JPH04234707A - カラーフィルタ及びその製造方法 - Google Patents
カラーフィルタ及びその製造方法Info
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- JPH04234707A JPH04234707A JP3224311A JP22431191A JPH04234707A JP H04234707 A JPH04234707 A JP H04234707A JP 3224311 A JP3224311 A JP 3224311A JP 22431191 A JP22431191 A JP 22431191A JP H04234707 A JPH04234707 A JP H04234707A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、カラーフィルタ及び
その製造方法に関し、特に光の効率を大きくし、等しい
分光特性が得られるカラーフィルタ及びその製造方法に
関する。
その製造方法に関し、特に光の効率を大きくし、等しい
分光特性が得られるカラーフィルタ及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、撮像用電子管や電子管を代替する
次世代の撮像素子として脚光を受けている固体撮像素子
のカラー化は、光電変換領域の上部にカラーフィルタ（
Ｃｏｌｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を形成することにより行わ
れている。また、液晶表示素子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；以下ＬＣＤという）等
表示素子のカラー化は、光電変換領域の上部にカラーフ
ィルタを形成することにより行われている。
次世代の撮像素子として脚光を受けている固体撮像素子
のカラー化は、光電変換領域の上部にカラーフィルタ（
Ｃｏｌｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を形成することにより行わ
れている。また、液晶表示素子（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；以下ＬＣＤという）等
表示素子のカラー化は、光電変換領域の上部にカラーフ
ィルタを形成することにより行われている。
【０００３】カラーフィルタの種類にはカゼイン（Ｃａ
ｓｅｉｎ）あるいはゼラチン（Ｇｅｌａｔｉｎ）等の有
機物を染色して製造される有機フィルタと、光学干渉を
利用する無機フィルタがある。しかし上記フィルタ中、
有機フィルタは安価なため無機フィルタより多く利用さ
れている。
ｓｅｉｎ）あるいはゼラチン（Ｇｅｌａｔｉｎ）等の有
機物を染色して製造される有機フィルタと、光学干渉を
利用する無機フィルタがある。しかし上記フィルタ中、
有機フィルタは安価なため無機フィルタより多く利用さ
れている。
【０００４】図１は従来の電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ
Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ；以下ＣＣＤとい
う）用カラーフィルタの断面図である。
Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ；以下ＣＣＤとい
う）用カラーフィルタの断面図である。
【０００５】図１は半導体基板１の表面が凹凸構造に成
り、凹部分の表面にフォトダイオードアレー２，３，４
が形成されており、凸部分の表面に導電膜５及び絶縁膜
７が形成されたＣＣＤである。上記ＣＣＤの表面上にポ
リイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等の透明な物質が塗布
され、平坦化層９と多数の中間層１３，１７，２１が形
成されており、この平坦化層９と中間層１３，１７との
表面上に上記フォトダイオード２，３，４と対応して染
色層１１，１５，１９が形成されている。
り、凹部分の表面にフォトダイオードアレー２，３，４
が形成されており、凸部分の表面に導電膜５及び絶縁膜
７が形成されたＣＣＤである。上記ＣＣＤの表面上にポ
リイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等の透明な物質が塗布
され、平坦化層９と多数の中間層１３，１７，２１が形
成されており、この平坦化層９と中間層１３，１７との
表面上に上記フォトダイオード２，３，４と対応して染
色層１１，１５，１９が形成されている。
【０００６】上記染色層１１，１５，１９はカゼインあ
るいはゼラチンに重クロム酸アンモニウムが所定比率で
配合された有機物質で成り、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ
）、シアン（Ｃｙａｎ）及びイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）
等の物質で染色され、入射光をマゼンタ色、シアン色及
びイエロー色に各々分光する。かつ上述した構造のすべ
ての表面にレンズ層２３が形成されており、このレンズ
層２３の表面上に上記フォトダイオード２，３，４と各
々対応してレンズ２５，２６，２７が形成されている。
るいはゼラチンに重クロム酸アンモニウムが所定比率で
配合された有機物質で成り、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ
）、シアン（Ｃｙａｎ）及びイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）
等の物質で染色され、入射光をマゼンタ色、シアン色及
びイエロー色に各々分光する。かつ上述した構造のすべ
ての表面にレンズ層２３が形成されており、このレンズ
層２３の表面上に上記フォトダイオード２，３，４と各
々対応してレンズ２５，２６，２７が形成されている。
【０００７】上述した構造を実現する製造工程を簡単に
説明する。半導体基板１の表面が凹凸構造で成り、凹部
分にフォトダイオードアレー２，３，４が形成されてお
り、凹部分に金属導電膜５及び絶縁膜７が形成されたＣ
ＣＤがある。上記ＣＣＤ上にポリイミド等の透明な物質
で平坦化層９を形成し、この平坦化層９の上部にカゼイ
ンあるいはゼラチンに重クロム酸アンモニウムが所定比
率で配合された有機物質で成り、染色物質で染色された
染色層１１を上記フォトダイオード２と対応するように
形成する。上記染色層１１がマゼンタ、シアンあるいは
イエロー等の色光を択一的に分光するために、染色物質
のマゼンタ、シアンあるいはイエロー等の物質の一つで
染色されて形成される。
説明する。半導体基板１の表面が凹凸構造で成り、凹部
分にフォトダイオードアレー２，３，４が形成されてお
り、凹部分に金属導電膜５及び絶縁膜７が形成されたＣ
ＣＤがある。上記ＣＣＤ上にポリイミド等の透明な物質
で平坦化層９を形成し、この平坦化層９の上部にカゼイ
ンあるいはゼラチンに重クロム酸アンモニウムが所定比
率で配合された有機物質で成り、染色物質で染色された
染色層１１を上記フォトダイオード２と対応するように
形成する。上記染色層１１がマゼンタ、シアンあるいは
イエロー等の色光を択一的に分光するために、染色物質
のマゼンタ、シアンあるいはイエロー等の物質の一つで
染色されて形成される。
【０００８】その後、上述した構造のすべての表面にポ
リイミドを塗布して中間層１３を形成する。次いで、上
述のような同じ方法で染色層１５，１９と中間層１７と
を形成する。上記中間層１３，１７は染色層１５，１９
を形成する時予め形成された染色層との混色を防止する
。その次、上述した構造のすべての表面に最上の中間層
２１とレンズ層２３を順次に形成する。上記最上の中間
層２１は上記中間層１３，１７と同一な物質で形成し、
上記レンズ層２３はアクリル（Ａｃｒｉｌ）系の物質で
形成される。その次、上記レンズ層２３のすべての表面
にこのレンズ層２３と同一な物質を塗布した後、写真工
程と熱処理工程により上記フォトダイオードアレー２，
３，４と対応するレンズ２５，２６，２７を形成する。
リイミドを塗布して中間層１３を形成する。次いで、上
述のような同じ方法で染色層１５，１９と中間層１７と
を形成する。上記中間層１３，１７は染色層１５，１９
を形成する時予め形成された染色層との混色を防止する
。その次、上述した構造のすべての表面に最上の中間層
２１とレンズ層２３を順次に形成する。上記最上の中間
層２１は上記中間層１３，１７と同一な物質で形成し、
上記レンズ層２３はアクリル（Ａｃｒｉｌ）系の物質で
形成される。その次、上記レンズ層２３のすべての表面
にこのレンズ層２３と同一な物質を塗布した後、写真工
程と熱処理工程により上記フォトダイオードアレー２，
３，４と対応するレンズ２５，２６，２７を形成する。
【０００９】上述したカラーフィルタにおいて、ＣＣＤ
は絶縁膜５とフォトダイオード２，３，４の段差が２．
５μｍで非常に大きくなる。従って、染色層１１，１５
，１９の形成工程の安定化のためにほとんど１００％で
ある平坦化率（Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒａｔ
ｉｏ）を持つ平坦化層９が必要になる。上記平坦化層９
は上記半導体基板１を回転させて形成するので、粘度が
高いフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ）を
使用してほとんど１００％の平坦化率を持つためには、
少なくとも３回以上のコーティング（Ｃｏａｔｉｎｇ）
をする。
は絶縁膜５とフォトダイオード２，３，４の段差が２．
５μｍで非常に大きくなる。従って、染色層１１，１５
，１９の形成工程の安定化のためにほとんど１００％で
