JP5330119B2 - 撮像素子の製造方法及び撮像素子 - Google Patents

Description

本発明は撮像素子の製造方法及び撮像素子に係り、特にカラーフィルターを備えた撮像素子の製造方法及び撮像素子に関する。

特許文献１及び２には、複数の画素が第１の方向に沿ってピッチＬで配列されて行を形成し、各行が第１の方向に直交する第２の方向に沿ってピッチＬ／２で配列され、緑色フィルターが配置された画素からなる第１の行と、赤色フィルター及び青色フィルターが配置された画素からなる第２の行とが第２の方向に交互に配置されており、第２の行の各画素が第１の行の対応する画素に対してＬ／２だけ第１の方向にシフトして配置された固体撮像装置が開示されている。

特開平１０−２６２２６０号公報 特開２００４−１２０７９７号公報

緑色（Ｇ）のカラーフィルターが直線状に配置された画素ストライプと、赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルターが配置された画素ストライプとが交互に配置された撮像素子が実用化されている。このような撮像素子３００においてカラーフィルターを形成する手順としては、画素ストライプ３０４の画素３０２の表面にＧフィルターＦＧａを直線状に形成した後に（図１０（ａ））、画素ストライプ３０６の画素３０２の表面にＢフィルターＦＢａとＲフィルターＦＲａとを順に塗布することが考えられる（図１０（ｂ）及び図１０（ｃ））。また、カラーフィルターを塗布する装置としては、スピンコーター２００が用いられる。

図１１に示すように、スピンコーター２００を用いてカラーフィルターを塗布する場合、まず、回転台２０２表面の中央部２０４から外れた領域２０６に撮像素子３００のチップが複数枚（図１１の例では４枚）載置される。次に、回転台２０２を矢印の向きに回転させながら、カラーフィルターのレジストを回転台２０２の中央部２０４に滴下することにより、レジストが撮像素子３００の表面全面に引き伸ばされる。

しかしながら、図１０の例のように、Ｇフィルターを形成した後にＲＢフィルターを形成する場合、レジストの流路（スクライブ）２０８より図中下側の領域Ａ２に置かれた撮像素子３００では、レジストは図中右下に流れやすいため、ＲＢのカラーフィルターが膜厚になりやすい。一方、スクライブ２０８より図中上側の領域Ａ１に置かれた撮像素子３００では、レジストがカラーフィルターＦＧａの間に入りにくくスクライブ２０８に流れ出しやすいため、ＲＢのカラーフィルターが膜薄になりやすい。

上記のようなカラーフィルターの塗布ムラを防ぐための方法としては、カラーフィルターのレジストの流れがほぼ均等になるようにパターニングを行って、Ｇストライプを２回に分けて塗布することが考えられる。例えば、Ｇ１，Ｇ２の画素にＧフィルターＦＧ１ａを塗布した後に（図１２（ａ））、ＢフィルターＦＢａとＲフィルターＦＲａを順に塗布し（図１２（ｂ）、図１３（ｃ））、その後にｇ１，ｇ２の画素にＧフィルターＦＧ２ａを塗布する方法が考えられる（図１３（ｄ））。また、Ｇ２，ｇ１の画素にＧフィルターＦＧ１ａを塗布した後に（図１４（ａ））、ＢフィルターＦＢａとＲフィルターＦＲａを順に塗布し（図１４（ｂ）、図１５（ｃ））、その後にＧ１，ｇ２の画素にＧフィルターＦＧ２ａを塗布する方法が考えられる（図１５（ｄ））。しかしながら、Ｇフィルターを２回に分けて塗布すると、最初の工程で塗布されたＧフィルターと最後の工程で塗布されたＧフィルターとの間で膜厚及び形状に差が生じ、Ｇフィルターが形成された画素の間で感度のばらつきが生じるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、少なくとも１種類のカラーフィルターがストライプ状に並んで配置された撮像素子において、カラーフィルターの膜厚及び形状の差に起因する画素の感度のバラツキを解消するための撮像素子の製造方法及び撮像素子を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る撮像素子の製造方法は、直線状に並ぶ複数の画素からなる第１及び第２の画素ストライプを備える撮像素子の製造方法であって、前記第１の画素ストライプの各画素の表面のうち所定の面積の領域を覆うように、１色のカラーフィルターからなる第１のカラーフィルターを形成する第１のカラーフィルター形成工程と、前記第２の画素ストライプの各画素の表面に、前記第１のカラーフィルターとは色が異なる１又は複数色のカラーフィルターからなる第２のカラーフィルターを形成する第２のカラーフィルター形成工程と、前記第２のカラーフィルター形成工程の後に、前記第１の画素ストライプの各画素の表面の前記第１のカラーフィルターによって覆われていない領域に第１のカラーフィルターを形成する第３のカラーフィルター形成工程とを備える。

