JPH04129268A

JPH04129268A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JPH04129268A
Application number: JP2248864A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sugiyama; 仁杉山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1992-04-30

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、主としてスミア抑制と感度向上を図った固体
撮像素子の改良に関する。

（従来の技術）第２図は、従来の固体撮像素子の一例を示す（従来例１
）。図中の１はＳｉ基板であり、この基板１表面の所定
の位置にはフォトダイオード２か形成されている。この
フォトダイオード２を除く前記基板１表面には、絶縁膜
を介して電荷転送を行う転送路３が形成されている。こ
の転送路３上の基板表面には、Ａｆｉからなる光遮蔽膜
４が形成されている。

第３図は、従来の他の固体撮像素子の例を示す（従来例
２）。図中の１１は、前記光遮蔽膜４上に対応する位置
に形成された黒フィルタである。この黒フィルタ１１は
、光が光遮蔽膜４に透過させないようにするためのもの
である。この黒フィルタ１１は、例えば染色用レジスト
を塗布した後、露光、現像によりバターニングし、更に
染色することにより形成する。前記基板１上には、光量
を増加させるためのマイクロレンズ１２が厚い透明レジ
スト層１３を介して前記フォトダイオード２上に位置す
るように設けられている。

しかしながら、従来技術によれば、以下に述べる問題点
を有する。

従来例１；光遮蔽膜４のみでは、強い光が光遮蔽膜４を
通過し、固体撮像素子特有のスミア発生の要因となる。

従来例２；スミアは軽減されるが、バターニングにより
黒フィルタ層１１を形成する際、第４図に示す如く露光
機による合せズレが生じる場合がある。その結果、フォ
トダイオード２に入る光までも、遮蔽されてしまうこと
がある。従って、フォトダイオード２に入る光量が各画
素によってバラツキが出て、輝度ムラが発生しやすくな
る。しかも、マイクロレンズ１２などの形成により、露
光材の合わせ精度が厳しくなり、フォトダイオード２に
入る光以外はできるだけ入射を防ぎ、ムラ、スミアの抑
制が必要になっている。また、黒フィルタ形成用の染色
用レジストはバターニングするため、感光剤が必要で、
これによりレジストの経時による安定性が悪い。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、フォトダイ
オードに入る以外の光を防いで品質向上を図ることがで
きるとともに、合わせズレを生じることなく光透過を防
ぐ遮光膜を形成しえる固体撮像素子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）本発明は、表面近傍に転送路及びフォトダイオードが形
成された基板と、前記転送路上に対応する部分に形成さ
れた光遮蔽膜と、前記フォトダイオード上に平坦化用透
明レジスト層及び染色レジスト層を介して形成されたマ
イクロレンズと、前記マイクロレンズ領域を除く部分で
前記光遮蔽膜上に対応する部分に前記透明レジスト層を
介して設けられた遮光膜とを具備することを特徴とする
固体撮像素子である。

（作用）本発明によれば、マイクロレンズをマスクとして染色レ
ジスト層を黒染色することにより形成した遮光膜は、従
来のように合わせズレを生じない。従って、フォトダイ
オードに入る光の遮蔽がなくなり、完全にフォトダイオ
ードに入る光以外を遮蔽でき、ムラがなく、素子の品質
を向上できる。

また、マイクロレンズは一部が遮光膜となる染色レジス
ト層上に形成されている構成となっているため、遮光膜
下の平坦性を向上できる。

更に、遮光膜の形成に際して従来のように染色用レジス
トをバターニングする必要がないため、レジストに感光
剤の必要がなくな−る。従って、従来の感光剤によるレ
ジストの不安定性がなくなり材料の安定性を向上できる
。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図（Ａ）〜（Ｅ）を参照
して説明する。

（１）まず、ＳＬ基板２１表面の任意の個所に拡散等の
周知技術を用いてフォトダイオード２２を形成する。つ
づいて、前記基板２１上で前記フォトダイオード領域を
除く部分に、絶縁膜２３を介して電荷を転送するための
転送路２４を形成する。この後、転送路２４上の基板上
に、ＡＩからなる光遮蔽膜２５を形成する。更に、全面
に平坦化用の厚い第１透明レジスト層２Ｂを介してゼラ
チン又はカゼインからなる染色レジスト層２７を形成す
る（第１図（Ａ）図示）。