ある平坦化率（Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒａｔ
ｉｏ）を持つ平坦化層９が必要になる。上記平坦化層９
は上記半導体基板１を回転させて形成するので、粘度が
高いフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ）を
使用してほとんど１００％の平坦化率を持つためには、
少なくとも３回以上のコーティング（Ｃｏａｔｉｎｇ）
をする。
【００１０】かつ、カラーフィルタに照射される光はレ
ンズ２５，２６，２７の表面に法線角（Ｎｏｒｍａｌ
ａｎｇｌｅ）で入射されて各染色層１１，１５，１９
を通る。上記各染色層１１，１５，１９を経た光は所定
の色を呈するようになり、この色を呈した光は各々のフ
ォトダイオード２，３，４により感知される。しかし、
平坦化層をほとんど１００％の平坦化率を持つように形
成すると厚さが厚くなるので、透光率の低下により感度
が低下する問題があった。かつ、染色層が平坦に形成さ
れているのでレンズを通った光の入射角が異なるように
なり、反射が起こって分光特性を低下させる問題があっ
た。
ンズ２５，２６，２７の表面に法線角（Ｎｏｒｍａｌ
ａｎｇｌｅ）で入射されて各染色層１１，１５，１９
を通る。上記各染色層１１，１５，１９を経た光は所定
の色を呈するようになり、この色を呈した光は各々のフ
ォトダイオード２，３，４により感知される。しかし、
平坦化層をほとんど１００％の平坦化率を持つように形
成すると厚さが厚くなるので、透光率の低下により感度
が低下する問題があった。かつ、染色層が平坦に形成さ
れているのでレンズを通った光の入射角が異なるように
なり、反射が起こって分光特性を低下させる問題があっ
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の一
番目の目的は、透光率及び光の集束度を改善させ、感度
を向上させることのできるカラーフィルタを提供するこ
とにある。
番目の目的は、透光率及び光の集束度を改善させ、感度
を向上させることのできるカラーフィルタを提供するこ
とにある。
【００１２】この発明の二番目の目的は、乱反射の発生
を抑制して分光特性を向上させることのできるカラーフ
ィルタを提供することにある。かつ、この発明の三番目
の目的は、上記のようなカラーフィルタの製造方法を提
供することにある。
を抑制して分光特性を向上させることのできるカラーフ
ィルタを提供することにある。かつ、この発明の三番目
の目的は、上記のようなカラーフィルタの製造方法を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の一番目及び二番目
の目的を達成するために、この発明は、複数の画素がマ
トリクス状に配置された半導体基板の上部に形成された
カラーフィルタにおいて、上記半導体基板の上部に形成
され上記画素と対応する部分が所定の曲率半径で凹むよ
うに形成された平坦化層と、上記平坦化層の凹んでいる
部分に形成された集光レンズと、上記平坦化層と集光レ
ンズの上部に積層された少なくとも２つの中間層と、上
記中間層の下部に上記画素と対応され所定の曲率半径を
持って突出され各部分が同一な厚さを持つ少なくとも２
つの染色層と、上記最上の中間層上に形成されたレンズ
層と、上記レンズ層の上部に上記画素と対応され所定の
曲率半径を持つように形成された複数のレンズとから成
ることを特徴とする。
の目的を達成するために、この発明は、複数の画素がマ
トリクス状に配置された半導体基板の上部に形成された
カラーフィルタにおいて、上記半導体基板の上部に形成
され上記画素と対応する部分が所定の曲率半径で凹むよ
うに形成された平坦化層と、上記平坦化層の凹んでいる
部分に形成された集光レンズと、上記平坦化層と集光レ
ンズの上部に積層された少なくとも２つの中間層と、上
記中間層の下部に上記画素と対応され所定の曲率半径を
持って突出され各部分が同一な厚さを持つ少なくとも２
つの染色層と、上記最上の中間層上に形成されたレンズ
層と、上記レンズ層の上部に上記画素と対応され所定の
曲率半径を持つように形成された複数のレンズとから成
ることを特徴とする。
【００１４】上記の三番目の目的を達成するために、こ
の発明は、複数の画素がマトリクス状で配置された半導
体基板の上部に形成するカラーフィルタの製造方法にお
いて、（ａ）上記半導体基板のすべての表面に上記画素
と対応する部分が所定の曲率半径を持って凹むように平
坦化層を形成する過程；（ｂ）上記平坦化層の凹んでい
る部分に集光レンズを形成する過程；（ｃ）上記集光レ
ンズの上部に上部及び下部が同一な曲率半径を持つ染色
層を形成する工程と、上記染色層の上部に中間層を形成
する工程とから成る過程；（ｄ）上記過程を少なくとも
２回反復処理する過程；（ｅ）上記過程後最上の中間層
にレンズ層を形成する過程；（ｆ）上記レンズ層の上部
に複数の画素と対応する複数のレンズを形成する過程を
備えたことを特徴とする。
