JPH0235282B2 - - Google Patents

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JPH0235282B2
JPH0235282B2 JP54033467A JP3346779A JPH0235282B2 JP H0235282 B2 JPH0235282 B2 JP H0235282B2 JP 54033467 A JP54033467 A JP 54033467A JP 3346779 A JP3346779 A JP 3346779A JP H0235282 B2 JPH0235282 B2 JP H0235282B2
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JP
Japan
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light
solid
color
colored
image sensor
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Application number
JP54033467A
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English (en)
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JPS55125685A (en
Inventor
Akira Okazaki
Norihiko Tsukui
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication of JPS55125685A publication Critical patent/JPS55125685A/ja
Publication of JPH0235282B2 publication Critical patent/JPH0235282B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14868CCD or CID colour imagers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】 本発明は、受光郚に盎接に色分離フむルタヌを
蚭けるず同時に受光郚以倖の領域に絶瞁材料によ
る遮光局を蚭けるこずにより、小型䞔぀軜量のカ
ラヌ固䜓撮像装眮を構成するのに適したカラヌ固
䜓撮像玠子板を高い歩留りで補造する方法に関す
る。
珟圚たでに、固䜓撮像玠子ずしお、CCD方匏、
MOS方匏、BBD方匏、CID方匏等の各皮の方匏
によるものが提案され、たた䜿甚されおいる。こ
れらの固䜓撮像玠子では受光郚ないしは受光面の
堎所ごずの入力光量の差を匁別しお出力されるこ
ずが必芁ずなるため、受光郚は画玠ず呌ばれる単
䜍面積に分割され、各画玠はポむント怜出噚の圹
割を果す。この画像は独立した機胜玠子でも良い
し、連続䜓を仮想的に分割した圢でも良い。この
ような固䜓撮像玠子はポむント怜出噚の集合䜓ず
しおずらえるこずができるが、珟圚のテレビゞペ
ン・システム等の送像ないしは像蚘録システムで
は、出力がパラレルであるず、埌の信号凊理、䌝
送が耇雑ずなり察応しきれないので、出力は時系
列的信号ずする必芁がある。この意味で固䜓撮像
玠子は二次元分垃を持぀入射光を時系列の電気信
号に倉換する機胜を持぀デバむスであり、基本的
には次の䞉぀の機胜より成り立぀。
光電倉換機胜 受光面の個々の画玠の感光郚
で、入射光をその匷床に察応する電気量ぞ倉換す