上記第１の態様によれば、第１のカラーフィルターを、第２のカラーフィルターの形成工程の前後２回に分けて形成するとともに、第１及び第３のカラーフィルター形成工程において形成される第１のカラーフィルターの面積比を同じにすることができる。これにより、撮像素子の表面に第２のカラーフィルターの材料（レジスト）がまんべんなく広がるようにできるとともに、異なる形成工程で形成された第１のカラーフィルターの膜厚及び形状のバラツキにより第１の画素ストライプの画素間で感度差が生じるのを防止することができる。

本発明の第２の態様に係る撮像素子の製造方法は、上記第１の態様の前記第１及び第３のカラーフィルター形成工程において、前記第１のカラーフィルターを、前記第１の画素ストライプの画素の面積の略半分を覆うように形成するようにしたものである。

上記第２の態様によれば、第１及び第３のカラーフィルター形成工程において形成された第１のカラーフィルターが各画素の表面に略半分ずつ形成されるので、当該画素間で感度差が生じるのを防止することができる。

本発明の第３の態様に係る撮像素子の製造方法は、上記第１の態様の前記第１及び第３のカラーフィルター形成工程において、前記第１のカラーフィルターを、前記第１の画素ストライプの隣り合う２画素にまたがり、該２画素の面積の略半分ずつを覆うように形成するようにしたものである。

本発明の第４の態様に係る撮像素子の製造方法は、上記第１の態様において、前記第１の画素ストライプには、主画素と副画素が直線状に交互に配置されており、前記第１及び第３のカラーフィルター形成工程において、前記第１のカラーフィルターを、前記副画素の表面全面を覆い、前記副画素を隔てて隣り合う２つの主画素の面積の略半分ずつを覆うように形成するようにしたものである。

上記第４の態様によれば、第１の画素ストライプの主画素の間で感度差が生じるのを防止することができる。従って、例えば、主画素が副画素よりも感度が高く、両画素を用いて高ダイナミックレンジの撮影を行う場合に、主画素間の感度の差が画像に影響を及ぼすのを防止することができる。

本発明の第５の態様に係る撮像素子の製造方法は、上記第１から第４の態様において、前記第１及び第２の画素ストライプが前記撮像素子の表面に交互に配置されるようにしたものである。

本発明の第６の態様に係る撮像素子の製造方法は、上記第１から第５の態様において、前記第１及び第２のカラーフィルターをスピンコートにより形成するようにしたものである。

本発明の第７の態様に係る撮像素子の製造方法は、上記第１から第６の態様において、前記第１のカラーフィルターが緑色のカラーフィルターであり、前記第２のカラーフィルターが赤色及び青色のカラーフィルターからなり、前記第２のカラーフィルター形成工程において、前記第２の画素ストライプに、前記赤色及び青色のカラーフィルターを交互に形成するようにしたものである。

本発明の第８の態様に係る撮像素子は、直線状に並ぶ複数の画素からなる第１及び第２の画素ストライプと、前記第１のストライプの各画素の表面に形成された、１色のカラーフィルターからなる第１のカラーフィルターと、前記第２のストライプの各画素の表面に形成された、前記第１のカラーフィルターとは色が異なる１又は複数色のカラーフィルターからなる第２のカラーフィルターとを備え、前記第１のカラーフィルターが、前記第１のストライプの各画素の表面の所定の面積の領域に、前記第２のカラーフィルターが形成される前に形成された第１の部分と、前記第１の部分が形成されていない領域に、前記第２のカラーフィルターが形成された後に形成された第２の部分とからなる。

