JP3318947B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JP3318947B2 JP3318947B2 JP04739092A JP4739092A JP3318947B2 JP 3318947 B2 JP3318947 B2 JP 3318947B2 JP 04739092 A JP04739092 A JP 04739092A JP 4739092 A JP4739092 A JP 4739092A JP 3318947 B2 JP3318947 B2 JP 3318947B2
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像装置の製造
方法に関し、特に、オンチップカラーフィルタの平坦化
膜の改良に係わる。
方法に関し、特に、オンチップカラーフィルタの平坦化
膜の改良に係わる。
【０００２】
【従来の技術】現在の固体撮像装置においては、直接Ｃ
ＣＤデバイス上にカラーフィルタを形成する構造である
が、デバイス表面の段差（１．５μｍ程度ある）を是正
するために平坦化膜を形成している。図５は、固体撮像
装置の要部断面図を示したものである。同図中、１はシ
リコン基板であり、この基板１にｐウエル１ａ及びｎ＋
拡散領域１ｂが形成されている。また、シリコン基板１
の表面には、各種絶縁膜４，５，６を介して第１ポリシ
リコン層２及び第２ポリシリコン層３が形成されてい
る。また、絶縁膜６上には、ＣＣＤデバイスのセンサ部
のみを開口させるＡｌ遮光膜７がパターニングされ、そ
の上にデバイス保護膜としてプラズマＣＶＤ法にてＰ−
ＳｉＯ２膜８が約５０００Åの膜厚に形成されている。
このようなデバイス構造においては、上記したように、
その表面の段差（高低差）が１．５μｍ程度ある。そこ
で、図５に示すように、Ｐ−ＳｉＯ2膜８上に透明な樹
脂を用いてコーティング法による平坦化膜９を表面平坦
度がある程度得られる３〜３．５μｍの膜厚に形成した
後、例えば各画素に応じてマゼンダ層１０ａ，シアン層
１０ｂ，イエロー層１０ｃ等のカラーフィルタを形成す
る。なお、グリーン層となるフィルタは、シアン層１０
ｂとイエロー層１０ｃを積み重ねて作るため、その厚さ
は３μｍの膜厚となるが、所望の特性とするためにはそ
の薄膜化は困難である。
ＣＤデバイス上にカラーフィルタを形成する構造である
が、デバイス表面の段差（１．５μｍ程度ある）を是正
するために平坦化膜を形成している。図５は、固体撮像
装置の要部断面図を示したものである。同図中、１はシ
リコン基板であり、この基板１にｐウエル１ａ及びｎ＋
拡散領域１ｂが形成されている。また、シリコン基板１
の表面には、各種絶縁膜４，５，６を介して第１ポリシ
リコン層２及び第２ポリシリコン層３が形成されてい
る。また、絶縁膜６上には、ＣＣＤデバイスのセンサ部
のみを開口させるＡｌ遮光膜７がパターニングされ、そ
の上にデバイス保護膜としてプラズマＣＶＤ法にてＰ−
ＳｉＯ２膜８が約５０００Åの膜厚に形成されている。
このようなデバイス構造においては、上記したように、
その表面の段差（高低差）が１．５μｍ程度ある。そこ
で、図５に示すように、Ｐ−ＳｉＯ2膜８上に透明な樹
脂を用いてコーティング法による平坦化膜９を表面平坦
度がある程度得られる３〜３．５μｍの膜厚に形成した
後、例えば各画素に応じてマゼンダ層１０ａ，シアン層
１０ｂ，イエロー層１０ｃ等のカラーフィルタを形成す
る。なお、グリーン層となるフィルタは、シアン層１０
ｂとイエロー層１０ｃを積み重ねて作るため、その厚さ
は３μｍの膜厚となるが、所望の特性とするためにはそ
の薄膜化は困難である。
【０００３】次に、フィルタ層の上に、ドライエッチン
グ耐性を有する透明樹脂でなる保護膜１１を形成する。
この保護膜１１には、オンチップレンズ１１ａ〜１１ａ
を各画素毎に一体に形成して固体撮像装置の製造が終了
する。
グ耐性を有する透明樹脂でなる保護膜１１を形成する。
この保護膜１１には、オンチップレンズ１１ａ〜１１ａ
を各画素毎に一体に形成して固体撮像装置の製造が終了
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年は
ＣＣＤデバイスの微細化が進み、横方向の縮小化により
１／３インチあるいは１／４インチのデバイスが設計さ
れており、縦方向の縮小（膜厚縮小）化を行わないと、
図５に示すように、オンチップレンズ（マイクロレン
ズ）１１ａ利用による開放端での感度向上効果が得られ
なくなる問題がある。即ち、最近のＣＣＤデバイスは、
センサ部の実効開口率を向上する目的でオンチップレン
ズを搭載しているため、ユニットセル寸法が小さなデバ
イスに対して、光の集光率、及び感度のＦ値依存を考慮
すると、センサ開口部からオンチップレンズまでの高さ
が現状の高さ８μｍより低いところに最適値があるとい
う結果がシミュレーションその他で確認されている。そ
のため、センサ開口部からオンチップレンズまでの高さ
を低くする方法として平坦化膜の薄膜化が考えられる
が、上記したように、現状の材料を用いてのコーティン
グ法による平坦化膜の薄膜化は困難である。特に、従来
の平坦化膜は熱硬化型の樹脂が用いられるため、十分な