の発明は、複数の画素がマトリクス状で配置された半導
体基板の上部に形成するカラーフィルタの製造方法にお
いて、（ａ）上記半導体基板のすべての表面に上記画素
と対応する部分が所定の曲率半径を持って凹むように平
坦化層を形成する過程；（ｂ）上記平坦化層の凹んでい
る部分に集光レンズを形成する過程；（ｃ）上記集光レ
ンズの上部に上部及び下部が同一な曲率半径を持つ染色
層を形成する工程と、上記染色層の上部に中間層を形成
する工程とから成る過程；（ｄ）上記過程を少なくとも
２回反復処理する過程；（ｅ）上記過程後最上の中間層
にレンズ層を形成する過程；（ｆ）上記レンズ層の上部
に複数の画素と対応する複数のレンズを形成する過程を
備えたことを特徴とする。
【００１５】
【実施例】以下、添付の図面を参照してこの発明を説明
する。
する。
【００１６】図２はこの発明の一実施例によるカラーフ
ィルタの断面図である。上記の実施例ではカラーフィル
タをＣＣＤに適用することを示しているが他の固体撮像
素子にも適用することができる。
ィルタの断面図である。上記の実施例ではカラーフィル
タをＣＣＤに適用することを示しているが他の固体撮像
素子にも適用することができる。
【００１７】図２を参照してこの発明によるカラーフィ
ルタを説明する。
ルタを説明する。
【００１８】半導体基板３１の表面が凹凸構造で成り、
凹部分の表面に第１、第２及び第３フォトダイオード３
２，３３，３４がマトリクス状に形成されており、凸部
分の表面に導電膜３５及び絶縁膜３７が形成されている
ＣＣＤがある。
凹部分の表面に第１、第２及び第３フォトダイオード３
２，３３，３４がマトリクス状に形成されており、凸部
分の表面に導電膜３５及び絶縁膜３７が形成されている
ＣＣＤがある。
【００１９】上記ＣＣＤの表面上にポリイミド等の透明
な物質で第１平坦化層３９が形成されている。上記第１
平坦化層３９は半導体基板３１の凸部分に薄く形成され
ており、凹部分には所定の曲率半径を持って凹むように
形成されている。かつ、上記第１平坦化層３９の凹んで
いる部分にアクリル等屈折率が大きな物質で所定の曲率
半径を持つ凸レンズから成る集光レンズ４１が形成され
ている。
な物質で第１平坦化層３９が形成されている。上記第１
平坦化層３９は半導体基板３１の凸部分に薄く形成され
ており、凹部分には所定の曲率半径を持って凹むように
形成されている。かつ、上記第１平坦化層３９の凹んで
いる部分にアクリル等屈折率が大きな物質で所定の曲率
半径を持つ凸レンズから成る集光レンズ４１が形成され
ている。
【００２０】そして、上記第１平坦化層３９と集光レン
ズ４１の上部にはこの第１平坦化層３９と同一な物質で
第２平坦化層４３が形成されている。上記第２平坦化層
４３は集光レンズ４１により突出されるように形成され
る。そして、上記第２平坦化層４３の上部に同一な物質
で第１、第２及び第３中間層４７，５１，５５が積層さ
れている。かつ、上記第２平坦化層４３と第１及び第２
中間層４７，５１の上部に上記第１、第２及び第３フォ
トダイオード３２，３３，３４と対応する第１、第２及
び第３染色層４５，４９，５３が所定の曲率半径を持っ
て突出されている。
ズ４１の上部にはこの第１平坦化層３９と同一な物質で
第２平坦化層４３が形成されている。上記第２平坦化層
４３は集光レンズ４１により突出されるように形成され
る。そして、上記第２平坦化層４３の上部に同一な物質
で第１、第２及び第３中間層４７，５１，５５が積層さ
れている。かつ、上記第２平坦化層４３と第１及び第２
中間層４７，５１の上部に上記第１、第２及び第３フォ
トダイオード３２，３３，３４と対応する第１、第２及
び第３染色層４５，４９，５３が所定の曲率半径を持っ
て突出されている。
【００２１】上記第１、第２及び第３染色層４５，４９
，５３の下部も上部と同様な曲率半径を持って陥没され
て光の通過距離が各部分で同一になる。上記第１、第２
及び第３染色層４５，４９，５３はカゼインあるいはゼ
ラチンに重クロム酸アンモニウムが所定比率で配合して
成り、マゼンタ、シアン及びイエロー等の物質で染色さ
れて入射光をマゼンタ、シアン及びイエロー等の色光で
分ける。
，５３の下部も上部と同様な曲率半径を持って陥没され
て光の通過距離が各部分で同一になる。上記第１、第２
及び第３染色層４５，４９，５３はカゼインあるいはゼ
ラチンに重クロム酸アンモニウムが所定比率で配合して
成り、マゼンタ、シアン及びイエロー等の物質で染色さ
れて入射光をマゼンタ、シアン及びイエロー等の色光で
分ける。
【００２２】上記第３中間層５５の上部にポリイミド又
はアクリル系の物質で表面が平坦なレンズ層５７が形成
されており、このレンズ層５７の上部には上記第１、第
２及び第３フォトダイオード３２，３３，３４と対応す
る第１、第２及び第３レンズ５９，６０，６１が形成さ
れている。上記第１、第２及び第３レンズ５９，６０，
６１は受光面積を最大にするために、隣接するレンズど
うしが互いに接触される程度で形成する。かつ、上記第
