本発明の実施の形態は、例えば、光学的混色を低減できる固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the embodiment of the present invention is to provide, for example, a solid-state imaging device capable of reducing optical color mixing and a manufacturing method thereof.
実施の形態によれば、裏面照射型の固体撮像装置であって、第1の光電変換部と前記第1の光電変換部に隣接した第2の光電変換部とを含む複数の光電変換部が配された表面と前記表面の反対側の裏面とを有する半導体基板と、前記第1の光電変換部に第1の色の光が入射するように前記第1の光電変換部の前記裏面側に配された第1の色フィルタ層と、前記第2の光電変換部に第2の色の光が入射するように前記第2の光電変換部の前記裏面側に前記第1の色フィルタ層に隣接して配された第2の色フィルタ層とを備え、前記第1の色フィルタ層は、第1の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有する縁部とを含み、前記第2の色フィルタ層は、前記第1の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆っていることを特徴とする固体撮像装置が提供される。 According to the embodiment, the back-illuminated solid-state imaging device includes a plurality of photoelectric conversion units including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit adjacent to the first photoelectric conversion unit. A semiconductor substrate having a disposed surface and a back surface opposite to the front surface, and the back surface side of the first photoelectric conversion unit so that light of the first color is incident on the first photoelectric conversion unit. The first color filter layer and the first color filter layer on the back surface side of the second photoelectric conversion unit so that the second color light is incident on the second photoelectric conversion unit. A second color filter layer disposed adjacent to the first color filter layer, wherein the first color filter layer is disposed around the main body portion and the first thickness. An edge having a thin second thickness, wherein the second color filter layer is in a boundary region with the first color filter layer. The solid-state imaging device is provided, characterized in that covers the edges that.
また、他の実施の形態によれば、裏面照射型の固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板内の表面側に、第1の光電変換部と前記第1の光電変換部に隣接した第2の光電変換部とを含む複数の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板の裏面側における前記第1の光電変換部に対応した領域に、第1の色の波長域に分光透過率のピークを有する第1の色フィルタ層となるべき第1の層を形成する工程と、第1の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有する縁部とを含む前記第1の色フィルタ層が形成されるように、前記第1の層における縁部を選択的に薄膜化する工程と、前記半導体基板の裏面側における前記第2の光電変換部に対応した領域に、第2の色の波長域に分光透過率のピークを有する第2の色フィルタ層を、前記第1の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆うように形成する工程とを備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法が提供される。 Further, according to another embodiment, there is provided a method for manufacturing a backside illumination type solid-state imaging device, which is adjacent to the first photoelectric conversion unit and the first photoelectric conversion unit on the front surface side in the semiconductor substrate. A step of forming a plurality of photoelectric conversion units including a second photoelectric conversion unit, and a spectral transmission in a wavelength region of the first color in a region corresponding to the first photoelectric conversion unit on the back side of the semiconductor substrate Forming a first layer to be a first color filter layer having a rate peak, a main body having a first thickness, and being disposed around the main body and being thinner than the first thickness A step of selectively thinning the edge of the first layer so as to form the first color filter layer including an edge having a second thickness; and a back surface side of the semiconductor substrate. The spectral transmittance of the region corresponding to the second photoelectric conversion unit in the second color wavelength region is Forming a second color filter layer having a mark so as to cover the edge in a boundary region with the first color filter layer. Provided.
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。
(実施の形態)
Hereinafter, a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
(Embodiment)
実施の形態にかかる固体撮像装置1の構成について図1−1及び図1−2を用いて説明する。図1−1(a)は、青色の色フィルタ層と緑色の色フィルタ層とを通る断面の構成を示す。図1−1(b)は、赤色の色フィルタ層と緑色の色フィルタ層とを通る断面の構成を示す。図1−2(c)は、複数の色フィルタ層のレイアウト構成を示す図である。図1−1(a)は、図1−2(c)のA−A線で切った断面に対応しており、図1−1(b)は、図1−2(c)のB−B線で切った断面に対応している。図1−2(d)は、減光パターンを模式的に示す図である。
The configuration of the solid-
固体撮像装置1は、半導体基板10、平坦化層20、色フィルタ配列CFA、平坦化層30、マイクロレンズ配列MLAを備える。半導体基板10は、表面10aと裏面10bとを有する。固体撮像装置1は、半導体基板10の裏面10b側から光が入射する裏面照射型の固体撮像装置である。
The solid-
半導体基板10のウエル領域12内には、表面10a側に、複数の光電変換部(複数の画素)が配されている。複数の光電変換部は、例えば2次元的に配列されている。ウエル領域12は、第1導電型(例えばP型)の不純物を低い濃度で含む。各光電変換部は、例えばフォトダイオードであり、電荷蓄積領域を含む。電荷蓄積領域は、第1導電型と反対導電型である第2導電型(例えば、N型)の不純物を、ウエル領域12における第1導電型の不純物の濃度より高い濃度で含む。
In the
複数の光電変換部は、光電変換部(第1の光電変換部)11g、光電変換部(第2の光電変換部)11b、及び光電変換部(第3の光電変換部)11rを含む。光電変換部11bは、図1−2(c)に示すA−A線に沿った方向において光電変換部11gに隣接している。光電変換部11rは、光電変換部11bの隣接する方向と交差する方向(図1−2(c)に示すB−B線に沿った方向)において光電変換部11gに隣接している。
The plurality of photoelectric conversion units include a photoelectric conversion unit (first photoelectric conversion unit) 11g, a photoelectric conversion unit (second photoelectric conversion unit) 11b, and a photoelectric conversion unit (third photoelectric conversion unit) 11r. The
平坦化層20は、半導体基板10の裏面10bを覆っている。これにより、平坦化層20は、色フィルタ配列CFAが配されるための平坦な表面を提供する。
The
色フィルタ配列CFAは、平坦化層20の表面に配されている。色フィルタ配列CFAでは、複数の色フィルタ層が複数の光電変換部の配列に対応して例えば2次元的に配列されている。
The color filter array CFA is disposed on the surface of the
平坦化層30は、複数の色フィルタ層を覆っている。これにより、平坦化層30は、マイクロレンズ配列MLAが配されるための平坦な表面を提供する。
The
マイクロレンズ配列MLAは、平坦化層30の表面に配されている。マイクロレンズ配列MLAでは、複数のマイクロレンズが複数の光電変換部の配列に対応して例えば2次元的に配列されている。例えば、マイクロレンズMLg、MLb、MLrは、それぞれ、光電変換部11g、11b、11rに集光するように配されている。
The microlens array MLA is disposed on the surface of the
次に、色フィルタ配列CFAにおける複数の色フィルタ層の具体的な構成について説明する。 Next, a specific configuration of the plurality of color filter layers in the color filter array CFA will be described.
