JP3050646B2 - カラー固体撮像素子 - Google Patents
カラー固体撮像素子Info
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- JP3050646B2 JP3050646B2 JP3160724A JP16072491A JP3050646B2 JP 3050646 B2 JP3050646 B2 JP 3050646B2 JP 3160724 A JP3160724 A JP 3160724A JP 16072491 A JP16072491 A JP 16072491A JP 3050646 B2 JP3050646 B2 JP 3050646B2
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- imaging device
- state imaging
- color
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー固体撮像素子に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、カラー固体撮像素子は、カメラ
の光学系を介して入射された光を、赤、緑、青、又はこ
れらの補色等に分解し、光電変換機能を有する受光部に
おいて、光信号を電気信号に変換して取り出すものであ
る。
の光学系を介して入射された光を、赤、緑、青、又はこ
れらの補色等に分解し、光電変換機能を有する受光部に
おいて、光信号を電気信号に変換して取り出すものであ
る。
【０００３】図２は、従来のカラー固体撮像素子の断面
図を示す。１は半導体基板、２は受光部、３は第１ポリ
シリコン電極、４は第２ポリシリコン電極、５は酸化シ
リコン絶縁層、６はメタル遮光膜、７は平坦化膜、８
Ｒ，８Ｇ，８Ｂはそれぞれ赤、緑、青のカラーフィルタ
ー、９は保護膜、１０はマイクロレンズを示す。
図を示す。１は半導体基板、２は受光部、３は第１ポリ
シリコン電極、４は第２ポリシリコン電極、５は酸化シ
リコン絶縁層、６はメタル遮光膜、７は平坦化膜、８
Ｒ，８Ｇ，８Ｂはそれぞれ赤、緑、青のカラーフィルタ
ー、９は保護膜、１０はマイクロレンズを示す。
【０００４】受光部２は、前記半導体基板１の表面に設
けられており、また、第１層及び第２層ポリシリコン電
極３，４は、受光部２で光電変換された電気信号を転送
クロックパルスにより転送するためのものである。ま
た、メタル遮光膜６上に、カラーフィルター８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂを形成するための下地を平坦化するために、平
坦化膜７を形成し、該平坦化膜７上に各受光部２に対応
してカラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを形成する。前
記カラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの材料としては、
例えば、ゼラチンやカゼイン等のタンパク質に重クロム
酸塩を添加した水溶性レジストが用いられる。該レジス
トを所望の形状にパターニングし、赤の染料で染色した
ものが、カラーフィルター８Ｒ，緑の染料で染色したも
のが、カラーフィルター８Ｇ，青の染料で染色したもの
が、カラーフィルター８Ｂとなる。そして、前記カラー
フィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上に保護膜９を形成し、受
光部２への入射光量を増やし、固体撮像素子の感度を上
げるために、前記保護膜９上に、マイクロレンズ１０を
形成する。該マイクロレンズの製法としては、例えば、
感光性を有する透明レジストを塗布し、パターニング
後、加熱し、熔融することにより、半球状のマイクロレ
ンズ１０を形成する。
けられており、また、第１層及び第２層ポリシリコン電
極３，４は、受光部２で光電変換された電気信号を転送
クロックパルスにより転送するためのものである。ま
た、メタル遮光膜６上に、カラーフィルター８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂを形成するための下地を平坦化するために、平
坦化膜７を形成し、該平坦化膜７上に各受光部２に対応
してカラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを形成する。前
記カラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの材料としては、
例えば、ゼラチンやカゼイン等のタンパク質に重クロム
酸塩を添加した水溶性レジストが用いられる。該レジス
トを所望の形状にパターニングし、赤の染料で染色した
ものが、カラーフィルター８Ｒ，緑の染料で染色したも
のが、カラーフィルター８Ｇ，青の染料で染色したもの
が、カラーフィルター８Ｂとなる。そして、前記カラー
フィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ上に保護膜９を形成し、受
光部２への入射光量を増やし、固体撮像素子の感度を上
げるために、前記保護膜９上に、マイクロレンズ１０を
形成する。該マイクロレンズの製法としては、例えば、
感光性を有する透明レジストを塗布し、パターニング
後、加熱し、熔融することにより、半球状のマイクロレ
ンズ１０を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のカラー
固体撮像素子は、各受光部上に形成された色分解用カラ
ーフィルターのみで分光特性を制御している。ところ
が、本来、カラー固体撮像素子の分光特性は、図３に示
す前記カラーフィルターのない白黒固体撮像素子の有す
る出力感度特性と、図４に示す前記カラーフィルターの
分光特性の両者によって決定される。図５は、従来のカ
ラー固体撮像素子の出力感度特性を示す。例えば所望の
分光特性を得るために、ある波長領域の光を低減する又