流動性は期待できず薄膜化は至難であった。
ＣＣＤデバイスの微細化が進み、横方向の縮小化により
１／３インチあるいは１／４インチのデバイスが設計さ
れており、縦方向の縮小（膜厚縮小）化を行わないと、
図５に示すように、オンチップレンズ（マイクロレン
ズ）１１ａ利用による開放端での感度向上効果が得られ
なくなる問題がある。即ち、最近のＣＣＤデバイスは、
センサ部の実効開口率を向上する目的でオンチップレン
ズを搭載しているため、ユニットセル寸法が小さなデバ
イスに対して、光の集光率、及び感度のＦ値依存を考慮
すると、センサ開口部からオンチップレンズまでの高さ
が現状の高さ８μｍより低いところに最適値があるとい
う結果がシミュレーションその他で確認されている。そ
のため、センサ開口部からオンチップレンズまでの高さ
を低くする方法として平坦化膜の薄膜化が考えられる
が、上記したように、現状の材料を用いてのコーティン
グ法による平坦化膜の薄膜化は困難である。特に、従来
の平坦化膜は熱硬化型の樹脂が用いられるため、十分な
流動性は期待できず薄膜化は至難であった。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、平坦化膜を薄膜化可能と
なし、感度の向上、並びに、Ｆ値が小さい場合の感度低
下が少ない固体撮像装置を得んとするものである。
して創案されたものであって、平坦化膜を薄膜化可能と
なし、感度の向上、並びに、Ｆ値が小さい場合の感度低
下が少ない固体撮像装置を得んとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、シリ
コン基板にセンサ部を形成する工程と、前記シリコン基
板上に絶縁膜を介して転送電極を形成する工程と、次い
で、全面にデバイス保護膜を形成する工程と、前記デバ
イス保護膜上にアクリル系共重合体樹脂をコーティング
する工程と、前記アクリル系共重合体樹脂をリフローさ
せて平坦面を形成し、次いで、ベークさせることにより
平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜上にオンチッ
プレンズを形成する工程と、を備えることを、その解決
手段としている。
コン基板にセンサ部を形成する工程と、前記シリコン基
板上に絶縁膜を介して転送電極を形成する工程と、次い
で、全面にデバイス保護膜を形成する工程と、前記デバ
イス保護膜上にアクリル系共重合体樹脂をコーティング
する工程と、前記アクリル系共重合体樹脂をリフローさ
せて平坦面を形成し、次いで、ベークさせることにより
平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜上にオンチッ
プレンズを形成する工程と、を備えることを、その解決
手段としている。
【０００７】また、シリコン基板にセンサ部を形成する
工程と、前記シリコン基板上に絶縁膜を介して転送電極
を形成する工程と、前記センサ部のみで開口する遮光膜
を形成する工程と、次いで、全面にデバイス保護膜を形
成する工程と、前記デバイス保護膜上にアクリル系共重
合体樹脂をコーティングする工程と、前記アクリル系共
重合体樹脂を１２０℃前後の温度でリフローさせた後、
２００℃前後の温度でベークして平坦化膜を形成する工
程と、前記平坦化膜上に各種カラーフィルタ層を形成す
る工程と、前記カラーフィルタ層上方にオンチップレン
ズを形成する工程と、を備えることを、その解決方法と
している。
工程と、前記シリコン基板上に絶縁膜を介して転送電極
を形成する工程と、前記センサ部のみで開口する遮光膜
を形成する工程と、次いで、全面にデバイス保護膜を形
成する工程と、前記デバイス保護膜上にアクリル系共重
合体樹脂をコーティングする工程と、前記アクリル系共
重合体樹脂を１２０℃前後の温度でリフローさせた後、
２００℃前後の温度でベークして平坦化膜を形成する工
程と、前記平坦化膜上に各種カラーフィルタ層を形成す
る工程と、前記カラーフィルタ層上方にオンチップレン
ズを形成する工程と、を備えることを、その解決方法と
している。
【０００８】
【作用】アクリル系共重合体樹脂をコーティング後、１
２０℃前後の温度でリフローさせることにより、該樹脂
膜の表面は平坦化する。このため、該樹脂膜の膜厚は小
さくとも平坦性が得られるため、固体撮像装置のオンチ
ップレンズからセンサ部までの距離を縮めて、光の集光
率及び感度の向上が可能となる。
２０℃前後の温度でリフローさせることにより、該樹脂
膜の表面は平坦化する。このため、該樹脂膜の膜厚は小
さくとも平坦性が得られるため、固体撮像装置のオンチ
ップレンズからセンサ部までの距離を縮めて、光の集光
率及び感度の向上が可能となる。
【０００９】以下、本発明に係る固体撮像装置の製造方
法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
法の詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１０】本発明においては、平坦化層をアクリル系
共重合体樹脂で形成する。このアクリル系共重合体は、
熱可塑性樹脂であり、良好な平坦性を有し、硬化後は十
分な耐溶剤性，耐熱変形性を有する。以下にアクリル系
共重合体の基本性能を表１に示す。