色フィルタ配列CFAでは、例えば、図1−2(c)に示すように、ベイヤー配列に従って、対角方向に配された緑色の色フィルタ層40g1、40g2と他の対角方向に配された赤色の色フィルタ層40r1及び青色の色フィルタ層40b1とによって形成される4つの色フィルタ層の単位配列が2次元的に繰り返し配列されている。そこで、以下では、緑色の色フィルタ層(第1の色フィルタ層)40g1、青色の色フィルタ層(第2の色フィルタ層)40b1、赤色の色フィルタ層(第3の色フィルタ層)40r1に関連した構成を例示的に説明するが、他の対応する色フィルタ層に関連した構成ついても同様である。 In the color filter array CFA, for example, as shown in FIG. 1-2C, the green color filter layers 40g1 and 40g2 arranged in the diagonal direction and the red arranged in the other diagonal direction according to the Bayer arrangement. The unit arrangement of the four color filter layers formed by the color filter layer 40r1 and the blue color filter layer 40b1 is two-dimensionally and repeatedly arranged. Therefore, in the following, a green color filter layer (first color filter layer) 40g1, a blue color filter layer (second color filter layer) 40b1, and a red color filter layer (third color filter layer) 40r1 will be described. A related configuration will be described as an example, but the same applies to configurations related to other corresponding color filter layers.
色フィルタ層(第1の色フィルタ層)40g1は、光電変換部11gに緑色(第1の色)の光が入射するように光電変換部11gの裏面10b側に配されている。すなわち、色フィルタ層40g1は、裏面10bに垂直な方向から透視した場合に、光電変換部11gを含むように配されている。色フィルタ層40g1は、緑色の波長域に分光透過率のピークを有する。
The color filter layer (first color filter layer) 40g1 is arranged on the
色フィルタ層40g1は、本体部40g11及び縁部40g12を含む。本体部40g11は、縁部40g12の内側に配されている。縁部40g12は、本体部40g11の周囲に配されている。本体部40g11は、例えば略四角形(四角形又は四角形の角が丸まった形状)であり、縁部40g12は、例えば略四角の枠形状である。 The color filter layer 40g1 includes a main body portion 40g11 and an edge portion 40g12. The main body 40g11 is disposed inside the edge 40g12. The edge portion 40g12 is disposed around the main body portion 40g11. The main body 40g11 is, for example, a substantially quadrangle (a quadrangle or a shape with rounded corners), and the edge 40g12 is, for example, a substantially square frame.
本体部40g11は、厚さ(第1の厚さ)Dg11を有する。縁部40g12は、厚さDg11より薄い厚さ(第2の厚さ)Dg12を有する。これに伴い、本体部40g11と縁部40g12とが平坦化層20を覆っているとともに、本体部40g11の半導体基板10の裏面10bからの高さは、縁部40g12の半導体基板10の裏面10bからの高さより高くなっている(図1−1(a)及び図1−1(b)参照)。
The main body 40g11 has a thickness (first thickness) Dg11. The edge portion 40g12 has a thickness (second thickness) Dg12 smaller than the thickness Dg11. Accordingly, the main body portion 40g11 and the edge portion 40g12 cover the
色フィルタ層(第3の色フィルタ層)40r1は、光電変換部11rに赤色(第3の色)の光が入射するように光電変換部11rの裏面10b側に配されている。すなわち、色フィルタ層40r1は、裏面10bに垂直な方向から透視した場合に、光電変換部11rを含むように配されている。色フィルタ層40r1は、赤色の波長域に分光透過率のピークを有する。
The color filter layer (third color filter layer) 40r1 is arranged on the
色フィルタ層40r1は、本体部(第3の本体部)40r11、縁部(第3の縁部)40r12を含む。本体部40r11は、縁部40r12の内側に配されている。縁部40r12は、本体部40r11の周囲に配されている。本体部40r11は、例えば略四角形(四角形又は四角形の角が丸まった形状)であり、縁部40r12は、例えば略四角の枠形状である。 The color filter layer 40r1 includes a main body (third main body) 40r11 and an edge (third edge) 40r12. The main body portion 40r11 is disposed inside the edge portion 40r12. The edge portion 40r12 is disposed around the main body portion 40r11. The main body 40r11 is, for example, a substantially quadrangle (a quadrangle or a shape with rounded corners), and the edge 40r12 is, for example, a substantially square frame.
本体部40r11は、厚さ(第5の厚さ)Dr11を有する。縁部40r12は、厚さDr11より薄い厚さ(第6の厚さ)Dr12を有する。これに伴い、本体部40r11と縁部40r12とが平坦化層20を覆っているとともに、本体部40r11の半導体基板10の裏面10bからの高さは、縁部40r12の半導体基板10の裏面10bからの高さより高くなっている(図1−1(b)参照)。
The main body 40r11 has a thickness (fifth thickness) Dr11. The edge portion 40r12 has a thickness (sixth thickness) Dr12 that is smaller than the thickness Dr11. Accordingly, the main body portion 40r11 and the edge portion 40r12 cover the
色フィルタ層(第2の色フィルタ層)40b1は、光電変換部11bに青色(第2の色)の光が入射するように光電変換部11bの裏面10b側に配されている。すなわち、色フィルタ層40b1は、裏面10bに垂直な方向から透視した場合に、光電変換部11bを含むように配されている。色フィルタ層40b1は、青色の波長域に分光透過率のピークを有する。
The color filter layer (second color filter layer) 40b1 is disposed on the
色フィルタ層40b1は、本体部(第2の本体部)40b11、縁部(第2の縁部)40b12、及び延在部40b13を含む。本体部40b11は、縁部40b12の内側に配されている。縁部40b12は、本体部40b11の周囲に配されている。本体部40b11は、例えば略四角形(四角形又は四角形の角が丸まった形状)であり、縁部40b12は、例えば略四角の枠形状である。延在部40b13は、縁部40b12における色フィルタ層40g1及び色フィルタ層40r1に隣接した角部から、色フィルタ層40g1及び色フィルタ層40r1の間を光電変換部11bの裏面10bに沿った方向へ延びている。
The color filter layer 40b1 includes a main body (second main body) 40b11, an edge (second edge) 40b12, and an extension 40b13. The main body 40b11 is disposed inside the edge 40b12. The edge portion 40b12 is disposed around the main body portion 40b11. The main body 40b11 is, for example, a substantially quadrangle (a quadrangle or a shape with rounded corners), and the edge 40b12 is, for example, a substantially square frame. The extending portion 40b13 extends from the corner adjacent to the color filter layer 40g1 and the color filter layer 40r1 in the edge portion 40b12 to the direction along the
本体部40b11は、厚さ(第3の厚さ)Db11を有する。縁部40b12及び延在部40b13は、厚さDb11より薄い厚さ(第4の厚さ)Db12を有する。これに伴い、本体部40b11と縁部40b12及び延在部40b13とが平坦化層30により覆われているとともに、縁部40b12及び延在部40b13のそれぞれにおける半導体基板10側の面の半導体基板10の裏面10bからの高さは、本体部40b11における半導体基板10側の面の半導体基板10の裏面10bからの高さより高くなっている(図1−1(a)及び図1−1(b)参照)。
The main body portion 40b11 has a thickness (third thickness) Db11. The edge portion 40b12 and the extending portion 40b13 have a thickness (fourth thickness) Db12 that is thinner than the thickness Db11. Accordingly, the main body portion 40b11, the edge portion 40b12, and the extending portion 40b13 are covered with the
色フィルタ層40b1における縁部40b12は、色フィルタ層40g1における本体部40g11を覆わず、色フィルタ層40g1との境界領域における縁部40g12を覆っている(図1−1(a)参照)。縁部40b12が青色の波長域に分光透過率のピークを有するのに対して縁部40g12が緑色の波長域に分光透過率のピークを有するので、縁部40b12を通過した光は縁部40g12を通過しにくい。これにより、縁部40b12と縁部40b12により覆われた縁部40g12とは減光層(以下、第1の減光層とする)として機能する。 The edge part 40b12 in the color filter layer 40b1 does not cover the main body part 40g11 in the color filter layer 40g1, but covers the edge part 40g12 in the boundary region with the color filter layer 40g1 (see FIG. 1-1 (a)). The edge 40b12 has a spectral transmittance peak in the blue wavelength range, whereas the edge 40g12 has a spectral transmittance peak in the green wavelength range, so that light passing through the edge 40b12 passes through the edge 40g12. Difficult to pass. Thereby, the edge 40b12 and the edge 40g12 covered with the edge 40b12 function as a light reducing layer (hereinafter referred to as a first light reducing layer).