上記第８の態様によれば、第１のカラーフィルターを、第２のカラーフィルターの形成工程の前後２回に分けて形成するとともに、第１及び第３のカラーフィルター形成工程において形成される第１のカラーフィルターの面積比を同じにすることができる。これにより、撮像素子の表面に第２のカラーフィルターの材料（レジスト）がまんべんなく広がるようにできるとともに、異なる形成工程で形成された第１のカラーフィルターの膜厚及び形状のバラツキにより第１の画素ストライプの画素間で感度差が生じるのを防止することができる。

本発明の第９の態様に係る撮像素子は、上記第８の態様において、前記第１のカラーフィルターが、前記第１の画素ストライプの隣り合う２画素にまたがり、該２画素の面積の略半分ずつを覆うように形成されるようにしたものである。

本発明の第１０の態様に係る撮像素子は、上記第８の態様において、前記第１の画素ストライプには、主画素と副画素が直線状に交互に配置されており、前記第１のカラーフィルターが、前記副画素の表面全面を覆い、前記副画素を隔てて隣り合う２つの主画素の面積の略半分ずつを覆うように形成されるようにしたものである。

本発明によれば、１色のカラーフィルターからなる第１のカラーフィルターが形成される第１の画素ストライプと、第１のカラーフィルターとは色が異なる第２のカラーフィルターが形成される第２の画素ストライプとを備える撮像素子を製造する場合に、第１のカラーフィルターを、第２のカラーフィルターの形成工程の前後２回に分けて形成するとともに、第１及び第３のカラーフィルター形成工程において形成される第１のカラーフィルターの面積比を同じにすることができる。これにより、撮像素子の表面に第２のカラーフィルターの材料（レジスト）がまんべんなく広がるようにできるとともに、異なる形成工程で形成された第１のカラーフィルターの膜厚及び形状のバラツキにより第１の画素ストライプの画素間で感度差が生じるのを防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係る撮像素子の製造方法（カラーフィルターの形成方法）を示す図 本発明の第１の実施形態に係る撮像素子の製造方法（カラーフィルターの形成方法）を示す図（図１の続き） 撮像素子１０の駆動部を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図 本発明の第２の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図（図４の続き） 本発明の第３の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図 本発明の第３の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図（図６の続き） 本発明の第４の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図 本発明の第４の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図（図８の続き） Ｇストライプを塗布した後にＢフィルター及びＲフィルターを塗布する場合のカラーフィルターの塗布手順を示す図 Ｇストライプを塗布した後にＢフィルター及びＲフィルターを塗布する場合のカラーフィルターの塗布装置を示す図 Ｇストライプを２回に分けて塗布する場合のカラーフィルターの塗布手順の第１の例を示す図 Ｇストライプを２回に分けて塗布する場合のカラーフィルターの塗布手順の第１の例を示す図（図１２の続き） Ｇストライプを２回に分けて塗布する場合のカラーフィルターの塗布手順の第２の例を示す図 Ｇストライプを２回に分けて塗布する場合のカラーフィルターの塗布手順の第２の例を示す図（図１４の続き）

以下、添付図面に従って本発明に係る撮像素子の製造方法及び撮像素子の好ましい実施の形態について説明する。

［第１の実施形態に係る撮像素子の構成］
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係る撮像素子の製造方法（カラーフィルターの形成方法）を示す図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る撮像素子１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）固体撮像素子であり、複数のフォトダイオード（画素）１２が２次元に配置されて構成されている。撮像素子１０は、Ｘ方向（水平方向）に並ぶ画素１２の群（画素行）が、図中上下（Ｙ方向（垂直方向））に隣り合う画素行に対して１／２ピッチずらされて配置されたハニカム配置である。

図１及び図２に示すように、撮像素子１０には、Ｘ１方向（直線Ｘ−Ｙ＝０に平行な方向）に直線状に延びる画素ストライプ１４及び１６がＹ１方向に交互に配置されている。画素ストライプ１４の各画素（Ｇ１，ｇ１，Ｇ２，ｇ２）の表面には、緑（Ｇ）のカラーフィルター（ＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２）が配置されており、画素ストライプ１６の各画素（Ｒ，ｒ，Ｂ，ｂ）の表面には、赤（Ｒ）のカラーフィルター（ＲフィルターＦＲ）及び青（Ｂ）のカラーフィルター（ＢフィルターＦＢ）が配置されている。画素ストライプ１６において、ＲフィルターとＢフィルターは２画素おきに配置されている。

