JPH03191302A - カラー固体撮像素子 - Google Patents
カラー固体撮像素子Info
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- JPH03191302A JPH03191302A JP1332038A JP33203889A JPH03191302A JP H03191302 A JPH03191302 A JP H03191302A JP 1332038 A JP1332038 A JP 1332038A JP 33203889 A JP33203889 A JP 33203889A JP H03191302 A JPH03191302 A JP H03191302A
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Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、カラー固体撮像素子に関し、特に、カラー固
体撮像素子のカラーフィルターの構造に関する。
体撮像素子のカラーフィルターの構造に関する。
従来のカラー固体撮像素子では、光電変換領域及び電荷
転送領域を集積して設けた半導体チップに、カラーフィ
ルター７レイを直接積層する方式（オンチップ方式、オ
ンウェーハ方式）あるいはガラス板上に形成されたカラ
ーフィルターアレイを基板に接着する方式（貼り付は方
式）が行なわれている。このうち、後者の貼り付は方式
では、ガラス板接着時の７ライメント精度が前者のオン
チップ方式に対し２倍以上悪い、半導体チップ表面とガ
ラス板の間で干渉楠が発生する、経費が高いという欠点
がある為、前者のオンチップ方式が今後主流になってゆ
くと予想されている。以下このオンチップ方式について
、図面を用いて詳細に説明する。
転送領域を集積して設けた半導体チップに、カラーフィ
ルター７レイを直接積層する方式（オンチップ方式、オ
ンウェーハ方式）あるいはガラス板上に形成されたカラ
ーフィルターアレイを基板に接着する方式（貼り付は方
式）が行なわれている。このうち、後者の貼り付は方式
では、ガラス板接着時の７ライメント精度が前者のオン
チップ方式に対し２倍以上悪い、半導体チップ表面とガ
ラス板の間で干渉楠が発生する、経費が高いという欠点
がある為、前者のオンチップ方式が今後主流になってゆ
くと予想されている。以下このオンチップ方式について
、図面を用いて詳細に説明する。
第６図は、従来のカラー固体撮像素子の主要部の縦断面
図である。第６図では本発明に直接関係のない部分の構
造は省略しである。１は拡散層の形成された半導体基板
で、ＭＯＳ型、ＣＣＤ型、ＣＰＤ型等の撮像デバイスの
構造をとる。遮光膜２は、前記撮像デバイス構造のフォ
トダイオード部以外に直接入射光が入るのを防ぐための
もので、通常アルミニウム等の金属が用いられる。平坦
化膜３は上部に形成する染色層の形状が、半導体基板１
．遮光膜の形状バラツキの影響を受けるのを防ぐための
もので、通常、ポリグリシジル・メタクリレ−） （Ｐ
ＧＭＡ）、ポリメチル・メタクリレ−） （ＰＭＭＡ）
、スピンオンガラス（ＳＯＧ）膜、ポリイミド等の塗布
膜やＣＶＤ酸化シリコン膜またはそれらの組み合わせで
形成する。第１染色層５．第２染色層６．第３染色層７
はカラーフィルター本体で、通常ゼラチン、カゼイン、
グルー等のタンパク質と重クロム酸アンモニウム。
図である。第６図では本発明に直接関係のない部分の構
造は省略しである。１は拡散層の形成された半導体基板
で、ＭＯＳ型、ＣＣＤ型、ＣＰＤ型等の撮像デバイスの
構造をとる。遮光膜２は、前記撮像デバイス構造のフォ
トダイオード部以外に直接入射光が入るのを防ぐための
もので、通常アルミニウム等の金属が用いられる。平坦
化膜３は上部に形成する染色層の形状が、半導体基板１
．遮光膜の形状バラツキの影響を受けるのを防ぐための
もので、通常、ポリグリシジル・メタクリレ−） （Ｐ
ＧＭＡ）、ポリメチル・メタクリレ−） （ＰＭＭＡ）
、スピンオンガラス（ＳＯＧ）膜、ポリイミド等の塗布
膜やＣＶＤ酸化シリコン膜またはそれらの組み合わせで
形成する。第１染色層５．第２染色層６．第３染色層７
はカラーフィルター本体で、通常ゼラチン、カゼイン、
グルー等のタンパク質と重クロム酸アンモニウム。
重クロム酸カリウム等の感光剤の混合液を塗布成膜し、
ステッパー等の露光機で露光を行い、２０℃〜５０℃程
度の水で現像し、所定の分光特性を有する染料（酸性染
料、塩基性染料等）で染色して形成する。層間膜４は各
染色層間での混色を防ぐ為の防染効果と各染色層で生じ
る段差を平坦化光あるいはエツチングで配線パッド部の
コンタクトホールを形成する。
ステッパー等の露光機で露光を行い、２０℃〜５０℃程
度の水で現像し、所定の分光特性を有する染料（酸性染
料、塩基性染料等）で染色して形成する。層間膜４は各
染色層間での混色を防ぐ為の防染効果と各染色層で生じ
る段差を平坦化光あるいはエツチングで配線パッド部の
コンタクトホールを形成する。
上述した従来のカラー固体撮像素子では、通常、遮光膜
としてステッパーの露光光線であるｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）に対し真空中で約９０％の反射率を有するアルミニ
ウムを使用する為、遮光膜が半導体基板と角度を有する
（平行でない）部分では、カラーフィルターの被染色層
を光転写技術を用いて形成する工程において入射方向と
異なった方向に乱反射し、本来、被染色層が形成され、
カラー固体撮像素子の各絵素に要求される所定の分光特
性をみたさないこと（混色）により、色再現性、色変調
度、色均一性、感度均一性が低下するという欠点がある