色フィルタ層40b1における延在部40b13は、色フィルタ層40g1と色フィルタ層40r1との境界領域における縁部40g12及び縁部40r12をともに覆っている。延在部40b13が青色の波長域に分光透過率のピークを有するのに対して縁部40g12及び縁部40r12がそれぞれ緑色及び赤色の波長域に分光透過率のピークを有するので、延在部40b13を通過した光は縁部40g12及び縁部40r12のそれぞれを通過しにくい。これにより、延在部40b13と延在部40b13により覆われた縁部40g12及び縁部40r12とは減光層(以下、第2の減光層とする)として機能する。 The extending part 40b13 in the color filter layer 40b1 covers both the edge part 40g12 and the edge part 40r12 in the boundary region between the color filter layer 40g1 and the color filter layer 40r1. The extended portion 40b13 has a spectral transmittance peak in the blue wavelength region, whereas the edge portion 40g12 and the edge portion 40r12 have spectral transmittance peaks in the green and red wavelength regions, respectively. The light that has passed through is difficult to pass through each of the edge 40g12 and the edge 40r12. Accordingly, the extended portion 40b13 and the edge portion 40g12 and the edge portion 40r12 covered by the extended portion 40b13 function as a light reducing layer (hereinafter referred to as a second light reducing layer).
第1の減光層及び第2の減光層のレイアウトを模式的に示すと図1−2(d)のようになる。矩形の枠状に延びた第1の減光層のパターン(実線で示すパターン)と矩形の枠状に延びた第2の減光層のパターン(破線で示すパターン)とは、図面中縦横に1画素ピッチずれた状態で、それぞれ2画素ピッチで2次元的に配列されている。すなわち、第1の減光層と第2の減光層とによって形成される減光パターンは、図1−2(c)に示すように、各色フィルタ層の開口領域を規定するように、複数の色フィルタ層の本体部の間を格子状に延びたものとなる。これにより、各色フィルタ層は、本体部が開口領域となる。 The layout of the first dimming layer and the second dimming layer is schematically shown in FIG. The first dimming layer pattern (pattern indicated by a solid line) extending in a rectangular frame shape and the second dimming layer pattern (pattern indicated by a broken line) extending in a rectangular frame shape are vertically and horizontally in the drawing. They are two-dimensionally arranged at a pitch of 2 pixels with a shift of 1 pixel pitch. That is, the dimming pattern formed by the first dimming layer and the second dimming layer includes a plurality of dimming patterns so as to define the opening area of each color filter layer as shown in FIG. Between the main body portions of the color filter layers, the color filter layers extend in a lattice pattern. Thereby, the main body portion of each color filter layer becomes an opening region.
また、第1の減光層のパターン幅W1は第2の減光層のパターン幅W2より小さくなる。例えば、半導体基板10の裏面10bに垂直な方向から透視した場合における縁部40b12と縁部40g12との重なりの幅(図1−1(a)参照)を延在部40b13と縁部40g12との重なりの幅(図1−1(b)参照)と同程度にした場合、第1の減光層のパターン幅W1は第2の減光層のパターン幅W2の約1/2になる。これにより、色フィルタ層40b1の開口領域の幅OWbは、色フィルタ層40g1の開口領域の幅OWgより大きくでき、色フィルタ層40r1の開口領域の幅OWrより大きくできる。すなわち、色フィルタ層40b1の開口面積は、色フィルタ層40g1の開口面積より大きくでき、色フィルタ層40r1の開口面積より大きくできる。
Further, the pattern width W1 of the first dimming layer is smaller than the pattern width W2 of the second dimming layer. For example, the width of the overlap between the edge portion 40b12 and the edge portion 40g12 (see FIG. 1-1A) when seen through from the direction perpendicular to the
次に、実施の形態にかかる固体撮像装置1の製造方法について図2を用いて説明する。図2(a)〜(g)は固体撮像装置1の製造方法を示す工程断面図であり、図2(h)〜(n)はそれぞれ図2(a)〜(g)に対応した平面図である。図2(a)〜(g)に示す断面は、図1−2(c)のA−A線で切った断面に対応しており、図2(h)〜(n)に示す平面は、図1−2(c)に示す平面に対応している。以下では、緑色の色フィルタ層(第1の色フィルタ層)40g1、青色の色フィルタ層(第2の色フィルタ層)40b1、赤色の色フィルタ層(第3の色フィルタ層)40r1に関連した部分の製造方法を例示的に説明するが、他の対応する色フィルタ層に関連した部分の製造方法ついても同様である。
Next, a method for manufacturing the solid-
図2(a)、(h)に示す工程では、第1導電型(例えばP型)の不純物を低い濃度で含むウエル領域を有する半導体基板を準備する。半導体基板は、例えばシリコンで形成する。P型の不純物は、例えばボロンである。そして、半導体基板のウエル領域内の表面側に、光電変換部11g、11bを含む複数の光電変換部を形成する。これにより、ウエル領域12内の表面10a側に複数の光電変換部(複数の画素)が配された半導体基板10が得られる。各光電変換部は、例えばフォトダイオードであり、電荷蓄積領域を含むように形成する。電荷蓄積領域は、第1導電型と反対導電型である第2導電型(例えば、N型)の不純物を、ウエル領域12における第1導電型の不純物の濃度より高い濃度で含むように形成する。N型の不純物は、例えばリン又は砒素である。そして、半導体基板10の裏面10bに、平坦化層20を形成する。平坦化層20は、例えば、所定の樹脂で形成する。