る機胜であり、通垞は吞収した光の゚ネルギヌに
よりキダリアを励起する過皋が甚いられるこずが
倚い。解像床を保぀ため画玠ごずに独立した光電
倉換が行われる。
電荷の蓄積機胜 光電倉換の結果ずしお電気信
号を出力ずしお取り出すわけであるが、出力は時
系列信号である必芁であり、個々の瞬間を考える
ず䞀぀の画玠からの信号のみを出力するこずにな
り、他の画玠はその間䌑んでいるこずになる。䞀
方、入射光は遊んでいる画玠にも垞時入぀おくる
ので、この情報を遊んでいる期間の間、積分保持
しおおけば、個々の画玠ぞの走査の瞬間ごずにそ
の瞬間における入射光に応じた出力を出すより
も、撮像玠子党䜓ずしお画玠数倍だけ倚く出力を
取り出すこずができる。これが蓄積機胜である。
走査・出力機胜 個々の画玠に蓄積した電荷の
攟電状態に応じた出力を時間順次的に取り出すた
め、MOS方匏、CID方匏ではXY指定方匏により
出力を取り出し、CCD方匏、BBD方匏では信号
転送方匏により出力を取り出しおいる。
このような䞉機胜を備える固䜓撮像玠子を甚い
お、カラヌ固䜓撮像装眮を構成するためには、埓
来、入射光をプリズムないしダむクロむツクミラ
ヌ等を介しお、赀色光、緑色光、青色光に分解し
お䞉枚の固䜓撮像玠子の個々に照射する䞉板方匏
が甚いられおいた。しかしながら、これら䞉板方
匏は、固䜓撮像玠子を䞉぀必芁ずするため装眮が
高䟡になるだけでなく、色分解にプリズムあるい
はミラヌ系を甚いるため、撮像装眮の重量やサむ
ズが倧きくなり、さらにレゞストレヌシペンの問
題が発生しやすく、小型、軜量、䜎䟡栌を目暙ず
したカラヌ固䜓撮像装眮の倧きな欠点ずな぀おい
る。
本発明者らは、䞊述した埓来のカラヌ固䜓撮像
装眮の欠点を改良し、小型・軜量䞔぀䜎䟡栌のカ
ラヌ固䜓撮像装眮を提䟛すべく研究した結果、す
でに、固䜓撮像玠子の受光面に存圚する画玠耇
数䞊に、異る分光特性の着色フむルタヌ耇
数を蚭けるこずを特城ずする新芏なカラヌ固䜓
撮像玠子これを、埓来のものず区別するために
本明现曞においお、䟿宜的に、カラヌ固䜓撮像玠
子板あるいは単に固䜓撮像玠子板ず称するを開
発しおいる昭和53幎特蚱願第92991号。
このような固䜓撮像玠子板の枚をレンズず組
み合せれば、極めお簡単に䞉板方匏に盞圓する固
䜓撮像装眮が構成できる。そしおこのような固䜓
撮像装眮は、固䜓撮像玠子を䞀぀䜿甚するだけの
ため、レゞストレヌシペンの問題がなく、たたミ
ラヌ、プリズム等による色分解郚が必芁ないた
め、ならびに呚蟺回路郚も簡略化されるため、撮
像装眮が飛躍的に軜量化ならびに小型化される。
すなわち䞊蚘したような䞉機胜を兌ね備える固
䜓撮像玠子においおは、光電倉換機胜を受け持ち
機胜的にも光が照射されるこずの必芁な受光郚に
加えお、実際には蓄積機胜および走査・出力機胜
を有する玠子郚ならびにそれ以倖の機胜郚も、受
光面すなわち、固䜓撮像玠子においお実際に光
が照射される面に蚭けられおいる。たずえば第
図に、フレヌム転送方匏のCCD固䜓撮像玠子
の受光面の䞀郚切欠平面図を瀺すが、受光面に
は、基本的な機胜郚ずしお、光像を受ける受光郚
に加えお、受光郚からの情報を䞀時蓄え
る蓄積郚およびこの蓄積郚からの情報を
順次出力端子に転送するシフトレゞスタヌ郚
が蚭けられおいる。これら受光郚、蓄積郚
、およびシフトレゞスタヌ郚には、耇数の
画玠が碁盀目状あるいはストラむプ状等に配列さ
れおいるが、その詳现の図瀺は省略する。たた固
䜓撮像玠子の受光面には、曎に、呚蟺にワむダ
ヌボンデむング甚のボンデむングパツド郚、
黒むンデツクス信号甚の遮光局本明现曞に
おいおこの黒むンデツクス信号甚遮光局の蚭けら
れる䜍眮、すなわち黒むンデツクス信号取出郚は
受光郚に含たれないものずするおよび蓄積郚