（２）次に、前記染色レジスト層２７上に第２透明レジ
スト層２８を形成する（第１図（Ｂ）図示）。

ここで、第２透明レジスト層２８はアクリル系で、厚み
は０，１〜０．３μｍ程度である。前記レジスト層２８
は、前記染色レジスト層２７の保護と、後記マイクロレ
ンズとの密着性を良くするためのものである。

（３）次に、前記フォトダイオード２２の真上に位置す
るように、前記レジスト層２８上にポジ型レジスト（マ
イクロレンズ）２９を形成する（第１図（Ｃ）図示）。

（４）次に、前記マイクロレンズ２９をマスクとして下
層である前記透明レジスト層２８を選択的にドライエツ
チング（アッシャ−など）シ、前記染色レジスト層２７
を露出させる（第１図（Ｄ）図示）。

（５）次に、前記基板を黒の染色液に浸し、マイクロレ
ンズ２９から露出する染色レジスト層２７を選択的に黒
く染色する。つづいて、余分な染色液及びマイクロレン
ズ２９の表面にある染色液を水洗し、黒く染色された染
色レジスト層２７を固定化処理して遮光膜３０を形成し
、固体撮像素子を製造する（第１図（Ｅ）図示）。

しかして、上記実施例に係る固体撮像素子は、表面近傍
に転送路２４及びフォトダイオード２２が形成された基
板２１と、前記転送路２４上に対応する部分に形成され
た光遮蔽Ｈ２５と、前記フォトダイオード２２上に平坦
化用第１透明レジスト層２６を介して順次形成された染
色レジスト層２７．第２透明レジスト層２８及びマイク
ロレンズ２９と、前記マイクロレンズ領域を除く部分で
前記光遮蔽膜２５上に対応する部分に前記第１透明レジ
スト層２６を介して設けられた遮光膜３０とから構成さ
れている。しかるに、マイクロレンズ２９をマスクとし
て染色レジスト層２７を黒染色することにより形成した
遮光膜３０は、従来のように合わせズレを生ずることな
く、フォトダイオード２２に入る光の遮蔽がなくなり、
完全にフォトダイオード２２に入る光量外を遮蔽できる
。これにより、ムラがなくなり、素子の品質を向上でき
る。

また、マイクロレンズ２９は一部か遮光膜３０となる染
色レジスト層２７上に透明レジスト層２８を介して形成
されている構成となっているため、マイクロレンズ２９
下の平坦性を向上できる。

更に、遮光膜３０の形成に際して従来のように染色用レ
ジストをバターニングする必要かないため、レジストに
感光剤が必要がなくなる。従って、従来の感光剤による
レジストの不安定性かなくなり、材料の安定性を向上で
きる。

なお、上記実施例では、固体撮像素子のカラー及び白黒
については触れていないが、基板上の所定の位置にカラ
ーフィルターが形成されていてもいなくても上述した効
果についてはなんら影響がない。

また、上記実施例では、第２透明レジスト層を設けた場
合について述べたが、染色レジスト層とマイクロレンズ
とのマツチングが合えば、第２透明レジスト層は必ずし
も必要なものではない。従って、ドライエツチング工程
をなくす二とができる。

［発明の効果］以上詳述した如く本発明によれば、フォトダイオードに
入る以外の光を防いで品質向上を図ることができるとと
もに、合わせズレを生じることなく光透過を防ぐ遮光膜
を形成し、もってムラ、スミア抑制の良好な高信頼性の
固体撮像素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は本発明に係る固体撮像素子を製
造工程順に示す断面図、第２図及び第３図は夫々従来の
固体撮像素子の断面図、第４図は第３図の固体撮像素子
において遮光膜の合わせズレれを説明するための断面図
である。２１・・・基板、２２・・・フォトダイオード、２３・
・・転送路、２５・・・光遮蔽膜、２６・・・平坦化用
の第１透明レジスト層、２７・・・染色レジスト層、２
８・・・第２透明レジスト層、２９・・・マイクロレン
ズ、３０・・・遮光膜。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦ｚ第１図（Ｂ）第図（Ｃ）第図ＣＤ）第図（Ｅ）第図１フ第図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

表面近傍に転送路及びフォトダイオードが形成された基
板と、前記転送路上に対応する部分に形成された光遮蔽
膜と、前記フォトダイオード上に平坦化用透明レジスト
層及び染色レジスト層を介して形成されたマイクロレン
ズと、前記マイクロレンズ領域を除く部分で前記光遮蔽
膜上に対応する部分に前記透明レジスト層を介して設け
られた遮光膜とを具備することを特徴とする固体撮像素
子。