In the steps shown in FIGS. 2A and 2H, a semiconductor substrate having a well region containing a first conductivity type (for example, P-type) impurity at a low concentration is prepared. The semiconductor substrate is made of, for example, silicon. The P-type impurity is, for example, boron. Then, a plurality of photoelectric conversion units including the
図2(b)、(i)に示す工程では、半導体基板10の裏面10b側すなわち平坦化層20の表面における光電変換部11gに対応した領域に、色フィルタ層40g1となるべき層(第1の層)40g1iを形成する。具体的には、例えばスピンコート法により、色フィルタ層40g1となるべき第1の樹脂層を平坦化層20の表面に塗布する。第1の樹脂層は、緑色の波長域に分光透過率のピークを有するように、例えば、緑色の顔料又は染料を含むレジスト材料で形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、第1の樹脂層を、四角形状の緑色の層が市松状に複数配列されたパターン(図2(i)参照)にエッチング加工する。これにより、例えば、緑色の層40g1iが形成される。
In the step shown in FIGS. 2B and 2I, a layer (first layer) to be the color filter layer 40g1 in the region corresponding to the
図2(c)、(j)に示す工程では、半導体基板10の裏面10b側すなわち平坦化層20の表面における光電変換部11rに対応した領域に、色フィルタ層40r1となるべき層40r1iを形成する。具体的には、例えばスピンコート法により、色フィルタ層40r1となるべき第2の樹脂層を平坦化層20の露出した表面に塗布する。第2の樹脂層は、赤色の波長域に分光透過率のピークを有するように、例えば、赤色の顔料又は染料を含むレジスト材料で形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、第2の樹脂層を、平坦化層20の露出された複数の領域のうちの1列おきの領域に四角形状の赤色の層が複数配列されたパターン(図2(j)参照)にエッチング加工する。これにより、例えば、赤色の層40r1iが形成される。
In the steps shown in FIGS. 2C and 2J, the layer 40r1i to be the color filter layer 40r1 is formed in the region corresponding to the
図2(d)、(k)に示す工程では、例えばフォトリソグラフィ法により、緑色の層40g1iを含む緑色の各層の縁部と赤色の層40r1iを含む赤色の各層の縁部とを選択的に露出する犠牲膜パターン70を形成する。すなわち、犠牲膜パターン70は、緑色の各層における本体部となるべき部分を覆い、赤色の各層における本体部となるべき部分を覆うとともに、平坦化層20の露出した表面を覆っている。犠牲膜パターン70は、例えばレジストで形成する。犠牲膜パターン70の厚さは、色フィルタ層40g1における本体部40g11の厚さDg11と縁部40g12の厚さDg12との差(Dg11−Dg12、図1−1(a)参照)や、色フィルタ層40r1における本体部40r11の厚さDr11と縁部40r12の厚さDr12との差(Dr11−Dr12、図1−1(b)参照)に対応したものになるように調整する。
2D and 2K, the edge of each green layer including the green layer 40g1i and the edge of each red layer including the red layer 40r1i are selectively selected by, for example, photolithography. An exposed
図2(e)、(l)に示す工程では、犠牲膜パターン70が完全に除去されるまで全面をエッチングするエッチバック加工を行う。これにより、犠牲膜パターン70の除去と緑色の各層の縁部及び赤色の各層の縁部の選択的なエッチングとが並行して行われる。そして、犠牲膜パターン70が完全に除去された際に、緑色の層40g1iの縁部は、差(Dg11−Dg12)に相当する厚さの部分がエッチングされている。同様に、犠牲膜パターン70が完全に除去された際に、赤色の層40r1iの縁部は、差(Dr11−Dr12)に相当する厚さの部分がエッチングされている。
In the steps shown in FIGS. 2E and 2L, etch back processing is performed to etch the entire surface until the
このように、図2(d)、(k)に示す工程及び図2(e)、(l)に示す工程では、例えば、緑色の層40g1iを含む緑色の各層の縁部と赤色の層40r1iを含む赤色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、厚さDg11を有する本体部40g11と、厚さDg11より薄い厚さDg12を有する縁部40g12とを含む色フィルタ層40g1が形成される。それとともに、例えば、厚さDr11を有する本体部40r11と、厚さDr11より薄い厚さDr12を有する縁部40r12とを含む色フィルタ層40r1が形成される。また、緑色の各色フィルタ層の本体部と赤色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される(図2(l)参照)。溝の深さは、差(Dg11−Dg12)又は差(Dr11−Dr12)に相当する深さとなっている。 As described above, in the steps shown in FIGS. 2D and 2K and the steps shown in FIGS. 2E and 2L, for example, the edge of each green layer including the green layer 40g1i and the red layer 40r1i. The edge of each red layer including the film is selectively thinned. Thereby, for example, a color filter layer 40g1 including a main body portion 40g11 having a thickness Dg11 and an edge portion 40g12 having a thickness Dg12 thinner than the thickness Dg11 is formed. At the same time, for example, a color filter layer 40r1 including a main body portion 40r11 having a thickness Dr11 and an edge portion 40r12 having a thickness Dr12 thinner than the thickness Dr11 is formed. Further, a groove extending in a lattice shape is formed between the main body portion of each green color filter layer and the main body portion of each red color filter layer (see FIG. 2L). The depth of the groove is a depth corresponding to the difference (Dg11−Dg12) or the difference (Dr11−Dr12).
