JPH01251752A - カラー固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、画質の改善を図ったカラー固体撮像装置に関
する。

（従来の技術） カラー固体撮像装置は、光学系を介して入射された光を
赤、青、緑或いはこれらの補色等のカラー信号に分離し
、それぞれの電気信号として取出すものである。このカ
ラー固体撮像装置は、撮像管に比較して、小型軽量、低
消費電力、高信頼性及び高寿命等の優れた特徴を有する
ため、幅広く利用されている。

従来の上記カラー固体撮像装置を、第４図乃至第６図に
基づいて説明する。

半導体基板１の゛表面の感光画素領域１０１には、光電
変換素子として機能するフォトダイオード２が所定のピ
ッチで形成されているとともに、このフォトダイオード
２の間の絶縁層の電荷転送部１０３には、これを司どる
転送電極がポリシリコン等により形成され（図示せず）
、更にこの上面には、酸化膜からなる絶縁膜３が形成さ
れている。

そして、この絶縁膜３の上には、ＰＳＧ　（リンケイ酸
ガラス）膜４が形成され、更にこの上には、アルミニウ
ム遮光膜５及びパッシベーション膜として機能するシリ
コン窒化膜６が夫々設けらている。

上記半導体基板１上のフォトダイオード２が形成された
部分は、感光画素部となる部分であり、アルミニウム遮
光膜５には、この感光画素部に対応する領域に開口部５
ａが設けられて、この開口部５ａの内部が感光画素部１
０２となるようなされている。

上記に示す中間段階の装置であるＣＯＤ基板をカラー化
するため、この装置の上に色フィルタが形成されている
。

即ち、上記シリコン窒化膜６の上面には、スピン塗布技
術等によりアクリル系樹脂が、例えば２μｍ程度の膜厚
で塗布されて平滑層７が積層されている。そして平滑層
７の上には、グリーン染色層８、レッド染色層９及びブ
ルー染色層１０が上記所定の感光画素部１０２の上方に
位置して形成されているとともに、この各染色層８，９
及び１０の間には、混色防止のためにアクリル系樹脂に
より第１及び第２中間層１１．１２が、例えば１．０μ
ｍ程度の膜厚で形成されている。更に、この上面には、
アクリル系樹脂により１，０μｍ程度の保護層１３が積
層されたものである。

このようにカラー固体撮像装置は、その中央部の感光画
素領域１０１に上記構成が備えられ、この感光画素領域
１０１は、半導体基板１に表面に入射光による信号電荷
を生成し蓄積する上記感光画素部１０２と、この感光画
素部１０２に蓄積された１ｉ号電荷を転送する電荷転送
部１０３とから主に構成されている。

このカラー固体撮像装置においては、グリーン染色層８
、レッド染色層９及びブルー染色層１０は、上記所定の
感光画素部１０２の夫々の上方位置に個別に形成され、
この感光画素部１０２間の電荷転送部１０３の上方には
、これらの染色層８゜９．１０が形成されておらず、こ
の染色層８，９゜１０間の隙間の下方に位置し、またボ
ンディングバット部１０５及びスクライブライン部１０
６が形成された画素領域周辺部１０４の上方には、染色
層は一般に形成されていなかった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、グリーン染色層８、レッド染色層９及び
ブルー染色層１０は上記所定の感光画素部１０２の夫々
の上方位置に個別に形成され、電荷転送部１０３及び画
素領域周辺部１０４の上方には一般に形成されていなか
ったため、この上方位置する上記アルミニウム遮光膜５
の上面が露出し、このアルミニウム遮光膜５で入射光の
拡散及び多重反射が生じてしまい、強いコントラストの
被写体を撮影した時や、逆光で撮影した時に固体撮像装
置の多重反射によって生じる暗い部分が白っぽく浮くフ
レア現象や、明るい被写体を撮影した時に、上下に白く
尾を引くスミア現象が発生してしまい、画質を著しく低
下させてしまうという問題点があった。