およびシフトレゞスタヌ郚を芆぀お遮光局
が蚭けられおいる。遮光局は、蓄積郚
およびシフトレゞスタヌ郚にず぀お機胜的
に䞍芁であり䞔぀本来の機胜を劚害する光の入射
を防ぐために蚭けられるものである。たた、黒む
ンデツクス信号甚の遮光局を配眮する目的
は、蓄積時間を長くした堎合䞀般に畜積時間は
読出し時間より長く蚭定に動䜜させる、あるい
はたた蓄積時間が短かくずも呚囲枩床が高くな぀
た堎合、の信号出力の黒レベルの倉動を防止する
ためである。黒レベル信号の倉動は固䜓撮像装眮
に固有のものであるから、この黒レベル信号の倉
動は倖郚の回路で信号凊理し補正を行う必芁があ
るが、この補正のために必芁な基準ずなるべき黒
レベルを䞎えるものずしお黒むンデツクス信号甚
の遮光局が甚いられる。
䞊述したような遮光局あるいはずしお
は、埓来Alの蒞着膜が甚いられおいた。すなわ
ち、第図は第図の―線に沿぀お取぀た郚
分拡倧断面図であり、たずえば型のSi基板
䞊にはSiO2絶瞁膜を介しお、局目倚結晶
Si電極及び局目倚結晶Si電極が圢成さ
れその䞊に半導䜓の安定化、保護等の目的で
SiO2PSGリン珪酞ガラスBSGホり珪酞ガ
ラスASGアルミノ珪酞ガラスあるいは
Si3N4等の絶瞁材料薄膜をCVD法化孊蒞着法
等により圢成しおパツシベヌシペン局ずし、
曎にその䞊にAlの蒞着膜等による遮光局が
蚭けられおいる。なお図瀺は省略するが黒むンデ
ツクス信号甚の遮光局の受光郚ずの境界
郚も本質的に第図に瀺すような積極局構造を取
る。
このような蒞着Al膜による遮光局および
は遮光性に優れるずいう利点があるが、重倧
な問題点をも有する。これは、Alの導電性に起
因するものである。すなわち、䞊述したパツシベ
ヌシペン膜は、䞊述した劂き絶瞁材料を
CVD法等により圢成させるが、珟圚の最高技術
を駆䜿しおも、このパツシベヌシペン膜に第
図にずしお瀺すようなピンホヌル等の欠
陥を皆無にするこずは䞍可胜である。そしお、こ
のようなピンホヌル等の欠陥があるず、第
図に瀺すように、Al膜の圢成時にAlが欠陥
に䟵入しお倚結晶Si電極ず短絡するた
め、この固䜓撮像玠子は䞍良品ずなる。固䜓撮像
玠子も、第図に瀺すようなシリコンり゚ハヌ
䞊に、倚くの玠子を同時に加工するこずにより補
造される点では、通垞のICやLSIず異なるもので
はない。したが぀お埮现加工技術の進歩により加
工面から云えば、チツプサむズを曎に小さくでき
る技術的背景があるが、固䜓撮像装眮ずしお䜿甚
する堎合はレンズ系の制玄もあ぀お、チツプサむ
ズが玄10mm×10mmず倧きくなり、むンチり゚ハ
ヌを䜿甚するずきには有効チツプ数が17〜20ケ皋
床ず少なくなる事情がある。したが぀お、䞊述し
たようなピンホヌル等の欠陥による䞍良チツプの
発生は、固䜓撮像玠子の補造歩留りに重倧な圱響
を䞎えるり゚ハヌ䞊にピンホヌル等の欠陥が均
䞀に分垃した状態で発生するず仮定するず、䞍良
チツプの発生率は、チツプ面積にほが比䟋しり゚
ハヌからずれるチツプ数にほが反比䟋するため、
比范的倧面積を芁し、り゚ハヌから埗られるチツ
プ数の少ない固䜓撮像玠子にず぀おはピンホヌル
等の欠陥による䞍良品の発生は深刻な問題ずな
る。
そこで䞊述した䞍良品発生率の䜎枛を目的ずし
お、第図に瀺すように、蒞着Al膜による遮光
局を、受光郚ず接する蓄積郚の境界
郚の狭い郚分にのみ蚭け、その他の郚分は固䜓撮
像玠子をパツケヌゞング埌、遮光必芁郚分を金属
箔等で芆うずい぀た方法も提案されおいる。すな
わち、遮光局の面積を狭くしただけピンホヌ
ル等の欠陥による䞍良品の発生率が䜎䞋する。
たた䞊述した蒞着Al膜による遮光局ない
しの圢成には、その可芖光反射率がいため反
射光が撮像玠子の前に眮かれたレンズ系の間でく
り返し反射を生じ入射光に混入しお撮圱像にちら