。
としてステッパーの露光光線であるｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）に対し真空中で約９０％の反射率を有するアルミニ
ウムを使用する為、遮光膜が半導体基板と角度を有する
（平行でない）部分では、カラーフィルターの被染色層
を光転写技術を用いて形成する工程において入射方向と
異なった方向に乱反射し、本来、被染色層が形成され、
カラー固体撮像素子の各絵素に要求される所定の分光特
性をみたさないこと（混色）により、色再現性、色変調
度、色均一性、感度均一性が低下するという欠点がある
。
又、実際の撮像時にも、アルミニウム遮光膜による乱反
射のためスミア、フレアーおよびゴーストが発生すると
いう欠点もある。
射のためスミア、フレアーおよびゴーストが発生すると
いう欠点もある。
本発明は、半導体基板の一主面に光電変換領域及び電荷
転送領域を集積して設け、前記光電変換領域の上方に開
口を有する遮光膜を設けてなる半導体チップを備えたカ
ラー固体撮像素子において、前記遮光膜上部に少なくと
も露光光線を吸収する他の遮光膜を設けたというもので
ある。
転送領域を集積して設け、前記光電変換領域の上方に開
口を有する遮光膜を設けてなる半導体チップを備えたカ
ラー固体撮像素子において、前記遮光膜上部に少なくと
も露光光線を吸収する他の遮光膜を設けたというもので
ある。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の縦断面図である。
半導体基板１には、ＭＯＳ型あるいはＣＣＤ型の撮像素
子が設けられている。遮光膜２は半導体基板１の中で光
感先部（フォトダイオード部）以外の部分に光が入射す
るのを防ぐ為に用いられるＡｕ等の金属による膜である
。平坦化膜は、撮像素子の製造時に発生する外形、形状
のバラツキが、染色層の形状・特性に与える影響を除去
する為のものである。他の遮光膜５は、顔料を分散させ
たポジ型レジストをスピンコードし、露光及び現像を行
い遮光膜２上にパターンを形成したものである。このよ
うなレジストとして例えば富士ハントエレクトロニクス
テクノロジー社のカラーモザイク（登録商標）のブラッ
クを厚さ１〜１．５μｍ塗布すると第２図に示す分光透
過率の遮光膜が得られる。もちろんネガタイプのレジス
トであってもかまわない。また分散させる顔料について
も選択は自由で、例えば、ｇ線（Ｈｇ）の反射防止用と
して、第３図に示されるような分光特性をもった遮光膜
はカラーモザイクのイエローで実現できる。
子が設けられている。遮光膜２は半導体基板１の中で光
感先部（フォトダイオード部）以外の部分に光が入射す
るのを防ぐ為に用いられるＡｕ等の金属による膜である
。平坦化膜は、撮像素子の製造時に発生する外形、形状
のバラツキが、染色層の形状・特性に与える影響を除去
する為のものである。他の遮光膜５は、顔料を分散させ
たポジ型レジストをスピンコードし、露光及び現像を行
い遮光膜２上にパターンを形成したものである。このよ
うなレジストとして例えば富士ハントエレクトロニクス
テクノロジー社のカラーモザイク（登録商標）のブラッ
クを厚さ１〜１．５μｍ塗布すると第２図に示す分光透
過率の遮光膜が得られる。もちろんネガタイプのレジス
トであってもかまわない。また分散させる顔料について
も選択は自由で、例えば、ｇ線（Ｈｇ）の反射防止用と
して、第３図に示されるような分光特性をもった遮光膜
はカラーモザイクのイエローで実現できる。
他の遮光膜５上に従来例と同様にＰＭＭＡ等を塗布して
層間膜４−１を形成したのち染色層を形成するが、染色
層形成時の露光工程において、ｇ線は他の遮光膜５に吸
収されて下層のＡ１遮光膜２に達するものが殆んどなく
なるので乱反射による不具合が避けられ色再現性、色均
一性等が良好なカラーフィルターが得られる。
層間膜４−１を形成したのち染色層を形成するが、染色
層形成時の露光工程において、ｇ線は他の遮光膜５に吸
収されて下層のＡ１遮光膜２に達するものが殆んどなく
なるので乱反射による不具合が避けられ色再現性、色均
一性等が良好なカラーフィルターが得られる。
このように、他の遮光膜５としては少なくともｇ線ＣＨ
ｇ）を吸収するものでよいが、黒色の場合は、撮像時に
もＡβ遮光膜２での乱反射を抑制でき、スミア成分のう
ち、この乱反射に起因する成分をほぼ除去できる。フレ
ア、ゴースト等についても同様の理由で改善される。
ｇ）を吸収するものでよいが、黒色の場合は、撮像時に
もＡβ遮光膜２での乱反射を抑制でき、スミア成分のう
ち、この乱反射に起因する成分をほぼ除去できる。フレ
ア、ゴースト等についても同様の理由で改善される。
第４図は本発明の第２の実施例の主要部を示す縦断面図
である。
である。
第１の実施例とのちがいは、この実施例では、他の遮光
膜５のバターニングを行なっていないことにあり、その
分光透過率を第５図に示す。このような膜は、住人化学
（株）製のＰＲｌｏｏＹ（商品名）を０．６μｍに成膜
して形成できる。バターニングのための光露光・現像工
程が省略できる利点があり、従来光学レンズ内に入れて
いたフィルターを省略できるという長所がある。また、
赤外力、ト用顔料を用いれば、やはり赤外カットフィル
ターを省略することもできる。
膜５のバターニングを行なっていないことにあり、その
分光透過率を第５図に示す。このような膜は、住人化学
（株）製のＰＲｌｏｏＹ（商品名）を０．６μｍに成膜
して形成できる。バターニングのための光露光・現像工
程が省略できる利点があり、従来光学レンズ内に入れて
いたフィルターを省略できるという長所がある。また、
赤外力、ト用顔料を用いれば、やはり赤外カットフィル
ターを省略することもできる。