図2(f)、(m)に示す工程では、半導体基板10の裏面10b側すなわち平坦化層20の表面における光電変換部11bに対応した領域及び上記の溝に、例えば青色の色フィルタ層40b1を形成する。具体的には、例えばスピンコート法により、色フィルタ層40b1となるべき第3の樹脂層を平坦化層20の露出した表面及び上記の溝に塗布する。このとき、半導体基板10の裏面10bからの高さが第3の樹脂層の表面と色フィルタ層40g1及び色フィルタ層40r1とで均等になるように、第3の樹脂層の材料の塗布量を調整することができる。第3の樹脂層は、青色の波長域に分光透過率のピークを有するように、例えば、青色の顔料又は染料を含むレジスト材料で形成する。その後、フォトリソグラフィ法により、第3の樹脂層を、平坦化層20の露出された複数の領域と上記の溝とに配されたパターン(図2(m)参照)にエッチング加工を行う。なお、第3の樹脂層の材料の塗布量を調整することにより、第3の樹脂層を平坦化層20の露出した表面及び上記の溝に選択的に塗布できる場合、このエッチング加工は行わなくても良い。
In the steps shown in FIGS. 2F and 2M, for example, a blue color filter layer 40b1 is formed in the region corresponding to the
これにより、例えば、色フィルタ層40b1における縁部40b12が、色フィルタ層40g1における本体部40g11を覆わず、色フィルタ層40g1との境界領域における縁部40g12を覆うように、色フィルタ層40b1が形成され得る。それとともに、例えば、色フィルタ層40b1における延在部40b13が、色フィルタ層40g1と色フィルタ層40r1との境界領域における縁部40g12及び縁部40r12をともに覆うように、色フィルタ層40b1が形成され得る。 Thereby, for example, the color filter layer 40b1 is formed so that the edge 40b12 in the color filter layer 40b1 does not cover the main body 40g11 in the color filter layer 40g1, but covers the edge 40g12 in the boundary region with the color filter layer 40g1. Can be done. At the same time, for example, the color filter layer 40b1 is formed so that the extending part 40b13 in the color filter layer 40b1 covers both the edge part 40g12 and the edge part 40r12 in the boundary region between the color filter layer 40g1 and the color filter layer 40r1. obtain.
すなわち、例えば、縁部40b12と縁部40b12により覆われた縁部40g12とを含む減光層(以下、第1の減光層とする)が形成され得る。また、例えば、延在部40b13と延在部40b13により覆われた縁部40g12及び縁部40r12とを含む減光層(以下、第2の減光層とする)が形成され得る。このとき、第1の減光層と第2の減光層とによって形成される減光パターンは、図1−2(c)に示すように、各色フィルタ層の開口領域を規定するように、複数の色フィルタ層の本体部の間を格子状に延びたものとなる。これにより、各色フィルタ層は、本体部が開口領域となる。 That is, for example, a light reducing layer (hereinafter referred to as a first light reducing layer) including the edge 40b12 and the edge 40g12 covered with the edge 40b12 can be formed. In addition, for example, a light-reducing layer (hereinafter referred to as a second light-reducing layer) including the extending part 40b13 and the edge part 40g12 and the edge part 40r12 covered by the extending part 40b13 can be formed. At this time, the dimming pattern formed by the first dimming layer and the second dimming layer, as shown in FIG. 1-2 (c), defines the opening area of each color filter layer, The plurality of color filter layers extend between the main body portions in a lattice pattern. Thereby, the main body portion of each color filter layer becomes an opening region.
図2(g)、(n)に示す工程では、色フィルタ層40g1、40b1、40r1を含む複数の色フィルタ層を覆う平坦化層30を形成する。平坦化層30は、例えば、所定の樹脂で形成する。そして、平坦化層30の表面に、マイクロレンズMLg、MLb、MLrを含む複数のマイクロレンズを形成する。例えば、マイクロレンズMLg、MLb、MLrを、それぞれ、平坦化層30の表面における光電変換部11g、11b、11rに対応した領域に形成する。
In the steps shown in FIGS. 2G and 2N, the
以上のようにして、実施の形態にかかる固体撮像装置1が製造される。
As described above, the solid-
ここで、仮に、図5(b)に示すように、裏面照射型の固体撮像装置において、隣接する色フィルタ層を境界領域で重ねない場合について考える。この場合、図5(a)に示すように、例えば緑色の色フィルタ層140g1が光電変換部11gに対応し、青色の色フィルタ層140b1が光電変換部11bに対応している。このとき、例えば、青色の色フィルタ層40b1と緑色の色フィルタ層40g1との境界領域の近傍における色フィルタ層140b1へ入射した光IL101は、境界領域(境界面)で屈折又は散乱されてその対応した光電変換部11bではなく隣接した光電変換部11gへ入射する傾向にある。あるいは、例えば、青色の色フィルタ層40b1と緑色の色フィルタ層40g1との境界領域の近傍における色フィルタ層140g1へ入射した光IL102は、境界領域(境界面)で屈折又は散乱されてその対応した光電変換部11gではなく隣接した光電変換部11bへ入射する傾向にある。このように、裏面照射型の固体撮像装置では、表面照射型の固体撮像装置に比べ、入射光路上すなわち色フィルタ層と光電変換部との間に開口領域を規定する配線層がないため、光学的混色が発生しやすい。
Here, suppose that, as shown in FIG. 5B, in the back-illuminated solid-state imaging device, adjacent color filter layers are not overlapped in the boundary region. In this case, as shown in FIG. 5A, for example, the green color filter layer 140g1 corresponds to the
それに対して、実施の形態では、裏面照射型の固体撮像装置1において、例えば、色フィルタ層40b1における縁部40b12は、色フィルタ層40g1における本体部40g11を覆わず、色フィルタ層40g1との境界領域における縁部40g12を覆っている(図1−1(a)参照)。縁部40b12が青色の波長域に分光透過率のピークを有するのに対して縁部40g12が緑色の波長域に分光透過率のピークを有するので、縁部40b12を通過した光は縁部40g12を通過しにくい。これにより、縁部40b12と縁部40b12により覆われた縁部40g12とは減光層(第1の減光層)として機能する。この結果、図1−1(a)に示すように、青色の色フィルタ層40b1と緑色の色フィルタ層40g1との境界領域の近傍における色フィルタ層40b1へ入射した光IL1は、減光層で減光され隣接した光電変換部11gへ入射しにくい。また、青色の色フィルタ層40b1と緑色の色フィルタ層40g1との境界領域の近傍における色フィルタ層40g1へ入射した光IL2は、減光層で減光され隣接した光電変換部11bへ入射しにくい。このように、実施の形態によれば、裏面照射型の固体撮像装置1において、光学的混色を低減できる。例えば、減光層における半導体基板10側の層が緑色又は赤色の色フィルタ層における縁部になるので、可視領域における中〜長波長光の光学的混色を効果的に低減できる。
