JPH05183140A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- JPH05183140A JPH05183140A JP4076709A JP7670992A JPH05183140A JP H05183140 A JPH05183140 A JP H05183140A JP 4076709 A JP4076709 A JP 4076709A JP 7670992 A JP7670992 A JP 7670992A JP H05183140 A JPH05183140 A JP H05183140A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 マイクロレンズから受光部までの距離を小さ
くし、カラーフィルター層の段差を抑え、画像特性の優
れた固体撮像装置を提供する。 【構成】 固体撮像装置基板１上に目的とする分光透過
率特性を有する着色透明材料により形成したカラーフィ
ルター１１〜１３を備え、そのカラーフィルターは同一
層内で複数の分光透過率特性を有している。この構造に
より、カラーフィルターから受光部３までの距離が大き
くならず、フリッカー等の画像特性不良は解消される。
また製造方法にあっては、着色透明材料に対してドライ
エッチングすることでカラーフィルターを備えた固体撮
像装置を実現している。これによって、パターン形成に
ともなう露光や現像、そして染色工程なしでカラーフイ
ルターの形成が可能であり、効率のよい製造方法が実現
する。
くし、カラーフィルター層の段差を抑え、画像特性の優
れた固体撮像装置を提供する。 【構成】 固体撮像装置基板１上に目的とする分光透過
率特性を有する着色透明材料により形成したカラーフィ
ルター１１〜１３を備え、そのカラーフィルターは同一
層内で複数の分光透過率特性を有している。この構造に
より、カラーフィルターから受光部３までの距離が大き
くならず、フリッカー等の画像特性不良は解消される。
また製造方法にあっては、着色透明材料に対してドライ
エッチングすることでカラーフィルターを備えた固体撮
像装置を実現している。これによって、パターン形成に
ともなう露光や現像、そして染色工程なしでカラーフイ
ルターの形成が可能であり、効率のよい製造方法が実現
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、単層のカラーフィルタ
ーとマイクロレンズとを備えた固体撮像装置およびその
製造方法に関するものである。
ーとマイクロレンズとを備えた固体撮像装置およびその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、固体撮像装置をカラー化する方法
として、形成したカラーフィルターを固体撮像装置に後
づけする接着方式に代わって、固体撮像装置の形成され
た基板上に直接カラーフィルターを形成するオンチップ
カラーフィルター方式が主流となっている。さらに小型
固体撮像装置にあっては、形成したカラーフィルター上
にマイクロレンズを形成し、入射光を受光部に集光さ
せ、受光感度を向上させている。
として、形成したカラーフィルターを固体撮像装置に後
づけする接着方式に代わって、固体撮像装置の形成され
た基板上に直接カラーフィルターを形成するオンチップ
カラーフィルター方式が主流となっている。さらに小型
固体撮像装置にあっては、形成したカラーフィルター上
にマイクロレンズを形成し、入射光を受光部に集光さ
せ、受光感度を向上させている。
【０００３】以下、従来の固体撮像装置およびその製造
方法を図面を参照しながら説明する。
方法を図面を参照しながら説明する。
【０００４】図１７は従来の固体撮像装置の構造を示す
部分拡大断面図である。図１８〜図３１は図１７に示す
従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に示した部分拡
大断面図である。
部分拡大断面図である。図１８〜図３１は図１７に示す
従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に示した部分拡
大断面図である。
【０００５】まず図１７において、従来の固体撮像装置
の構造について説明する。固体撮像装置基板１の表面段
差を平坦化するために透明樹脂層２が形成されている。
目的とする受光部３上には第１カラーフィルター層４、
第２カラーフィルター層５および第３カラーフィルター
層６が形成されている。そして各受光部３に対応してマ
イクロレンズ７が形成されている。また第１カラーフィ
ルター層４、第２カラーフィルター層５、第３カラーフ
ィルター層６、マイクロレンズ７との間には透明樹脂層
２が形成されており、第１カラーフィルター層４、第２
カラーフィルター層５、第３カラーフィルター層６の各
々の混色防止と平坦化の働きをしている。以上のような
構造によりカラーフィルターを備えた固体撮像装置を実
現していた。
の構造について説明する。固体撮像装置基板１の表面段
差を平坦化するために透明樹脂層２が形成されている。
目的とする受光部３上には第１カラーフィルター層４、
第２カラーフィルター層５および第３カラーフィルター
層６が形成されている。そして各受光部３に対応してマ
イクロレンズ７が形成されている。また第１カラーフィ
ルター層４、第２カラーフィルター層５、第３カラーフ
ィルター層６、マイクロレンズ７との間には透明樹脂層
２が形成されており、第１カラーフィルター層４、第２
カラーフィルター層５、第３カラーフィルター層６の各
々の混色防止と平坦化の働きをしている。以上のような
構造によりカラーフィルターを備えた固体撮像装置を実
現していた。
【０００６】次にその動作を説明する。最上層であるマ
イクロレンズ７に入射した光は集束され、第１カラーフ
ィルター層４、第２カラーフィルター層５および第３カ
ラーフィルター層６により各々の分光透過率特性を有す
る光に分解される。そしてその分解された光は各カラー
フィルター層下の受光部３に入射する。受光部３に入射
した光は電気信号に変換され、カラー画像を提供する固
体撮像装置として動作する。
イクロレンズ７に入射した光は集束され、第１カラーフ
ィルター層４、第２カラーフィルター層５および第３カ
ラーフィルター層６により各々の分光透過率特性を有す
る光に分解される。そしてその分解された光は各カラー