［第１の実施形態に係る撮像素子の製造方法］
以下、本実施形態に係る撮像素子の製造方法について説明する。まず、撮像素子１０の基板（Ｎ型半導体基板（シリコン基板））の表面に、複数のフォトダイオード（画素）１２及び垂直転送レジスタ（図３の符号２２）が形成される。各画素１２は、Ｎ型半導体基板の表面にＰ導電型の原子が導入（例えば、イオン注入）されて形成されたＰ導電型ウェル層と、Ｎ導電型の原子が導入（例えば、イオン注入）されて形成されたＮ型光電変換領域と、Ｎ型光電変換領域の表面側にＰ導電型の原子が導入（例えば、イオン注入）されて形成されたＰ＋型拡散層とからなる。なお、上記の各実施形態では、本発明を電子蓄積転送型のＣＣＤに適用した例について説明したが、ホール蓄積転送型ＣＣＤにも本発明を適用することができる。ホール蓄積転送型ＣＣＤの場合には、上記Ｎ型、Ｐ型の表記をすべて逆導電型に読み替えるものとする。

次に、撮像素子１０の画素１２（Ｒ，ｒ，Ｂ，ｂ、Ｇ１，Ｇ２，ｇ１，ｇ２）の表面に層間絶縁膜が成膜され、各画素１２に対応して集光レンズが形成された後、集光レンズの表面に平坦化層が形成される。

次に、図１（ａ）に示すように、上記平坦化層の表面にＧフィルターの材料がスピンコートにより塗布された後パターニングされてＧフィルターＦＧ１が形成される。ＧフィルターＦＧ１は、Ｘ１方向に隣接する画素Ｇ１とｇ１、Ｇ２とｇ２にまたがる島状であり、画素Ｇ１，Ｇ２，ｇ１，ｇ２の表面の一部（略半分）のみを覆っている。

図１（ａ）に示すように、ＧフィルターＦＧ１は、Ｘ１方向及びＹ１方向に略１画素分の間隔を隔てて並んでいる。このような配列とすることで、後のＲフィルター及びＢフィルターを塗布する工程において受光素子の表面をレジストが流れやすくなっている。

次に、上記平坦化層の表面にＢフィルターの材料がスピンコートにより塗布された後パターニングされることにより、画素ストライプ１６の画素Ｂ，ｂの表面にＢフィルターＦＢが形成される（図１（ｂ））。その次に、Ｒフィルターの材料がスピンコートにより塗布された後パターニングされることにより、画素Ｒ，ｒの表面にＲフィルターＦＲが形成される（図２（ｃ））。なお、ＲフィルターＦＲとＢフィルターＦＢの形成順序は逆にしてもよい。

次に、Ｘ１方向に隣り合うＧフィルターＦＧ１の間に、図１（ａ）の工程と同様にして、画素ｇ１とＧ２、ｇ２とＧ１にまたがるＧフィルターＦＧ２が形成される（図２（ｄ））。そして、カラーフィルターの上層に、各画素１２に対応するマイクロレンズ等が形成されて、撮像素子１０が完成する。

本実施形態では、直線状に並ぶ画素Ｇ１，Ｇ２（主），ｇ１，ｇ２（副）の表面に対してＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２をハーフピッチずらして２工程に分けて形成し、カラーフィルターをＦＧ１，ＦＢ，ＦＲ，ＦＧ２の順に形成する。また、各画素Ｇ１，Ｇ２（主），ｇ１，ｇ２（副）の表面に形成されるＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２の面積比を同じ（略半分ずつ）にする。これにより、ＲＢフィルターＦＲ，ＦＢをスピンコートにより形成するときに、撮像素子１０表面にレジストがまんべんなく広がるようにできる。更に、異なる製造工程で形成されたＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２が各画素Ｇ１，Ｇ２，ｇ１，ｇ２の表面に略半分ずつ形成されるので、画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２の間で感度差が生じるのを防止することができる。