はある波長領域の光を強調する場合、これまでは染色に
よる場合なら適当な染料、つまり、赤、緑、青とも同一
の波長領域を同一の量だけ光を低減できる染料がなかっ
た。本発明は、所望の分光特性を有した高品質のカラー
固体撮像素子を提供することを目的とする。
固体撮像素子は、各受光部上に形成された色分解用カラ
ーフィルターのみで分光特性を制御している。ところ
が、本来、カラー固体撮像素子の分光特性は、図３に示
す前記カラーフィルターのない白黒固体撮像素子の有す
る出力感度特性と、図４に示す前記カラーフィルターの
分光特性の両者によって決定される。図５は、従来のカ
ラー固体撮像素子の出力感度特性を示す。例えば所望の
分光特性を得るために、ある波長領域の光を低減する又
はある波長領域の光を強調する場合、これまでは染色に
よる場合なら適当な染料、つまり、赤、緑、青とも同一
の波長領域を同一の量だけ光を低減できる染料がなかっ
た。本発明は、所望の分光特性を有した高品質のカラー
固体撮像素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のカラー固体撮像
素子は、半導体基板上に、光電変換機能を有する受光部
と、該受光部に対応したカラーフィルターとを有するカ
ラー固体撮像素子において、上記カラーフィルターの上
方であって、上記カラーフィルターと保護膜との間に、
上記カラーフィルターとは別途設けられる、分光特性調
整用の着色樹脂層を設けたことを特徴とする。
素子は、半導体基板上に、光電変換機能を有する受光部
と、該受光部に対応したカラーフィルターとを有するカ
ラー固体撮像素子において、上記カラーフィルターの上
方であって、上記カラーフィルターと保護膜との間に、
上記カラーフィルターとは別途設けられる、分光特性調
整用の着色樹脂層を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記本発明を用いて、例えば、４００ｎｍの光
を吸収するように着色したアクリル樹脂層を膜厚０．５
μｍ形成した場合、図６のカラー固体撮像素子の入射光
の波長に対する出力感度特性が示す通り、４００ｎｍの
光を１５％吸収し、４００〜４５０ｎｍの領域の光を低
減することができた。
を吸収するように着色したアクリル樹脂層を膜厚０．５
μｍ形成した場合、図６のカラー固体撮像素子の入射光
の波長に対する出力感度特性が示す通り、４００ｎｍの
光を１５％吸収し、４００〜４５０ｎｍの領域の光を低
減することができた。
【０００８】
【実施例】以下、一実施例に基づいて本発明を詳細に説
明する。
明する。
【０００９】図１に本発明の一実施例の構造断面図を示
す。１は半導体基板、２は受光部、３は第１ポリシリコ
ン電極、４は第２ポリシリコン電極、５は酸化シリコン
絶縁層、６はメタル遮光膜、７は平坦化膜、８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂは、それぞれ赤、緑、青のカラーフィルター、
９は保護膜、１０はマイクロレンズ、１１は着色樹脂層
を示す。着色樹脂層１１は、平坦化膜７とカラーフィル
ター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂとの間に設けられている。
す。１は半導体基板、２は受光部、３は第１ポリシリコ
ン電極、４は第２ポリシリコン電極、５は酸化シリコン
絶縁層、６はメタル遮光膜、７は平坦化膜、８Ｒ，８
Ｇ，８Ｂは、それぞれ赤、緑、青のカラーフィルター、
９は保護膜、１０はマイクロレンズ、１１は着色樹脂層
を示す。着色樹脂層１１は、平坦化膜７とカラーフィル
ター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂとの間に設けられている。
【００１０】次に、製造工程について説明する。
【００１１】従来の技術により、半導体基板１表面に、
受光部２、第１及び第２ポリシリコン電極３，４、酸化
シリコン絶縁層５、メタル遮光膜６、平坦化膜７を形成
する。その後、着色樹脂層１１を、スピンコート法を用
いて、平坦化膜７上に形成する。着色樹脂は、アクリル
樹脂又はエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂に顔料をまぜ
て着色する。その後、従来の技術により、カラーフィル
ター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを設け、その上部に保護膜９及び
マイクロレンズ１０を設ける。
受光部２、第１及び第２ポリシリコン電極３，４、酸化
シリコン絶縁層５、メタル遮光膜６、平坦化膜７を形成
する。その後、着色樹脂層１１を、スピンコート法を用
いて、平坦化膜７上に形成する。着色樹脂は、アクリル
樹脂又はエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂に顔料をまぜ
て着色する。その後、従来の技術により、カラーフィル
ター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを設け、その上部に保護膜９及び
マイクロレンズ１０を設ける。
【００１２】上記実施例においては、着色樹脂層１１
を、平坦化膜７とカラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと
の間に設けたが、着色樹脂層１１は、受光部２の上部に
設けられていればよく、カラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，
８Ｂと保護膜９との間等に設けても実施可能である。ま
た、所望の分光特性は、着色樹脂の膜厚又は着色材料を
変えることによって得られる。
を、平坦化膜７とカラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，８Ｂと
の間に設けたが、着色樹脂層１１は、受光部２の上部に
設けられていればよく、カラーフィルター８Ｒ，８Ｇ，
８Ｂと保護膜９との間等に設けても実施可能である。ま
た、所望の分光特性は、着色樹脂の膜厚又は着色材料を