フィルター層下の受光部３に入射する。受光部３に入射
した光は電気信号に変換され、カラー画像を提供する固
体撮像装置として動作する。
【０００７】次に図１８〜図３１において、従来の固体
撮像装置の製造方法について工程順に説明する。
撮像装置の製造方法について工程順に説明する。
【０００８】まず図１８は、固体撮像装置基板１上に透
明樹脂層２を形成し、表面を平坦化した状態を示してい
る。
明樹脂層２を形成し、表面を平坦化した状態を示してい
る。
【０００９】図１９は、ゼラチン、カゼインなどに六価
クロムを含む感光剤を添加した染色ベース用材料により
染色ベース用材料層８を形成した状態を示している。続
いて図２０は、前記図１９で形成した染色ベース用材料
層８に対して、マスクを用いてパターニング露光、現像
／リンス等の処理を施し、染色ベース層９を形成した状
態である。続いて図２１は、前記染色ベース層９に対し
て第１染色液による染色を施し、第１カラーフィルター
層４が形成された状態である。
クロムを含む感光剤を添加した染色ベース用材料により
染色ベース用材料層８を形成した状態を示している。続
いて図２０は、前記図１９で形成した染色ベース用材料
層８に対して、マスクを用いてパターニング露光、現像
／リンス等の処理を施し、染色ベース層９を形成した状
態である。続いて図２１は、前記染色ベース層９に対し
て第１染色液による染色を施し、第１カラーフィルター
層４が形成された状態である。
【００１０】次に図２２は、前記第１カラーフィルター
層４の段差の平坦化と次の染色工程での混色防止の目的
で、第１カラーフィルター層４上に透明樹脂層２を形成
した状態を示している。次に図２３は、前記図１９同様
に染色ベース用材料層８を形成した状態を示している。
続いて図２４は、前記図２３で形成した染色ベース用材
料層８に対して、マスクによるパターニング露光、現像
／リンス等の処理を施し、染色ベース層９を形成した状
態である。続いて図２５は、前記染色ベース層９に対し
て第２染色液による染色を施し、第２カラーフィルター
層５が形成された状態である。
層４の段差の平坦化と次の染色工程での混色防止の目的
で、第１カラーフィルター層４上に透明樹脂層２を形成
した状態を示している。次に図２３は、前記図１９同様
に染色ベース用材料層８を形成した状態を示している。
続いて図２４は、前記図２３で形成した染色ベース用材
料層８に対して、マスクによるパターニング露光、現像
／リンス等の処理を施し、染色ベース層９を形成した状
態である。続いて図２５は、前記染色ベース層９に対し
て第２染色液による染色を施し、第２カラーフィルター
層５が形成された状態である。
【００１１】次に図２６は、前記第２カラーフィルター
層５の段差の平坦化と次の染色工程での混色防止の目的
で、第２カラーフィルター層５上に透明樹脂層２を形成
した状態を示している。次に図２７は、前記図１９、図
２３同様に染色ベース用材料層８を形成した状態を示し
ている。続いて図２８は、前記図２７で形成した染色ベ
ース用材料層８に対して、マスクを用いてパターニング
露光、現像／リンス等の処理を施し、染色ベース層９を
形成した状態である。続いて図２９は、前記染色ベース
層９に対して第３染色液による染色を施し、第３カラー
フィルター層６が形成された状態である。
層５の段差の平坦化と次の染色工程での混色防止の目的
で、第２カラーフィルター層５上に透明樹脂層２を形成
した状態を示している。次に図２７は、前記図１９、図
２３同様に染色ベース用材料層８を形成した状態を示し
ている。続いて図２８は、前記図２７で形成した染色ベ
ース用材料層８に対して、マスクを用いてパターニング
露光、現像／リンス等の処理を施し、染色ベース層９を
形成した状態である。続いて図２９は、前記染色ベース
層９に対して第３染色液による染色を施し、第３カラー
フィルター層６が形成された状態である。
【００１２】次に図３０は、前記第３カラーフィルター
層６の段差の平坦化の目的で、第３カラーフィルター層
６上に透明樹脂層２を形成した状態を示している。
層６の段差の平坦化の目的で、第３カラーフィルター層
６上に透明樹脂層２を形成した状態を示している。
【００１３】続いて図３１は、感光性材料をパターニン
グ後に加熱処理するなどしてマイクロレンズ７を形成し
た状態を示している。以上のような方法をもって従来は
カラーフィルターを備えた固体撮像装置を実現してい
た。
グ後に加熱処理するなどしてマイクロレンズ７を形成し
た状態を示している。以上のような方法をもって従来は
カラーフィルターを備えた固体撮像装置を実現してい
た。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の固
体撮像装置の構造では、第１カラーフィルター層４、第
２カラーフィルター層５、第３カラーフィルター層６の
各カラーフィルター層間には透明樹脂層２が存在し、多
層構造をとっている。そのため外部からの熱的衝撃に弱
く、信頼性も限界があった。また各カラーフィルター層
と受光部３との距離が遠くなると画像特性においてフリ
ッカー等の特性不良が発生した。そして各カラーフィル
ター層同士が段違い構造となるため、入射光によっては
カラーフィルター層の間を通り抜けして、色分解されな
い光が入射して画像特性において白抜け、白キズと呼ば
れる不良となっていた。またマイクロレンズ７を形成し
て受光部３へ入射光を集光する構造をとっているが、マ
イクロレンズ７から受光部３までの距離が遠いために集
光率が悪く、受光感度の向上には限界があった。
体撮像装置の構造では、第１カラーフィルター層４、第
２カラーフィルター層５、第３カラーフィルター層６の
各カラーフィルター層間には透明樹脂層２が存在し、多
層構造をとっている。そのため外部からの熱的衝撃に弱
く、信頼性も限界があった。また各カラーフィルター層
と受光部３との距離が遠くなると画像特性においてフリ
ッカー等の特性不良が発生した。そして各カラーフィル
ター層同士が段違い構造となるため、入射光によっては
カラーフィルター層の間を通り抜けして、色分解されな
い光が入射して画像特性において白抜け、白キズと呼ば
れる不良となっていた。またマイクロレンズ７を形成し
て受光部３へ入射光を集光する構造をとっているが、マ
イクロレンズ７から受光部３までの距離が遠いために集
光率が悪く、受光感度の向上には限界があった。
【００１５】従来の固体撮像装置の製造方法にあって