［撮像素子駆動部の構成］
次に、撮像素子１０の駆動部について、図３を参照して説明する。撮像素子１０の画素領域２０には、主画素（Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ）と、副画素（ｒ，ｇ１，ｇ２，ｂ）とが設けられている。主画素、副画素とも赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色のカラーフィルターをそれぞれ含んでいる。主画素と副画素には、それぞれ専用の電荷転送路（垂直転送レジスタ）２２と読み出しパルス供給用端子２８Ａ，２８Ｂが設けられており、主画素に蓄積された信号電荷と副画素に蓄積された信号電荷はそれぞれ独立に読み出して転送することが可能となっている。従って、本実施形態に係る撮像素子１０によれば、主画素及び副画素のそれぞれから読み出された画像信号を用いて２枚のフルカラー画像（例えば、露出の異なる画像）を作成することが可能である。また、主画素及び副画素から読み出された画像信号を用いて１枚の画像を作成することも可能である。例えば、主画素を副画素よりも感度が高い（蓄積可能な信号電荷の量が大きい、例えば、被写体光の入射断面積が大きい）フォトダイオードとして、両画素から読み出した信号電荷を用いてフォーカス制御、画像の合成を行うことにより、ダイナミックレンジを広げることが可能になる。

以下、撮像素子駆動部１００の各部について説明する。本実施形態に係る撮像素子駆動部１００は、同期信号発生器１０２、タイミング発生器１０４、垂直駆動回路１０６及び水平駆動回路１０８を備える。

同期信号発生器１０２は、垂直同期パルス及び水平同期パルス等の信号処理に必要な各種のパルスを出力する。

タイミング発生器１０４は、垂直転送レジスタ（ＶＣＣＤ）２２を駆動するための垂直転送パルス、撮像素子１０の各画素１２から信号電荷を読み出すためのフィールドシフトパルス、及び水平転送レジスタ（ＨＣＣＤ）２４を駆動するための水平転送パルスを生成するためのタイミング信号を出力する。

垂直駆動回路１０６は、タイミング発生器１０４から出力されたタイミング信号に基づいて垂直転送パルスを生成し、パルス供給用端子２８Ａ，２８Ｂを介して垂直転送レジスタ２２に対応して配置された転送電極（不図示）に印加する。

水平駆動回路１０８は、タイミング発生器１０４から出力されたタイミング信号に基づいて水平転送パルスを生成し、パルス供給用端子３０を介して水平転送レジスタ２４に印加する。

撮像素子１０に入射した被写体光は、各画素１２において光電変換される。撮像素子１０の主画素と副画素の露光時間は、読み出し駆動パルスを主画素、副画素に個別に印加することにより個別に制御可能となっている。撮像素子１０に読み出し駆動パルスが印加されると、各画素１２に蓄積された電子（信号電荷）が垂直転送レジスタ２２に送られる。ここで、主画素と副画素に蓄積された信号電荷は、別々に垂直転送レジスタ２２に読み出すことが可能である。

図３に示すように、画素領域２０の図中下端部には、水平転送レジスタ２４が配置されており、各垂直転送レジスタ２２の端部は水平転送レジスタ２４と連結している。

垂直転送レジスタ２２に送られた信号電荷は、転送電極から供給される垂直転送パルスに従って水平転送レジスタ２４に順次転送された後、水平転送レジスタ２４上を転送され、水平転送レジスタ２４の端部に接続された出力アンプ２６を通って電気信号（画像信号）として読み出される。上記のようにして読み出された画像信号は、処理回路（例えば、電子カメラの処理回路）に送られて、所定の信号処理が施された後、所定の形式の画像データに変換される。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図４及び図５は、本発明の第２の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。

まず、図４（ａ）に示すように、平坦化層の表面にＧフィルターの材料がスピンコートにより塗布されてパターニングされてＧフィルターＦＧ１が形成される。本実施形態に係るＧフィルターＦＧ１は、Ｘ１方向に隣接する画素Ｇ１，ｇ１及びＧ２にまたがる島状であり、画素ｇ１の全面を覆うとともに、画素Ｇ１及びＧ２の表面の一部（略半分）のみを覆っている。