共重合体樹脂で形成する。このアクリル系共重合体は、
熱可塑性樹脂であり、良好な平坦性を有し、硬化後は十
分な耐溶剤性，耐熱変形性を有する。以下にアクリル系
共重合体の基本性能を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】図１〜図４は、本実施例の各製造工程を示
す要部断面図である。以下、図に基づいて固体撮像装置
の製造工程を説明する。なお、図５に示す従来例と同一
部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
す要部断面図である。以下、図に基づいて固体撮像装置
の製造工程を説明する。なお、図５に示す従来例と同一
部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
【００１３】先ず、図１に示すように、シリコン基板１
にｐウエル１ａ及びｎ+拡散領域１ｂを形成する。次
に、シリコン基板１の表面には、各種絶縁膜４，５，６
を介して第１ポリシリコン層２及び第２ポリシリコン層
３を形成し、絶縁膜６上には、ＣＣＤデバイスのセンサ
部Ａのみを開口させるＡｌ遮光膜７がパターニングし、
その上にデバイス保護膜としてプラズマＣＶＤ法にてＰ
−ＳｉＯ2膜８を約５０００Åの膜厚に形成する。この
ようなデバイス構造においては、上記したように、その
表面の段差（高低差）が１．５μｍ程度ある。次に、図
１に示すように、Ｐ−ＳｉＯ2膜８上に、アクリル系共
重合体（ジグライム溶液／対固形分３０ｗｔ％）をコー
ティングして平坦化膜２０とする。このコーティング法
は、スピナーにて、初期回転数５００ｒｐｍ／２秒、次
に１０００ｒｐｍ／６０秒の回転塗布を行ない初期膜厚
２．０μｍとした。この状態で平坦化膜２０の高さのム
ラは０．３〜０．５μｍ存在する。
にｐウエル１ａ及びｎ+拡散領域１ｂを形成する。次
に、シリコン基板１の表面には、各種絶縁膜４，５，６
を介して第１ポリシリコン層２及び第２ポリシリコン層
３を形成し、絶縁膜６上には、ＣＣＤデバイスのセンサ
部Ａのみを開口させるＡｌ遮光膜７がパターニングし、
その上にデバイス保護膜としてプラズマＣＶＤ法にてＰ
−ＳｉＯ2膜８を約５０００Åの膜厚に形成する。この
ようなデバイス構造においては、上記したように、その
表面の段差（高低差）が１．５μｍ程度ある。次に、図
１に示すように、Ｐ−ＳｉＯ2膜８上に、アクリル系共
重合体（ジグライム溶液／対固形分３０ｗｔ％）をコー
ティングして平坦化膜２０とする。このコーティング法
は、スピナーにて、初期回転数５００ｒｐｍ／２秒、次
に１０００ｒｐｍ／６０秒の回転塗布を行ない初期膜厚
２．０μｍとした。この状態で平坦化膜２０の高さのム
ラは０．３〜０．５μｍ存在する。
【００１４】次に、図２に示すように、１２０°前後で
５分間ホットプレート上でプレベークを行ない、平坦化
膜２０をリフローさせる。このリフロー処理により、平
坦化膜２０の表面は、上記したムラが解消して図３に示
すように平坦面となる。次いで、２００℃前後の温度で
ベークして平坦化膜２０を硬化させる。
５分間ホットプレート上でプレベークを行ない、平坦化
膜２０をリフローさせる。このリフロー処理により、平
坦化膜２０の表面は、上記したムラが解消して図３に示
すように平坦面となる。次いで、２００℃前後の温度で
ベークして平坦化膜２０を硬化させる。
【００１５】その後は、図４に示すように、従来と同様
の方法によりカラーフィルタ層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
及びその上に保護膜１１を形成し、保護膜１１表面には
オンチップレンズ１１ａを加工する。
の方法によりカラーフィルタ層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
及びその上に保護膜１１を形成し、保護膜１１表面には
オンチップレンズ１１ａを加工する。
【００１６】このようにして製造された固体撮像装置
は、平坦化膜２０が２．０μｍ以下の厚さに薄くできる
ため、オンチップレンズ１１ａとセンサ部Ａとの距離を
縮めることが可能となり、集光率及び感度が向上する。
は、平坦化膜２０が２．０μｍ以下の厚さに薄くできる
ため、オンチップレンズ１１ａとセンサ部Ａとの距離を
縮めることが可能となり、集光率及び感度が向上する。
【００１７】以上、実施例について説明したが、本発明
においては平坦化膜を形成するアクリル系共重合樹脂を
主材として、その溶剤を変更することも可能であり、ま
た、コーティングに際し、そのスピナー回転数等を変え
ることによりその設定膜厚を制御することが可能であ
る。
においては平坦化膜を形成するアクリル系共重合樹脂を
主材として、その溶剤を変更することも可能であり、ま
た、コーティングに際し、そのスピナー回転数等を変え
ることによりその設定膜厚を制御することが可能であ
る。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＣＣＤオンチップカラーフィルタの平坦化膜
を薄膜化（実デバイス上で２μｍ以下）することによ
り、センサ部からオンチップレンズまでの高さを低く抑