は、ゼラチン、カゼインなどに六価クロムを含む感光剤
を添加した染色ベース用材料を用いており、クロム汚染
という大きな問題があった。また染色ベース用材料を用
いて染色ベース層を形成し、染色するといった工程を繰
り返すことによって、第１カラーフィルター層４、第２
カラーフィルター層５、第３カラーフィルター層６を形
成しているが、工数が多いという問題があった。また染
色工程を含んでいるため、膨潤して染色前後でパターン
寸法が変化するという問題も有していた。そしてその染
色工程においては染色液の温度、濃度、ｐＨ、染色時間
などの複数の染色条件を厳しく制御しながら染色するた
め、染色バラツキが多かった。
は、ゼラチン、カゼインなどに六価クロムを含む感光剤
を添加した染色ベース用材料を用いており、クロム汚染
という大きな問題があった。また染色ベース用材料を用
いて染色ベース層を形成し、染色するといった工程を繰
り返すことによって、第１カラーフィルター層４、第２
カラーフィルター層５、第３カラーフィルター層６を形
成しているが、工数が多いという問題があった。また染
色工程を含んでいるため、膨潤して染色前後でパターン
寸法が変化するという問題も有していた。そしてその染
色工程においては染色液の温度、濃度、ｐＨ、染色時間
などの複数の染色条件を厳しく制御しながら染色するた
め、染色バラツキが多かった。
【００１６】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、各カラーフィルター層から受光部３までの距離
を大きくせず、各々のカラーフィルター層同士が段違い
とならないカラーフィルター層を備える。それにより優
れた画像特性を提供する固体撮像装置を実現する。また
製造方法にあってはクロム汚染がなく、染色工程不要で
効率のよい製造方法を提供することを目的とする。
であり、各カラーフィルター層から受光部３までの距離
を大きくせず、各々のカラーフィルター層同士が段違い
とならないカラーフィルター層を備える。それにより優
れた画像特性を提供する固体撮像装置を実現する。また
製造方法にあってはクロム汚染がなく、染色工程不要で
効率のよい製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、固体撮像装置基板上に順次形成された受光部と、部
分的に異なる分光透過率特性を有する単層のカラーフィ
ルター層と、前記単層のカラーフィルター層上に形成さ
れた表面が平坦な耐エッチング性材料層と、前記耐エッ
チング性材料層上に形成されたマイクロレンズとを有す
る構成よりなる。
は、固体撮像装置基板上に順次形成された受光部と、部
分的に異なる分光透過率特性を有する単層のカラーフィ
ルター層と、前記単層のカラーフィルター層上に形成さ
れた表面が平坦な耐エッチング性材料層と、前記耐エッ
チング性材料層上に形成されたマイクロレンズとを有す
る構成よりなる。
【００１８】また製造方法においては、固体撮像装置基
板上に着色透明材料層を形成する工程と、前記着色透明
材料層上に耐エッチング性材料層を選択的に形成する工
程と、前記耐エッチング性材料層をマスクとして前記着
色材料層をエッチングしてカラーフィルターを形成する
工程と、前記耐エッチング性材料層上にマイクロレンズ
を形成する工程とを有する構成よりなる。
板上に着色透明材料層を形成する工程と、前記着色透明
材料層上に耐エッチング性材料層を選択的に形成する工
程と、前記耐エッチング性材料層をマスクとして前記着
色材料層をエッチングしてカラーフィルターを形成する
工程と、前記耐エッチング性材料層上にマイクロレンズ
を形成する工程とを有する構成よりなる。
【００１９】
【作用】本発明における固体撮像装置の構造によって、
着色透明材料で同一層内に形成された単層カラーフィル
ターと前記単層のカラーフィルター層上にマイクロレン
ズを備えている。そのためカラーフィルター層から受光
部までの距離が大きくならず、かつカラーフィルター層
から受光部までの距離が等しいため、フリッカー等の画
像特性劣化は解消される。またマイクロレンズによって
集光された光が効率よく受光部へ入射するため受光感度
が向上する。また従来のように各カラーフィルター間に
は透明材料層が存在せず、各々のカラーフィルター層同
士が段違い構造とならない。よって入射光がカラーフィ
ルター間を通過して白抜け、白キズなどの画像特性不良
は発生しない。そして単層構造であるので、外部からの
熱的衝撃によるクラックなどの発生は解消され、信頼性
の向上した固体撮像装置が実現する。
着色透明材料で同一層内に形成された単層カラーフィル
ターと前記単層のカラーフィルター層上にマイクロレン
ズを備えている。そのためカラーフィルター層から受光
部までの距離が大きくならず、かつカラーフィルター層
から受光部までの距離が等しいため、フリッカー等の画
像特性劣化は解消される。またマイクロレンズによって
集光された光が効率よく受光部へ入射するため受光感度
が向上する。また従来のように各カラーフィルター間に
は透明材料層が存在せず、各々のカラーフィルター層同
士が段違い構造とならない。よって入射光がカラーフィ
ルター間を通過して白抜け、白キズなどの画像特性不良
は発生しない。そして単層構造であるので、外部からの
熱的衝撃によるクラックなどの発生は解消され、信頼性
の向上した固体撮像装置が実現する。
【００２０】また本発明における固体撮像装置の製造方
法においては、分光透過率特性の異なる着色透明材料層
でカラーフィルター層を形成する工程を繰り返してい
る。ゆえに染色工程なしで単層で複数の分光透過率特性
を有するカラーフィルター層を形成できる。またカラー
フィルター層を形成する材料には、六価クロムなどの有
害物を含んでいない材料を使用するので、汚染の問題も
なくなる。
法においては、分光透過率特性の異なる着色透明材料層
でカラーフィルター層を形成する工程を繰り返してい
る。ゆえに染色工程なしで単層で複数の分光透過率特性
を有するカラーフィルター層を形成できる。またカラー
フィルター層を形成する材料には、六価クロムなどの有
害物を含んでいない材料を使用するので、汚染の問題も
なくなる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００２２】図１は本発明の第１の実施例に係る固体撮
像装置の構造を示す部分拡大断面図である。図２〜図１