図４（ａ）に示すように、ＧフィルターＦＧ１は、図のＸ１方向に略２画素分、Ｙ１方向に略１画素分の間隔を隔てて並んでいる。このような配列とすることで、後のＲフィルター及びＢフィルターを塗布する工程において受光素子の表面をレジストが流れやすくなっている。

次に、画素ストライプ１６の画素Ｂ，ｂの表面にＢフィルターＦＢが形成された後（図４（ｂ））、画素Ｒ，ｒの表面にＲフィルターＦＲが形成される（図５（ｃ））。

最後に、Ｘ１方向に隣り合うＧフィルターＦＧ１の間に、画素ｇ２を覆い、画素Ｇ１及びＧ２にまたがるＧフィルターＦＧ２が形成される（図５（ｄ））。

本実施形態によれば、上記第１の実施形態と比較してＧフィルターＦＧ１の間隔が広い（略２画素間隔）ので、ＲＢフィルターＦＲ，ＦＢをスピンコートにより形成するときに、撮像素子１０表面においてレジストがより流れやすく（広がりやすく）することができる。更に、本実施形態によれば、主画素Ｇ１，Ｇ２の間で感度差が生じるのを防止することができる。このため、例えば、主画素が副画素よりも感度が高く、両画素を用いて高ダイナミックレンジの撮影を行う場合に、ＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２間の膜厚や形状の差に起因する主画素（Ｇ１，Ｇ２）間の感度の差が画像に影響を及ぼすのを防止することができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図６及び図７は、本発明の第３の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。

図６及び図７に示すように、本実施形態に係る撮像素子１０は、複数の画素がＸ方向（水平方向）及びＹ方向（垂直方向）に２次元に配置された、いわゆるベイヤー配置である。撮像素子１０には、Ｙ方向（垂直方向）に直線状に延びる画素ストライプ１４及び１６がＸ方向（水平方向）に交互に配置されている。画素ストライプ１４の各画素（Ｇ１，ｇ１，Ｇ２，ｇ２）の表面には、ＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２が配置されており、画素ストライプ１６の各画素（Ｒ，ｒ，Ｂ，ｂ）の表面には、ＲフィルターＦＲ及びＢフィルターＦＢが配置されている。画素ストライプ１６において、ＲフィルターとＢフィルターは２画素おきに配置されている。

また、撮像素子１０には、主画素（Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ）と、副画素（ｒ，ｇ１，ｇ２，ｂ）とが設けられており、主画素に蓄積された信号電荷と副画素に蓄積された信号電荷はそれぞれ独立に読み出して転送することが可能となっている。従って、本実施形態に係る撮像素子１０によれば、主画素及び副画素のそれぞれから読み出された画像信号を用いて２枚のフルカラー画像（例えば、露出の異なる画像）を作成することが可能である。また、主画素及び副画素から読み出された画像信号を用いて１枚の画像を作成することも可能である。

以下、本実施形態に係る撮像素子の製造方法について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、この平坦化層の表面にＧフィルターの材料がスピンコートにより塗布されてパターニングされてＧフィルターＦＧ１が形成される。ＧフィルターＦＧ１は、Ｙ方向に隣接する画素Ｇ１とｇ１、Ｇ２とｇ２にまたがる島状であり、画素Ｇ１，Ｇ２，ｇ１，ｇ２の表面の一部（略半分）のみを覆っている。

図６（ａ）に示すように、ＧフィルターＦＧ１は、Ｘ方向及びＹ方向に略１画素分の間隔を隔てて並んでいる。このような配列とすることで、後のＲフィルター及びＢフィルターを塗布する工程において受光素子の表面をレジストが流れやすくなっている。

次に、画素ストライプ１６の画素Ｂ，ｂの表面にＢフィルターＦＢが形成された後（図６（ｂ））、画素Ｒ，ｒの表面にＲフィルターＦＲが形成される（図７（ｃ））。ＢフィルターＦＢ及びＲフィルターＦＲはともにスピンコートにより形成される。なお、ＲフィルターＦＲとＢフィルターＦＢの形成順序は逆にしてもよい。