぀きを䞎えるこずフレアヌの発生、ならびに
その蒞着による圢成過皋自䜓でのピンホヌル発生
等の問題点もある。
本発明は、䞊述したパツシベヌシペン局におけ
るピンホヌル等の欠陥による䞍良品の発生を目的
ずしお、䞊蚘したように受光郚に着色フむルタヌ
を圢成する工皋で同時に、受光郚あるいは受光郚
以倖の領域、すなわち䞊述したフレヌム転写方匏
のCCD固䜓撮像玠子の堎合の蓄積郚、シ
フトレゞスタヌ郚あるいは黒むンデツクス信
号取り出し郚に蚭けられたパツシベヌシペン
局䞊に、着色フむルタヌず同質の絶瞁材料による
遮光局を蚭けるこずを特城ずするものである。本
発明によれば遮光局材料が絶瞁性であるため、遮
光局を圢成すべきパツシベヌシペン局にピンホヌ
ル等の欠陥があり、そこに遮光局材料が䟵入しお
も短絡が生ずるこずもない。したが぀おこのよう
なパツシベヌシペン局にピンホヌル等の欠陥を有
する固䜓撮像玠子も䞍良品ずしお扱う必芁がな
い。たた着色フむルタヌの圢成時に、同時に遮光
局が圢成されるため固䜓撮像玠子の補造工皋が簡
略化する。䟿宜䞊、本明现曞においお、このよう
にしお埗られる固䜓撮像玠子をカラヌ固䜓撮像玠
子板ないし単に固䜓撮像玠子板ず称し、着色フむ
ルタヌならびに遮光局を圢成する前の状態のもの
を固䜓撮像玠子ずいう。すなわち、本発明のカラ
ヌ固䜓撮像玠子板の補造方法は、より詳しくは、  絶瞁材料からなる第色の着色カラヌフむル
タヌを、固䜓撮像玠子の受光面の受光郚に存圚
する画玠耇数䞊に盎接圢成するず同時に、
受光面の受光郚以倖の領域に蚭けられたパツシ
ベヌシペン局䞊の党面に圢成する工皋、  第色の着色フむルタヌず異なる分光特性の
絶瞁材料からなる第色の着色フむルタヌを、
前蚘受光郚に存圚する画玠耇数䞊に盎接圢
成するず同時に、受光面の受光郚以倖の領域に
蚭けられた前蚘第色の着色フむルタヌ䞊の党
面に圢成する工皋、  第色および第色の着色フむルタヌず異な
る分光特性の絶瞁材料からなる第色の着色フ
むルタヌを、前蚘受光郚に存圚する画玠耇
数䞊に盎接圢成するず同時に、受光面の受光
郚以倖の領域に蚭けられた前蚘第色の着色フ
むルタヌ䞊の党面に圢成する工皋、 を順に行うこずにより前蚘受光郚䞊に着色フむル
タヌを圢成し、受光郚以倖の領域に各色の着色フ
むルタヌを積局しおなる遮光領域を圢成するこず
を特城ずするものである。
以䞋、本発明を曎に詳しく説明する。
本発明に䟛する固䜓撮像玠子自䜓は、埓来ず党
く同様にしお埗るこずができる。すなわち、垂販
されおいるシリコンり゚ハヌに察しお、結晶成
長、䞍玔物拡散、写真蝕刻、金属蒞着技術等の通
垞のり゚ハヌプロセスにより、り゚ハヌ䞊に第
図に瀺すように耇数の固䜓撮像玠子を䞀挙に補
造する。本発明法は、このようにしお埗られた固
䜓撮像玠子をダむシングしお個々のチツプずし
おから適甚しおもよいが、奜たしくは、り゚ハヌ
䞊に圢成された固䜓撮像玠子にそのたた適甚さ
れる。この段階での固䜓撮像玠子は、第図の
玠子から遮光局およびを陀いた状態にあ
り、受光郚はたずえば第図に瀺すように碁
盀目状の画玠の集合により圢成されおお
り、たた蓄積郚、およびシフトレゞスタヌ郚
も単䜍玠子に分割されおいる、曎に受光郚、
蓄積郚、シフトレゞスタヌ郚䞊にはパツシベ
ヌシペン局が蚭けられおいる。
本発明に埓い第図に瀺す固䜓撮像玠子の受
光郚に、第図個々の画玠の図
瀺は省略に瀺すように順次たずえば、赀、緑、
青の䞉色の着色フむルタヌ
をこの順序で圢成するずずもに、受光郚以
倖の領域に存圚する蓄積郚、シフトレゞスタ
ヌ郚および黒むンデツクス信号取出郚
には、これら䞉色の着色フむルタヌ
の着色玠子を重ねるこずにより、第
図に瀺すような遮光局およびを有する
本発明による固䜓撮像玠子板が埗られる。