６は本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置の製造方
法を工程順に示した部分拡大断面図である。
像装置の構造を示す部分拡大断面図である。図２〜図１
６は本発明の第２の実施例に係る固体撮像装置の製造方
法を工程順に示した部分拡大断面図である。
【００２３】まず図１において本発明の第１の実施例に
係る固体撮像装置の構造について説明する。
係る固体撮像装置の構造について説明する。
【００２４】固体撮像装置基板１の表面段差を平坦化す
るために、耐エッチング性材料層１０が形成されてい
る。目的とする受光部３上の前記耐エッチング性材料層
１０上にはアクリル系材料をベースとした着色透明材料
により、第１カラーフィルター層１１、第２カラーフィ
ルター層１２、第３カラーフィルター層１３が同一層内
で形成されている。第１カラーフィルター層１１、第２
カラーフィルター層１２第３カラーフィルター層１３上
には、表面平坦化と焦点距離合わせの目的で耐エッチン
グ性材料層１０が形成されている。その上にマイクロレ
ンズ７が形成されている。その断面形状は、半円状で受
光部３までの焦点距離に合わせた曲率半径で形成されて
いる。以上のような構造によりカラーフィルターを備え
た固体撮像装置を実現している。
るために、耐エッチング性材料層１０が形成されてい
る。目的とする受光部３上の前記耐エッチング性材料層
１０上にはアクリル系材料をベースとした着色透明材料
により、第１カラーフィルター層１１、第２カラーフィ
ルター層１２、第３カラーフィルター層１３が同一層内
で形成されている。第１カラーフィルター層１１、第２
カラーフィルター層１２第３カラーフィルター層１３上
には、表面平坦化と焦点距離合わせの目的で耐エッチン
グ性材料層１０が形成されている。その上にマイクロレ
ンズ７が形成されている。その断面形状は、半円状で受
光部３までの焦点距離に合わせた曲率半径で形成されて
いる。以上のような構造によりカラーフィルターを備え
た固体撮像装置を実現している。
【００２５】上記構造により、同一層内で第１カラーフ
ィルター層１１、第２カラーフィルター層１２、第３カ
ラーフィルター層１３が形成されて受光部３から各カラ
ーフィルター層までの距離が大きくならず、かつ距離が
等しいため、フリッカー等の画像不良は解消される。ま
たマイクロレンズ７と適正な焦点距離によって入射光は
効率よく受光部３に集光するため、受光感度が高く、画
像特性の優れた固体撮像装置が実現できる。またカラー
フィルター全体としての厚さが厚くなく、従来ほどの多
層構造をなしていないため、外部からの熱的衝撃による
クラック等の破壊もきわめて少なくなる。カラーフィル
ター形成用の着色透明材料にはアクリル系材料をベース
とした有機系高分子材料を用いているために硬化性の優
れたカラーフィルター層が形成できて、高信頼性を提供
する固体撮像装置が実現できる。
ィルター層１１、第２カラーフィルター層１２、第３カ
ラーフィルター層１３が形成されて受光部３から各カラ
ーフィルター層までの距離が大きくならず、かつ距離が
等しいため、フリッカー等の画像不良は解消される。ま
たマイクロレンズ７と適正な焦点距離によって入射光は
効率よく受光部３に集光するため、受光感度が高く、画
像特性の優れた固体撮像装置が実現できる。またカラー
フィルター全体としての厚さが厚くなく、従来ほどの多
層構造をなしていないため、外部からの熱的衝撃による
クラック等の破壊もきわめて少なくなる。カラーフィル
ター形成用の着色透明材料にはアクリル系材料をベース
とした有機系高分子材料を用いているために硬化性の優
れたカラーフィルター層が形成できて、高信頼性を提供
する固体撮像装置が実現できる。
【００２６】なお、第１カラーフィルター層１１を赤
（ＲＥＤ）、第２カラーフィルター層１２を緑（ＧＲＥ
ＥＮ）、第３カラーフィルター層１３を青（ＢＬＵＥ）
の分光透過率特性を有する着色透明材料層により形成す
ると、Ｒ・Ｇ・Ｂカラーフィルターを備えた固体撮像装
置となる。赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬ
ＵＥ）の代わりに、マゼンタ（ＭＧ）、イエロー（Ｙ
Ｅ）、シアン（ＣＹＡＮ）の補色系の分光透過率特性を
有する着色透明材料を用いてもよい。
（ＲＥＤ）、第２カラーフィルター層１２を緑（ＧＲＥ
ＥＮ）、第３カラーフィルター層１３を青（ＢＬＵＥ）
の分光透過率特性を有する着色透明材料層により形成す
ると、Ｒ・Ｇ・Ｂカラーフィルターを備えた固体撮像装
置となる。赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬ
ＵＥ）の代わりに、マゼンタ（ＭＧ）、イエロー（Ｙ
Ｅ）、シアン（ＣＹＡＮ）の補色系の分光透過率特性を
有する着色透明材料を用いてもよい。
【００２７】次に本発明の第１の実施例に係る固体撮像
装置の動作を説明する。最上層であるマイクロレンズ７
に入射した光は集束され、第１カラーフィルター層１
１、第２カラーフィルター層１２および第３カラーフィ
ルター層１３により各々の分光透過率特性を有する光に
分解される。そしてその分解された光は各カラーフィル
ター層下の受光部３に効率よく入射する。これは受光部
３とマイクロレンズ７との距離が焦点距離に等しい構造
であるため、従来に比較して焦点ズレがない分だけ集光
密度が高い状態で入射することができる。受光部３に入
射した光は電気信号に変換され、カラー画像を提供する
固体撮像装置として動作する。
装置の動作を説明する。最上層であるマイクロレンズ７
に入射した光は集束され、第１カラーフィルター層１
１、第２カラーフィルター層１２および第３カラーフィ
ルター層１３により各々の分光透過率特性を有する光に
分解される。そしてその分解された光は各カラーフィル
ター層下の受光部３に効率よく入射する。これは受光部
３とマイクロレンズ７との距離が焦点距離に等しい構造
であるため、従来に比較して焦点ズレがない分だけ集光
密度が高い状態で入射することができる。受光部３に入
射した光は電気信号に変換され、カラー画像を提供する
固体撮像装置として動作する。
【００２８】次に図２〜図１６において、本発明の第２
の実施例に係る固体撮像装置の製造方法について説明す
る。
の実施例に係る固体撮像装置の製造方法について説明す
る。
【００２９】まず図２は、固体撮像装置基板１の表面段