１、第２及び第３レンズ５９，６０，６１と第１、第２
及び第３染色層４５，４９，５３は曲率半径を似るよう
にしてこの染色層４５，４９，５３で光の乱反射を最小
とする。
はアクリル系の物質で表面が平坦なレンズ層５７が形成
されており、このレンズ層５７の上部には上記第１、第
２及び第３フォトダイオード３２，３３，３４と対応す
る第１、第２及び第３レンズ５９，６０，６１が形成さ
れている。上記第１、第２及び第３レンズ５９，６０，
６１は受光面積を最大にするために、隣接するレンズど
うしが互いに接触される程度で形成する。かつ、上記第
１、第２及び第３レンズ５９，６０，６１と第１、第２
及び第３染色層４５，４９，５３は曲率半径を似るよう
にしてこの染色層４５，４９，５３で光の乱反射を最小
とする。
【００２３】そして、上記集光レンズ４１は上記第１、
第２及び第３染色層４５，４９，５３から分光された光
を上記第１、第２及び第３フォトダイオード３２，３３
，３４に集束させる。
第２及び第３染色層４５，４９，５３から分光された光
を上記第１、第２及び第３フォトダイオード３２，３３
，３４に集束させる。
【００２４】図３〜図６はこの発明によるカラーフィル
タの製造工程図である。
タの製造工程図である。
【００２５】図３を参照すると、半導体基板３１の表面
が凹凸構造で成り、凹部分の表面に第１、第２及び第３
フォトダイオード３２，３３，３４が凹部分にはＡｌ等
の金属から成る配線用導電膜３５とＳｉＯ２ 等で成る
絶縁膜３７が形成されたＣＣＤがある。上記ＣＣＤの表
面上に第１平坦化層３９を形成する。上記第１平坦化層
３９は上記ＣＣＤを回転させながらポリイミド等を一度
だけ塗布して形成するもので、凹部分は薄くて凸部分に
は所定の曲率半径を持って凹むように形成される。上記
凹部分での曲率半径は塗布する時ＲＰＭ（Ｒｅｖｏｌｕ
ｔｉｏｎ ＰｅｒＭｉｎｕｔｅ）により調節される。
が凹凸構造で成り、凹部分の表面に第１、第２及び第３
フォトダイオード３２，３３，３４が凹部分にはＡｌ等
の金属から成る配線用導電膜３５とＳｉＯ２ 等で成る
絶縁膜３７が形成されたＣＣＤがある。上記ＣＣＤの表
面上に第１平坦化層３９を形成する。上記第１平坦化層
３９は上記ＣＣＤを回転させながらポリイミド等を一度
だけ塗布して形成するもので、凹部分は薄くて凸部分に
は所定の曲率半径を持って凹むように形成される。上記
凹部分での曲率半径は塗布する時ＲＰＭ（Ｒｅｖｏｌｕ
ｔｉｏｎ ＰｅｒＭｉｎｕｔｅ）により調節される。
【００２６】その次、上記第１平坦化層３９のすべての
表面にアクリル等を塗布した後、通常の露光及び現像（
Ｅｘｐｏｓｕｒｅ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ
ｔ）方法により上記凹んでいる部分にパターンを形成す
る。そして、上記パターンをリフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）
させ集光レンズ４１を形成する。上記集光レンズ４１は
凸レンズで成り、この集光レンズ４１の曲率はリフロー
時の温度と時間の調節により上記第１、第２及び第３フ
ォトダイオード３２，３３，３４に光の焦点がよく合わ
されるようにする。その次、上述したすべての表面に上
記第１平坦化層３９と同一な物質で第２平坦化層４３を
形成する。
表面にアクリル等を塗布した後、通常の露光及び現像（
Ｅｘｐｏｓｕｒｅ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎ
ｔ）方法により上記凹んでいる部分にパターンを形成す
る。そして、上記パターンをリフロー（Ｒｅｆｌｏｗ）
させ集光レンズ４１を形成する。上記集光レンズ４１は
凸レンズで成り、この集光レンズ４１の曲率はリフロー
時の温度と時間の調節により上記第１、第２及び第３フ
ォトダイオード３２，３３，３４に光の焦点がよく合わ
されるようにする。その次、上述したすべての表面に上
記第１平坦化層３９と同一な物質で第２平坦化層４３を
形成する。
【００２７】図４を参照すると、上記第２平坦化層４３
の上部に重クロム酸が含有されたカゼインにゼラチンを
所定比率で配合して、４０００〜７０００Å程の厚さに
塗布した後、通常の写真工程により上記第１フォトダイ
オード３２と対応される部分に染色層パターンを形成す
る。この時、上記染色層パターンは所定の曲率半径を持
って突出される。次いで、上述した構造のすべての表面
に染料を塗布すると上記染色層パターンが染色されて第
１染色層４５が形成される。この時、上記染料は上記染
色層パターンと反応し、第２平坦化層４３とは反応しな
い。
の上部に重クロム酸が含有されたカゼインにゼラチンを
所定比率で配合して、４０００〜７０００Å程の厚さに
塗布した後、通常の写真工程により上記第１フォトダイ
オード３２と対応される部分に染色層パターンを形成す
る。この時、上記染色層パターンは所定の曲率半径を持
って突出される。次いで、上述した構造のすべての表面