最後に、Ｙ方向に隣り合うＧフィルターＦＧ１の間に、画素ｇ１とＧ２、ｇ２とＧ１にまたがるＧフィルターＦＧ２が形成される（図７（ｄ））。

本実施形態では、直線状に並ぶ画素Ｇ１，Ｇ２（主），ｇ１，ｇ２（副）の表面に対してＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２をハーフピッチずらして２工程に分けて形成し、カラーフィルターをＦＧ１，ＦＢ，ＦＲ，ＦＧ２の順に形成する。また、各画素Ｇ１，Ｇ２（主），ｇ１，ｇ２（副）の表面に形成されるＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２の面積比を同じ（略半分ずつ）にする。これにより、ＲＢフィルターＦＲ，ＦＢをスピンコートにより形成するときに、撮像素子１０表面にレジストがまんべんなく広がるようにできるとともに、異なる製造工程で形成されたＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２が各画素Ｇ１，Ｇ２，ｇ１，ｇ２の表面に半分ずつ形成されるので、画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２の間で感度差が生じるのを防止することができる。

［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図８及び図９は、本発明の第３の実施形態に係る撮像素子の製造方法を示す図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態に係る撮像素子１０では、画素ストライプ１６において、ＲフィルターとＢフィルターが１画素おきに配置されている。

以下、本実施形態に係る撮像素子の製造方法について説明する。まず、図８（ａ）に示すように、この平坦化層の表面にＧフィルターの材料がスピンコートにより塗布されてパターニングされてＧフィルターＦＧ１が形成される。ＧフィルターＦＧ１は、Ｙ方向に隣接する画素Ｇ１とＧ２にまたがる島状であり、画素Ｇ１，Ｇ２の表面の一部（略半分）のみを覆っている。

図８（ａ）に示すように、ＧフィルターＦＧ１は、Ｘ方向及びＹ方向に略１画素分の間隔を隔てて並んでいる。このような配列とすることで、後のＲフィルター及びＢフィルターを塗布する工程において受光素子の表面をレジストが流れやすくなっている。

次に、画素ストライプ１６の画素Ｂ，ｂの表面にＢフィルターＦＢが形成された後（図８（ｂ））、画素Ｒ，ｒの表面にＲフィルターＦＲが形成される（図９（ｃ））。ＢフィルターＦＢ及びＲフィルターＦＲはともにスピンコートにより形成される。なお、ＲフィルターＦＲとＢフィルターＦＢの形成順序は逆にしてもよい。

最後に、Ｙ方向に隣り合うＧフィルターＦＧ１の間に、画素Ｇ１とＧ２にまたがるＧフィルターＦＧ２が形成される（図９（ｄ））。

本実施形態では、直線状に並ぶ画素Ｇ１，Ｇ２（主），ｇ１，ｇ２（副）の表面に対してＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２をハーフピッチずらして２工程に分けて形成し、カラーフィルターをＦＧ１，ＦＢ，ＦＲ，ＦＧ２の順に形成する。また、各画素Ｇ１，Ｇ２（主），ｇ１，ｇ２（副）の表面に形成されるＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２の面積比を同じ（略半分ずつ）にする。これにより、ＲＢフィルターＦＲ，ＦＢをスピンコートにより形成するときに、撮像素子１０表面にレジストがまんべんなく広がるようにできるとともに、異なる製造工程で形成されたＧフィルターＦＧ１，ＦＧ２が各画素Ｇ１，Ｇ２の表面に半分ずつ形成されるので、画素Ｇ１，Ｇ２，Ｇ１，Ｇ２の間で感度差が生じるのを防止することができる。

なお、上記実施形態に係る撮像素子の製造方法は、上記のＣＣＤ固体撮像素子だけではなく、ＣＭＯＳイメージセンサにも適用可能である。

また、本発明に係る撮像素子の製造方法は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色のカラーフィルターに限定されるものではなく、４色以上のカラーフィルターや、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外（例えば、補色系（グリーン（Ｇ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の４色構成））のカラーフィルターが形成される撮像素子において、同じ色のカラーフィルターが直線状の画素ストライプに配置される場合にも適用可能である。