以上説明したように本発明は、ｉ遮光膜上に、少なくと
も露光光線を吸収する他の遮光膜を設けることにより、
カラーフィルター作成工程の露光光線の乱反射による色
再現性２色変調度２色均一性２感度均一性の低下を防ぐ
効果があり、又、撮像時にＡＡ遮光膜での入射光の乱反
射により発生するスミア成分、フレアー成分及びゴース
ト成分を低減できる効果を有する。
も露光光線を吸収する他の遮光膜を設けることにより、
カラーフィルター作成工程の露光光線の乱反射による色
再現性２色変調度２色均一性２感度均一性の低下を防ぐ
効果があり、又、撮像時にＡＡ遮光膜での入射光の乱反
射により発生するスミア成分、フレアー成分及びゴース
ト成分を低減できる効果を有する。
第１図は本発明の第１の実施例の主要部を示す縦断面図
、第２図〜第３図は第１の実施例の他の遮光膜の分光透
過率を示す特性図、第４図は第２の実施例の主要部を示
す縦断面図、第５図は第２の実施例の他の遮光膜の分光
透過率を示す特性図、第６図は従来例の主要部を示す縦
断面図である。 ｌ・・・・・・半導体基板、２・・・・・・遮光膜、３
・・・・・・平坦化膜、４．４−１．４−２・・・・・
・層間膜、訃・・・・・他の遮光膜、６・・・・・・第
１染色層、７・・・・・・第２染色層、８・・・・・・
第３染色層。
、第２図〜第３図は第１の実施例の他の遮光膜の分光透
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す縦断面図、第５図は第２の実施例の他の遮光膜の分光
透過率を示す特性図、第６図は従来例の主要部を示す縦
断面図である。 ｌ・・・・・・半導体基板、２・・・・・・遮光膜、３
・・・・・・平坦化膜、４．４−１．４−２・・・・・
・層間膜、訃・・・・・他の遮光膜、６・・・・・・第
１染色層、７・・・・・・第２染色層、８・・・・・・
第３染色層。
Claims (1)
- 半導体基板の一主面に光電変換領域及び電荷転送領域を
集積して設け、前記光電変換領域の上方に開口を有する
遮光膜を設けてなる半導体チップを備えたカラー固体撮
像素子において、前記遮光膜上部に少なくとも露光光線
を吸収する他の遮光膜を設けたことを特徴とするカラー
固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332038A JPH03191302A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | カラー固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332038A JPH03191302A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | カラー固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03191302A true JPH03191302A (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=18250445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332038A Pending JPH03191302A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | カラー固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03191302A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04235504A (ja) * | 1991-01-10 | 1992-08-24 | Matsushita Electron Corp | カラー固体撮像装置の製造方法 |
| EP0576144A1 (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-29 | Matsushita Electronics Corporation | Solid state image sensor and manufacturing method thereof |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1332038A patent/JPH03191302A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04235504A (ja) * | 1991-01-10 | 1992-08-24 | Matsushita Electron Corp | カラー固体撮像装置の製造方法 |
| EP0576144A1 (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-29 | Matsushita Electronics Corporation | Solid state image sensor and manufacturing method thereof |
| US5514888A (en) * | 1992-05-22 | 1996-05-07 | Matsushita Electronics Corp. | On-chip screen type solid state image sensor and manufacturing method thereof |
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