本発明は上記に鑑み、上記フレア現象やスミアの発生を
極力減少させて画質を改善したものを提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明におけるカラー固体撮
像装置は、半導体基板上に、入射した光により信号電荷
を生成して蓄積する感光画素部と、この感光画素部に蓄
積された信号電極を転送する電荷転送部とを隣接して配
設するとともに、表面にレッド染色層、グリーン染色層
及びブルー染色層を備えた色フィルタを直接形成したカ
ラー固体撮像装置において、上記感光画素部間の電荷転
送部及び画素領域周辺部の上方に、上記レッド染色層、
グリーン染色層及びブルー染色層の少なくとも２つの染
色層を高さ方向に重複させて配置することによりブラッ
ク層を形成したものである。

（作　用） 上記のように構成されたカラー固体撮像装置においては
、電荷転送部及び画素領域周辺部の上方に位置するアル
ミニウム遮光膜の上面への光の入射は、レッド染色層、
グリーン染色層及びブルー染色層の少なくとも２層の染
色層からなるブラック層で遮断され、ここでの入射光の
拡散及び多重反射の発生を防止して、フレア現象やスミ
ア現象の発生を極力防止することができる。

（実施例） 以下、実施例を第１図乃至第３図に基づいて説明する。

半導体基板１の表面の感光画素領域１０１には、光電変
換素子として機能するフォトダイオード２か所定のピッ
チで形成されているとともに、このフォトダイオード２
の間の絶縁層の電荷転送部１０３には、これを司どる転
送電極がポリシリコン等により形成され（図示せず）、
更にこの上面には、酸化膜からなる絶縁膜３が形成され
ている。

そして、この絶縁膜３の上には、ＰＳＧ　（リンケイ酸
ガラス）膜４が形成され、更にこの上には、アルミニウ
ム遮光膜５及びパッシベーション膜として機能するシリ
コン窒化膜６が夫々設けらている。

上記半導体基板１上のフォトダイオード２が形成された
部分は、感光画素部となる部分であり、アルミニウム遮
光膜５には、この感光画素部に対応する領域に開口部５
ａが設けられて、この開口部５ａの内部が感光画素部１
０２となるようなされている。

上記シリコン窒化膜６の上面には、スピン塗布技術等に
よりアクリル系樹脂が、例えば２μｍ程度の膜厚で塗布
されて平滑層７が積層されている。

この平滑層７の上には、上記所定の感光画素部１０２の
上方を覆って、色フィルタとしての本来の機能発揮する
とともに電荷転送部１０３の上方まで延びてここを被覆
し、しかも画素領域周辺部１０４のボンディングバット
部１０５及びスクライブライン部１０６を除く上方を覆
う被覆部８ａを備えたグリーン染色層８が形成されてい
る。

このグリーン染色層８の形成は、平滑層７に重クロム酸
アンモニウムを含んだカゼイン系樹脂を、１μｍ程度の
膜厚となるようスピン塗布し、これをプリベークした後
、所定のマスク、即ち上記所定の位置にグリーン染色層
８が形成できるようにしたマスクを介して高圧水銀ラン
プに露光し、純水により現像してベークすることにより
、上記マスクに対応して、カゼイン系樹脂膜のうち、所
定のグリーン用の感光画素部１０２、感光画素部１０２
の間の電荷転送部１０３、及びボンディングバット部１
０５及びスクライブライン部１０６を除く画素領域周辺
部１０４に残存させる。そしてこれを、基板ごとグリー
ン染色液に浸漬した後、これを乾燥させることにより行
う。

なお、画素領域周辺部１０４は、パターンが形成されて
いない、いわゆるベタ状パターンで良い。

上記グリーン染色層８が形成された基板の上には、混色
防止のためのアクリル系樹脂よりなる第１中間層１１が
形成されている。

この第１中間層１１の上には、上記グリーン染色層８と
ほぼ同様にして、電荷転送部１０３の上を被覆し、しか
も画素領域周辺部１０４のボンディングバット部１０５
及びスクライブライン部１０６を除く上方を覆う被覆部
９ａを備えたレッド被覆部９が積層され、この上には上
記第１中間層１１と同様な第２中間層１２が設けられて
いる。

この第２中間層１２の上には、上記グリーン染色層８と
ほぼ同様にして、電荷転送部１０３の上を被覆し、しか
も画素領域周辺部１０４のボンディングバット部１０５
及びスクライブライン部１０６を除く上方を覆う被覆部
１０ａを備えたブルー被覆部１０が積層され、更にこの
上面には１、上記第２中間層１２と同様にして、アクリ
ル系樹脂により１．０μｍ程度の保護層１３が積層され
ている。