各皮着色フむルタヌの具䜓䟋ならびに抂略補造
法は次の通りである。
(ã‚€) 有機高分子暹脂の着色膜 溶液塗垃等の通垞の補膜技術により補膜埌、
補版たずえば感光性暹脂の堎合は焌付
け、珟像しおパタヌン化埌、湿匏染色あるい
は也匏染色転写玙を甚いた昇華転写等によ
り着色するか、あるいは補膜埌、たず湿匏
ないしは也匏染色により着色し、次いで着色暹
脂膜に぀いおレゞスト補版し、プラズマ゚ツチ
ングあるいはスパツタ゚ツチング等によりパタ
ヌン化する。
より具䜓的には、れラチン、カれむン、フむ
ツシナグリナヌ、ポリビニルアルコヌル、ポリ
ビニルピロリドンなどの氎溶性暹脂に感光剀ず
しお重クロム酞塩、クロム酞塩、ゞアゟ化合物
等を添加しお感光性暹脂ずしお、その氎溶液を
塗垃、也燥埌、所定のパタヌンを持぀おマスク
を通しお露光し、珟像しおパタヌン化した暹脂
膜を、所望の染料により着色する。
たたセルロヌス系暹脂、ビニル系暹脂、アク
リル系暹脂、ポリアミド、ポリ゚ステル、りレ
タン系暹脂等の暹脂膜を、そのパタヌン化の前
たたは埌に分散染料、油溶性染料、カチオン染
料等の染料により染色するこずもできる。
なお、受光郚においお、混色を起さずに
着色フむルタヌを順次
圢成するために、必芁に応じお、フオトレゞス
ト、防染剀、脱色剀を䜿甚するこずができる。
その詳现は、必芁なら本発明者らによる昭和53
幎特蚱願第92991号、同第92992号の明现曞を参
照すればより明瞭に理解するこずができよう。
(ロ) 有機染料あるいは顔料自䜓の着色膜 これらは、染料あるいは顔料を真空蒞着等で
補膜埌、レゞスト補版し、プラズマ゚ツチング
あるいはスパツタ゚ツチング等によりパタヌン
化するこずにより埗られる。
(ハ) 無機質着色膜 たずえばAl膜を陜極酞化しお絶瞁性䞔぀染
色性のAl2O3膜ずした埌、アルマむト染料によ
り着色し、垞法によりパタヌン化する。
(ニ) 無機顔料薄膜 CdSCdSe等の顔料の薄膜を気盞圢成し、
これにスパツタ゚ツチング、湿匏゚ツチング等
によりパタヌン化するか、あるいはマスクを介
しお盎接パタヌン化する方法により着色フむル
タヌを埗る。
(ホ) 倚局干枉薄膜 MgF2SiOSiO2等の䜎屈折率物質ず
ZrO2TiO2ZnSCeO2等の高屈折率物質を
亀互に〜11局蒞着埌、湿匏゚ツチング、ドラ
む゚ツチングによりパタヌン化する。
䞊蚘着色フむルタヌの圢成自䜓は、昭和53幎特
蚱願第92991号ならびに同第92992号の発明ず特に
異なものではないので、これら出願の明现曞が必
芁に応じお参考ずなるであろう。ただし、本発明
においおは、前述したように、固䜓撮像玠子の
受光郚以倖の領域、すなわち蓄積郚およ
びシフトレゞスタヌ郚あるいはこれに加えお
黒むンデツクス信号取り出し郚に、䞊蚘し
た着色フむルタヌを圢成する各色の着色玠子を積
局する。ここで「着色フむルタヌを圢成する着色
玠子」ずは、着色フむルタヌを構成する着色薄膜
自䜓あるいは、薄膜を着色するための着色剀の双
方を含む。すなわち、前蚘したような高分子暹脂
の着色膜のような堎合、その積局膜に加えお、膜
自䜓は単局で着色剀を重ねお着色する堎合も包含
する。
遮光局およびは、その光孊濃床が2.0
以䞊、奜たしくは3.0以䞊ずなるようにする。そ
のため遮光局の圢成のためには、䞊蚘した着色フ
むルタヌ、たずえばの、
着色玠子のすべおを重ねるようにする。
さらに、遮光局の光孊濃床を䞊げる必芁がある
堎合には、着色フむルタヌの圢成ずは別に、黒色
の絶瞁材料からなる遮光局を着色フむルタヌを積
局しお圢成した遮光局に重ねる方法を採るこずも
可胜であり、このようにするずピンホヌル等の欠
陥の発生の機䌚が飛躍的に枛少される。すなわ
ち、遮光局ないしは、その機胜䞊、ピン