On the other hand, in the embodiment, in the backside illumination type solid-
あるいは、仮に、図6(a)に示すように、裏面照射型の固体撮像装置において、それぞれ一様な厚さを有する隣接する色フィルタ層を境界領域で重ねる場合について考える。この場合、図6(b)に斜線で示すように、隣接する色フィルタ層の境界領域に減光層を形成することができる。しかし、例えば、青色の色フィルタ層240b1と緑色の色フィルタ層240g1との境界領域において色フィルタ層240b1が色フィルタ層240g1を覆う場合、境界領域における段差STは、色フィルタ層240b1の厚さD240b1に対応した大きな値になる。これにより、平坦化層230がこの段差STを緩和してマイクロレンズの配されるべき平坦な表面を提供するために平坦化層230の厚さD230を段差STよりも大幅に大きくする必要がある。この結果、例えばマイクロレンズMLg、MLbと光電変換部11g、11bとの距離が遠くなるので、光電変換部11g、11bへの集光効率が低下する。
Alternatively, as shown in FIG. 6A, consider a case where adjacent color filter layers each having a uniform thickness are overlapped in a boundary region in a back-illuminated solid-state imaging device. In this case, as indicated by the oblique lines in FIG. 6B, a light reducing layer can be formed in the boundary region between adjacent color filter layers. However, for example, when the color filter layer 240b1 covers the color filter layer 240g1 in the boundary region between the blue color filter layer 240b1 and the green color filter layer 240g1, the step ST in the boundary region has a thickness D240b1 of the color filter layer 240b1. A large value corresponding to. Accordingly, in order for the
それに対して、実施の形態では、裏面照射型の固体撮像装置1において、隣接する色フィルタ層のそれぞれにおける厚さが薄くなった縁部どうしを境界領域で重ねる。例えば、図1−1に示すように、色フィルタ層40g1は、厚さDg11を有する本体部40g11と、厚さDg11より薄い厚さDg12を有する縁部40g12とを含む。色フィルタ層40b1は、厚さDb11を有する本体部40b11と、厚さDb11より薄い厚さDb12を有する縁部40b12とを含む。色フィルタ層40g1における縁部40g12と色フィルタ層40b1における縁部40b12とは、色フィルタ層40g1と色フィルタ層40b1との境界領域において重なり合っている。これにより、境界領域における段差が大幅に低減されている。特に、Dg12+Db12≒Dg11≒Dg12となるように調整した場合、境界領域における段差をほぼゼロにすることができる。このように、隣接する色フィルタ層の境界領域における段差を大幅に低減できるので、平坦化層30がマイクロレンズの配されるべき平坦な表面を提供するための厚さD30も大幅に低減できる。この結果、例えばマイクロレンズMLg、MLbと光電変換部11g、11bとの距離を近づけることができるので、光電変換部11g、11bへの集光効率を向上できる。
On the other hand, in the embodiment, in the back-illuminated solid-
また、図6(b)に示す比較例では、各色フィルタ層の開口面積が一様な大きさになっている。 In the comparative example shown in FIG. 6B, the opening area of each color filter layer has a uniform size.
それに対して、実施の形態では、図1−2(c)に示すように、第1の減光層のパターン幅W1は第2の減光層のパターン幅W2より小さくなる。例えば、半導体基板10の裏面10bに垂直な方向から透視した場合における縁部40b12と縁部40g12との重なりの幅(図1−1(a)参照)を延在部40b13と縁部40g12との重なりの幅(図1−1(b)参照)と同程度にした場合、第1の減光層のパターン幅W1は第2の減光層のパターン幅W2の約1/2になる。これにより、色フィルタ層40b1の開口領域の幅OWbは、色フィルタ層40g1の開口領域の幅OWgより大きくでき、色フィルタ層40r1の開口領域の幅OWrより大きくできる。すなわち、青色の色フィルタ層40b1の開口面積は、緑色の色フィルタ層40g1の開口面積より大きくでき、赤色の色フィルタ層40r1の開口面積より大きくできる。この結果、例えば赤色・緑色に比べて青色の受光感度が弱くなることを抑制する等、開口面積を抑制する事で、感度及び各所の感度比率を任意に調整できる。その結果、赤色・緑色のそれぞれの受光感度と青色の受光感度とを均等にすることもできる。
On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 1-2C, the pattern width W1 of the first light reducing layer is smaller than the pattern width W2 of the second light reducing layer. For example, the width of the overlap between the edge portion 40b12 and the edge portion 40g12 (see FIG. 1-1A) when seen through from the direction perpendicular to the
また、例えば、青色の色フィルタ層40b1における縁部40b12が緑色の色フィルタ層40g1における縁部40g12を覆うことにより第1の減光層が形成される。それとともに、色フィルタ層40b1における延在部40b13が縁部40b12に隣接した領域、すなわち色フィルタ層40g1と色フィルタ層40r1との境界領域における縁部40g12及び縁部40r12をともに覆うことにより第2の減光層が形成される。すなわち、第1の減光層及び第2の減光層は、一括して(簡易な工程で)形成するのに適した構造をしている。 In addition, for example, the edge 40b12 in the blue color filter layer 40b1 covers the edge 40g12 in the green color filter layer 40g1, thereby forming the first dimming layer. At the same time, the extended portion 40b13 in the color filter layer 40b1 covers the edge portion 40g12 and the edge portion 40r12 in the region adjacent to the edge portion 40b12, that is, in the boundary region between the color filter layer 40g1 and the color filter layer 40r1. Is formed. That is, the first dimming layer and the second dimming layer have a structure suitable for forming in a lump (by a simple process).
あるいは、仮に、裏面照射型の固体撮像装置を製造する際に、図2(d)、(k)に示す工程及び図2(e)、(l)に示す工程を行わない場合を考える。この場合、各フィルタ層が一様な厚さを有する状態で形成されるので、例えば図5又は図6に示すような構造の固体撮像装置が製造されることになる。 Alternatively, let us consider a case where the steps shown in FIGS. 2D and 2K and the steps shown in FIGS. 2E and 2L are not performed when a back-illuminated solid-state imaging device is manufactured. In this case, since each filter layer is formed with a uniform thickness, for example, a solid-state imaging device having a structure as shown in FIG. 5 or FIG. 6 is manufactured.