に染料を塗布すると上記染色層パターンが染色されて第
１染色層４５が形成される。この時、上記染料は上記染
色層パターンと反応し、第２平坦化層４３とは反応しな
い。
【００２８】その次、上記第２平坦化層４３上の染料は
脱イオン水（ＤｅｉｏｎｉｚｅｄＷａｔｅｒ）により除
去する。上記第１染色層４５が入射光をマゼンタ、シア
ンあるいはイエロー等の色光に択一的に分光するために
は、マゼンタ、シアンあるいはイエロー等の染料中の一
つで染色される。即ち、上記第１染色層４５がマゼンタ
色の光を分光するためには、染料でマゼンタを使用する
。
脱イオン水（ＤｅｉｏｎｉｚｅｄＷａｔｅｒ）により除
去する。上記第１染色層４５が入射光をマゼンタ、シア
ンあるいはイエロー等の色光に択一的に分光するために
は、マゼンタ、シアンあるいはイエロー等の染料中の一
つで染色される。即ち、上記第１染色層４５がマゼンタ
色の光を分光するためには、染料でマゼンタを使用する
。
【００２９】図５を参照すると、上述した構造のすべて
の表面に上記第１及び第２平坦化層３９，４３と同一な
物質で１μｍ程度の厚さの第１中間層４１を形成する。 その次、上記第１中間層４７の上部に上記第１染色層４
５と同一な物質及び方法により第２及び第３フォトダイ
オード３３，３４と対応する第２及び第３染色層４９，
５３を形成する。上記第２及び第３染色層４９，５３が
入射光をシアンとイエローの色光に各々分光するために
は、染料はシアンとイエローを使用する。かつ、上記第
２及び第３染色層４９，５３の上部には、上記第１中間
層４７と同一な物質及び方法で第２及び第３中間層５１
，５５を形成する。
の表面に上記第１及び第２平坦化層３９，４３と同一な
物質で１μｍ程度の厚さの第１中間層４１を形成する。 その次、上記第１中間層４７の上部に上記第１染色層４
５と同一な物質及び方法により第２及び第３フォトダイ
オード３３，３４と対応する第２及び第３染色層４９，
５３を形成する。上記第２及び第３染色層４９，５３が
入射光をシアンとイエローの色光に各々分光するために
は、染料はシアンとイエローを使用する。かつ、上記第
２及び第３染色層４９，５３の上部には、上記第１中間
層４７と同一な物質及び方法で第２及び第３中間層５１
，５５を形成する。
【００３０】図６を参照すると、上記第３中間層５５の
上部にポリイミドあるいはアクリル等の物質でレンズ層
５７を形成する。その次、上記レンズ層５７の上部には
上記第１、第２及び第３フォトダイオード３２，３３，
３４と対応するように第１、第２及び第３レンズ５９，
６０，６１を形成する。上記第１、第２及び第３レンズ
５９，６０，６１は受光面積を最大にするために，隣接
するレンズどうしを互いに接触される程度に形成する。 かつ、上記の製造工程で第２平坦化層４３と第１及び第
２中間層４３，４７の第１、第２及び第３染色層４５，
４９，５３との対応する部分を突出させ、この染色層４
５，４９，５３が所定の曲率半径を持つことができるよ
うに形成することができる。
上部にポリイミドあるいはアクリル等の物質でレンズ層
５７を形成する。その次、上記レンズ層５７の上部には
上記第１、第２及び第３フォトダイオード３２，３３，
３４と対応するように第１、第２及び第３レンズ５９，
６０，６１を形成する。上記第１、第２及び第３レンズ
５９，６０，６１は受光面積を最大にするために，隣接
するレンズどうしを互いに接触される程度に形成する。 かつ、上記の製造工程で第２平坦化層４３と第１及び第
２中間層４３，４７の第１、第２及び第３染色層４５，
４９，５３との対応する部分を突出させ、この染色層４
５，４９，５３が所定の曲率半径を持つことができるよ
うに形成することができる。
【００３１】
【発明の効果】上述のように、平坦化層を薄く形成する
と、フォトダイオードの上には凹むように形成され、こ
の上に所定曲率を持つ集光レンズを形成して透光性と光
の集束度を向上させる。かつ、染色層をレンズと互いに
似た曲率を持つように形成して、このレンズを通って入
る光が染色層の表面で乱反射されないようにする。従っ
て、この発明は、透光性及び光の集束度を改善して、フ
ォトダイオードの感度を向上させることができ、かつ入
射光の乱反射を抑制して干渉現象を最小化するので分光
特性を向上させることができる。
と、フォトダイオードの上には凹むように形成され、こ
の上に所定曲率を持つ集光レンズを形成して透光性と光
の集束度を向上させる。かつ、染色層をレンズと互いに
似た曲率を持つように形成して、このレンズを通って入
る光が染色層の表面で乱反射されないようにする。従っ
て、この発明は、透光性及び光の集束度を改善して、フ
ォトダイオードの感度を向上させることができ、かつ入
射光の乱反射を抑制して干渉現象を最小化するので分光
特性を向上させることができる。
【図１】従来のカラーフィルタの断面図。
【図２】この発明によるカラーフィルタの断面図。
【図３】この発明によるカラーフィルタの製造工程を示
す断面図。
す断面図。
【図４】この発明によるカラーフィルタの製造工程を示