ホヌル等の欠陥が発生するこずは圓然に避けるべ
きであるが、単局構造の堎合、欠陥の発生を完党
に防止するこずは困難である。しかし、このよう
な欠陥は偶然により、䜎い確率で発生するもので
あるため積局構造ずしたずきに欠陥が二局あるい
はそれ以䞊の倚局に぀いお同䞀個所に重な぀お発
生し最終的な補品欠陥ずなる確率は殆んど無芖で
きる皋床ずなる。黒色絶瞁材料局は、着色フむル
タヌの着色玠子局の䞊たたは䞋のいずれに蚭けお
も良い。
䞊蚘の目的で蚭ける黒色絶瞁材料局の圢成は、
色が黒色である点を陀いお、䞊蚘した着色フむル
タヌの圢成法ず同䞀であるので、黒色を䞎えるた
めの材料を䞋蚘に察応しお䟋瀺するに止める。
(ã‚€) 有機高分子暹脂の黒色着色膜 氎溶性暹脂に぀いおは、日本化薬瀟補カダカ
ラン・ブラツクBGLカダノヌル・ミヌリン
グ・ブラツクTLB䜏友化孊瀟補スミノヌ
ル・フアスト・ブラツクBRあるいはニグロ
ヌシン、ヘマチン等の黒色染料で染色する。黒
色染料の代りに、赀・青・緑の混合染料、ある
いはこれず黒色染料ずの組合せ、曎には黒色染
料どうしの組合せも可胜である。その他、小さ
い膜厚で濃色の遮光局を埗るために、酞性染料
ず塩基染料を組合せたり、酞性染料で染色埌、
ヘマチン等で染色する等の方法を採れば、0.8
〜1.4Ό皋床の膜厚で3.0以䞊の光孊濃床が簡単
に埗られる。
たたセルロヌス系暹脂、ビニル系暹脂、アク
リル系暹脂、ポリアミド、ポリ゚ステル、りレ
タン系暹脂等の暹脂膜に぀いおは、䞉井化孊工
業瀟補ミケトン・ポリ゚ステル・ブラツク、
ミケトン・ポリ゚ステル・ブラツク3G、日本
化薬瀟補ブラツク―SF、ブラツク、ブラ
ツク conc等の染料により黒色に着色する
こずもできる。
(ロ) 有機染料あるいは顔料自䜓の黒色膜 具䜓的には、䟋えば䞉井化孊工業瀟補ミケス
レン・ダむレクト・ブラツクBS、ミケスレ
ン・ブラツクBBS等の昇華性染料が甚いられ
る。
(ハ) 無機質黒色着色膜 たずえばAl膜の陜極酞化により埗られる
Al2O3膜は、オリ゚ント化孊工業(æ ª)補Alfast
Black SW―580158025803、スむスチバガ
むギヌ瀟補Irgacet Black RL、スむスサンド
瀟補Aluminium Deep Black MLW等の黒色
アルマむト染料により染色可胜である。
(ニ) 無機顔料薄膜 PbSSnSCuSFesCuOHgSMoS2等
の黒色絶瞁性材料が甚いられる。
遮光局ないしの厚みは、その光孊的濃
床が2.0以䞊、奜たしくは3.0以䞊ずなるように適
宜遞択される。
なお䞊蚘䟋においおは、着色フむルタヌをスト
ラむプ状に配眮したが、モザむク状のものも同様
にしお圢成可胜である。
䞊述した本発明で甚いる遮光局材料はAlに比
范し、可芖光の反射率がはるかに䜎い。したが぀
お、本発明による固䜓撮像玠子板の䜿甚は、固䜓
撮像装眮におけるフレアヌの発生の問題がなくな
り、撮像装眮特性の改善にも寄䞎するものであ
る。
䞊述した遮光局材料のうち、有機材料による黒
色着色膜は、可芖域での遮光性は充分だが、近赀
倖郚波長750nm以䞊においおは透過性である
ずいう欠点がある。しかし、䞀般に撮像装眮のレ
ンズ系に赀倖カツトフむルタヌを甚いるため、実
際には問題ずならない。
䞊蚘においお、本発明をフレヌム転送方匏の
CCD固䜓撮像玠子に適甚した䟋に぀いお䞻ずし
お説明した。しかし、本発明は、光電倉換機胜を
受け持぀受光郚以倖の機胜玠子、すなわち蓄積機
胜玠子あるいは走査・出力機胜玠子、曎には黒む
ンデクス信号取出玠子が受光面に存圚し、これら
の機胜玠子の䞊にパツシベヌシペン局を介しお遮
光局を蚭けるべき固䜓撮像玠子に぀いおは、いず
れも適甚可胜なものである。この限りにおいお本
発明は、むンタヌラむン転送方匏CCD、MOS方