変えることによって得られる。
【００１３】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に、本発明を用
いることにより、所望の分光特性を有した高品質のカラ
ー固体撮像素子を得ることができる。
いることにより、所望の分光特性を有した高品質のカラ
ー固体撮像素子を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例のカラー固体撮像素子の構造
断面図である。
断面図である。
【図２】従来のカラー固体撮像素子の構造断面図であ
る。
る。
【図３】白黒固体撮像素子における出力感度特性を示す
図である。
図である。
【図４】カラーフィルターの分光特性を示す図である。
【図５】従来のカラー固体撮像素子の出力感度特性を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明のカラー固体撮像素子の出力感度特性を
示す図である。
示す図である。
１ 半導体基板 ２ 受光部 ３ 第１ポリシリコン電極 ４ 第２ポリシリコン電極 ５ 酸化シリコン絶縁層 ６ メタル遮光膜 ７ 平坦化膜 ８Ｒ 赤色カラーフィルター ８Ｇ 緑色カラーフィルター ８Ｂ 青色カラーフィルター ９ 保護膜 １０ マイクロレンズ １１ 着色樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 徹郎 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (72)発明者 東出 啓 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−149459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−343470（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に、光電変換機能を有する
受光部と、該受光部に対応したカラーフィルターとを有
するカラー固体撮像素子において、上記カラーフィルタ
ーの上方であって、上記カラーフィルターと保護膜との
間に、上記カラーフィルターとは別途設けられる、分光
特性調整用の着色樹脂層を設けたことを特徴とするカラ
ー固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160724A JP3050646B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | カラー固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3160724A JP3050646B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | カラー固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513736A JPH0513736A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3050646B2 true JP3050646B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=15721097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3160724A Expired - Fee Related JP3050646B2 (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | カラー固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050646B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100379541B1 (ko) * | 2000-11-20 | 2003-04-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 컬러 이미지 센서 및 이 컬러 이미지 센서를 제조하는 방법 |
| KR100455656B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2004-11-12 | 동부전자 주식회사 | 컬러 필터 제조 방법 |
| KR100745595B1 (ko) * | 2004-11-29 | 2007-08-02 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서의 마이크로 렌즈 및 그 형성 방법 |
| KR100718878B1 (ko) * | 2005-06-28 | 2007-05-17 | (주)실리콘화일 | 3차원 구조를 갖는 이미지 센서의 분리형 단위화소 및 그제조방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01149459A (ja) * | 1987-12-04 | 1989-06-12 | Nec Corp | カラー固体撮像素子 |
| JP3033242B2 (ja) * | 1991-05-21 | 2000-04-17 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP3160724A patent/JP3050646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513736A (ja) | 1993-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080331 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |