JP3120787B2 - 分光特性や感度をモニターする素子およびモニターする方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置に設
けられるカラーフィルタ層の分光特性や、マイクロレン
ズの集光性能を、簡便にモニターする素子ならびに該素
子を用いる簡易なモニター方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＣＣＤ型２次元固体撮像装置は、
図８に示すように撮像領域８１内に２次元に配列され、
それぞれ光電変換を行う複数のフォトダイオード８２、
信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直ＣＣＤレジス
タ８３、各フォトダイオード８２に蓄積された信号電荷
を所定の垂直ＣＣＤレジスタ８３に読み出すための読み
出しゲート８４、垂直ＣＣＤレジスタ８３によって転送
されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤレ
ジスタ８５、水平ＣＣＤレジスタ８５により転送されて
きた信号電荷を電圧として検知する電荷検出部８６、お
よび電荷検出部８６の出力電圧を増幅する増幅器８７と
を備えている。

【０００３】この固体撮像装置では、図示しない光学系
を用いて、撮像領域８１表面に画像パターンが投影され
ると、各フォトダイオード８２における光電変換によ
り、それぞれの入射光量に応じた電荷を発生する。こう
して発生した電荷は、所定の時間周期(例えば１/６０
秒)で、垂直ＣＣＤレジスタ８３に読み出される。すな
わち、所定周期で全ての読出しゲート８４を一斉に駆動
することにより、電荷は矢印Ａの方向に一斉に読み出さ
れる。垂直ＣＣＤレジスタ８３に取り込まれた信号電荷
は、水平ＣＣＤレジスタ８５が電荷転送を中断している
ブランキング期間毎に、１転送単位だけ水平ＣＣＤレジ
スタ８５に向けて(矢印Ｂの方向へ)転送される。

【０００４】これにより、水平ＣＣＤレジスタ８５は、
水平走査のブランキング毎に、全ての垂直ＣＣＤレジス
タ８３から１画素分の信号電荷を並列に受け取る。水平
ＣＣＤレジスタ８５は、垂直ＣＣＤレジスタ８３から受
け取った電荷を、１水平走査期間をかけて電荷検出部８
６へ転送する。電荷検出部８６は、転送されてきた電荷
量に応じた電圧を発生し、増幅部８７へと出力する。増
幅部８７は、電荷検出部８６からの出力電圧を増幅して
出力する。以降、上記動作を繰り返すことにより、２次
元に配列されたフォトダイオードからの画像信号が時系
列の映像信号として出力される。

【０００５】かかる固体撮像装置の撮像領域８１部分の
断面構造を、図９を参照して説明する。図９は図８にお
けるＸ-Ｘ'部分の断面図である。図８におけるフォトダ
イオード８２および垂直ＣＣＤレジスタ８３は、ともに
ｎ型半導体基板１０１上に形成されている。ｎ型半導体
基板１０１上には、ｐ型ウェル１０２が形成され、ｐ型
ウェル１０２内には、フォトダイオード８２を構成する
ｎ型領域１０３と、垂直ＣＣＤレジスタ８３において電
荷転送に使用されるチャネルとなるｎ型不純物層１０４
が形成されている。

【０００６】また、ｎ型領域１０３の表面には、ｐ型不
純物層１０５が形成されている。さらに、ｐ型ウェル１
０２内には、ｎ型領域１０３とチャネル１０４とを相互
に分離するｐ型高濃度不純物領域１０６が形成されてい
る。そして、上記各層の露出した表面には、全面に亘っ
てゲート絶縁膜１０７が形成されている。このゲート絶
縁膜１０７の表面には、読出し電極と転送電極とを兼ね
る電極層１０８が選択的に形成されており、さらに電極
層１０８を覆うように絶縁膜１０９が形成されている。

【０００７】また、絶縁膜１０９の表面には、遮光膜１
１０が、開口部９１を除いて形成されており、それを覆
うように絶縁膜１１１が形成されている。絶縁膜１１１
の表面には平坦化膜１１２が形成され、その内部には、
フォトダイオードに対応する位置にカラーフィルタ層１
１３が形成されている。さらに平坦化膜１１２の表面に
は、フォトダイオードに対応する位置にマイクロレンズ
１１４が形成されている。

【０００８】マイクロレンズ１１４の表面に入射した光
は、平坦化膜１１２およびカラーフィルタ層１１３を透
過した後、フォトダイオードとなるｎ型領域１０３に集
光される。したがって、カラーフィルタ層１１３により
規定される特定波長の光がｎ型領域１０３に入射し光電
変換を生ぜしめ、発生した電荷がｎ型領域１０３に蓄積
される。

【０００９】図１０は、固体撮像装置の撮像部８１に設
けられるカラーフィルタ層１１３の配置を説明するもの
で、各フォトダイオード上には、例えば、赤色(Ｒ)、緑
色(Ｇ)、青色(Ｂ)のいずれかのカラーフィルタ層が、図
に示すような所定の配列で設けられる。

【００１０】特開平5-164914号には、固体撮像装置の画
素部以外に色分光を測定できるモニター部分を備えたカ
ラー固体撮像装置に関する記載があり、イメージ領域に
設けられるカラーフィルタの分光特性を、同一チップ上
に設けられたモニター部により、顕微分光測定器を用い
反射測光してモニターする技術が開示されている。

【００１１】しかしながら、本発明が開示する特定技
術、すなわち光学特性と電気特性のすべてをモニターす
ることが可能な、モニター部のフォトダイオードで発生
する電荷を電流として検知すること、ならびにカラーフ
ィルタとマイクロレンズの両方をモニターすること、に
関する具体的な記載は上記の公知文献には全く見られな
い。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図１１は、平坦化膜と
カラーフィルタ層を形成する工程を示す模式説明図であ
る。半導体基板１０１上にフォトダイオードとなるｎ型
領域１０３、垂直ＣＣＤレジスタのチャネルとなるｎ型
不純物層１０４、電極層１０８、遮光膜１１０、および
絶縁膜１１１までが形成された後に、図１１(ａ)に示す
ように、透明樹脂を回転塗布し、１５０℃程度の温度で
ベーキングすることにより平坦化膜１１２が形成され
る。

【００１３】次いで、第１の着色材を添加した感光性樹
脂を回転塗布した後に、マスクを用いて露光現像を行
い、ベーキングの後に第１のカラーフィルタ層１１３ａ
(図１１(ｂ)参照)が形成される。次に、第２の着色材を
添加した感光性樹脂１１３ｂ'(図１１(ｃ)参照)を回転
塗布し、再びマスクを用いて露光現像とベーキングを行
うことにより第２のカラーフィルタ層１１３ｂ(図１１
(ｄ)参照)が形成される。

【００１４】かかる方法によりカラーフィルタを形成す
ると、特にパターンピッチが狭くなると、図１２に示す
ように第２の着色材を添加した感光性樹脂１１３ｂ'(図
１２(ｂ)参照)を回転塗布した場合に、第１のカラーフ
ィルタ層１１３ａのパターンが設けられた間の凹部に樹
脂が溜まり易く、当該凹部での樹脂厚が厚くなり、結果
として第２のカラーフィルタ層１１３ｂ(図１２(ｃ)参
照)は厚く形成されてしまうという問題がある。

【００１５】カラーフィルタ層の分光特性(透過率の波
長依存性)はフィルター層の厚さに大きく依存するた
め、これを精度よく形成することが望まれる。一般にカ
ラーフィルタ層の分光特性は、ガラスや石英などの透明
基板にカラーフィルタ材料を回転塗布法で形成し、この
膜を分光機により透過法で評価する。あるいは、光を反
射する基板の上にカラーフィルタ層を形成し、反射法で
評価することも行われる。

【００１６】かかる方法で所望の分光特性を得るフィル
タ膜厚を設計した後に固体撮像装置上に形成するが、カ
ラーフィルタ層１１３ａのパターン間の凹みは数μｍ〜
１０数μｍと小さく塗布樹脂が溜まり易いため、同じ塗
布条件であったとしても表面が平滑な基板上での膜厚と
は異なっている。

【００１７】当然ではあるが、固体撮像装置上に形成さ
れたカラーフィルタ層の分光特性を直接評価することは
できないため、通常は固体撮像装置を動作させ、所定の
光を照射した条件での出力信号を評価することにより求
めていた。第２のカラーフィルタ層の厚さは、カラーフ
ィルタ層が設けられるピッチにも依存するため、ピッチ
が異なる固体撮像装置にあっては、装置ごとに所望の膜
厚となるように調整する必要があった。

【００１８】この特性調整は、カラーフィルタの膜厚を
種々変えた固体撮像装置を作り、種々の駆動パルスを加
えて動作させて出力信号を評価し、この結果から所望の
分光特性が得られるようにカラーフィルタの最適な膜厚
を求めていた。したがって、その工数は極めて大きく、
且つ多くの時間を要するという問題があった。

【００１９】さらに、カラーフィルタの膜厚は塗布材料
の粘度や塗布時の温度にも依存するため、規定のバラツ
キ内に形成されているか否かを常にモニターする必要が
あるが、従来は固体撮像装置の特性からしか判断でき
ず、不具合を早期に対策することができないという問題
があった。

【００２０】次に感度に関する問題点は、マイクロレン
ズの曲率が固体撮像装置のチップ面内で、あるいはウエ
ハ間で均一に形成されず、集光特性にバラツキを生ずる
ことである。図１３はマイクロレンズの形成工程を示す
模式説明図である。まず図１３(ａ)に示すように、平坦
化膜１１２の上にカラーフィルタ層１１３ａと１１３ｂ
が形成された後に、再度平坦化膜１１２'が形成され
る。

【００２１】次に、平坦化膜１１２'上にマイクロレン
ズとなる感光性樹脂材料が回転塗布法により設けられた
後に、露光現像により感光性樹脂パターン１１４'(図１
３(ｂ)参照)が形成される。その後、１５０〜２００℃
程度の温度でベーキングを行い当該樹脂材料を軟化さ
せ、このときの表面張力を利用して半球状のマイクロレ
ンズ１１４(図１３(ｃ)参照)が形成される。

【００２２】かかる方法では、マイクロレンズ１１４の
形状(曲率)は、ベーキングの温度と時間に依存する。マ
イクロレンズの曲率は、フォトダイオードとなるｎ型領
域１０３の表面付近に焦点が結ぶように設計される。し
かし、曲率が設計値からずれるとレンズの焦点距離が変
わるため、フォトダイオード表面への集光状態が変わり
感度に影響が生ずる。

【００２３】したがってこれらを精密に制御する必要が
ある。一方、図１２に示すように、カラーフィルタ層１
１３の厚さが１１３ａと１１３ｂとで異なる場合には、
図１３に示される平坦化層１１２' の表面に凹凸がで
き、この上に形成される感光性樹脂パターン１１４'の
寸法に差が生じ、結果としてベーキング後のマイクロレ
ンズ１１４の曲率に差ができるという問題が生ずる。

【００２４】塗布により形成される膜は、下地の凹凸パ
ターンの粗密により膜厚差ができるため、チップ内、さ
らにはウエハ内で差が生じ易い。膜厚差による撮像特性
への影響は、従来は固体撮像装置の特性から判断するし
かなく、不具合を早期に対策することができないという
問題があった。

【００２５】本発明は、上記に鑑みなされたものであっ
て、その目的は、上記のような問題のない、固体撮像装
置に設けられたカラーフィルタ層の分光特性やマイクロ
レンズの集光性能を、簡易にモニターする手法と、その
ための簡便なモニター素子を提供することにあり、かか
る手法によって、チップ内さらにはウエハ内の特性のバ
ラツキを簡易に少ない工数で評価し、異常が発生した場
合には早い段階で検知し、不具合に素早く対処しようと
するものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記の課題・目的は以下
に示す本発明によって解決・達成される。すなわち本発
明は、分光特性や感度をモニターする素子においおて、
受光領域がフォトダイオードと、電荷読み出しトランジ
スタと、電荷転送電極およびｎ型拡散層を含むＣＣＤレ
ジスタと、遮光膜と、複数の色相のうちのいずれかの色
相を有するカラーフィルタ層と、マイクロレンズとから
構成される画素を２次元的に配列してなる固体撮像装置
の撮像領域と、少なくともＣＣＤレジスタのｎ型拡散層
以外は同一の形状および寸法を有する画素を配列して構
成されてなることを特徴とするモニター素子を開示する
ものである。

【００２７】そして本発明のモニター素子は、同色のカ
ラーフィルタ層が設けられたフォトダイオードが、ＣＣ
Ｄレジスタを構成するｎ型拡散層を延在して相互に電気
的に接続され、フォトダイオードでの光電変換により生
じた電荷がｎ型拡散層を介して検知できる構成をなすこ
とを特徴とするものである。

【００２８】また本発明は、前記本発明のモニター素子
にバイアスを加え、同色のカラーフィルタ層が設けられ
たフォトダイオードからの光電変換信号を検知すること
により、固体撮像装置の分光特性や感度をモニターする
ことを特徴とするモニター方法、もしくは、該モニター
素子を、固体撮像装置と同一チップ上に、もしくは同一
ウエハ上に設けて固体撮像装置の分光特性や感度をモニ
ターすることを特徴とするモニター方法を開示するもの
である。

【００２９】本発明においては、固体撮像装置の同一チ
ップ上もしくは同一ウエハ上に、固体撮像装置の撮像領
域に設けられるものと基本的に同様の画素を配列したモ
ニター素子を設ける。モニター素子の受光領域には、フ
ォトダイオードとなるｎ型領域とＣＣＤのチャネルとな
るｎ型不純物層が配列され、フォトダイオードの上部に
はカラーフィルタ層とマイクロレンズが形成される。

【００３０】かかる素子で、固体撮像装置の撮像領域と
異なる特徴的な点は、評価しようとするカラーフィルタ
層が設けられたフォトダイオードとなるｎ型領域に、Ｃ
ＣＤのチャネルとなるｎ型不純物層が延在して設けら
れ、電気的に接続されることである。

【００３１】光電変換によりフォトダイオードに生じた
電荷は、直流バイアスを加えることによりｎ型不純物層
を介して簡単に検知される。かかるモニター素子によ
り、カラーフィルタ層の分光感度特性とマイクロレンズ
の集光特性を簡便に評価しようとするものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様の詳細
を、実施例により図面に基づいて具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるもの
ではない。

【００３３】[実施例１]図１は、本発明におけるモニタ
ー素子の第１の実施例を説明する模式平面構成図であ
る。図１において１は受光領域、２は光電変換を行うフ
ォトダイオード、３はｎ型拡散層、４は配線、５は電極
端子である。フォトダイオード２上には、例えば図１に
示されるような配列で、Ｒ,Ｇ,Ｂの３色のうち、いずれ
かの色を透過する特性を有するカラーフィルタ層が設け
られる。

【００３４】当該モニター素子の受光領域１には、固体
撮像装置の撮像領域に設けられると同一の画素が配列さ
れ、構造は基本的には図８と図９に示される固体撮像装
置の撮像部の構造と同様(寸法も同じ)である。ただし唯
一の相違点は、一部のフォトダイオードとｎ型拡散層３
とが接続されていることである。

【００３５】図２は、図１のＡ-Ａ'部分における断面構
造を示す模式説明図である。図２において、図９と同じ
符号は同じ物質・部材を示している。図１に示されるｎ
型拡散層３には垂直ＣＣＤレジスタのチャネルとなるｎ
型不純物層１０４が用いられるが、当該断面においては
このｎ型拡散層３はフォトダイオードとなるｎ型領域１
０３に接触するべく延在して設けられ、電気的に接続さ
れている。

【００３６】図１に示すモニター素子では、同色のカラ
ーフィルタ層が設けられたフォトダイオード、例えばＲ
のカラーフィルタ層が設けられたフォトダイオードはｎ
型拡散層３Ｒに、Ｂのカラーフィルタ層が設けられたフ
ォトダイオードはｎ型拡散層３Ｂに接続される。

【００３７】ｎ型拡散層３Ｒと３Ｂは、受光領域１の外
でそれぞれ配線４に接続され、電極端子５に接続され
る。電荷転送電極１０８は図１では示されていないが、
受光領域外で接続され、１個の電極端子に接続されてい
る。また、遮光膜１１０も受光領域外に設けられた電極
端子に接続されている。なお当該モニター素子では、固
体撮像装置で設けられる水平ＣＣＤレジスタ８５や電荷
検出部８６や増幅器８７は設けられない。

【００３８】かかる素子は以下のようにして動作させ
る。電極端子５Ｒと５Ｂには直流電圧を加えるととも
に、電流計を接続し電流を検知する。このとき、固体撮
像装置の撮像領域で得られると同じ撮像特性を得るべ
く、フォトダイオード部の空乏層深さが固体撮像装置と
同じになるようにバイアスする。例えば、ｐ型ウエル１
０２には０Ｖ、ｎ型基板１０１には５〜１０Ｖ、電極端
子５Ｒと５Ｂには１０〜１５Ｖ、遮光膜１１０には０
Ｖ、また電荷転送電極１０８には０〜-５Ｖ程度が加え
られる。

【００３９】かかるバイアス条件でモニター素子表面に
所望の波長の光(均一光)を照射すると、ＲとＢのカラー
フィルタ層が設けられた各フォトダイオードで発生した
電荷は、ｎ型拡散層３Ｒと３Ｂに流れ出し、電極端子５
Ｒと５Ｂに接続された電流計で電流として検知される。
このとき、Ｇのカラーフィルタ層が設けられたフォトダ
イオードにも電荷が発生するが、フォトダイオード８２
から垂直ＣＣＤ８３に電荷を読み出す読み出しトランジ
スタを兼ねる電極１０８には０Ｖより低い電圧が加わる
ため、読み出しトランジスタはオフ状態となり、ｎ型拡
散層３には電荷が読み出されない。

【００４０】この電荷は、前記したバイアス条件のもと
でｎ型基板１０１に引き抜かれるため、周りに溢れ出し
他のカラーフィルター層を持つフォトダイオードに混入
したり、ｎ型拡散層３に漏れ出すことがなく、５Ｒと５
Ｂで検知される信号に影響を及ぼすことはない。

【００４１】上記説明では、ＲとＢのカラーフィルタ層
が設けられたフォトダイオードの電荷を検知する場合を
例に説明したが、Ｇのカラーフィルタ層が設けられたフ
ォトダイオード(以下、Ｇフォトダイオードと称する)の
電荷を検知する場合にも同様にできる。

【００４２】この場合には、ＧフォトダイオードはＲや
Ｂのフォトダイオードに比べて個数が多いため、対応す
るｎ型拡散層３に接続された後に１本の配線４に接続さ
れ、Ｇ専用のモニター素子となる。したがって、図１に
示される構成のモニター素子を用いた場合には、ＲとＢ
を検知するモニター素子と、Ｇを検知するモニター素子
との２個を必要とする。

【００４３】[実施例２]図３は、本発明におけるモニタ
ー素子の第２の実施例を説明する模式平面構成図であ
る。図３では、簡略化のため図１に示したｎ型拡散層３
は縦線で示され、またフォトダイオードとの接続も横線
で示されている。本実施例２では、Ｇフォトダイオード
の電荷を検知する場合を示しており、１本のｎ型拡散層
３Ｇの両隣に配列されたＧフォトダイオードの電荷を検
知する。１本のｎ型拡散層３Ｇの左側にあるＧフォトダ
イオードとの接続は、図１で説明した方法で行う。

【００４４】右側のＧフォトダイオードとの接続は、図
５に示すようにする。図５は、図３におけるＢ-Ｂ'部分
の断面構造を示しており、当該部分ではＣＣＤのチャネ
ルとなるｎ型不純物層１０４と、フォトダイオードとな
るｎ型領域１０３とを分離するｐ型高濃度不純物領域１
０６は設けられず、ｎ型不純物層１０４を延在させるこ
とにより、当該不純物層１０４とｎ型領域１０３とを接
触させている。

【００４５】図３に示すモニター素子は、Ｇフォトダイ
オードからの電荷をｎ型不純物層３Ｇを介して出力する
もので、フォトダイオードに接続されないｎ型不純物層
３Ｘは使用されない。したがって、Ｒ,Ｇ,Ｂの信号を検
出するには、図３のモニター素子に加えて、ＲとＢの信
号を検知する図１に示すモニター素子と合わせて、２個
のモニター素子を用いる必要がある。

【００４６】なお、当該モニター素子ではｎ型拡散層３
Ｘにはフォトダイオードが接続されないが、これら拡散
層３Ｘには熱的に発生する電荷が流入するため、これを
排出すべく電極端子５Ｘに１０〜１５Ｖのバイアスを加
えておくのが望ましい。

【００４７】[実施例３]図４は、本発明におけるモニタ
ー素子の第３の実施例を説明する模式平面構成図であ
る。本実施例３では、図３において利用されないｎ型拡
散層３Ｘも利用して、１個のモニター素子でＲ,Ｇ,Ｂの
すべての信号を検知しようとするものである。Ｇの信号
を引き出すｎ型拡散層３Ｇは、図３で説明したと同様の
構成をとる。

【００４８】一方、ＲとＢの信号は２本のｎ型拡散層３
Ｂと３Ｒを用いて引き出す。２本の拡散層は図６に示す
構成により実現される。図６は図４におけるＣ-Ｃ'部分
の断面構造を示している。ＣＣＤチャネルを構成するｎ
型不純物層１０４は、素子を分離するｐ型高濃度不純物
層１０６で２個に分離され、１０４ａと１０４ｂが形成
され、各々がｎ型拡散層３Ｂ、３Ｒとして機能する。

【００４９】かかるモニター素子構造とすることによ
り、１個の素子でＲ,Ｇ,Ｂの３色の信号を検知すること
ができ、スペースを節約することができる。なお、カラ
ーフィルタの配列が図４に示されるものと異なる場合に
は、所望のフォトダイオード２と所望のｎ型拡散層３と
が、相互に接続できるような接続構成としてよいことは
言うまでもない。

【００５０】モニター素子に設けられるフォトダイオー
ドの数としては、検知される信号電流の大きさを基に選
択する必要がある。この電流値は評価に使用する光の強
度にも関係するが、例えば５０×５０個程度の画素があ
ればｎＡ以上の電流が得られ容易に検知できる。モニタ
ー素子の形状においても、固体撮像装置が設けられたチ
ップの空きスペースに設けることから、例えば画素を２
０×１００個並べるなど長方形であってもよいことは言
うまでもない。

【００５１】モニター素子１０の配置は、固体撮像装置
のチップ面内におけるカラーフィルタ厚やマイクロレン
ズ形状のバラツキ状況を詳細にモニターしようとする場
合には、図７(ａ)に示すように撮像領域８１や水平ＣＣ
Ｄレジスタ８５などが設けられた固体撮像装置のチップ
１００の４辺に、あるいは図７(ｂ)に示すように４隅に
設けられるのが望ましい。なお、このようなモニター素
子は、固体撮像装置が複数個並べられた同一ウエハ内
に、各固体撮像装置に共通のモニター素子としてウエハ
ー内の一部に設けられてもよいことは言うまでもない。

【００５２】次に、マイクロレンズの集光性能をモニタ
ーするには、図１〜６に示すモニター素子をそのまま用
いて以下のようにする。すなわち、マイクロレンズ表面
に入射する光は、フォトダイオードとなるｎ型領域１０
３の表面付近に焦点を結ぶように設計され、平坦化膜１
１２の厚さとマイクロレンズ１１４の曲率がパラメータ
となる。これらが最適に設計されたときに、光電変換に
より生ずる電荷量が多く最も感度が高くなる。

【００５３】したがって、マイクロレンズとなる感光性
樹脂１１４'の厚さを調整して、マイクロレンズの曲率
を種々変えて形成したモニター素子で、感度が最も高い
条件が最適な曲率である。バラツキを評価しようとする
場合には、モニター素子に一定光量の光を照射して検知
される信号電流が、規定値よりもどれだけ多いか少ない
かで集光性能が判断できる。

【００５４】カラーフィルタ層の厚さやマイクロレンズ
の形状は、下地表面の凹凸に大きく依存する。一般的
に、小さな凹凸パターンが連続する部分と平坦な部分と
では、塗布膜厚や露光現像後のパターン寸法が異なる。
本モニター素子は、固体撮像装置の撮像領域とは離れた
場所に設けられることから、これら問題点に対する対策
として、モニター素子の受光領域に設けられるカラーフ
ィルタ層やマイクロレンズを、受光領域に加えてその周
りの１０μｍ〜数１０μｍの範囲までダミーパターンを
設けるのが望ましい。

【００５５】

【発明の効果】上記のように本発明のモニター素子によ
り、複数の駆動パルスを用い複雑な同期調整を必要とす
る固体撮像装置を用いることなく、カラーフィルタの分
光特性やマイクロレンズの集光性能をモニターすること
ができる。すなわち、本モニター素子は直流バイアスで
動作するため、簡便に特性を評価できる利点があり、ご
く少ない工数により最適な形成条件を集約することがで
き、さらには特性のバラツキを簡便にモニターすること
もできる利点を有し、ロット間、ウェハ間のバラツキが
抑制され、しかもウェハ毎、チップ毎にカラーフィル
タ、マイクロレンズのでき具合を早期にモニターするこ
とができる等の顕著な効果が奏される。

【００５６】なお、本発明の実施例ではＣＣＤ型固体撮
像装置を例にして示したが、カラーフィルタやマイクロ
レンズが設けられる他の固体撮像装置、例えばＣＭＯＳ
回路により構成される固体撮像装置などにも適用できる
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるモニター素子の
平面構成を示す模式説明図。

【図２】本発明のモニター素子の一部位の断面構造を示
す模式説明図。

【図３】第２の実施例におけるモニター素子の平面構成
を示す模式説明図。

【図４】第３の実施例におけるモニター素子の平面構成
を示す模式説明図。

【図５】本発明のモニター素子の一部位の断面構造を示
す模式説明図。

【図６】本発明のモニター素子の一部位の断面構造を示
す模式説明図。

【図７】本発明のモニター素子が適用される位置を示す
模式説明図。

【図８】従来の固体撮像装置の構成を示す模式説明図。

【図９】従来装置のモニター素子の構造を示す模式説明
図。

【図１０】従来装置のカラーフィルタの配列を示す模式
説明図。

【図１１】従来装置のカラーフィルタ形成工程を示す模
式説明図。

【図１２】従来装置のカラーフィルタ形成工程を示す模
式説明図。

【図１３】従来装置のマイクロレンズ形成工程を示す模
式説明図。

【符号の説明】

１ 受光領域 ２,８２ フォトダイオード ３,３Ｒ,３Ｇ,３Ｂ,３Ｘ ｎ型拡散層 ４ 配線 ５,５Ｒ,５Ｇ,５Ｂ,５Ｘ 電極端子 １０ モニター素子 ８１ 撮像領域 ８３ 垂直ＣＣＤレジスタ ８４ 読み出しトランジスタ ８５ 水平ＣＣＤレジスタ ８６ 電荷検出部 ８７ 増幅器 ９１ 開口部 １００ チップ １０１ 半導体基板 １０２ ｐ型ウエル １０３,１０４ ｎ型不純物層 １０５,１０６ ｐ型高濃度不純物層 １０７,１０９,１１１ 絶縁膜 １０８ 電荷転送電極 １１０ 遮光膜 １１２ 平坦化膜 １１３ カラーフィルタ １１４ マイクロレンズ １１４' 感光性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 27/14 H01L 21/66 G01M 11/00 H04N 5/335

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分光特性や感度をモニターする素子にお
   いて、受光領域がフォトダイオードと、電荷読み出しト
   ランジスタと、電荷転送電極およびｎ型拡散層を含むＣ
   ＣＤレジスタと、遮光膜と、複数の色相のうちのいずれ
   かの色相を有するカラーフィルタ層と、マイクロレンズ
   とから構成される画素を２次元的に配列してなる固体撮
   像装置の撮像領域と、少なくともＣＣＤレジスタのｎ型
   拡散層以外は同一の形状および寸法を有する画素を配列
   して構成されてなることを特徴とするモニター素子。
2. 【請求項２】 同色のカラーフィルタ層が設けられたフ
   ォトダイオードが、ＣＣＤレジスタを構成するｎ型拡散
   層を延在して相互に電気的に接続され、フォトダイオー
   ドでの光電変換により生じた電荷がｎ型拡散層を介して
   検知できる構成をなすことを特徴とする、請求項１記載
   のモニター素子。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のモニター素子に
   バイアスを加え、同色のカラーフィルタ層が設けられた
   フォトダイオードからの光電変換信号を検知することに
   より、固体撮像装置の分光特性や感度をモニターするこ
   とを特徴とするモニター方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のモニター素子
   を、固体撮像装置と同一チップ上に、もしくは同一ウエ
   ハ上に設けて固体撮像装置の分光特性や感度をモニター
   することを特徴とするモニター方法。