また、単一色のカラーフィルターが配置される画素ストライプが複数ある場合にも、当該画素ストライプのカラーフィルターを２回に分けて形成することにより、本発明の撮像素子の製造方法を適用可能である。

１０…撮像素子、１２…フォトダイオード（画素）、１４…画素ストライプ（Ｇ）、１６…画素ストライプ（Ｒ，Ｂ）、２０…画素領域、２２…垂直転送レジスタ、２４…水平転送レジスタ、２６…出力アンプ、２８Ａ、２８Ｂ、３０…パルス供給用端子、１００…撮像素子駆動部、１０２…同期信号発生器、１０４…タイミング発生器、１０６…垂直駆動回路、１０８…水平駆動回路

Claims (10)

1. 直線状に並ぶ複数の画素からなる第１及び第２の画素ストライプを備える撮像素子の製造方法であって、
   前記第１の画素ストライプの各画素の表面のうち所定の面積の領域を覆うように、１色のカラーフィルターからなる第１のカラーフィルターを形成する第１のカラーフィルター形成工程と、
   前記第２の画素ストライプの各画素の表面に、前記第１のカラーフィルターとは色が異なる１又は複数色のカラーフィルターからなる第２のカラーフィルターを形成する第２のカラーフィルター形成工程と、
   前記第２のカラーフィルター形成工程の後に、前記第１の画素ストライプの各画素の表面の前記第１のカラーフィルターによって覆われていない領域に第１のカラーフィルターを形成する第３のカラーフィルター形成工程と、
   を備える撮像素子の製造方法。
2. 前記第１及び第３のカラーフィルター形成工程において、前記第１のカラーフィルターを、前記第１の画素ストライプの画素の面積の略半分を覆うように形成する、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
3. 前記第１及び第３のカラーフィルター形成工程において、前記第１のカラーフィルターを、前記第１の画素ストライプの隣り合う２画素にまたがり、該２画素の面積の略半分ずつを覆うように形成する、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
4. 前記第１の画素ストライプには、主画素と副画素が直線状に交互に配置されており、
   前記第１及び第３のカラーフィルター形成工程において、前記第１のカラーフィルターを、前記副画素の表面全面を覆い、前記副画素を隔てて隣り合う２つの主画素の面積の略半分ずつを覆うように形成する、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
5. 前記第１及び第２の画素ストライプが前記撮像素子の表面に交互に配置される、請求項１から４のいずれか１項記載の撮像素子の製造方法。
6. 前記第１及び第２のカラーフィルターをスピンコートにより形成する、請求項１から５のいずれか１項記載の撮像素子の製造方法。
7. 前記第１のカラーフィルターが緑色のカラーフィルターであり、
   前記第２のカラーフィルターが赤色及び青色のカラーフィルターからなり、
   前記第２のカラーフィルター形成工程において、前記第２の画素ストライプに、前記赤色及び青色のカラーフィルターを交互に形成する、請求項１から６のいずれか１項記載の撮像素子の製造方法。
8. 直線状に並ぶ複数の画素からなる第１及び第２の画素ストライプと、
   前記第１のストライプの各画素の表面に形成された、１色のカラーフィルターからなる第１のカラーフィルターと、
   前記第２のストライプの各画素の表面に形成された、前記第１のカラーフィルターとは色が異なる１又は複数色のカラーフィルターからなる第２のカラーフィルターとを備え、
   前記第１のカラーフィルターが、前記第１のストライプの各画素の表面の所定の面積の領域に、前記第２のカラーフィルターが形成される前に形成された第１の部分と、前記第１の部分が形成されていない領域に、前記第２のカラーフィルターが形成された後に形成された第２の部分とからなる、撮像素子。
9. 前記第１のカラーフィルターが、前記第１の画素ストライプの隣り合う２画素にまたがり、該２画素の面積の略半分ずつを覆うように形成される、請求項８記載の撮像素子。
10. 前記第１の画素ストライプには、主画素と副画素が直線状に交互に配置されており、
    前記第１のカラーフィルターが、前記副画素の表面全面を覆い、前記副画素を隔てて隣り合う２つの主画素の面積の略半分ずつを覆うように形成される、請求項８記載の撮像素子。

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