それに対して、実施の形態では、図2(d)、(k)に示す工程及び図2(e)、(l)に示す工程では、例えば、緑色の層40g1iを含む緑色の各層の縁部と赤色の層40r1iを含む赤色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、厚さDg11を有する本体部40g11と、厚さDg11より薄い厚さDg12を有する縁部40g12とを含む色フィルタ層40g1が形成される。それとともに、例えば、厚さDr11を有する本体部40r11と、厚さDr11より薄い厚さDr12を有する縁部40r12とを含む色フィルタ層40r1が形成される。また、緑色の各色フィルタ層の本体部と赤色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される(図2(l)参照)。そして、図2(f)、(m)に示す工程では、半導体基板10の裏面10b側すなわち平坦化層20の表面における光電変換部11bに対応した領域及び上記の溝に、例えば青色の色フィルタ層40b1等を形成する。これにより、例えば、縁部40b12と縁部40b12により覆われた縁部40g12とを含む減光層(以下、第1の減光層とする)が形成され得る。また、例えば、延在部40b13と延在部40b13により覆われた縁部40g12及び縁部40r12とを含む減光層(以下、第2の減光層とする)が形成され得る。
On the other hand, in the embodiment, in the steps shown in FIGS. 2D and 2K and the steps shown in FIGS. 2E and 2L, for example, the edge of each green layer including the green layer 40g1i. And the edge of each red layer including the red layer 40r1i are selectively thinned. Thereby, for example, a color filter layer 40g1 including a main body portion 40g11 having a thickness Dg11 and an edge portion 40g12 having a thickness Dg12 thinner than the thickness Dg11 is formed. At the same time, for example, a color filter layer 40r1 including a main body portion 40r11 having a thickness Dr11 and an edge portion 40r12 having a thickness Dr12 thinner than the thickness Dr11 is formed. Further, a groove extending in a lattice shape is formed between the main body portion of each green color filter layer and the main body portion of each red color filter layer (see FIG. 2L). 2 (f) and 2 (m), for example, a blue color filter is formed in the region corresponding to the
さらに、実施の形態では、図2(g)、(n)に示す工程において、境界領域における段差の大幅に低減された複数の色フィルタ層を覆う平坦化層30を形成する。これにより、上記のように、平坦化層30がマイクロレンズの配されるべき平坦な表面を提供するための厚さD30も大幅に低減できる(図1−1(a)参照)。この結果、例えばマイクロレンズMLg、MLbと光電変換部11g、11bとの距離を近づけるように、平坦化層30の表面にマイクロレンズMLg、MLbを形成することが容易である。
Furthermore, in the embodiment, in the steps shown in FIGS. 2G and 2N, the
なお、図3(g)、(n)に示す裏面照射型の固体撮像装置1jは、図3(f)、(m)に示すように、実施の形態における青色の色フィルタ層と赤色の色フィルタ層とを入れ替えた構成であってもよい。この場合でも、裏面照射型の固体撮像装置1jにおいて、光学的混色を低減できる。例えば、減光層における半導体基板10側の層が例えば緑色の色フィルタ層40g1又は青色の色フィルタ層40b1jにおける縁部になるので、可視領域における短〜中波長光の光学的混色を効果的に低減できる。また、例えば、赤色の色フィルタ層40r1jの開口面積を、緑色の色フィルタ層40g1の開口面積より大きくでき、青色の色フィルタ層40b1jの開口面積より大きくできる。この結果、例えば青色・緑色に比べて赤色の受光感度が弱くなることを抑制して、青色・緑色のそれぞれの受光感度と赤色の受光感度とを均等にできる。
Note that the backside illumination type solid-
また、裏面照射型の固体撮像装置1jの製造方法では、図3(d)、(k)に示す工程において、例えばフォトリソグラフィ法により、緑色の層40g1iを含む緑色の各層の縁部と青色の層40b1jiを含む青色の各層の縁部とを選択的に露出する犠牲膜パターン70jを形成する。図3(e)、(l)に示す工程では、犠牲膜パターン70jが完全に除去されるまで全面をエッチングするエッチバック加工を行う。すなわち、図3(d)、(k)に示す工程及び図3(e)、(l)に示す工程では、例えば、緑色の層40g1iを含む緑色の各層の縁部と青色の層40b1jiを含む青色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、色フィルタ層40g1が形成されるとともに色フィルタ層40b1jが形成される。また、緑色の各色フィルタ層の本体部と青色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される(図3(l)参照)。図3(f)、(m)に示す工程では、半導体基板10の裏面10b側すなわち平坦化層20の表面における光電変換部11rに対応した領域及び上記の溝に、例えば赤色の色フィルタ層40r1jを形成する。
Further, in the manufacturing method of the backside illumination type solid-
あるいは、図4(g)、(n)に示す裏面照射型の固体撮像装置1kは、図4(f)、(m)に示すように、実施の形態における青色の色フィルタ層と緑色の色フィルタ層とを入れ替えた構成であってもよい。この場合でも、裏面照射型の固体撮像装置1kにおいて、光学的混色を低減できる。例えば、減光層における半導体基板10側の層が例えば赤色の色フィルタ層40r1又は青色の色フィルタ層40b1kにおける縁部になるので、可視領域における短・長波長光の光学的混色を効果的に低減できる。また、例えば、緑色の色フィルタ層40g1kの開口面積を、赤色の色フィルタ層40r1の開口面積より大きくでき、青色の色フィルタ層40b1kの開口面積より大きくできる。この結果、例えば青色・赤色に比べて緑色の受光感度が弱くなることを抑制して、青色・赤色のそれぞれの受光感度と緑色の受光感度とを均等にできる。
Alternatively, as shown in FIGS. 4F and 4M, the backside illumination type solid-
また、裏面照射型の固体撮像装置1kの製造方法では、図4(d)、(k)に示す工程において、例えばフォトリソグラフィ法により、赤色の層40r1iを含む赤色の各層の縁部と青色の層40b1kiを含む青色の各層の縁部とを選択的に露出する犠牲膜パターン70kを形成する。図4(e)、(l)に示す工程では、犠牲膜パターン70kが完全に除去されるまで全面をエッチングするエッチバック加工を行う。すなわち、図4(d)、(k)に示す工程及び図4(e)、(l)に示す工程では、例えば、赤色の層40r1iを含む赤色の各層の縁部と青色の層40b1kiを含む青色の各層の縁部とを選択的に薄膜化する。これにより、例えば、色フィルタ層40r1が形成されるとともに色フィルタ層40b1kが形成される。また、赤色の各色フィルタ層の本体部と青色の各色フィルタ層の本体部との間を格子状に延びた溝が形成される(図4(l)参照)。図4(f)、(m)に示す工程では、半導体基板10の裏面10b側すなわち平坦化層20の表面における光電変換部11gに対応した領域及び上記の溝に、例えば緑色の色フィルタ層40g1kを形成する。
Further, in the manufacturing method of the backside illumination type solid-
1、1j、1k 固体撮像装置、 10 半導体基板、 10a 表面、 10b 裏面、 11b、11g、11r 光電変換部、 40b1、40b1j、40b1k、40g1、40g1k、40g2、40r1、40r1j 色フィルタ層、 40b1ji、40b1ki、40g1i、40r1i 層、 40b11、40g11、40r11 本体部、 40b12、40g12、40r12 縁部、 40b13 延在部、 CFA 色フィルタ配列、 MLA マイクロレンズ配列 1, 1j, 1k solid-state imaging device, 10 semiconductor substrate, 10a front surface, 10b back surface, 11b, 11g, 11r photoelectric conversion part, 40b1, 40b1j, 40b1k, 40g1, 40g1k, 40g2, 40r1, 40r1j color filter layer, 40b1ji, 40b1ki , 40g1i, 40r1i layer, 40b11, 40g11, 40r11 body part, 40b12, 40g12, 40r12 edge part, 40b13 extension part, CFA color filter array, MLA micro lens array
Claims (6)
第1の光電変換部と前記第1の光電変換部に隣接した第2の光電変換部とを含む複数の光電変換部が配された表面と前記表面の反対側の裏面とを有する半導体基板と、
前記第1の光電変換部に第1の色の光が入射するように前記第1の光電変換部の前記裏面側に配された第1の色フィルタ層と、
前記第2の光電変換部に第2の色の光が入射するように前記第2の光電変換部の前記裏面側に前記第1の色フィルタ層に隣接して配された第2の色フィルタ層と、
を備え、
前記第1の色フィルタ層は、
第1の厚さを有する本体部と、
前記本体部の周囲に配され前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有する縁部と、
を含み、
前記第2の色フィルタ層は、前記第1の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆っている
ことを特徴とする固体撮像装置。 A back-illuminated solid-state imaging device,
A semiconductor substrate having a surface on which a plurality of photoelectric conversion units including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit adjacent to the first photoelectric conversion unit are disposed, and a back surface opposite to the surface; ,
A first color filter layer disposed on the back side of the first photoelectric conversion unit so that light of the first color is incident on the first photoelectric conversion unit;
A second color filter disposed adjacent to the first color filter layer on the back side of the second photoelectric conversion unit so that light of the second color is incident on the second photoelectric conversion unit. Layers,
With
The first color filter layer includes
A body portion having a first thickness;
An edge portion disposed around the body portion and having a second thickness less than the first thickness;
Including
The solid-state imaging device, wherein the second color filter layer covers the edge in a boundary region with the first color filter layer.