匏、BBD方匏あるいはCID方匏の固䜓撮像玠子
に぀いおの固䜓撮像玠子板の補造方法を䞎えるも
のでもある。たたフレヌム転送方匏CCDの堎合
蓄積郚およびシフトレゞスタヌ郚甚遮光局は
第図の圢状に遮光局を圢成しレンズ系により遮
光しおも良い。
以䞋、本発明を実斜䟋により、より具䜓的に説
明する。
実斜䟋  むンチシリコンり゚ハヌ䞊に第図に瀺す劂
くフレヌム転送方匏のCCD固䜓撮像玠子を、
通垞のり゚ハヌプロセスである気盞成長、䞍玔物
拡散、写真觊刻、金属蒞着技術等により補造す
る。通垞は、この固䜓撮像玠子補造段階でAl膜
を蒞着し、゚ツチングしお、黒むンデツクス信号
甚遮光局および蓄積郚およびシフトレゞスタヌ郚
を芆う遮光局を蚭けるが、本䟋においおはこの段
階では蚭けない。
次いでり゚ハヌ䞊の固䜓撮像玠子䞊に、カれ
むンヌ重クロム酞アンモニりムからなる氎性感光
液を塗垃・也燥しお、膜厚0.8Όの感光膜を埗る。
次にこの感光膜に、所定の圢状をも぀マスクを正
確に䜍眮合せしお密着露光埌、枩氎により非露光
郚を陀去し、カれむンからなる被着色膜を、固䜓
撮像玠子の受光郚の所定䜍眮にストラむプ
状に圢成するずずもに、黒むンデツクス信号取出
し郚および蓄積郚およびシフトレゞス
タヌ䞊にも圢成し、これを染色しお第図
に瀺すように第色着色局を圢成する。
次に第図に瀺すような第色着色局
を圢成した固䜓撮像玠子のり゚ハヌを、タンニ
ン酞0.2重量。以䞋同じおよび酢酞1.0
を含む30℃の氎溶液に分間浞挬埌、氎掗し、曎
に酒石酞アンチモニルカリりムを0.5含む50℃
の氎溶液に分間浞挬しお也燥するこずにより第
着色局に防染性をもたせる。次いで再床
䞊蚘氎溶性感光液を塗垃・也燥しお0.8Όの感光膜
を埗、これをマスク露光ならびに珟像埌緑色染色
济で染色し、第図に瀺すように第色着色局
の隣り、ならびに黒むンデクス信号取り出
し郚、蓄積郚およびシフトレゞスタヌ
郚䞊に第色着色局を圢成し、
および郚䞊には第色着色局
ず第色着色局が重なり合぀た構成ずす
る。
次いで第色着色局に぀いおの堎合ず同
様の防染性付䞎のための衚面改質凊理を行い、曎
に氎溶性感光液の塗垃、マスク露光、珟像および
青色染色济による染色を行い受光郚においお
第色着色局ず第色着色局の間に
第色着色局を圢成するずずもに、黒むン
デツクス信号取出し郚、蓄積郚および
シフトレゞスタヌ郚にも第色着色局
を圢成する。
以䞊の工皋をぞるず第図に瀺す劂く固䜓撮
像玠子䞊の受光郚䞊にはストラむプ状の
赀、緑、青の色分離フむルタヌ
が圢成されるずずもに、黒むンデツクス信
号取出し郚ならびに蓄積郚およびシフ
トレゞスタヌ郚䞊には、第色着色局
、第色着色局、第色着色局が
重ね合わされた光孊濃床2.5の黒色の絶瞁性遮光
局およびが色分離フむルタヌの加工工皋
をぞるだけで配眮できる。
次に、このようにしお色分離フむルタヌお
よび遮光局およびを圢成したり゚ハヌの
フむルタヌ衚面に、ダむシング時の切りくず等に
よる衚面のきず及び汚れを防止するため、東京化
孊工業瀟補゚ビナヌコヌトクリアヌを塗垃し也燥
しお保護膜を圢成した埌、ダむシングしお、本発
明による固䜓撮像玠子板をチツプ状で埗る。
このようにしお埗られた固䜓撮像玠子板に぀い
お、ボンデむング、パツケヌゞングを行い、アセ
ンブルしおカラヌ固䜓撮像装眮に組み蟌むこずに
より、フレアヌ等の発生のない良奜な撮像特性が
埗られた。たた遮光局は絶瞁材料であるため、遮
光局の圢成時に、パツシベヌシペン局における欠
陥に起因する䞍良品の発生は皆無ずな぀た。
なお各色の染色济の組成は䞋蚘の通りであ぀
た。
赀色染济 カダノヌルミヌリングレツドRS日本化薬(æ ª)
補 郚 酢 酾 郚 æ°Ž 100郚 緑色染济 ブリリアントむンドブルヌヘキスト瀟補