而して、グリーン染色層８、レッド染色層９及びブルー
染色層１０は、上記所定の感光画素部１０２の夫々の上
方位置に個別に形成されて色フルタとしての本来の機能
を発揮し、しかも電荷転送部１０３の上方、及びボンデ
ィングバット部１０５とスクライブライン部１０６を除
く画素領域周辺部１０４の上方は、グリーン染色層８、
レッド染色層９及びブルー染色層１０の被覆部８ａ。

９ａ及び１０ａにより高さ方向に重合して、この被覆部
８ａ、９ａ及び１０ａの重合部によって構成されるブラ
ック層１４によって覆われる。

これによって、電荷転送部１０３及び画素領域周辺部１
０４の上方に位置するアルミニウム遮光膜５の上面への
光の入射は、このブラック層１４で遮断され、ここでの
入射光の拡散及び多重反射の発生が防止されて、フレア
ー現象やスミア−現象の発生が極力防止されるよう構成
されているのである。

上記平滑層７、第１中間層１１、第２中間層１２及び保
護層１３は、夫々アクリル系樹脂を使用して、ＰＥＰ　
（フォト−エングレイピングプロセス）法により、ポン
ディングパッド部１０５を除くチップ全体に形成されて
いる。

なお、上記実施例においては、グリーン染色層８、レッ
ド染色層９及びブルー染色層１０の被覆部ｇａ、９ａ及
び１０ａを３層に重複させてブラック層１４を形成して
いるが、少なくとの２層、例えばレッド染色層９とブル
ー染色層１０の被覆部９ａ、１０ａを重合させることに
よりブラック層１４を形成するようにすることもできる
。

更に、上記実施例では、ＣＯＤ基板に適応した例を説明
しているが、Ｃ０Ｄ２Ｚ板以外に、例えばＭＯ３型撮像
素子、ＢＢＤ　（パケットリレー型撮　　′像累子）及
び（、ＩＤ（電荷注入型撮像索子）等にも適応できるこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成であるので、アルミニウム被
覆膜の全ての上面は、グリーン染色層、レッド染色層、
ブルー染色層及びこれらの染色層を少なくとも２層を高
さ方向に重複させて形成したブラック層によって覆われ
、これによってアルミニウム遮光膜による入射光の拡散
及び多重反射を押さえることができる。

従って、強いコントラストの被写体を撮影した時や、逆
光で撮影した時に固体撮像素子の多重反射によって生じ
る暗い部分が白っぽく浮くフレア現象や、明るい被写体
を撮影した時に上下に白っぽく尾を引くスミア現象を低
減することができ、画質を著しく向上させることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
要部拡大断面図（第３図の１−１線拡大断面図）、第２
図は全体平面図、第３図は第２図の部分拡大図、第４図
乃至第６図は従来例を示し、第４図は要部拡大断面図（
第６図のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図）、第５図は全体平面
図、第６図は第５図の部分拡大図である。 １・・・半導体基板、２・・・フォトダイオード、４・
・・ＰＯＳ膜、５・・・アルミニウム遮光膜、６・・・
シリコン窒化膜、７・・・平滑層、８・・・グリーン染
色層、８ａ・・・同被覆部、９・・・レッド染色層、９
ａ・・・同被覆部、１０・・・ブルー染色層、１０ａ・
・・同被覆部、１４・・・ブラック層、１０１・・・感
光画素領域、１０２・・・感光画素部、１０３・・・電
荷転送部、１０４・・・画素領域周辺部。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 渠ｌ　図 ＄２図 ＄３図 ＄４図 ＄６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に、入射した光により信号電荷を生成し
   て蓄積する感光画素部と、この感光画素部に蓄積された
   信号電極を転送する電荷転送部とを隣接して配設すると
   ともに、表面にレッド染色層、グリーン染色層及びブル
   ー染色層を備えた色フィルタを直接形成したカラー固体
   撮像装置において、上記感光画素部間の電荷転送部及び
   画素領域周辺部の上方に、上記レッド染色層、グリーン
   染色層及びブルー染色層の少なくとも２つの染色層を高
   さ方向に重複させて配置することによりブラック層を形
   成したことを特徴とするカラー固体撮像装置。