差を平坦化するために耐エッチング性材料層１０を形成
した状態である。ここで前記耐エッチング性材料層１０
の厚みは、表面段差を平坦化するのに必要な最小限の厚
さとし、極力薄くする。
差を平坦化するために耐エッチング性材料層１０を形成
した状態である。ここで前記耐エッチング性材料層１０
の厚みは、表面段差を平坦化するのに必要な最小限の厚
さとし、極力薄くする。
【００３０】次に図３は、前記形成した耐エッチング性
材料層１０上に目的とする分光透過率特性として例えば
赤（ＲＥＤ）の特性を有するアクリル系材料を塗布し
て、第１着色材料層１４を形成した状態である。ここで
第１着色材料層１４は熱硬化させておく。次に図４は、
前記形成した第１着色材料層１４上でかつ目的とする受
光部３上だけに耐エッチング性材料層１０を形成し、レ
ジストマスクとした状態である。耐エッチング性材料層
１０の形成は、選択露光、現像、リンスによって形成す
る。続いて図５は、前記図４の状態に対してエッチング
手段として、酸素プラズマを用いたドライエッチングに
より、耐エッチング性材料層１０によりマスクされた以
外の第１着色材料層１４を除去し、第１カラーフィルタ
ー層１１を形成した状態である。
材料層１０上に目的とする分光透過率特性として例えば
赤（ＲＥＤ）の特性を有するアクリル系材料を塗布し
て、第１着色材料層１４を形成した状態である。ここで
第１着色材料層１４は熱硬化させておく。次に図４は、
前記形成した第１着色材料層１４上でかつ目的とする受
光部３上だけに耐エッチング性材料層１０を形成し、レ
ジストマスクとした状態である。耐エッチング性材料層
１０の形成は、選択露光、現像、リンスによって形成す
る。続いて図５は、前記図４の状態に対してエッチング
手段として、酸素プラズマを用いたドライエッチングに
より、耐エッチング性材料層１０によりマスクされた以
外の第１着色材料層１４を除去し、第１カラーフィルタ
ー層１１を形成した状態である。
【００３１】次に図６は、全面に目的とする分光透過率
特性として例えば緑（ＧＲＥＥＮ）の特性を有するアク
リル系材料を塗布して、第２着色材料層１５を形成した
状態である。ここで第２着色材料層１５は熱硬化させて
おく。次に図７は、前記形成した第２着色材料層１５上
でかつ目的とする受光部３上だけに耐エッチング性材料
層１０を形成し、レジストマスクとした状態である。目
的とする箇所にパターニングするには前記の通りであ
る。続いて図８は、前記図７の状態に対して図５同様に
ドライエッチングにより、耐エッチング性材料層１０に
よりマスクされた以外の第２着色材料層１５を除去し、
第２カラーフィルター層１２を形成した状態である。
特性として例えば緑（ＧＲＥＥＮ）の特性を有するアク
リル系材料を塗布して、第２着色材料層１５を形成した
状態である。ここで第２着色材料層１５は熱硬化させて
おく。次に図７は、前記形成した第２着色材料層１５上
でかつ目的とする受光部３上だけに耐エッチング性材料
層１０を形成し、レジストマスクとした状態である。目
的とする箇所にパターニングするには前記の通りであ
る。続いて図８は、前記図７の状態に対して図５同様に
ドライエッチングにより、耐エッチング性材料層１０に
よりマスクされた以外の第２着色材料層１５を除去し、
第２カラーフィルター層１２を形成した状態である。
【００３２】次に図９は、全面に目的とする分光透過率
特性として例えば黄（ＹＥＬＬＯＷ）の特性を有するア
クリル系材料を塗布して、第３着色材料層１６を形成し
た状態である。ここで第３着色材料層１６は熱硬化させ
ておく。次に図１０は、前記形成した第３着色材料層１
６上でかつ目的とする受光部３上だけに耐エッチング性
材料層１０を形成し、レジストマスクとした状態であ
る。目的とする箇所にパターニングするには前記の通り
である。続いて図１１は、前記図１０の状態に対して図
５、図８と同様に耐エッチング性材料層１０によりマス
クされた以外の第３着色材料層１６を除去し、第３カラ
ーフィルター層１３を形成した状態である。次に図１２
は、前記形成した第１カラーフィルター層１１、第２カ
ラーフィルター層１２、第３カラーフィルター層１３を
形成した際には段差を生じているため、平坦化するため
にそれら各カラーフィルター層上に耐エッチング材料層
１０を形成した状態を示している。
特性として例えば黄（ＹＥＬＬＯＷ）の特性を有するア
クリル系材料を塗布して、第３着色材料層１６を形成し
た状態である。ここで第３着色材料層１６は熱硬化させ
ておく。次に図１０は、前記形成した第３着色材料層１
６上でかつ目的とする受光部３上だけに耐エッチング性
材料層１０を形成し、レジストマスクとした状態であ
る。目的とする箇所にパターニングするには前記の通り
である。続いて図１１は、前記図１０の状態に対して図
５、図８と同様に耐エッチング性材料層１０によりマス
クされた以外の第３着色材料層１６を除去し、第３カラ
ーフィルター層１３を形成した状態である。次に図１２
は、前記形成した第１カラーフィルター層１１、第２カ
ラーフィルター層１２、第３カラーフィルター層１３を
形成した際には段差を生じているため、平坦化するため
にそれら各カラーフィルター層上に耐エッチング材料層
１０を形成した状態を示している。
【００３３】次に図１３は、熱軟化性で１度軟化させた
後は硬化するような材料で感光性材料層１７を形成した
状態を示している。続いて図１４は、前記感光性材料層
１７に対してマスクを用いて３６５［ｎｍ］の波長の光
（ｉ線）で選択露光し、現像・リンス等の処理をして、
感光性材料層パターン１８を形成した状態を示してい
る。なお前記露光時の光の波長は、ｉ線以外の４３６
［ｎｍ］（ｇ線）、４０５［ｎｍ］（ｈ線）もしくはそ
れらすべてを含む波長の光でもよい。微細パターン形成
には短波長であるｉ線が望ましい。次に図１５は、前記
感光性材料層パターン１８に対して、紫外線領域の波長
の光で全面露光し、可視光線領域（４００〜７００ｎ
ｍ）の透過率を９０％以上に向上させて、透明化した感
光性材料層パターン１９を形成した状態を示している。
前記可視光線領域の透過率を向上させるのは、透過率低
下によって感度低下となることを防止したり、画像上の
ザラの発生を防止するためである。次に図１６は、透明
化した感光性材料層パターン１９に対して１５０〜２０
０［℃］で加熱処理し、マイクロレンズ７を形成した状
態を示している。
後は硬化するような材料で感光性材料層１７を形成した