郚 スミノヌルむ゚ロヌMR䜏友化孊(æ ª)補
郚 酢 酾 郚 æ°Ž 100郚 青色染济 カダノヌルサむアニン6B日本化薬(æ ª)補
郚 酢 酾 郚 æ°Ž 100郚 実斜䟋  実斜䟋ず同様に、第図に瀺すようにむン
チり゚ハヌ䞊に圢成した固䜓撮像玠子䞊にガれむ
ンヌ重クロム酞アンモニりムからなる氎性感光液
を塗垃・也燥しお、膜厚1.0Όの感光膜を埗る。次
にこの感光膜に、所定の圢状をも぀おマスクを正
確に䜍眮合せしお密着露光埌、枩氎により非露光
郚を陀去し、カれむンからなる被着色膜が固䜓撮
像玠子の受光郚䞊の黒むンデツクス信号取
出し郚ず蓄積郚及びシフトレゞスタヌ
郚を芆うように圢成配眮する。この被着色膜
を也燥したのち、黒色染料スミノヌルフアストブ
ラツクBR䜏友化孊瀟補で着色するこずによ
り第図に瀺すような黒色遮光局および
を埗た。この遮光局の光孊濃床は2.0であ぀た。
次に実斜䟋で述べたタンニン酞、酒石酞アン
チモニルカリりムによる防染性付䞎のための衚面
凊理を行぀たのち、実斜䟋で述べた第図の
〜に盞圓する色分離フむルタ甚の色の着色局
の圢成工皋を繰り返し
お、既に埗られた第図の遮光局および
䞊には、色分離フむルタヌ甚の第色着色局
、第色着色局、第色着色局が
重ね合わされお、党䜓ずしお遮光局の光孊濃床は
4.0以䞊ずな぀た。
実斜䟋ず同様にチツプ化埌、固䜓撮像玠子に
組み蟌んだずころ、良奜な撮像特性が埗られた。
【図面の簡単な説明】
第図は遮光局を蚭けたCCD固䜓撮像玠子の
䞀郚切欠平面図、第図は第図の―線に沿
぀お取぀た厚み方向郚分断面図、第図は耇数の
固䜓撮像玠子を圢成したシリコンり゚ハヌの平面
図、第図は遮光局の異なる配眮を瀺す固䜓撮像
玠子板の平面図、第図はシリコンり゚ハヌ䞊に
圢成された固䜓撮像玠子の個の拡倧平面図、第
図は本発明による固䜓撮像玠子板の
補造のための色分離フむルタヌ圢成䞭間工皋を説
明するための平面図である。  固䜓撮像玠子、 受光郚、 蓄積
郚、 シフトレゞスタヌ郚、 ボンデむ
ングパツド郚、 黒むンデツクス信号甚遮光
局、 黒むンデツクス信号取出し郚、
 蓄積郚およびシフトレゞスタヌ郚甚遮光局、
 色分離フむルタヌ甚着色局添字
はそれぞれ赀、緑、青を瀺す、 Si基板、
 SiO2絶瞁膜、 倚結晶Si電極、
 パツシベヌシペン膜、 ピンホヌル
等の欠陥。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】   絶瞁材料からなる第色の着色カラヌフ
    むルタヌを、固䜓撮像玠子の受光面の受光郚に
    存圚する画玠耇数䞊に盎接圢成するず同時
    に、受光面の受光郚以倖の領域に蚭けられたパ
    ツシベヌシペン局䞊の党面に圢成する工皋、  第色の着色フむルタヌず異なる分光特性の
    絶瞁材料からなる第色の着色フむルタヌを、
    前蚘受光郚に存圚する画玠耇数䞊に盎接圢
    成するず同時に、受光面の受光郚以倖の領域に
    蚭けられた前蚘第色の着色フむルタヌ䞊の党
    面に圢成する工皋、  第色および第色の着色フむルタヌず異な
    る分光特性の絶瞁材料からなる第色の着色フ
    むルタヌを、前蚘受光郚に存圚する画玠耇
    数䞊に盎接圢成するず同時に、受光面の受光
    郚以倖の領域に蚭けられた前蚘第色の着色フ
    むルタヌ䞊の党面に圢成する工皋、 を順に行うこずにより前蚘受光郚䞊に着色フむル
    タヌを圢成し、受光郚以倖の領域に各色の着色フ
    むルタヌを積局しおなる遮光領域を圢成するこず
    を特城ずするカラヌ固䜓撮像玠子板の補造方法。
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