す断面図。
す断面図。
【図５】この発明によるカラーフィルタの製造工程を示
す断面図。
す断面図。
【図６】この発明によるカラーフィルタの製造工程を示
す断面図。
す断面図。
３１ 半導体基板
３２，３３，３４ 第１、第２及び第３フォートダイ
オード ３５ 導電膜 ３７ 絶縁膜 ３９ 第１平坦化層 ４１ 集光レンズ ４３ 第２平坦化層 ４５ 第１染色層 ４７ 第１中間層 ４９ 第２染色層 ５１ 第２中間層 ５３ 第３染色層 ５５ 第３中間層 ５７ レンズ層
オード ３５ 導電膜 ３７ 絶縁膜 ３９ 第１平坦化層 ４１ 集光レンズ ４３ 第２平坦化層 ４５ 第１染色層 ４７ 第１中間層 ４９ 第２染色層 ５１ 第２中間層 ５３ 第３染色層 ５５ 第３中間層 ５７ レンズ層
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の画素がマトリクス状に配置され
た半導体基板の上部に形成されたカラーフィルタにおい
て、上記半導体基板の上部に形成され上記画素と対応す
る部分が所定の曲率半径で凹むように形成された平坦化
層と、上記平坦化層の凹んでいる部分に形成された集光
レンズと、上記平坦化層と集光レンズの上部に積層され
た少なくとも二つの中間層と、上記中間層の下部に上記
画素と対応されて所定の曲率半径を持ち突出され各部分
が同一な厚さを持つ少なくとも二つの染色層と、上記最
上の中間層上に形成されたレンズ層と、上記レンズ層の
上部に上記画素と対応されて所定の曲率半径を持つよう
に形成された複数のレンズとから成ることを特徴とする
カラーフィルタ。 - 【請求項２】 上記集光レンズの上部に他の平坦化層
が形成されることを特徴とする請求項１記載のカラーフ
ィルタ。 - 【請求項３】 上記集光レンズが凸レンズであること
を特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。 - 【請求項４】 上記染色層はレンズと似た曲率半径を
持つことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。 - 【請求項５】 複数の画素がマトリクス状に配置され
た半導体基板の上部に形成するカラーフィルタの製造方
法において、（ａ）上記半導体基板のすべての表面に上
記画素と対応する部分が所定の曲率半径を持ち凹むよう
に平坦化層を形成する過程；（ｂ）上記平坦化層の凹ん
だ部分に集光レンズを形成する過程；（ｃ）上記集光レ
ンズの上部に上部及び下部が同一な曲率半径を持つ染色
層を形成する工程と、上記染色層の上部に中間層を形成
する工程で成る過程；（ｄ）上記第３過程を少なくとも
２回反復処理する過程；（ｅ）上記第４過程後最上の中
間層にレンズ層を形成する過程；（ｆ）上記レンズ層の
上部に複数の画素と対応する複数のレンズを形成する過
程で成ることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項６】 前記第２過程で、上記集光レンズの上
部に他の平坦化層を形成する工程を備えることを特徴と
する請求項５記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項７】 上記平坦化層の曲率半径を塗布時基板
の回転速度により調節することを特徴とする請求項５記
載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項８】 上記集光レンズを凸レンズで形成する
ことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタの製造
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900022671A KR920013735A (ko) | 1990-12-31 | 1990-12-31 | 칼라필터 및 그 제조방법 |
| KR1990-22671 | 1990-12-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04234707A true JPH04234707A (ja) | 1992-08-24 |
Family
ID=19309137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3224311A Pending JPH04234707A (ja) | 1990-12-31 | 1991-09-04 | カラーフィルタ及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04234707A (ja) |
| KR (1) | KR920013735A (ja) |
| DE (1) | DE4129427A1 (ja) |
| FR (1) | FR2671198A1 (ja) |
| GB (1) | GB2251335A (ja) |