状態を示している。続いて図１４は、前記感光性材料層
１７に対してマスクを用いて３６５［ｎｍ］の波長の光
（ｉ線）で選択露光し、現像・リンス等の処理をして、
感光性材料層パターン１８を形成した状態を示してい
る。なお前記露光時の光の波長は、ｉ線以外の４３６
［ｎｍ］（ｇ線）、４０５［ｎｍ］（ｈ線）もしくはそ
れらすべてを含む波長の光でもよい。微細パターン形成
には短波長であるｉ線が望ましい。次に図１５は、前記
感光性材料層パターン１８に対して、紫外線領域の波長
の光で全面露光し、可視光線領域（４００〜７００ｎ
ｍ）の透過率を９０％以上に向上させて、透明化した感
光性材料層パターン１９を形成した状態を示している。
前記可視光線領域の透過率を向上させるのは、透過率低
下によって感度低下となることを防止したり、画像上の
ザラの発生を防止するためである。次に図１６は、透明
化した感光性材料層パターン１９に対して１５０〜２０
０［℃］で加熱処理し、マイクロレンズ７を形成した状
態を示している。
【００３４】なお、表面段差の平坦化やレジストマスク
に使用する耐エッチング性材料層１０の形成には、酸素
プラズマを用いたドライエッチングとして、例えばＯ2
アッシングに耐性がある材料でよい。
に使用する耐エッチング性材料層１０の形成には、酸素
プラズマを用いたドライエッチングとして、例えばＯ2
アッシングに耐性がある材料でよい。
【００３５】また第１カラーフィルター層１１、第２カ
ラーフィルター層１２、第３カラーフィルター層１３を
形成するための第１着色材料層１４、第２着色材料層１
５、第３着色材料層１６の着色透明材料は、アクリル系
材料に目的とする分光透過率特性を有する色素を添加し
たものなどがよい。そのアクリル系材料としては、ポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリグリシジルメ
タクリレート（ＰＧＭＡ）あるいはこれらの共重合体を
含むような有機系高分子透明材料がよい。また硬化性を
有し、酸素プラズマを用いたＯ2アッシングなどのドラ
イエッチング手段で除去可能な材料であればよく、感光
性の有無は要求しない。
ラーフィルター層１２、第３カラーフィルター層１３を
形成するための第１着色材料層１４、第２着色材料層１
５、第３着色材料層１６の着色透明材料は、アクリル系
材料に目的とする分光透過率特性を有する色素を添加し
たものなどがよい。そのアクリル系材料としては、ポリ
メチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）やポリグリシジルメ
タクリレート（ＰＧＭＡ）あるいはこれらの共重合体を
含むような有機系高分子透明材料がよい。また硬化性を
有し、酸素プラズマを用いたＯ2アッシングなどのドラ
イエッチング手段で除去可能な材料であればよく、感光
性の有無は要求しない。
【００３６】マイクロレンズ７を形成する感光性材料層
１７の材料としては、ナフトキノンジアジドを感光基と
するフェノール系の紫外線感光性ポジ型レジストなどが
挙げられるが、下層である耐エッチング性材料層１０と
密着性、相性がよく、選択露光によって微細パターン形
成が可能であればよい。そして紫外線領域の波長の光で
可視光線領域の透過率を９０％以上にまで上げることが
できるものであればよい。
１７の材料としては、ナフトキノンジアジドを感光基と
するフェノール系の紫外線感光性ポジ型レジストなどが
挙げられるが、下層である耐エッチング性材料層１０と
密着性、相性がよく、選択露光によって微細パターン形
成が可能であればよい。そして紫外線領域の波長の光で
可視光線領域の透過率を９０％以上にまで上げることが
できるものであればよい。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明に係る固体撮像装置
は、目的とする分光透過率特性を有する着色透明材料に
より、同一層内で複数色のカラーフィルター層を形成し
ている。ゆえに各カラーフィルター層同士が段違い構造
とならず、各カラーフィルター間には透明材料などの層
が存在しておらず、従来よりも全体的に薄いカラーフィ
ルターが形成可能である。そのためカラーフィルターか
ら受光部までの距離は大きくならず、その距離も各カラ
ーフィルターで等しくなるため、画像特性においてフリ
ッカー等の不良は解消される。また全体的にカラーフィ
ルター厚が薄く、適正な焦点距離でマイクロレンズを形
成しているので集光性が向上し、受光感度が向上する。
また従来に比較してカラーフィルターが多層構造を形成
しておらず、外部からの熱的衝撃によるフィルターへの
クラックの発生などの破壊はなくなり、信頼性が向上す
る。
は、目的とする分光透過率特性を有する着色透明材料に
より、同一層内で複数色のカラーフィルター層を形成し
ている。ゆえに各カラーフィルター層同士が段違い構造
とならず、各カラーフィルター間には透明材料などの層
が存在しておらず、従来よりも全体的に薄いカラーフィ
ルターが形成可能である。そのためカラーフィルターか
ら受光部までの距離は大きくならず、その距離も各カラ
ーフィルターで等しくなるため、画像特性においてフリ
ッカー等の不良は解消される。また全体的にカラーフィ
ルター厚が薄く、適正な焦点距離でマイクロレンズを形
成しているので集光性が向上し、受光感度が向上する。
また従来に比較してカラーフィルターが多層構造を形成
しておらず、外部からの熱的衝撃によるフィルターへの
クラックの発生などの破壊はなくなり、信頼性が向上す
る。
【００３８】また製造方法にあっては、着色透明材料を
用いているため染色工程なしでカラーフィルター形成が
可能であり、製造工程の短縮になる。また着色透明材料
は感光性を必要とせず、六価クロム等の有害物を含んで
いないため、汚染のない製造方法が実現する。
用いているため染色工程なしでカラーフィルター形成が
可能であり、製造工程の短縮になる。また着色透明材料
は感光性を必要とせず、六価クロム等の有害物を含んで
いないため、汚染のない製造方法が実現する。
【図１】本発明の第１の実施例における固体撮像装置の
構造を示す部分拡大断面図
構造を示す部分拡大断面図
【図２】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第１工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第１工程を示した部分拡大断面図