第3の厚さを有する第2の本体部と、
前記第2の本体部の周囲に配され前記第3の厚さより薄い第4の厚さを有する第2の縁部と、
を含み、
前記第1の色フィルタ層における前記縁部と前記第2の色フィルタ層における前記第2の縁部とは、前記第1の色フィルタ層と前記第2の色フィルタ層との境界領域において重なり合っている
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 The second color filter layer includes
A second body portion having a third thickness;
A second edge disposed around the second body portion and having a fourth thickness less than the third thickness;
Including
The edge of the first color filter layer and the second edge of the second color filter layer overlap in a boundary region between the first color filter layer and the second color filter layer. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein:
前記第2の色フィルタ層の開口面積は、前記第1の色フィルタ層の開口面積より大きい
ことを特徴とする請求項2に記載の固体撮像装置。 The second edge and the edge covered by the second edge function as a light reducing layer for defining an opening region;
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein an opening area of the second color filter layer is larger than an opening area of the first color filter layer.
前記固体撮像装置は、前記第3の光電変換部に第3の色の光が入射するように前記第3の光電変換部の前記裏面側に前記第1の色フィルタ層に隣接して配された第3の色フィルタ層をさらに備え、
前記第3の色フィルタ層は、
第5の厚さを有する第3の本体部と、
前記第3の本体部の周囲に配され前記第5の厚さより薄い第6の厚さを有する第3の縁部と、
を含み、
前記第2の色フィルタ層は、前記第1の色フィルタ層と前記第3の色フィルタ層との境界領域における前記縁部及び前記第3の縁部をともに覆う延在部をさらに含む
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の固体撮像装置。 The plurality of photoelectric conversion units further include a third photoelectric conversion unit adjacent to the first photoelectric conversion unit in a direction intersecting with a direction adjacent to the second photoelectric conversion unit,
The solid-state imaging device is disposed adjacent to the first color filter layer on the back surface side of the third photoelectric conversion unit so that the third color light is incident on the third photoelectric conversion unit. A third color filter layer,
The third color filter layer includes
A third body having a fifth thickness;
A third edge disposed around the third body portion and having a sixth thickness less than the fifth thickness;
Including
The second color filter layer further includes an extending portion that covers both the edge portion and the third edge portion in a boundary region between the first color filter layer and the third color filter layer. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the solid-state imaging device is provided.
半導体基板内の表面側に、第1の光電変換部と前記第1の光電変換部に隣接した第2の光電変換部とを含む複数の光電変換部を形成する工程と、
前記半導体基板の裏面側における前記第1の光電変換部に対応した領域に、第1の色の波長域に分光透過率のピークを有する第1の色フィルタ層となるべき第1の層を形成する工程と、
第1の厚さを有する本体部と、前記本体部の周囲に配され前記第1の厚さより薄い第2の厚さを有する縁部とを含む前記第1の色フィルタ層が形成されるように、前記第1の層における縁部を選択的に薄膜化する工程と、
前記半導体基板の裏面側における前記第2の光電変換部に対応した領域に、第2の色の波長域に分光透過率のピークを有する第2の色フィルタ層を、前記第1の色フィルタ層との境界領域における前記縁部を覆うように形成する工程と、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 A method of manufacturing a back-illuminated solid-state imaging device,
Forming a plurality of photoelectric conversion units including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit adjacent to the first photoelectric conversion unit on a surface side in the semiconductor substrate;
A first layer to be a first color filter layer having a spectral transmittance peak in the wavelength region of the first color is formed in a region corresponding to the first photoelectric conversion unit on the back surface side of the semiconductor substrate. And a process of
The first color filter layer including a main body portion having a first thickness and an edge portion disposed around the main body portion and having a second thickness smaller than the first thickness is formed. And selectively thinning the edge of the first layer;
A second color filter layer having a spectral transmittance peak in the wavelength region of the second color in a region corresponding to the second photoelectric conversion unit on the back surface side of the semiconductor substrate, and the first color filter layer A step of covering the edge in the boundary region with
A method for manufacturing a solid-state imaging device.
前記平坦化層の表面に、前記第1の光電変換部に集光するための第1のマイクロレンズと前記第2の光電変換部に集光するための第2のマイクロレンズとを形成する工程と、
をさらに備えた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。 Forming a planarization layer covering the first color filter layer and the second color filter layer;
Forming a first microlens for condensing on the first photoelectric converter and a second microlens for condensing on the second photoelectric converter on the surface of the planarizing layer; When,
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 5, further comprising:
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JP2010119422A JP2011249462A (en) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Solid state image pickup device and manufacturing method thereof |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015060931A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | ローム株式会社 | Photodetector and sensor package |
JP7103385B2 (en) | 2020-05-21 | 2022-07-20 | ソニーグループ株式会社 | Solid-state image sensor and electronic equipment |
-
2010
- 2010-05-25 JP JP2010119422A patent/JP2011249462A/en active Pending
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