えることができ、このため、感度が向上し、また、Ｆ値
が小さい場合の感度低下を小さくする効果がある。
によれば、ＣＣＤオンチップカラーフィルタの平坦化膜
を薄膜化（実デバイス上で２μｍ以下）することによ
り、センサ部からオンチップレンズまでの高さを低く抑
えることができ、このため、感度が向上し、また、Ｆ値
が小さい場合の感度低下を小さくする効果がある。
【００１９】また、平坦化膜の平坦度が増すため、カラ
ーフィルタ層の形成時にコーティングのムラが発生しに
くくなる効果がある。
ーフィルタ層の形成時にコーティングのムラが発生しに
くくなる効果がある。
【図１】本発明の実施例の製造工程を示す要部断面図。
【図２】本発明の実施例の製造工程を示す要部断面図。
【図３】本発明の実施例の製造工程を示す要部断面図。
【図４】本発明の実施例の製造工程を示す要部断面図。
【図５】従来例の要部断面図。
Ａ…センサ部、１…シリコン基板、７…Ａｌ遮光膜、８
…Ｐ−ＳｉＯ2膜、１１ａ…オンチップレンズ、２０…
平坦化膜。
…Ｐ−ＳｉＯ2膜、１１ａ…オンチップレンズ、２０…
平坦化膜。
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコン基板にセンサ部を形成する工程
と、 前記シリコン基板上に絶縁膜を介して転送電極を形成す
る工程と、 次いで、全面にデバイス保護膜を形成する工程と、 前記デバイス保護膜上にアクリル系共重合体樹脂をコー
ティングする工程と、 前記アクリル系共重合体樹脂をリフローさせて平坦面を
形成し、次いで、ベークさせることにより平坦化膜を形
成する工程と、 前記平坦化膜上にオンチップレンズを形成する工程と、
を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項２】 シリコン基板にセンサ部を形成する工程
と、 前記シリコン基板上に絶縁膜を介して転送電極を形成す
る工程と、 前記センサ部のみで開口する遮光膜を形成する工程と、 次いで、全面にデバイス保護膜を形成する工程と、 前記デバイス保護膜上にアクリル系共重合体樹脂をコー
ティングする工程と、 前記アクリル系共重合体樹脂を１２０℃前後の温度でリ
フローさせた後、２００℃前後の温度でベークして平坦
化膜を形成する工程と、 前記平坦化膜上に各種カラーフィルタ層を形成する工程
と、 前記カラーフィルタ層上方にオンチップレンズを形成す
る工程と、を備えることを特徴とする固体撮像装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04739092A JP3318947B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04739092A JP3318947B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251674A JPH05251674A (ja) | 1993-09-28 |
| JP3318947B2 true JP3318947B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=12773785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04739092A Expired - Fee Related JP3318947B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3318947B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5739548A (en) * | 1995-05-02 | 1998-04-14 | Matsushita Electronics Corporation | Solid state imaging device having a flattening layer and optical lenses |
| JP4765219B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2011-09-07 | 凸版印刷株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
| US9666620B2 (en) * | 2014-10-06 | 2017-05-30 | Visera Technologies Company Limited | Stacked filter and image sensor containing the same |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP04739092A patent/JP3318947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05251674A (ja) | 1993-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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