【図３】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第２工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第２工程を示した部分拡大断面図
【図４】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第３工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第３工程を示した部分拡大断面図
【図５】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第４工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第４工程を示した部分拡大断面図
【図６】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第５工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第５工程を示した部分拡大断面図
【図７】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第６工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第６工程を示した部分拡大断面図
【図８】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第７工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第７工程を示した部分拡大断面図
【図９】本発明の第２の実施例における固体撮像装置の
製造方法の第８工程を示した部分拡大断面図
製造方法の第８工程を示した部分拡大断面図
【図１０】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第９工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第９工程を示した部分拡大断面図
【図１１】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第１０工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第１０工程を示した部分拡大断面図
【図１２】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第１１工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第１１工程を示した部分拡大断面図
【図１３】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第１２工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第１２工程を示した部分拡大断面図
【図１４】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第１３工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第１３工程を示した部分拡大断面図
【図１５】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第１４工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第１４工程を示した部分拡大断面図
【図１６】本発明の第２の実施例における固体撮像装置
の製造方法の第１５工程を示した部分拡大断面図
の製造方法の第１５工程を示した部分拡大断面図
【図１７】従来例における固体撮像装置の構造を示す部
分拡大断面図
分拡大断面図
【図１８】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
１工程を示した部分拡大断面図
１工程を示した部分拡大断面図
【図１９】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
２工程を示した部分拡大断面図
２工程を示した部分拡大断面図
【図２０】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
３工程を示した部分拡大断面図
３工程を示した部分拡大断面図
【図２１】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
４工程を示した部分拡大断面図
４工程を示した部分拡大断面図
【図２２】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
５工程を示した部分拡大断面図
５工程を示した部分拡大断面図
【図２３】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
６工程を示した部分拡大断面図
６工程を示した部分拡大断面図
【図２４】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
７工程を示した部分拡大断面図
７工程を示した部分拡大断面図
【図２５】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
８工程を示した部分拡大断面図
８工程を示した部分拡大断面図
【図２６】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
９工程を示した部分拡大断面図
９工程を示した部分拡大断面図
【図２７】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
１０工程を示した部分拡大断面図
１０工程を示した部分拡大断面図
【図２８】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
１１工程を示した部分拡大断面図
１１工程を示した部分拡大断面図
【図２９】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
１２工程を示した部分拡大断面図