| IT (1) | IT1251699B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10202513B4 (de) * | 2002-01-23 | 2006-03-30 | Infineon Technologies Ag | Selbstreinigende Oberflächen für bildgebende Sensoren |
| KR100838952B1 (ko) * | 2002-07-06 | 2008-06-16 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지센서 제조 방법 |
| US6924472B2 (en) * | 2002-11-12 | 2005-08-02 | Eastman Kodak Company | Image sensor with improved optical response uniformity |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6223161A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロレンズ付固体撮像装置 |
| JPH01246505A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Canon Inc | 固体撮像素子 |
| JPH01270362A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPH0265171A (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-05 | Sony Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59122193A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| JPS59198754A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Toshiba Corp | カラ−用固体撮像デバイス |
| US4695719A (en) * | 1983-12-05 | 1987-09-22 | Honeywell Inc. | Apparatus and method for opto-electronic package |
| JPS61203663A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-09-09 | Nec Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| US4694185A (en) * | 1986-04-18 | 1987-09-15 | Eastman Kodak Company | Light sensing devices with lenticular pixels |
-
1990
- 1990-12-31 KR KR1019900022671A patent/KR920013735A/ko not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-09-04 FR FR9110929A patent/FR2671198A1/fr active Pending
- 1991-09-04 DE DE4129427A patent/DE4129427A1/de not_active Ceased
- 1991-09-04 GB GB9118971A patent/GB2251335A/en not_active Withdrawn
- 1991-09-04 JP JP3224311A patent/JPH04234707A/ja active Pending
- 1991-10-16 IT ITMI912730A patent/IT1251699B/it active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6223161A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロレンズ付固体撮像装置 |
| JPH01246505A (ja) * | 1988-03-29 | 1989-10-02 | Canon Inc | 固体撮像素子 |
| JPH01270362A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Toshiba Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
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