１２工程を示した部分拡大断面図
【図３０】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
１３工程を示した部分拡大断面図
１３工程を示した部分拡大断面図
【図３１】従来例における固体撮像装置の製造方法の第
１４工程を示した部分拡大断面図
１４工程を示した部分拡大断面図
１ 固体撮像装置基板 ２ 透明樹脂層 ３ 受光部 ４ 第１カラーフィルター層 ５ 第２カラーフィルター層 ６ 第３カラーフィルター層 ７ マイクロレンズ ８ 染色ベース用材料層 ９ 染色ベース層 １０ 耐エッチング性材料層 １１ 第１カラーフィルター層 １２ 第２カラーフィルター層 １３ 第３カラーフィルター層 １４ 第１着色材料層 １５ 第２着色材料層 １６ 第３着色材料層 １７ 感光性材料層 １８ 感光性材料層パターン １９ 透明化した感光性材料層パターン
Claims (5)
- 【請求項１】固体撮像装置基板上に、部分的に異なる分
光透過率特性を有する単層のカラーフィルター層と、前
記単層のカラーフィルター層上に形成された表面が平坦
な耐エッチング性材料層と、前記耐エッチング性材料層
上に形成されたマイクロレンズとを有することを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項２】単層のカラーフィルター層が有機系高分子
着色透明材料からなる請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】固体撮像装置基板上に着色透明材料層を形
成する工程と、前記着色透明材料層上に耐エッチング性
材料層を選択的に形成する工程と、前記耐エッチング性
材料層をマスクとして前記着色材料層をエッチングして
カラーフィルターを形成する工程と、前記耐エッチング
性材料層上にマイクロレンズを形成する工程とを有する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】請求項３記載のカラーフィルターを形成す
る工程が着色透明材料層を形成する工程と、前記着色透
明材料層上に耐エッチング性材料層を選択的に形成する
工程と、前記耐エッチング性材料層をマスクとして前記
着色材料層をエッチングする工程とを、前記着色透明材
料の分光透過率特性を変えて複数回繰り返して、部分的
に異なる分光透過率特性を有する単層のカラーフィルタ
ーを形成する工程であることを特徴とする固体撮像装置
の製造方法。 - 【請求項５】請求項３または請求項４記載の着色透明材
料層を形成する工程が有機系高分子着色透明材料層を形
成する工程である固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076709A JPH05183140A (ja) | 1991-10-31 | 1992-03-31 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-285912 | 1991-10-31 | ||
| JP28591291 | 1991-10-31 | ||
| JP4076709A JPH05183140A (ja) | 1991-10-31 | 1992-03-31 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05183140A true JPH05183140A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=26417845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076709A Pending JPH05183140A (ja) | 1991-10-31 | 1992-03-31 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05183140A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245101A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Canon Inc | カラーフィルタを有する撮像装置 |
| JP2007011324A (ja) * | 2005-06-03 | 2007-01-18 | Fujifilm Holdings Corp | カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタおよび画像記録材料 |
| US9748305B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-08-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor having improved light utilization efficiency |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076709A patent/JPH05183140A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006245101A (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-14 | Canon Inc | カラーフィルタを有する撮像装置 |
| JP2007011324A (ja) * | 2005-06-03 | 2007-01-18 | Fujifilm Holdings Corp | カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタおよび画像記録材料 |
| US9748305B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-08-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensor having improved light utilization efficiency |
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